(57)【要約】【課題】回転子及び固定子鉄心端部の鉄損を低減し、高効率で小型・高出力、大容量化を可能とし、製造性に優れた回転電機を提供する。【解決手段】固定子鉄心２に設けたスロット３に電機子巻線４を収納し、円筒型回転子鉄心８に設けたスロット１０に界磁コイル１１を収納した回転電機において、回転子鉄心８に形成された磁極部９Ｎ、９Ｓの外周部に界磁コイル１１による磁束と加え合う方向の磁束を発生する永久磁石１３を配置したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、
前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に界磁コイルによる磁束と加え合う方向の磁束を発生する永久磁石を配置したことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、
前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に界磁コイルによる磁束と加え合う方向の磁束を発生する永久磁石を設け、さらにこの永久磁石を保持手段により保持することを特徴とする回転電機。
【請求項３】
固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、
前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に溝を設け、この溝に界磁コイルによる磁束と加え合う方向の磁束を発生する永久磁石を埋め込んだことを特徴とする回転電機。
【請求項４】
前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に設けた永久磁石を回転子の周方向に複数本に分割したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項５】
前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に設けた永久磁石の周方向端部から隣接するスロットまでの最短の幅と、前記回転子鉄心に形成された磁極部を挟むように両端に位置するスロット間の最短の幅との比を０.３〜０.６とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転電機。
【請求項６】
前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に設けた溝に埋め込まれた永久磁石の外周部を回転子鉄心の最外周から突出させたことを特徴とする請求項３記載の回転電機。
【請求項７】
固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、
前記スロットの少なくとも一部に回転子鉄心の周方向にしかも界磁コイルによる磁束と加え合う方向に着磁された永久磁石を埋め込んだことを特徴とする回転電機。
【請求項８】
前記永久磁石を、前記回転子鉄心に形成された磁極部に隣接するスロットまたは、この磁極部に隣接するスロットおよびこのスロットにさらに隣接するスロットを除く他のスロットに埋め込んだことを特徴とする請求項７記載の回転電機。
【請求項９】
固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、
前記スロットの少なくとも一部に回転子鉄心の径方向にしかも界磁コイルによる磁束と加え合う方向に着磁された永久磁石を埋め込んだことを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に永久磁石を設け、この永久磁石を回転子の周方向に複数本に分割したことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の回転電機。
【請求項１１】
前記スロットに埋め込まれる径方向に着磁された永久磁石の着磁方向は、回転子鉄心の磁極部のうち、いずれか近い方の極性に一致させたことを特徴とする請求項９記載の回転電機。
【請求項１２】
前記永久磁石および界磁コイルを収納するスロットと、界磁コイルのみを収納するスロットとを設けることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の回転電機。
【請求項１３】
前記永久磁石のみが埋め込まれたスロットが回転子の全スロットの一部にあることを特徴とする請求項９乃至１０記載の回転電機。
【請求項１４】
前記永久磁石は回転子鉄心の軸心方向両端部を除く中間部に配置したことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の回転電機。
【請求項１５】
固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、
前記回転子鉄心に形成した磁極部の外周部に界磁コイルによる磁束を減じる方向の磁束を発生する永久磁石を配置したことを特徴とする回転電機。
【請求項１６】
固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、
