(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに回転可能に支持された回転軸に取り付けられ且つ多極の永久磁石が配置された回転子，前記回転子の外周に配置され且つ前記ハウジングに固定されたステータ，及び前記回転子の両端に対応し且つ前記ステータの両端側の前記ハウジングにそれぞれ固定された電磁石コイルを有し，前記回転子は，前記回転軸上に配置され且つ前記電磁石コイルに対応する位置まで軸方向に延びている円筒磁路部材，前記円筒磁路部材の外周に配置された透磁部材，及び前記透磁部材の外周に配置されて軸方向に延び且つ周方向に非磁性材を介在して複数配置されたＮ極とＳ極に交互に着磁された永久磁石板状片から成る永久磁石部材から構成され，また，前記円筒磁路部材は，一方の前記電磁石コイルに対応して配設されたＮ極用円筒部から前記永久磁石板状片の前記Ｎ極に対応して軸方向に延びるＮ極用電磁石磁路部と他方の前記電磁石コイルに対応して配設されたＳ極用円筒部から前記永久磁石板状片の前記Ｓ極に対応して軸方向に延びるＳ極用電磁石磁路部とから成り，前記Ｎ極用電磁石磁路部と前記Ｓ極用電磁石磁路部とは周方向に交互に非磁性材を介在して配置されていることから成る永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項２】
前記永久磁石部材の外周には，前記永久磁石部材の遠心力による離脱を防止するため，高張力炭素繊維を芯材としてアルミニウムを溶解固化させた第１補強部材が配設されていることから成る請求項１に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項３】
前記円筒磁路部材の前記Ｎ極用電磁石磁路部と前記Ｓ極用電磁石磁路部とは，外周面が周方向に延びる第２補強部材で緊締され，全体として円筒状に形成されていることから成る請求項１に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項４】
前記Ｎ極用電磁石磁路部の先端部と前記Ｓ極用円筒部との間，及び前記Ｓ極用電磁石磁路部の先端部と前記Ｎ極用円筒部との間には，磁力を通し難いＡｌ材，銅合金材，樹脂，オーステナイトＳＵＳ材等の非磁性材によって補強され，前記磁路部間の隙間は前記回転子と前記ステータ間及び前記透磁部材と前記回転子間の隙間の総和より大きくなっていることから成る請求項１に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項５】
前記永久磁石板状片間の接触隙間及び前記Ｎ極用電磁石磁路部と前記Ｓ極用電磁石磁路部との接触隙間には，耐熱性樹脂又はＡｌ材が溶融埋設されていることから成る請求項１に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項６】
前記ステータは，周方向にスロット部を形成して櫛部が設けられたステータコア，及び前記スロット部間に跨がって前記櫛部に位相がほぼ同等になるように巻き上げられた巻線から構成され，前記巻線を複数個の巻線群に分割して直列又は並列に接続可能に三相スター結線に構成され，前記巻線群毎の端子のそれぞれの結線部から出された出力端子の結線を，コントローラによって切り換え制御することによって前記回転子の回転数に応じて所定の出力電圧を出力させることから成る請求項１に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項７】
前記コントローラは，前記ステータの前記巻線が電圧の低い巻線群と電圧の高い巻線群に分割され，磁束制御によって二種類の一定電圧を持つ電力を供給できる制御を行なうことから成る請求項６に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項８】
分割された前記電圧の低い巻線群と前記電圧の高い巻線群は，並列に結線され，低電圧で大電流を持つ発電性能を得ることができることから成る請求項７に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項９】
前記コントローラは，エンジン又は前記回転子の回転数が低い状態に応答して前記結線部から出された前記出力端子を直列に結線し，回転数が高くなるに従って直列に結線する数を低減し，回転数の変化に対して常に一定の所定の出力電圧を出力させることから成る請求項６に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項１０】
