(57)【要約】【課題】巻線の銅損が大きくなることを防止し、効率を向上可能な、永久磁石回転電機等を提供する。【解決手段】実施形態の永久磁石回転電機は、ロータコアとステータコアとを有する。ロータコアは、回転軸に取付けられており、永久磁石が設けられている。ステータコアは、回転軸の径方向においてロータコアに対向して配置されており、スロットに巻線が設けられている。ここでは、巻線が集中巻きで巻回されている。また、毎極毎相スロット数ｑが下記の関係式（Ａ）を満たす分数になるように構成されている。  １／４＜ｑ＜１／２      ・・・（Ａ）【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取付けられており、永久磁石が設けられているロータコアと、
前記回転軸の径方向において前記ロータコアに対向して配置されており、スロットに巻線が設けられているステータコアと
を有し、
前記巻線が集中巻きで巻回されており、
毎極毎相スロット数ｑが下記の関係式（Ａ）を満たす分数になるように構成されていることを特徴とする、
永久磁石回転電機。
１／４＜ｑ＜１／２      ・・・（Ａ）
【請求項２】
前記毎極毎相スロット数ｑが、３／８であることを特徴とする、
請求項１に記載の永久磁石回転電機。
【請求項３】
相数が３相であることを特徴とする、
請求項１または２に記載の永久磁石回転電機。
【請求項４】
前記ステータコアは、複数のステータコア部材を組み合わせて構成されており、
前記スロットが前記ステータコアに形成されるスロット数は、前記ステータコアを構成する複数のステータコア部材の数の整数倍であることを特徴とする、
請求項１から３のいずれかに記載の永久磁石回転電機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の永久磁石回転電機
を有し、
前記永久磁石回転電機の回転軸が風力によって回転することにより、前記永久磁石回転電機において発電が行われることを特徴とする、
風力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、永久磁石回転電機、および、風力発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石回転電機は、ロータコアに永久磁石が設けられたロータ（回転子）と、ステータコアのスロットに巻線（コイル）が設けられたステータ（固定子）とを含む。永久磁石回転電機は、たとえば、インナーロータタイプであって、回転軸の径方向においてロータの外側にステータが配置されている。
【０００３】
永久磁石回転電機は、たとえば、風力発電システムにおいて発電機として利用されている（たとえば、特許文献１参照）。この永久磁石回転電機は、分布巻きの巻線を含み、毎極毎相スロット数ｑが、１＜ｑ≦３／２の関係を満たす分数になるように構成されている。たとえば、この永久磁石回転電機は、３相交流発電機（相数ｍ＝３）であって、１４極の永久磁石（極数ｐ＝１４）と、４８個のスロット（スロット数ｓ＝４８）とを備えている場合、毎極毎相スロット数ｑが８／７である（ｑ＝ｓ／（ｍ×ｐ）＝４８／（３×１４））。
【０００４】
上記のように構成（分数スロット）することにより、永久磁石回転電機においては、毎極毎相スロット数ｑを同じにする場合に極数ｐを増加したときでも、毎極毎相スロット数ｑが整数の場合（整数スロット）と比べて、採用しうるスロット数ｓの種類が増える結果、スロット数ｓが増加することを抑制することができる。また、低速の発電機において誘導される電圧の周波数を大きくするために、極数ｐを増加させた場合でも、分数スロットの場合は整数スロットに比べてスロット数の増加を抑えることができるため、スロットを形成するときの打ち抜き工程数が増加することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４７２５６８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、風力発電システムは、洋上に設置され、大容量化が進められている。これに伴って、風力発電システムは、風車ブレードの大直径化と強度の関係から、低速化が求められている。さらに、風力発電システムは、洋上への設置に対応して、保守の軽減と信頼性の向上を実現するために、風車と発電機との間に増速機を設置せずに、低速で発電機を直接駆動させる場合がある。たとえば、一分間当たり１０回転程度の条件で、発電機の駆動が行われる。