前記スロットに前記界磁コイルによる磁束を減じる方向の磁束を発生する永久磁石を配置したことを特徴とする回転電機。
【請求項１７】
前記永久磁石は回転子鉄心軸心方向の中間部を除く両端部に配置したことを特徴とする請求項１５または１６記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は永久磁石を採用した回転電機に係り、特に小型・高出力で高効率を実現することが可能な回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２４は従来のタービン発電機の縦断面であり、図２５は図２４をＡ−Ａ断面図であり、２極のタービン発電機を形成している。図２４および２５において全体符号１および７で示すものはタービン発電機等の回転電機の固定子および回転子である。固定子１は図示しない固定子枠の内面に扇形の珪素鋼鈑を円周方向重ね合わせて円形に積み上げて成る固定子鉄心２と、この固定子鉄心２の内周面のスロット３に収納した電機子巻線（固定子巻線）４とから構成される。
【０００３】
一方、回転子７は回転子軸を一体に形成した円筒形の回転子鉄心８と、この回転子鉄心８に磁極部９Ｎ，９Ｓを形成するための軸線方向に設けたスロット１０に収納した界磁コイル１１とから構成される。この界磁コイル１１は所謂コイルサイド部分が回転時の遠心力でスロットから脱出しないようにスロット開口部に挿入されたアルミ等の保持手段としての金属楔１７で固定され、また、コイルエンド部分はコイル保持環１２によって遠心力に対して保持されている（例えば、特許文献１または２参照）。なお、図中、５は固定子端板、６は固定子抑え板、１４はスロット開口間の鉄心歯である。
【特許文献１】特許明細書第３１７０２２４号
【特許文献２】特許明細書第２７７７３３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の回転電機は、以下に述べる課題を抱えている。  
一つ目は、界磁コイルに流れる励磁電流によりジュール損が発生することである。耐遠心力の構造的な面を考慮した上で、冷却の難しい回転体を冷却するため最高温度制限から界磁アンペアターンの限界があり、また回転子は出力の割には体格が大きくなる欠点がある。
【０００５】
したがって、発電機の効率を向上させるには、回転子の損失を低減することが有効である。
なお、体積当りの損失である損失密度からも従来構成の場合では発電機の出力限界がある。
【０００６】
二つ目は、回転子鉄心の磁気飽和である。図２４に示すように磁極(磁極胴部)の根元と回転子歯の根元Ｗpの磁路断面積が狭いため、これらの部分で磁束密度が高くなることである。
したがって、これらの磁束密度の高い部分で磁気飽和を生じて界磁の磁束量の増加が小さくなり、発電機出力限界の要因となる。  
また、磁極幅Ｗを広く取ると、スロット断面積が狭くなってその分界磁コイルの抵抗が高くなり、ジュール損が増加する。
【０００７】
三つ目は、鉄心端部ではエアーギャップ中の磁束に軸方向からの磁束も加わるため固定子鉄心端部の磁束密度は鉄心中間部よりも高くなり、磁気飽和することである。  
このため、鉄心端部での鉄損が増加する。また、出力の増加は鉄心端部の磁気飽和でも限界が生じる。
【０００８】
四つ目は、タービン発電機では、電機子巻線は多数の素線で１ターンのコイルを形成するため素線に鎖交する漏れ磁束量の差で素線間に循環電流が生じる。この循環電流等を低減するためにコイルを転位している。例えば、図２５に示すように（Ｌ２＋Ｌ１＋Ｌ２）の鉄心長間で電機子コイルを540度転位している。ここで、Ｌ１；半径方向磁束Φ１の流れる鉄心長、Ｌ２；半径方向の磁束Φ１および軸方向漏洩磁束Φ３の流れる鉄心長である。
【０００９】
しかし、この方法ではＬ１の領域に対してＬ２の領域は狭くなるため、短い鉄心内で電機子コイルを180度転位しなければならない。このため、製造性が極端に悪くなる。  
例えば、軸方向で各部分の電機子コイルの鎖交磁束が均一と仮定すると、Ｌ２＝Ｌ１/２の長さ程度の短さになり、この短い範囲で電機子コイルを転位しなければならない。
【００１０】
よって、本発明の第１の目的とするところは、回転子鉄心に永久磁石を配置することにより、界磁コイルに流れる励磁電流を減少させてジュール損を低減することにより、高効率で小型・高出力の回転電機を提供することにある。  
また、本発明の第２の目的とするところは、鉄心端部での磁気飽和を低減して高効率化し、さらに界磁コイルの製造が容易な回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る回転電機の発明は、固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に界磁コイルによる磁束と加え合う方向の磁束を発生する永久磁石を配置したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る回転電機の発明は、固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に界磁コイルによる磁束と加え合う方向の磁束を発生する永久磁石を設け、さらにこの永久磁石を外周から保持