前記コントローラは，前記回転子の所定の回転数領域で前記出力端子の結線によって得られる出力電圧が低いことに応答して前記電磁石コイルに通電してＮ極の磁力を増加させる方向に電流を流し，前記出力電圧が高いことに応答して前記電磁石コイルに通電してＮ極の磁力を減少させるよう逆電流を流し，常に一定の所定の出力電圧を出力させることから成る請求項６に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項１１】
前記コントローラは，出力された所定の出力電圧を整流器で整流し，直流として供給すると同時にインバータによって所定の周波数の交流を得るように制御することから成る請求項６に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【請求項１２】
前記コントローラは，前記永久磁石式発電・電動機を電動機として使用する場合には，前記永久磁石部材の磁力を減少させるように前記電磁石コイルに通電する制御をすることから成る請求項６に記載の永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，ハウジングに回転可能に支持された回転軸に取り付けられた永久磁石板材から成る回転子，該回転子の外周に配置されたステータ及び該ステータの両端側に配置された電磁石コイルから成る永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，永久磁石の性能が向上するに従って永久磁石を発電・電動機の回転子即ちロータとして使用される機会が増加してきた。また，永久磁石をロータとした発電・電動機は，高い発電効率又は電動効率が得られることと，簡単な構造で構成できるということから，最近，工業用機器に多く使用されるようになった。そこで，発電・電動機についてコンパクト化したり，高性能化，高出力化する技術の開発が盛んになり，それに伴って構成部品の多様化が必要となっている。
【０００３】
従来，電動機は，その低速トルクを増加させるため，ロータに対してその外周に配置されるステータの磁力を増大させ，回転トルクを増大させることが有効である。電動機について，回転トルクを増大させることができれば，低速での起動力を増すことができ，機械動力源としての役割を増すことができる。永久磁石をロータとした電動機としては，例えば，特開昭６２−２７２８５０号公報に開示された永久磁石式回転機が知られている。該公報に開示された永久磁石式回転機は，ロータに永久磁石が配置され，可動磁性体が封入されたロータの回転で径方向へ可動磁性体を案内する磁極片形成用の容器をロータに設けたものである。
【０００４】
また，特開平７−２３６２６０号公報に開示された高出力交流発電・電動機は，回転速度に応じて磁束密度を制御して発電量を適正に制御するものであり，ロータとステータとの間に制御リングを相対回転可能に配置し，制御リングに接離可能な透磁性体を設けたものである。
【０００５】
また，特開平２０００−２６１９９６号公報に開示された高トルク型電動・発電機は，透磁部材をアモルファス合金で作製し，磁力をスムースに効率的に，小スペースの中を通過させるように構成したものであり，回転軸上に隣接間に非磁性部材が介在された透磁部材，透磁部材の外周に配置された磁路コア，磁路コアの外周に配置された板状の永久磁石部材，及び永久磁石部材の外周面に固定された非磁性の補強部材から構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，自動車用発電機では，その電力発電特性は，通常，１２Ｖと２４Ｖが用いられているので，この電力に合致した電力を供給する必要がある。しかしながら，自動車に用いられている他の動力を必要とする補機類は，１２Ｖや２４Ｖでは電圧が低過ぎて配線の途中でロスが生じたり，巻線等の配線の線径が太過ぎたりする問題が発生する。発電機について，自動車等の車両に合致する電力と，補機類や補助機械を駆動させるには，配線の途中でロスを低減して巻線等の配線の線径を細く構成してコンパクトに構成される補機類や補助機械に用いられる電力とを発電する構造のものが望まれている。
【０００７】