【０００７】
発電システムの出力部において５０Ｈｚから６０Ｈｚの電圧を出力するために、発電機の出力はインバータにおいて周波数が変換される。しかし、インバータに入力される周波数の下限（入力下限周波数）は、たとえば、１０Ｈｚ前後であるので、その下限の周波数に発電機の発電電圧をするためには、極数ｐを大きくする必要がある。たとえば、極数ｐが１２０から１４０極になる。また、この場合において、上記の永久磁石回転電機（特許文献１）を発電機として利用するときには、スロット数ｓが４８０個になる。
【０００８】
このような事情により、永久磁石回転電機においては、スロット１個当たりの断面積が小さくなり、スロット内において絶縁膜が占める割合が大きくなるので、スロット内に挿入可能な巻線は、断面積が小さくなる。その結果、永久磁石回転電機においては、巻線の銅損が大きくなり、発電などの効率を十分に向上させることが困難な場合がある。特に、低速で駆動する発電機として永久磁石回転電機を利用するときには、上記の不具合の発生が顕在化する場合がある。
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、巻線の銅損が大きくなることを防止し、効率を向上可能な、永久磁石回転電機、および、風力発電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の永久磁石回転電機は、ロータコアとステータコアとを有する。ロータコアは、回転軸に取付けられており、永久磁石が設けられている。ステータコアは、回転軸の径方向においてロータコアに対向して配置されており、スロットに巻線が設けられている。ここでは、巻線が集中巻きで巻回されている。また、毎極毎相スロット数ｑが下記の関係式（Ａ）を満たす分数になるように構成されている。
【００１１】
１／４＜ｑ＜１／２      ・・・（Ａ）
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係る風力発電システムの主要部を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る永久磁石回転電機の主要部を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る永久磁石回転電機の主要部を示す図である。
【図４】図４は、実施形態に係る永久磁石回転電機において、ステータコアの一部を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係る永久磁石回転電機において、巻線の配置を模式的に示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係る永久磁石回転電機において、毎極毎相スロット数ｑと巻線係数Ｋとの関係、および、毎極毎相スロット数ｑと銅損比率Ｚとの関係を示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係る風力発電システムの変形例について、主要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
［Ａ］風力発電システムの構成
図１は、実施形態に係る風力発電システムの主要部を示す図である。図１では、風力発電システムの側面を模式的に示しており、一部については断面を示している。