手段により保持することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に係る回転電機の発明は、固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、前記回転子鉄心に形成された磁極部の外周部に溝を設け、この溝に界磁コイルによる磁束と加え合う方向の磁束を発生する永久磁石を埋め込んだことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に係る回転電機の発明は、固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、前記スロットの少なくとも一部に回転子鉄心の周方向にしかも界磁コイルによる磁束と加え合う方向に着磁された永久磁石を埋め込んだことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９に係る回転電機の発明は、固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、前記スロットの少なくとも一部に回転子鉄心の径方向にしかも界磁コイルによる磁束と加え合う方向に着磁された永久磁石を埋め込んだことを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項１５に係る回転電機の発明は、固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、前記回転子鉄心に形成した磁極部の外周部に界磁コイルによる磁束を減じる方向の磁束を発生する永久磁石を配置したことを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項１６に係る回転電機の発明は、固定子鉄心に設けたスロットに電機子巻線を収納した固定子と、円筒型回転子鉄心に設けたスロットに界磁コイルを収納した回転子とから成る回転電機において、前記スロットに前記界磁コイルによる磁束を減じる方向の磁束を発生する永久磁石を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、永久磁石による界磁磁束が加わるようにしたので、界磁コイルの励磁電流を少なくすることができ、この結果、界磁コイルのジュール損を低減でき、固定子鉄心端部の磁気飽和を緩和して鉄心端部の損失を低減でき、高効率で小型・高出力であり、かつ製造性も容易な回転電機を得ることができる。  
また、コイルの転位も容易になるため回転子の製造性も向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、各図を通じて同一部分には同一符号を付けて重複する説明を省略し、関連する部分については添字を付けて説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１および図２は本発明に係る２極構成の回転電機の実施例１を示す図であり、特に図１は回転子の横断面図、図２は図１のII−II線断面図である。  
図１および図２において、１は回転電機の固定子であり、内径、外形および内径に開口するスロット３を備えた扇形の打ち抜き鋼板を周方向に順次配置して環状にし、これを所定の寸法Ｌ（＝Ｌ２＋Ｌ１＋Ｌ２）まで積層してなる固定子鉄心２と、前記スロット３に収納される電機子巻線４とから構成される。
【００２１】
一方、７Ａは前記固定子１の内径に対して所定のエアーギャップ２３を隔てて配置され、両端部を図示しない軸受装置により回転自在に支持される２極構成の円筒形回転子であり、塊状の鍛鋼から回転子主軸と一体に作られた円筒形の回転子鉄心８と、この回転子鉄心８の外周部に磁極部９Ｎ、９Ｓを対称的に形成するように、軸方向に切削して設けたスロット１０に収納した界磁コイル１１とから構成される。なお、スロット１０から露出した界磁コイル１１の端部（コイルエンド）はコイル保持環１２によって保持するようにしている。
【００２２】
また、回転子鉄心８のスロット１０は図１で示すように、磁極部９Ｎおよび９Ｓに隣接する図示右側の部分および図示左側の部分にそれぞれ複数個（図では８個）ずつ軸方向に切削して形成している。因みに、図示右側のスロットは上から順に１０R1、１０R2，…１０R8であり、図示左側のスロットは上から順に１０L1，１０L2、…１０L8である。なお、以下の説明において、スロット全体を指す場合は符号１０を、個々を指す場合は１０R1・・・、１０L1・・・の如き符号を用いることとする。同様にして界磁コイルについても、全体を指す場合は１１を、個々を指す場合は１１R1、１１R2，…１１R8および１１L1，１１L2、…１１L8の符号を用いることとする。ただし、図１では煩雑化を避けるため、これら個々の符号は付けていない。
【００２３】
ところで、回転子鉄心８の外周面のうち、磁極部９Ｎ、９Ｓの外周面にはそれぞれ周方向の幅がＷ、軸線方向の長さがＬ１の断面円弧状の永久磁石１３を配置しており、回転子鉄心８の外周面の残りの部分すなわち、スロット１１の開口部および鉄心歯１４から成る外周面にはアルミ合金製の断面円弧状のコイル抑え板１５Rおよび１５Lを配置している。しかも、これら円弧状の永久磁石１３およびコイル抑え板１５Rおよび１５Lの厚みは等しく、さらに曲率はともに回転子鉄心８の外周面の曲率と一致するように形成されている。