また，永久磁石を用いた高出力の発電・電動機では，永久磁石の磁束が決まっており，磁力が変わらないので，低速でも高速でもステータコアを通過する磁力は変化しない。ところが，回転子の回転速度が増加すると，その回転速度に比例して電圧は増加し，出力も増加する。従って，回転子の低速度で必要な出力電圧を得るように構成すると，高速度では極めて大きな電圧となり，その制御が不可能になる。また，低速時に，出力電圧を大きくするためには，永久磁石を大きくするか又は電流を大きくし，巻線の巻き数を増加させ，ステータ側の磁力を増し，そのトルクを大きくしなければならないが，高速度では極めて大きな電圧となり，その制御が不可能になる。また，発電・電動機でトルクを大きくするためには，ステータコアへの巻線の線材の線径を太くし，大電流を流し，ステータの磁力を増加させる必要がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記の問題を解決することであり，ステータコアのスロット部への巻線を分割して複数の巻線群を形成し，各巻線群を直列及び／又は並列に結線し，回転子の回転数の変化に対しても所定の出力電圧を得るように制御すると共に，ステータの両端側に配置した電磁石コイルに対応して回転子の軸方向両端部に円筒磁路部材を延出させ，電磁石コイルへの通電によって回転子の永久磁石板状片を流れる磁力を出力電圧が低い時には増加させ，出力電圧が高い時には減少させて常に所定の出力電圧を確保することができる永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置を提供することである。
【０００９】
この発明は，ハウジングに回転可能に支持された回転軸に取り付けられ且つ多極の永久磁石が配置された回転子，前記回転子の外周に配置され且つ前記ハウジングに固定されたステータ，及び前記回転子の両端に対応し且つ前記ステータの両端側の前記ハウジングにそれぞれ固定された電磁石コイルを有し，前記回転子は，前記回転軸上に配置され且つ前記電磁石コイルに対応する位置まで軸方向に延びている円筒磁路部材，前記円筒磁路部材の外周に配置された透磁部材，及び前記透磁部材の外周に配置されて軸方向に延び且つ周方向に非磁性材を介在して複数配置されたＮ極とＳ極に交互に着磁された永久磁石板状片から成る永久磁石部材から構成され，また，前記円筒磁路部材は，一方の前記電磁石コイルに対応して配設されたＮ極用円筒部から前記永久磁石板状片の前記Ｎ極に対応して軸方向に延びるＮ極用電磁石磁路部と他方の前記電磁石コイルに対応して配設されたＳ極用円筒部から前記永久磁石板状片の前記Ｓ極に対応して軸方向に延びるＳ極用電磁石磁路部とから成り，前記Ｎ極用電磁石磁路部と前記Ｓ極用電磁石磁路部とは周方向に交互に非磁性材を介在して配置されていることから成る永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置に関する。
【００１０】
前記永久磁石板状片の外周には，前記永久磁石板状片の遠心力による離脱を防止するため，高張力炭素繊維を芯材としてアルミニウムを溶解固化させた第１補強部材が配設されている。
【００１１】
前記円筒磁路部材の前記Ｎ極用電磁石磁路部と前記Ｓ極用電磁石磁路部とは，外周面が周方向に延びる第２補強部材で緊締され，全体として円筒状に形成されている。
【００１２】
前記Ｎ極用電磁石磁路部の先端部と前記Ｓ極用円筒部との間，及び前記Ｓ極用電磁石磁路部の先端部と前記Ｎ極用円筒部との間には，磁力を通し難いＡｌ材，銅合金材，樹脂，オーステナイトＳＵＳ材等の非磁性材によって補強され，前記磁路部間の隙間は前記回転子と前記ステータ間及び前記透磁部材と前記回転子間の隙間の総和より大きくなっている。
【００１３】
前記永久磁石板状片間の接触隙間及び前記Ｎ極用電磁石磁路部と前記Ｓ極用電磁石磁路部との接触隙間には，耐熱性樹脂又はＡｌ材が溶融埋設されている。
【００１４】
前記ステータは，周方向にスロット部を形成して櫛部が設けられたステータコア，及び前記スロット部間に跨がって前記櫛部に位相がほぼ同等になるように巻き上げられた巻線から構成され，前記巻線を複数個の巻線群に分割して直列又は並列に接続可能に三相スター結線に構成され，前記巻線群毎の端子のそれぞれの結線部から出された出力端子の結線を，コントローラによって切り換え制御することによって前記回転子の回転数に応じて所定の出力電圧を出力させる。
【００１５】
前記コントローラは，前記ステータの前記巻線が電圧の低い巻線群と電圧の高い巻線群に分割され，磁束制御によって二種類の一定電圧を持つ電力を供給できる制御を行なう。また，分割された前記電圧の低い巻線群と前記電圧の高い巻線群は，並列に結線され，低電圧で大電流を持つ発電性能を得ることができる。
【００１６】
前記コントローラは，エンジン又は前記回転子の回転数が低い状態に応答して前記結線部から出された前記出力端子を直列に結線し，回転数が高くなるに従って直列に結線する数を低減し，回転数の変化に対して常に一定の所定の出力電圧を出力させる。
【００１７】
