(57)【要約】      （修正有）【課題】負載電流に従って特性が変化する機能を持つ電気機械を提供する。【解決手段】永磁式回転部又は磁気抵抗式回転部によって構成される回転部１０４に補助励磁巻線１０５が設置され、かつ導電リングおよびブラシ装置１０７を伝送電気エネルギーのインタフェースとすることにより、補助励磁巻線に対して励磁電気エネルギーを入力し、また駆動制御装置１０３により、補助励磁巻線の励磁電圧・電流の大きさと極性を制御することによって、電気機械の回転部に対して、補助励磁、差動励磁、複数の補助励磁、または、複数の差動励磁を行う。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
永磁式回転部又は磁気抵抗式回転部によって構成される回転部（１０４）に直列接続式補助励磁巻線（１０５）と並列接続式補助励磁巻線（１０８）のうち少なくとも一方が設置され、導電リングおよびブラシ装置（１０７）を電気エネルギー伝送のインタフェースとし、
駆動制御装置（１０３）は、磁場巻線（１０２）にある励磁電流の大きさ、極性、および相順を制御し、（１）直列接続式補助励磁巻線（１０５）の励磁電圧および電流の大きさと極性を制御する機能、（２）並列接続式補助励磁巻線（１０８）の励磁電圧および電流の大きさと極性を制御する機能、（３）直列接続式補助励磁巻線（１０５）および並列接続式補助励磁巻線（１０８）のうち、少なくとも一方の励磁電圧および電流の大きさと極性を制御する機能、のうち少なくとも一つの機能を有し、
駆動制御装置（１０３）の機能により、直流電源又は交流を整流した直流電源に駆動され、モータ又は発電機として稼動するとき、回転部（１０４）にある磁極に対して、直巻又は分巻の補助励磁又は差動励磁の励磁効果をもたらし、或いは複数の補助励磁又は複数の差動励磁の励磁効果をもたらし、
駆動制御装置（１０３）は、電気機械部品、固体部品、及び、マイクロプロセッサののうち少なくとも一つによって構成される駆動電控装置であって、角度位置検知装置（１０６）の信号を受信し、モータを駆動するとき、励磁給電する時機、極性、相順、ならびに電圧および電流の大きさを制御し、発電機を駆動するとき、出力する時機、極性、相順、ならびに電圧および電流の大きさを制御し、直列接続式補助励磁巻線（１０５）および並列接続式補助励磁巻線（１０８）のうち少なくとも一方を駆動し、励磁電気エネルギーの電圧、電流と極性を制御し、
磁場形成装置（１０１）は、導磁鉄芯及び両相以上の磁場巻線（１０２）によって構成され、回転部（１０４）にカップリングし、回転部（１０４）と磁気ループを形成し、磁場巻線（１０２）により発生する移動磁場により、回転部（１０４）との間で電気機械効果形成し、
磁場巻線（１０２）は、磁場形成装置（１０１）の両相以上のコイル巻線によって構成され、駆動制御装置（１０３）の励磁制御により、相対する方向の移動磁場を形成し、回転部（１０４）との間で作動効果を形成する機能、または、駆動制御装置（１０３）により電圧および電流が制御される電流を発生する機能、を有し、
角度位置検知装置（１０６）は、電気機械式スイッチ装置、ホール素子、光電、電磁感応、超音波、又は靜電感応等の物理的な位置検知装置によって構成され、相対的に回転する磁場形成装置（１０１）と回転部（１０４）との間に設置され、磁場形成装置（１０１）の磁場巻線（１０２）により発生する磁場に対する回転部（１０４）の相対位置を検出し、検出された信号を駆動制御装置（１０３）へ伝送し、
回転部（１０４）は、磁性材料によって構成されており、回転軸とシェルを有し、磁場形成装置（１０１）とカップリングし、磁場形成装置（１０１）の磁極数に対応する突極部を有し、磁極に補助励磁巻線が設けられており、導電リングおよびブラシ装置（１０７）より、外部と励磁電気エネルギーを伝送し、
補助励磁巻線は、回転部（１０４）の磁極に巻くことにより形成されており、導電リングおよびブラシ装置（１０７）より、外部に電気エネルギーを伝送し、直列接続式補助励磁巻線（１０５）および並列接続式補助励磁巻線（１０８）のうち少なくとも一方を含み、直列接続式補助励磁巻線（１０５）が導電リングおよびブラシ装置（１０７）と出力端を経由して、電気機械を駆動制御する磁場巻線（１０２）の駆動制御装置（１０３）にある電源入力端と直列接続してから、直流電源に接続しており、並列接続式補助励磁巻線（１０８）が、直流電源、駆動制御装置（１０３）の出力端、又は電気機械の磁場巻線（１０２）の両端に並列接続しており、