【００１５】
風力発電システム１は、図１に示すように、たとえば、アップウィンド型のプロペラ風車であって、タワー２と、ナセル３と、ロータハブ４と、ブレード５とを有する。
【００１６】
風力発電システム１のうち、タワー２は、垂直方向に沿って延在しており、地中に埋め込まれた基台（図示省略）に下端部が固定されている。
【００１７】
ナセル３は、タワー２の上端部に設置されている。ナセル３の内部には、永久磁石回転電機１０が発電機として収容されている。永久磁石回転電機１０は、回転軸１１が水平方向にほぼ沿うように延在しており、その回転軸１１が軸受１１Ｊに回転自在に支持されている。
【００１８】
ロータハブ４は、永久磁石回転電機１０の回転軸１１に設置されている。
【００１９】
ブレード５は、ロータハブ４に設置されている。ブレード５は、回転軸１１の径方向において外方へ延在している。ブレード５は、複数であって、その複数のブレード５は、ロータハブ４を中心にして回転軸１１の周方向（回転方向）に等しい間隔で配置されている。
【００２０】
風力発電システム１では、たとえば、回転軸１１の軸方向に沿って流れる風をブレード５が受けて回転軸１１が回転することによって、永久磁石回転電機１０において発電が行なわれる。
【００２１】
［Ｂ］永久磁石回転電機１０の構成
図２，図３は、実施形態に係る永久磁石回転電機の主要部を示す図である。図２は、永久磁石回転電機の正面を模式的に示している。また、図３は、図２の一部を拡大して示している。なお、図２においては、図３に示している、永久磁石２１、スロット３１、および、巻線３２などの細部について図示を省略している。
【００２２】
永久磁石回転電機１０は、図２，図３に示すように、回転軸１１と、ロータコア１２と、ステータコア１３とを有する。
【００２３】
詳細については後述するが、本実施形態では、永久磁石回転電機１０は、たとえば、インナーロータタイプの３相交流発電機（相数ｍ＝３）として、風力発電システム１（図１参照）に適用されている。また、ステータコア１３においては、巻線３２が集中巻きで巻回されている。そして、毎極毎相スロット数ｑが下記の関係式（Ａ）を満たす分数になるように構成されている。
【００２４】
１／４＜ｑ＜１／２      ・・・（Ａ）
【００２５】
なお、毎極毎相スロット数ｑは、スロット数ｓと極数ｐと相数ｍとにより、下記の式（Ｂ）で表される。
【００２６】
ｑ＝ｓ／（ｐ×ｍ）      ・・・（Ｂ）
【００２７】
以下より、永久磁石回転電機１０を構成する各部の詳細について順次説明する。
【００２８】
［Ｂ−１］回転軸１１
回転軸１１は、図２，図３から判るように、円柱形状であって、リブ１１０を介して、ロータコア１２が取付けられている。
【００２９】
［Ｂ−２］ロータコア１２
ロータコア１２は、図２，図３から判るように、円筒形状であって、内径が、回転軸１１の外径よりも大きい。ロータコア１２は、回転軸１１の径方向において内周面が回転軸１１の外周面に対向して配置されており、回転軸１１と同軸である。ロータコア１２は、リブ１１０を介して、回転軸１１に固定されており、回転軸１１の回転に伴って回転する。
【００３０】
ロータコア１２は、たとえば、複数の電磁鋼板を積層することによって形成されている。この他に、ロータコア１２については、たとえば、鉄などの強磁性体を円形に折り曲げて形成してもよく、強磁性体を円筒形状にした鋳物等として形成してもよい。
【００３１】
図３に示すように、ロータコア１２は、永久磁石２１が設けられている。永久磁石２１は、ロータコア１２の外周部に複数が設置されている。複数の永久磁石２１は、回転軸１１（図２参照）の周方向（回転方向）において、極性が交互になるように等しいピッチで配置されている。
【００３２】
図３では、８つの永久磁石２１が示されているが、本実施形態では、たとえば、１６０個の永久磁石２１がロータコア１２の外周部に取付けられている。
【００３３】
［Ｂ−３］ステータコア１３