前記コントローラは，前記回転子の所定の回転数領域で前記出力端子の結線によって得られる出力電圧が低いことに応答して前記電磁石コイルに通電してＮ極の磁力を増加させる方向に電流を流し，前記出力電圧が高いことに応答して前記電磁石コイルに通電してＮ極の磁力を減少させるよう逆電流を流し，常に一定の所定の出力電圧を出力させる。また，前記コントローラは，出力された所定の出力電圧を整流器で整流し，直流とし，供給すると同時にインバータによって所定の周波数の交流を得るように制御する。
【００１８】
前記コントローラは，前記永久磁石式発電・電動機を電動機として使用する場合には，前記永久磁石部材の磁力を減少させるように前記電磁石コイルに通電する制御をする。
【００１９】
この永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置は，上記のように構成されているので，回転子の回転速度が変化しても常に所望の一定の電圧を得ることができ，高速時に極めて大きな電圧になることがなく，適正な電圧制御が可能になる。例えば，車両用として必要な電力が１２Ｖ〜２８Ｖであり，０．５ＫＷ〜１ＫＷ程度であり，車両に設けられた補機類用又は補助機械用としては２ＫＷ〜３ＫＷの電力が必要であるが，車両用として必要な電力は直流で電圧が１２Ｖ〜２８Ｖであり，３ＫＷの電力を１２Ｖ〜２８Ｖとすると，電流値が大きくなり，ロスによる発熱が大きくなる。その他の補機類や補助機械では，交流で電圧が１００Ｖ〜２００Ｖであっても問題はなく，電圧が高い方が配線上の問題が少なくなり，例えば，補機類へ供給する電力を得るための巻線について，巻線の線径を小さく形成することができ，小型に且つ軽量に形成することができ，また，スイッチングリレー等を用いる場合には電圧を大きくすることができ，電流が小さくなり，接点の溶着等が発生しない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明による複数系統の電力発電特性を持つ発電装置の実施例を説明する。
【００２１】
この発明による永久磁石式発電・電動機の電圧制御装置は，例えば，自動車等の車両に搭載されたエンジンに設けた発電機，コージェネレーションシステムのエンジンに組み込まれた発電機，ハイブリット自動車のエンジン等の出力軸に取り付けられた発電機，車両等に設置されたディーゼルパティキュレートフィルタに設けられたヒータへの電力を供給するための発電機，排気ガスエネルギを回収するターボチャージャに組み込まれた発電機，或いはエネルギ回収装置に設けた発電機に適用して好ましいものである。
【００２２】
この永久磁石式発電・電動機は，図１に示すように，一対のハウジング１Ａ，１Ｂ及びハウジング１Ａと１Ｂとの中間のハウジング１Ｃとを締結ねじ１９によって一体に固定したハウジング１，ハウジング１Ａ，１Ｂに一対の軸受２３によって回転可能に支持された回転軸２，回転軸２に固定された多極の永久磁石板状片１５を周方向に隔置して設けた永久磁石部材５から成る回転子即ちロータ３，ロータ３の外周でロータ３との間に隙間３２を形成してハウジング１Ａ，１Ｂに固定されたステータ４，並びにロータ３の両端に対応し且つステータ４の両端側のハウジング１Ａと１Ｂにそれぞれ固定された電磁石コイル１０を有する。
【００２３】
ロータ３は，ハウジング１Ａ，１Ｂに固定されたステータ４の中空孔に所定の間隔の隙間３２を形成した状態で回転可能に挿通されている。ロータ３は，回転軸２の一端に設けた押え板２２と他端に設けた押え板２６を介して回転軸２のねじ部２１に螺入された固定ナット２４とによって回転軸２に固定されている。回転軸２は，例えば，その端部にナットで固定されたベルトプーリ等を通じてエンジンの出力軸に動力伝達装置を介して取り付けられた回転軸に連結されたり，或いはタービン軸等の回転軸を構成している。ロータ３は，回転軸２上に配置され且つ電磁石コイル１０に対応する位置まで軸方向に延びている円筒磁路部材７，円筒磁路部材７の外周に配置された透磁部材６，及び透磁部材６の外周に配置されて軸方向に延び且つ周方向に非磁性材１４を介在して複数配置されたＮ極とＳ極に交互に着磁された永久磁石板状１５から成る永久磁石部材５から構成されている。永久磁石部材５の外周には，永久磁石部材５の遠心力による離脱を防止するため，高張力炭素繊維を芯材としてアルミニウムを溶解固化させた第１補強部材１３が配設されている。
【００２４】