導電リングおよびブラシ装置（１０７）は、導電性ループ及び導電性ブラシによって形成されており、別々に回転する回転部と外部との間に設置されており、回転部が回転するとき、直列接続式補助励磁巻線（１０５）および並列接続式補助励磁巻線（１０８）のうち少なくとも一方と外部との間で電気エネルギーを伝送し、
ブラシ電気機械（１０００）は、上述の構成要素により構成され、駆動制御装置（１０３）と一体または別体に結合されていることを特徴とする電気機械。
【請求項２】
直列接続式補助励磁巻線（１０５）を備え、
直列接続式補助励磁巻線（１０５）は、回転部（１０４）の磁極に巻かれており、導電リングおよびブラシ装置（１０７）と出力端を介して、磁場巻線（１０２）の駆動制御装置（１０３）にある電源入力端に直列接続され、直流電源により、回転部に対して、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を行うことを特徴とする請求項１に記載の電気機械。
【請求項３】
並列接続式補助励磁巻線（１０８）を備え、
並列接続式補助励磁巻線（１０８）は、回転部（１０４）の磁極に巻かれており、導電リングおよびブラシ装置（１０７）を介して、駆動制御装置（１０３）の電源端に並列接続され、駆動制御装置（１０３）に制御される出力端に並列接続され、駆動制御装置（１０３）により極性が制御され、電圧電流が励磁され、回転部に対して、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を行うことを特徴とする請求項１に記載の電気機械。
【請求項４】
直列接続式補助励磁巻線（１０５）及び並列接続式補助励磁巻線（１０８）を備え、
直列接続式補助励磁巻線（１０５）は、回転部（１０４）の磁極に巻かれており、導電リングおよびブラシ装置（１０７）と出力端を介して、磁場巻線（１０２）の駆動制御装置（１０３）にある電源入力端に直列接続され、直流電源により、回転部に対して、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を行い、
並列接続式補助励磁巻線（１０８）は、回転部（１０４）の磁極に巻かれており、導電リングおよびブラシ装置（１０７）を介して、駆動制御装置（１０３）の電源端に並列接続され、駆動制御装置（１０３）に制御される出力端に並列接続され、駆動制御装置（１０３）により極性が制御され、電圧電流が励磁され、回転部に対して、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を行うことを特徴とする請求項１に記載の電気機械。
【請求項５】
並列接続式補助励磁巻線（１０８）の負極端と直列接続式補助励磁巻線（１０５）の負極端が接続することで長い複数の励磁接続を形成し、
又は、並列接続式補助励磁巻線（１０８）の負極端と直列接続式補助励磁巻線（１０５）の正極端とが接続することで短い複数の励磁接続を形成し、
回転部に対して、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を行うことを特徴とする請求項４に記載の電気機械。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電気機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の永磁式又は磁気抵抗式スイッチ式直流ループブラシ永磁式又は磁気抵抗式電気機械ユニットは、負載電流に従って特性が変化する機能がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８７１６７３号明細書
【特許文献２】特許第３２１２３１０号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の目的は、負載電流に従って特性が変化する電気機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案の電気機械は、永磁式回転部又は磁気抵抗式回転部によって構成される回転部（１０４）に補助励磁巻線が設置され、かつ導電リングおよびブラシ装置（１０７）を伝送電気エネルギーのインタフェースとすることにより、補助励磁巻線に対して励磁電気エネルギーを入力し、また励磁電圧・電流の大きさと極性を制御することによって、回転部（１０４）に対して、補助励磁、差動励磁、複数の補助励磁、または、複数の差動励磁を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本考案の第一実施形態の電気機械を示す模式図である。
【図２】本考案の第二実施形態の電気機械を示す模式図である。