ステータコア１３は、図２，図３から判るように、円筒形状であって、内径が、ロータコア１２の外径よりも大きい。ステータコア１３は、回転軸１１の径方向において内周面がロータコア１２の外周面に対向して間を隔てて配置されており、回転軸１１とロータコア１２とのそれぞれと同軸である。
【００３４】
図２に示すように、本実施形態では、ステータコア１３は、複数のステータコア部材１３Ａ〜１３Ｆを組み合わせて構成されている。たとえば、ステータコア１３は、互いに同じ形状で分割されていた６つのステータコア部材１３Ａ〜１３Ｆを組み合わせることによって構成されている。
【００３５】
図３に示すように、ステータコア１３は、内周面にスロット３１が複数形成されている。複数のスロット３１は、回転軸１１（図２参照）の周方向（回転方向）において、等しいピッチで配列されている。
【００３６】
本実施形態では、ステータコア１３にスロット３１が形成されるスロット数ｓは、ステータコア１３を構成する複数のステータコア部材１３Ａ〜１３Ｆの数の整数倍である。図３では、スロット番号が１番（＃１）から９番（＃９）までのスロット３１を示している。しかし、本実施形態では、全周に亘ってスロット３１が形成されているので、たとえば、スロット番号が１番（＃１）から１８０番（＃１８０）までのスロット３１が形成されている。つまり、ステータコア１３の内周部には、合計で１８０個のスロット３１が形成されており、スロット数ｓは、ステータコア部材１３Ａ〜１３Ｆの数（６つ）の整数倍である。
【００３７】
図３に示すように、ステータコア１３のスロット３１には、巻線３２が複数設けられている。
【００３８】
本実施形態においては、図３に示すように、Ｕ相の巻線３２と、Ｖ相の巻線３２と、Ｗ相の巻線３２とのそれぞれを含む。Ｕ相の巻線３２は、図３において「Ｕ」および「Ｕ＊」と示した部分であり、「Ｕ」と「Ｕ＊」とは、互いに流れる電流の向きが逆になることを示している。Ｖ相の巻線３２、および、Ｗ相の巻線３２についても同様に示している。
【００３９】
図３に示すように、巻線３２は、１つのスロット３１に２つの巻線３２が配置されている。つまり、巻線３２は、いわゆる二重巻きになっている。たとえば、スロット番号が１番（＃１）のスロット３１においては、Ｖ相の巻線３２と、Ｗ相の巻線３２との両者が配置されている。
【００４０】
図４は、実施形態に係る永久磁石回転電機において、ステータコアの一部を示す図である。図４は、図３において一のスロット部分を拡大して示している。
【００４１】
図４に示すように、ステータコア１３においてスロット３１が形成された部分と、巻線３２との間には、絶縁膜３３が形成され、両者の間が電気的に絶縁されている。
【００４２】
また、図４に示すように、１つのスロット３１において配置された２つの巻線３２の間にも、絶縁膜３３が形成され、両者の間が電気的に絶縁されている。
【００４３】
なお、絶縁膜３３の厚みｔは、永久磁石回転電機１０において誘導される電圧の大きさなどによって決定される。このため、スロット３１の断面積を小さくしても絶縁膜３３の厚みｔが変わらないので、スロット３１の断面積を小さくしたときには、スロット３１の断面積において絶縁膜３３が占める割合が大きくなる。
【００４４】
図５は、実施形態に係る永久磁石回転電機において、巻線の配置を模式的に示す図である。図５では、図３と同様に一部について示している。また、図５では、図３と同様に、「Ｕ」，「Ｕ＊」，「Ｖ」，「Ｖ＊」，「Ｗ」，「Ｗ＊」を用いて、巻線の配置を示している。
【００４５】
図５に示すように、Ｕ相の巻線３２と、Ｖ相の巻線３２と、Ｗ相の巻線３２とのそれぞれは、巻回されるスロット３１のピッチが１である。
【００４６】
具体的には、Ｕ相の巻線３２は、スロット番号＃４（Ｕ＊）のスロット３１と、スロット番号＃５（Ｕ）のスロット３１とにおいて、巻回されている。同様に、Ｕ相の巻線３２は、スロット番号＃５（Ｕ）のスロット３１とスロット番号＃６（Ｕ＊）のスロット３１とにおいて巻回されると共に、スロット番号＃６（Ｕ＊）のスロット３１と、スロット番号＃７（Ｕ）のスロット３１とにおいて巻回されている。