円筒磁路部材７は，特に，図３と図４に示すように，一方の電磁石コイル１０に対応して配設されたＮ極用円筒部７Ｎから永久磁石板状片１５のＮ極に対応して軸方向に延びるＮ極用電磁石磁路部１６と，他方の電磁石コイル１０に対応して配設されたＳ極用円筒部７Ｓから永久磁石板状片１５のＳ極に対応して軸方向に延びるＳ極用電磁石磁路部１７とから構成されている。Ｎ極用電磁石磁路部１６とＳ極用電磁石磁路部１７とは，周方向に交互に非磁性材３４を介在して配置されている。また，円筒磁路部材７のＮ極用電磁石磁路部７ＮとＳ極用電磁石磁路部７Ｓとは，外周面が周方向に延びる第２補強部材３３で緊締され，全体として円筒状に形成されている。更に，Ｎ極用電磁石磁路部１６の先端３５とＳ極用円筒部７Ｓとの間，及びＳ極用電磁石磁路部１７の先端部３６とＮ極用円筒部７Ｎとの間には，磁力を通し難いＡｌ材，銅合金材，樹脂，オーステナイトＳＵＳ材等の非磁性材１８によって補強されている。また，永久磁石板状片１５間の接触隙間及びＮ極用電磁石磁路部１６とＳ極用電磁石磁路部１７との接触隙間には，耐熱性樹脂が溶融埋設されている。ここで，Ｎ極用電磁石磁路部１６とＳ極用電磁石磁路部１７との間の隙間は，ロータ３とステータ４間の隙間３２，透磁部材６と磁路部材９間の隙間の総和より大きくし，磁束が逃げないように構成されている。
【００２５】
ステータ４は，図２及び図４に示すように，ロータ３の外周との間に隙間３２を形成し且つ円周方向に隔置してスロット部１２を形成するように櫛部１１を立設した外側円筒部の磁路円筒部３８から成る櫛状のステータコア３７，及びステータコア３７の櫛部１１間のスロット部１２に跨がって櫛部１１に位相がほぼ同等になるように巻き上げられた複数の巻線８から構成されている。また，ステータ４の軸方向の両端側には，ハウジング１Ａ，１Ｂにそれぞれ固定された磁路部材９が配置されており，電磁石コイル１０は，磁路部材９に固定され，内側に透磁部材６の円筒材が回転している。また，磁路部材９の内周面とロータ３の外周面との間には，磁路隙間４０が形成されている。
【００２６】
巻線８は，ステータコア３７のスロット部１２を周方向に複数の巻線群１Ｕ−１Ｖ−１Ｗ，２Ｕ−２Ｖ−２Ｗ，及び３Ｕ−３Ｖ−３Ｗに分割し，スロット部１２毎にずらして直列に接続可能に三相スター結線に巻き上げられている。この永久磁石式発電・電動機は，巻線群毎の巻線８の端子のそれぞれの結線部２７（図５）は，出力端子が結線され，コントローラ２５によって切り換え制御され，ロータ３の回転数に応じて種類の異なる所定の出力電圧を出力させることができる。巻線群は，例えば，図５に示すように，３巻線群，即ち，第１グループ（１Ｕ−１Ｖ−１Ｗ），第２グループ（２Ｕ−２Ｖ−２Ｗ）及び第３グループ（３Ｕ−３Ｖ−３Ｗ）に区画されている。巻線群のうち一巻線グループの巻線８は，電気角１２０°ずれて巻き上げられた所定の電圧を確保する三相巻線に巻き上げられている。コントローラ２５は，エンジン又はロータ３の回転数が低い状態に応答して結線部２７から出された出力端子を図５に示すように直列，又は図６の（Ｂ）に示すように並列に結線し，回転数が高くなるに従って直列に結線する数を低減し，回転数の変化に対して常に一定の所定の出力電圧を出力させるように制御する。勿論，直列結線した状態でも良く，図６の（Ａ）に示すように，第１グループと第２グループは直列に結線し，第３グループは低圧側として別に三相結線してもよいものである。
【００２７】
特に，コントローラは，ロータ３の所定の回転数領域で出力端子の結線によって得られる出力電圧が低いことに応答して電磁石コイル１０に通電してＮ極の磁力を増加させる方向に電流を流し，出力電圧が高いことに応答して電磁石コイル１０に通電してＮ極の磁力を減少させる方向に電流を流し，常に一定の所定の出力電圧を出力させるように制御する。コントローラ２５は，永久磁石式発電・電動機を電動機として使用する場合には，永久磁石部材５の磁力を減少させるように電磁石コイル１０に通電する制御をすることができる。
【００２８】
コントローラ２５による巻線群の単独，直列結線及び／又は並列結線の切り換え制御は，例えば，結線部２７において出力端子をそれぞれ結線し，ライン２８を通じてスイッチングリレー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，３０Ｈ，及び３０Ｉのスイッチングによって達成でき，発電された電力が三相交流電源３０として得られる。コントローラ２５は，ロータ３の回転数（ＲＰＭ）に応答して，電磁石コイル１０に対する通電制御と巻線群の直列及び／又は並列の結線を，スイッチングリレーのスイッチングの制御を行なうことによって予め決められた所定の交流電圧を三相交流電源３０として得ることができるように制御する。また，コントローラ２５は，所定の電圧に出力された電力を整流器３１で整流し，所定の電圧，例えば，２４Ｖの直流と１００Ｖ，５０〜６０Ｈｚの電圧の交流，例えば，２４Ｖ直流と２００Ｖ，５０〜６０Ｈｚの三相交流３９を出力するインバータ２９を有している。