【図３】本考案の第三実施形態の電気機械を示す模式図である。
【図４】本考案の第四実施形態の電気機械を示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【０００７】
（第一実施形態）
本考案の実施形態による電気機械を図面に基づいて説明する。
本考案の第一実施形態による電気機械は、永磁式回転部又は磁気抵抗式回転部によって構成される回転部（１０４）に直列接続式補助励磁巻線（１０５）と並列接続式補助励磁巻線（１０８）の両方、又はいずれか一方を設置し、かつ導電リングおよびブラシ装置（１０７）を電気エネルギー伝送のインタフェースとする。駆動制御装置（１０３）は、磁場巻線（１０２）にある励磁電流の大きさと極性と相順を制御する以外に、また下記の１種又はそれ以上の機能を備える。（１）直列接続式補助励磁巻線（１０５）の励磁電圧・電流の大きさと極性を制御する。（２）並列接続式補助励磁巻線（１０８）の励磁電圧・電流の大きさと極性を制御する。（３）直列接続式補助励磁巻線（１０５）と並列接続式補助励磁巻線（１０８）の両方、又はいずれか一方の励磁電圧・電流の大きさと極性を制御する。
【０００８】
上述の駆動制御装置（１０３）の制御機能を通して、直流電源又は交流を整流した直流電源に駆動され、導電リングおよびブラシ付き回転電機（１０００）がモータ又は発電機として稼動するとき、導電リングおよびブラシ付き回転電機（１０００）の回転部（１０４）にある磁極に対して、直巻又は分巻の補助励磁又は差動励磁の励磁効果をもたらし、或いは複数の補助励磁又は複数の差動励磁の励磁効果をもたらす。
【０００９】
図１は本実施形態の導電リングおよびブラシ付き回転電機（１０００）の主な回路構成を示す模式図である。
図１の主な構成は、以下の通りである。
駆動制御装置（１０３）は電気機械部品、固体部品及びマイクロプロセッサの三者、又はいずれか一つによって構成される駆動電控装置である。角度位置検知装置（１０６）の信号を受けることにより、磁場巻線（１０２）をモータとして稼動するとき、励磁給電する時機、極性、相順と電圧、電流の大きさを制御し、又は発電機として発電するとき、出力する時機、極性、相順と電圧、電流大きさを制御する。及び直列接続式補助励磁巻線（１０５）と並列接続式補助励磁巻線（１０８）の両方、又はいずれか一方を駆動し、励磁電気エネルギーの電圧、電流と極性を制御する。
【００１０】
磁場形成装置（１０１）は、導磁鉄芯及び両相又は両相以上の磁場巻線（１０２）によって構成される。回転部（１０４）にカップリングし、磁場形成装置（１０１）と回転部（１０４）により磁気ループを形成し、磁場巻線（１０２）により発生する移動磁場を通過し、磁場形成装置（１０１）と回転部（１０４）との間で電気機械効果をもたらす。
【００１１】
磁場巻線（１０２）は、磁場形成装置（１０１）の両相又は両相以上のコイル巻線によって構成される。モータとして稼動するとき、駆動制御装置（１０３）の励磁制御を受けることにより、相対方向に移動磁場を形成し、かつ回転部（１０４）との間で作動効果をもたらす。発電機として稼動するとき、磁場巻線（１０２）は、駆動制御装置（１０３）により、発電出力の電圧・電流を制御する。
【００１２】
角度位置検知装置（１０６）は、電気機械式スイッチ装置、ホール素子、光電、電磁感応、超音波、又は靜電感応等の物理的な位置検知装置によって構成される。相対的に回転する磁場形成装置（１０１）と回転部（１０４）との間に設置し、磁場形成装置（１０１）の磁場巻線（１０２）により発生する移動磁場と回転部（１０４）との相対位置を検知し、また検知信号を通して、駆動制御装置（１０３）へ伝送する。
【００１３】
回転部（１０４）は、導磁材料によって構成され、また回転軸とシェルを備える。その特徴は磁場形成装置（１０１）の辺側にカップリングし、導磁性また磁場形成装置（１０１）の磁極数と同じ又は違う突極形成装置であり、又は永磁式磁極また極数と磁場形成装置（１０１）の磁極と同じ又は違うである。その特徴は回転部（１０４）にある磁極に補助励磁巻線を設け、また導電リングおよびブラシ装置（１０７）を通して、外部と励磁電気エネルギーを伝送する。
【００１４】
補助励磁巻線の導線を回転部（１０４）にある磁極に巻き、かつ導電リングおよびブラシ装置（１０７）を通して、外部と電気エネルギーを伝送する。その設置方式は、直列接続式補助励磁巻線（１０５）と並列接続式補助励磁巻線（１０８）の両方、又はいずれか一方を含む。その中の直列接続式補助励磁巻線（１０５）は、導電リングおよびブラシ装置（１０７）と出力端を経て、電気機械を駆動制御する磁場巻線（１０２）の駆動制御装置（１０３）にある電源入力端と直列接続してから、直流電源に通じる。並列接続式補助励磁巻線（１０８）を直流電源、駆動制御装置（１０３）の出力端、又は磁場巻線（１０２）の両端に並列接続する。