【００４７】
Ｖ相の巻線３２は、スロット番号＃１（Ｖ＊）のスロット３１と、スロット番号＃２（Ｖ）のスロット３１とにおいて、巻回されている。同様に、Ｖ相の巻線３２は、スロット番号＃２（Ｖ）のスロット３１とスロット番号＃３（Ｖ＊）のスロット３１とにおいて巻回されると共に、スロット番号＃３（Ｖ＊）のスロット３１と、スロット番号＃４（Ｖ）のスロット３１とにおいて巻回されている。
【００４８】
Ｗ相の巻線３２は、スロット番号＃７（Ｗ＊）のスロット３１と、スロット番号＃８（Ｗ）のスロット３１とにおいて、巻回されている。同様に、Ｗ相の巻線３２は、スロット番号＃８（Ｗ）のスロット３１とスロット番号＃９（Ｗ＊）のスロット３１とにおいて巻回されると共に、スロット番号＃９（Ｗ＊）のスロット３１と、スロット番号＃１０（Ｗ）のスロット３１とにおいて巻回されている。
【００４９】
図示を省略しているが、本実施形態では、スロット番号＃１からスロット番号＃９の間の配置が、スロット番号＃１からスロット番号＃９以外において、順次、繰り返されている。このため、Ｕ相の巻線３２とＶ相の巻線３２とＷ相の巻線３２とのそれぞれが６０個ずつであって、合計で１８０個の巻線３２が、１８０個のスロット３１に設けられている。このように、本実施形態では、巻線３２は、「集中巻き」によって巻回されている。
【００５０】
［Ｂ−４］毎極毎相スロット数ｑについて
本実施形態の永久磁石回転電機１０は、上述したように、スロット数ｓが１８０個（ｓ＝１８０）であり、極数ｐが１６０極（ｐ＝１６０）であり、相数ｍが３相（ｍ＝３）である。
【００５１】
このため、本実施形態の永久磁石回転電機１０は、上述の式（Ｂ）より、毎極毎相スロット数ｑが「３／８」の分数である（ｑ＝３／８）。したがって、本実施形態の永久磁石回転電機１０は、上述の式（Ａ）の関係（１／４＜ｑ＜１／２）を満足する。
【００５２】
［Ｃ］式（Ａ）の関係について
図６は、実施形態に係る永久磁石回転電機において、毎極毎相スロット数ｑと巻線係数Ｋとの関係、および、毎極毎相スロット数ｑと銅損比率Ｚとの関係を示す図である。
【００５３】
図６では、毎極毎相スロット数ｑと巻線係数Ｋとの関係、および、毎極毎相スロット数ｑと銅損比率Ｚとの関係について、シミュレーションを行った結果を示している。図６において、横軸は、毎極毎相スロット数ｑである。これに対して、縦軸は、巻線係数Ｋまたは銅損比率Ｚである。この永久磁石回転電機の設計シミュレーションは、毎極毎相スロット数ｑを変化させて実施している。
【００５４】
上記において、「巻線係数Ｋ」とは、永久磁石２１と巻線３２との間の磁気的結合の度合いを意味する。また、「銅損」とは、巻線３２の電気抵抗によって失われるエネルギーを意味しており、「銅損比率Ｚ」とは、毎極毎相スロット数ｑが１／２の場合における銅損に対する銅損の割合を意味する。すなわち、「銅損比率Ｚ」とは、毎極毎相スロット数ｑが１／２の場合における銅損を１としたときに、毎極毎相スロット数ｑを変化させたときの銅損を意味する。
【００５５】
図示を省略しているが、巻線係数Ｋは、毎極毎相スロット数ｑが１の場合には、０．９６６である（ｑ＝１のとき、Ｋ＝０．９６６）、毎極毎相スロット数ｑが１よりも小さい範囲（ｑ＜１）では、巻線係数Ｋは、毎極毎相スロット数ｑが１の場合よりも小さい。しかし、図６に示すように、毎極毎相スロット数ｑを１／２よりも更に小さくすると（ｑ＜１／２）、巻線係数Ｋは、ほぼ同程度の値で極大になった後に、小さくなる。
【００５６】
銅損比率Ｚは、図６に示すように、毎極毎相スロット数ｑが１／２よりも小さく７／２０よりも大きい範囲（７／２０＜ｑ＜１／２）では、毎極毎相スロット数ｑが小さくなるに伴って、小さくなる。そして、毎極毎相スロット数ｑが７／２０前後において、銅損比率Ｚは、ほぼ一定になる。