【００２９】
例えば，コントローラ２５は，スイッチングリレー３０Ｃ，３０Ｄ及び３０ＧをＯＮし，他のスイッチングリレーをＯＦＦにする制御を行なうと，単巻になって図７の（Ａ）に示すような出力電圧を得ることができる。また，スイッチングリレー３０Ｂ，３０Ｅ及び３０ＨをＯＮし，他のスイッチングリレーをＯＦＦにする制御を行なうと，２巻直列になって図７の（Ａ）に示すような出力電圧を得ることができる。更に，スイッチングリレー３０Ａ，３０Ｆ及び３０ＩをＯＮし，他のスイッチングリレーをＯＦＦにする制御を行なうと，３巻直列になって図７の（Ａ）に示すような出力電圧を得ることができる。勿論，図７の（Ｂ）に示すように，巻線８を直列に全て接続して使用してもよいものである。従って，コントローラ２５は，ロータ３の回転数に応じてスイッチングリレーのスイッチングを制御することによって，図７の（Ａ）に示すように，出力電圧（Ｖ）として一定電圧を得ることができる。また，ステータ４の巻線８は，ロータ３の永久磁石の極数に合わせて同位相に構成し，巻線群１Ｕ−１Ｖ−１Ｗ，２Ｕ−２Ｖ−２Ｗ及び３Ｕ−３Ｖ−３Ｗを並列に結線することによって低電圧で大電流型の発電機に構成することができる。
【００３０】
【発明の効果】
この発明による永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置は，上記のように構成されているので，巻線群の巻線の端子を互いに直列及び／又は並列に結線するだけで，高速時や低速時において所望の所定の電圧を得ることができ，常に電圧制御を良好に行なうことができ，また，この永久磁石式発電・電動機の電圧安定装置は，ステータの両端側に電磁石コイルを配置し，電磁石コイルに対応して回転子の両端から延出した透磁部材を設けたので，コントローラによって回転子の所定の回転数領域で出力端子の結線によって得られる出力電圧が低いことに応答して電磁石コイルに通電してＮ極の磁力を増加させる方向に電流を流し，出力電圧が高いことに応答して電磁石コイルに通電してＮ極の磁力を減少させる方向に電流を流し，常に一定の所定の出力電圧を出力させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による電圧安定装置を有する永久磁石式発電・電動機を示す概略断面図である。
【図２】図１の永久磁石式発電・電動機を示す図１のＡ−Ａ断面の断面図である。
【図３】図１の永久磁石式発電・電動機における円筒磁路部材を示す斜視図である。
【図４】図２の符号Ｂにおける拡大断面展開図である。
【図５】図１の永久磁石式発電・電動機の巻線群の結線回路の一例を示す回路図である。
【図６】図１の永久磁石式発電・電動機の巻線群の結線回路の別の例を示す回路図である。
【図７】図１の永久磁石式発電・電動機によって発電される回転数に対する出力電圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  ハウジング
２    回転軸
３    ロータ（回転子）
４    ステータ
５    永久磁石部材
６    透磁部材
７    磁路部材
７Ｎ  Ｎ極用電磁石磁路部
７Ｓ  Ｓ極用電磁石磁路部
８    巻線
９    磁路部材
１０  電磁石コイル
１１  櫛部
１２  スロット部
１３  第１補強部材
１４，１８，３４  非磁性材
１５  永久磁石板状片
１６  Ｎ極用電磁石磁路
１７  Ｓ極用電磁石磁路
１９  締結ねじ
２１  ねじ部
２２，２６  押えプレート
２３  軸受
２４  ナット
２５  コントローラ
２７  結線部
２８  ライン
２９  インバータ
３０  交流電源
３０Ａ〜３０Ｉ  スイッチングリレー
３１  整流器
３２  隙間
３３  第２補強部材
３５，３６  先端部
３７  ステータコア
３８  磁路円筒部
３９  三相交流
４０  磁路隙間
１Ｕ−１Ｖ−１Ｗ，２Ｕ−２Ｖ−２Ｗ，３Ｕ−３Ｖ−３Ｗ  巻線群
【図１】
0003709145.tif 000002
【図２】
0003709145.tif 000003
【図３】
0003709145.tif 000004
【図４】
0003709145.tif 000005
【図５】
0003709145.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003709145.tif 000008