【００１５】
導電リングおよびブラシ装置（１０７）は、導電性ループ及び導電性ブラシによって構成され、別々に回転する回転部と外部との間に設置することにより、回転部が回転するとき、直列接続式補助励磁巻線（１０５）と並列接続式補助励磁巻線（１０８）の両方、又はいずれか一方と外部との間で電気エネルギーを伝送する。
【００１６】
シェル軸のセットスクリュー等によって、上述のキットを結合させることにより、導電リングおよびブラシ付き回転電機（１０００）を構成する。その中の駆動制御装置（１０３）は、導電リングおよびブラシ付き回転電機（１０００）と同一の形成装置、又は別に設置することができる。
【００１７】
（第二実施形態）
図２は第二実施形態の直列接続式補助励磁巻線（１０５）を備える導電リングおよびブラシ付き回転電機（１０００）の回路構成を示す模式図である。
図２の回路構成は、以下の通りである。
図２に示される直列接続式補助励磁巻線（１０５）を回転部（１０４）にある磁極に巻き、導電リングおよびブラシ装置（１０７）と出力端を経て、電気機械を駆動制御する磁場巻線（１０２）の駆動制御装置（１０３）にある電源入力端と直列接続してから、直流電源に通じる。その励磁極性と回転部にある磁極は、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を含む。
【００１８】
（第三実施形態）
図３は第三実施形態の並列接続式補助励磁巻線（１０８）を備える導電リングおよびブラシ付き回転電機（１０００）の回路構成を示す模式図である。
図３の回路構成は、以下の通りである。
図３に示される並列接続式補助励磁巻線（１０８）を回転部（１０４）にある磁極に巻き、導電リングおよびブラシ装置（１０７）を経て、駆動制御装置（１０３）の電源端に並列接続し、また駆動制御装置（１０３）に制御される出力端に並列接続することにより、個別に駆動制御装置（１０３）によりその極性を制御し、及び電圧電流を励磁する。その励磁極性と回転部にある磁極は、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を含む。
【００１９】
（第四実施形態）
図４は第四実施形態の直列接続式補助励磁巻線（１０５）及び並列接続式補助励磁巻線（１０８）を備える導電リングおよびブラシ付き回転電機（１０００）の回路構成を示す模式図である。
図４の回路構成は、以下の通りである。
図４に示される直列接続式補助励磁巻線（１０５）を回転部（１０４）にある磁極に巻き、導電リングおよびブラシ装置（１０７）と出力端を経て、電気機械を駆動制御する磁場巻線（１０２）の駆動制御装置（１０３）にある電源入力端と直列接続してから、直流電源に通じる。その励磁極性と回転部にある磁極は、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を含む。
【００２０】
並列接続式補助励磁巻線（１０８）を回転部（１０４）にある磁極に巻き、導電リングおよびブラシ装置（１０７）を経て、駆動制御装置（１０３）の電源端に並列接続し、また駆動制御装置（１０３）に制御される出力端に並列接続することにより、個別に駆動制御装置（１０３）によりその極性を制御し、及び電圧電流を励磁する。その励磁極性と回転部にある磁極は、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を含む。
【００２１】
上述の並列接続式補助励磁巻線（１０８）の負極端と直列接続式補助励磁巻線（１０５）の負極端を継ぎ合わせて長い複数の励磁接続を形成し、又は並列接続式補助励磁巻線（１０８）の負極端と直列接続式補助励磁巻線（１０５）の正極端を接続して短い複数の励磁接続を形成する。その回転部にある磁極の励磁極性は、同極性補助励磁又は異極性差動励磁を含む。
【符号の説明】
【００２２】
１０１：磁場形成装置、
１０２：磁場巻線、
１０３：駆動制御装置、
１０４：回転部、
１０５：直列接続式補助励磁巻線、
１０６：角度位置検知装置、
１０７：導電リングおよびブラシ装置、
１０８：並列接続式補助励磁巻線、
１０００：導電リングおよびブラシ付き回転電機。
【図１】
0003185587.tif 000003
【図２】
0003185587.tif 000004
【図３】
0003185587.tif 000005
【図４】
0003185587.tif 000006