【００５７】
これは、以下の理由によると考えられる。毎極毎相スロット数ｑが７／２０よりも小さい場合では、毎極毎相スロット数ｑがスロット数ｓに比例するから、スロット数ｓも小さくなり、スロット３１（図４などを参照）１個当たりの断面積が大きくなる。このため、スロット３１の内部において絶縁膜３３（図４などを参照）が占める割合が小さくなるので、スロット３１において巻線３２の挿入が可能な面積が大きくなる。また、毎極毎相スロット数ｑが１／２よりも小さく７／２０よりも大きい範囲では毎極毎相スロット数ｑが小さくなるに伴って巻線係数Ｋが大きくなるので、スロット３１に挿入する巻線数が減少し、電流密度が低くなる。したがって、これらの理由により、毎極毎相スロット数ｑが１／２よりも小さく７／２０よりも大きい範囲（７／２０＜ｑ＜１／２）では、銅損比率Ｚが低くなると考えられる。つまり、銅損が小さくなる。
【００５８】
また、毎極毎相スロット数ｑが３／１０よりも小さい範囲では、毎極毎相スロット数ｑが小さくなるに伴って、銅損比率Ｚが大きくなる。
【００５９】
これは、以下の理由によると考えられる。毎極毎相スロット数ｑが３／１０よりも小さいときには（ｑ＜３／１０）、スロット数ｓが小さくなり、スロット３１（図４などを参照）１個当たりの断面積が大きくなる。このため、スロット３１の内部において絶縁膜３３（図４などを参照）が占める割合が小さくなるので、その分、巻線３２を挿入することができる面積が大きくなる。しかしながら、毎極毎相スロット数ｑが３／１０よりも小さい範囲では、毎極毎相スロット数ｑが小さくなるに伴って巻線係数Ｋの値が小さくなる。その結果、スロット３１に挿入する巻線数が増加し、電流密度が高くなるので、スロット面積が増加して効果が打ち消される。したがって、銅損比率Ｚが大きくなり、銅損が増加すると考えられる。
【００６０】
図６に示すように、毎極毎相スロット数ｑが上述の式（Ａ）に示すように１／４よりも大きく１／２よりも小さい範囲では、他の範囲よりも、銅損比率Ｚが低い。つまり、銅損が小さい。
【００６１】
風力発電システムにおいては、ギアや発電機などの要素における総損失のうち、銅損が占める割合が大きい。図６から判るように、銅損は、毎極毎相スロット数ｑが上述の式（Ａ）に示すように１／４よりも大きく１／２よりも小さい範囲では、通常の集中巻きとなる、毎極毎相スロット数ｑが１／２の場合よりも小さい。このため、本実施形態では、毎極毎相スロット数ｑが上述の式（Ａ）を満足するので、風力発電システムの効率を向上させることができる。
【００６２】
なお、毎極毎相スロット数ｑが増加すると、スロット数ｓが増加し、スロット３１を形成するときの打ち抜き工程の数が増加するため、この点についても考慮して、毎極毎相スロット数ｑを設定することが好ましい。
【００６３】
［Ｃ］まとめ
本実施形態においては、上述したように、毎極毎相スロット数ｑが下記の関係式（Ａ）を満たす分数になるように構成されている。
【００６４】
１／４＜ｑ＜１／２      ・・・（Ａ）
【００６５】
具体的には、本実施形態の永久磁石回転電機１０は、上述したように、スロット数ｓが１８０個（ｓ＝１８０）であり、極数ｐが１６０極（ｐ＝１６０）であり、相数ｍが３相（ｍ＝３）である。このため、本実施形態の永久磁石回転電機１０は、毎極毎相スロット数ｑが「３／８」の分数であり（ｑ＝３／８）、上述の式（Ａ）の関係を満足する。
【００６６】
したがって、本実施形態の永久磁石回転電機１０においては、上述したように、銅損を低減することができる（図６参照）。その結果、本実施形態では、風力発電システム１の効率を向上させることができる。
【００６７】
特に、毎極毎相スロット数ｑが３／８（ｑ＝３／８）であるので、巻線係数Ｋが０．９４を超えて、ｑ＜１／２の領域でほぼ最大になる。また、スロット数が適切になり、スロット断面積もほぼ最大になる。このため、両者の効果により、銅損が小さくなり、損失が最小になるので、好適である。
【００６８】
さらに、相数が３相（ｍ＝３）であるので、現行の電力システムとの接続において好適となる。
【００６９】
また、本実施形態の永久磁石回転電機１０において、ステータコア１３は、上述したように、複数のステータコア部材１３Ａ〜１３Ｆを組み合わせて構成されている。そして、ステータコア１３にスロット３１が形成されたスロット数ｓは、そのステータコア１３を構成する複数のステータコア部材１３Ａ〜１３Ｆの数の整数倍である。具体的には、ステータコア１３の内周部には、合計で１８０個のスロット３１が形成されており、スロット数ｓは、ステータコア部材１３Ａ〜１３Ｆの数（６つ）の整数倍である。このため、本実施形態では、複数のステータコア部材１３Ａ〜１３Ｆのそれぞれにおいて互いに等しい数で、スロット３１を配置することができる。
【００７０】
［Ｄ］変形例
［Ｄ−１］変形例１
上記の実施形態では、風力発電システム１において、永久磁石回転電機１０を発電機として利用する場合について説明したが、これに限らない。風力発電システム１以外の機器に、永久磁石回転電機１０を利用してもよい。
【００７１】
［Ｄ−２］変形例２
上記の実施形態では、永久磁石回転電機１０の毎極毎相スロット数ｑが、３／８である場合（ｑ＝３／８）について説明したが、これに限らない。上述の式（Ａ）に示したように、毎極毎相スロット数ｑが１／４よりも大きく１／２よりも小さい範囲（１／４＜ｑ＜１／２）であれば、毎極毎相スロット数ｑが３／８以外であってもよい。
【００７２】
［Ｄ−３］変形例３
上記の実施形態では、永久磁石回転電機１０は、スロット数ｓが１８０個（ｓ＝１８０）であり、極数ｐが１６０極（ｐ＝１６０）である場合について説明したが、これに限らない。上述の式（Ａ）に示したように、毎極毎相スロット数ｑが１／４よりも大きく１／２よりも小さい範囲（１／４＜ｑ＜１／２）になるように、スロット数ｓおよび極数ｐを、適宜、選択することができる。
【００７３】
［Ｄ−４］変形例４
上記の実施形態では、永久磁石回転電機１０において誘導される電圧の相数ｍが３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）である場合について説明したが、これに限らない。相数ｍが３相以外でもよい。たとえば、２相でもよいし、４相以上でもよい。
【００７４】
［Ｄ−５］変形例５
上記の実施形態では、風力発電システム１において、永久磁石回転電機１０の回転軸１１にロータハブ４が取付けられている場合について説明したが、これに限らない。
【００７５】
図７は、実施形態に係る風力発電システムの変形例について、主要部を示す図である。図７では、図１と同様に、風力発電システムの側面を模式的に示しており、一部については断面を示している。
【００７６】
図７に示すように、永久磁石回転電機１０の回転軸１１と、ロータハブ４との間に、ギア２０を介在させてもよい。
【００７７】
［Ｄ−６］変形例６
上記の実施形態では、永久磁石回転電機１０がインナーロータタイプである場合について説明したが、これに限らない。永久磁石回転電機１０がアウターロータタイプであってもよい。つまり、回転軸の径方向においてステータの外側にロータが配置される場合であってもよい。
【００７８】
＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７９】
１…風力発電システム、２…タワー、３…ナセル、４…ロータハブ、５…ブレード、１０…永久磁石回転電機、１１…回転軸、１１Ｊ…軸受、１２…ロータコア、１３…ステータコア、１３Ａ〜１３Ｆ…ステータコア部材、２０…ギア、２１…永久磁石、３１…スロット、３２…巻線、３３…絶縁膜、１１０…リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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