【００２４】
なお、前記永久磁石１３は例えばNdFeB系の材料で形成されており、しかも、それぞれ界磁コイル１１が形成する磁束Φ１（図２中の一点差線）と、同一方向に加え合う磁束Φ２（図２中の波線）を生ずるように着磁されている。
【００２５】
そして、このようにして回転子鉄心８の外周に配置された円弧状の永久磁石１３および円弧状のコイル抑え板１５Rおよび１５Lは、磁石保持手段としての金属製磁石保持環１６によって外側から一体的に緊迫されて保持されている。なお、この磁石保持環１６の外径は前記コイル保持環１２の外径と一致させている。
【００２６】
以上述べたように、本実施例の回転電機は回転子鉄心の磁極部の外周に永久磁石を配置してその外周を磁石保持環１６によって保持するようにし、さらにエアーギャップ２３を従来の回転電機と同等に構成したので、界磁コイル１１から見た場合の界磁回路の磁気抵抗が大きくなることなく、結局永久磁石１３による鎖交磁束を増加することができる。
【００２７】
この結果、界磁コイル１１のアンペアターンは、永久磁石１３による鎖交磁束量に相当するアンペアターン量を削減することが可能なので、その分、界磁コイル１１に発生するジュール損は減少して、回転電機の効率を向上することができる。特に回転電機が部分負荷で運転されている場合は、永久磁石１３による鎖交磁束をベースとし、界磁コイル１１による鎖交磁束は調整量として適用すれば、部分負荷では界磁コイル１１の電流は調整分としての僅かな量であるので、従来機に比べて大幅に効率を向上させることができる。
【００２８】
回転子７の発熱による温度上昇で回転電機の出力が限界にある場合は、界磁コイル１１のアンペアターンが同じであっても永久磁石１３による鎖交磁束が同一極性で重畳されるので、回転電機として出力を増加することができる。
【００２９】
さらに、本実施例は図２で示したように、前記永久磁石１３の長さ方向の寸法を、回転子鉄心８の軸方向両端部Ｌ２を除く中間部Ｌ１となるようにしたので、さらに次の２つの作用・効果を奏すことができる。
【００３０】
すなわち、１つ目としては、固定子鉄心２端部の局所的な磁気飽和による損失を緩和することである。従来の回転電機では、界磁コイル１１により発生した磁束Φ１は主にエアーギャップ２３を通って固定子１に流れるが、この磁束Φ１は軸方向に均一ではなく軸方向の位置によって異なる。実際に固定子鉄心２の端部はエアーギャップ２３を介して分布する磁束Φ１以外に、鉄心端部近傍で軸方向に分布して鉄心端面に入射する磁束Φ３が存在する。このため、図２のように、軸方向断面で考えたときに、鉄心端部（鉄心長Ｌ２）の鉄心の磁束密度が鉄心中間部（鉄心長Ｌ１）よりも高くなる。
【００３１】
しかしながら本実施例では、永久磁石１３を回転子鉄心８の端部Ｌ２を除く中間部Ｌ１に配置するようにしたので、当該永久磁石１３による磁束Φ２の分だけ界磁コイル１１による磁束Φ１に加算されて増加する。
【００３２】
したがって、負荷時に必要な鎖交磁束を鉄心全体で確保したときに、固定子鉄心２の端部Ｌ２のみの磁束密度が高くなることはなく、磁気飽和による大きな損失が発生することがなくなる。
【００３３】
二つ目としては、電機子巻線４のコイルの転位を容易に行うことができ、その結果、コイルの製造性が向上することである。  
電機子巻線４は多数の素線で１ターンのコイルを形成されているが、これらの素線に鎖交する漏れ磁束量に差があると、素線間に循環電流が生じる。この循環電流等を低減するため、鉄心長間でコイルを540度転位している。図２に示す鉄心の場合、中間部（鉄心長Ｌ１）でコイルを180度だけ転位し、その両端部の鉄心長Ｌ２で180度ずつ転位することによって540度の転位を行っている。さらに、鉄心中間部Ｌ１と鉄心端部Ｌ２の鎖交磁束が同じになるように鉄心長を決める。これにより、各素線での鎖交磁束量を同等にすることができ、素線間で循環電流が生じるようなことはない。
【００３４】
本実施例では前述のように、中間部の鉄心長Ｌ１では界磁コイル１１の鎖交磁束Φ１と同一極性の永久磁石１３の鎖交磁束Φ２が重畳されてＬ１部分での鎖交磁束が増加するので、中間部の鉄心長Ｌ１で転位する部分の鉄心長は短くてすみ、その分両端部の鉄心長Ｌ２を長くすることができる。  
この結果、コイルの転位に対するコイル長も長く取ることができるので、両端部（鉄心長Ｌ２）でコイルを180度転位することが製造上容易になる。
【００３５】
（実施例２）
図３は本発明に係る回転電機の実施例２を示す図であり、特に２極構成の回転子を径方向に切断した断面図である。なお、本実施例２の場合、回転子７Ｂの縦断面図は実施例１の場合と同様に表現できるので図示を省略している。また、固定子１についても実施例１の場合と同様なので、図示を省略している。
【００３６】
図３において、７Ｂは極数が２極構成の円筒形回転子であり、回転子主軸と一体となった塊状の鍛鋼から作られた回転子鉄心８と、この回転子鉄心８の外周部に軸方向に設けた複数のスロット１０に収納した界磁コイル１１とから構成されている。この界磁コイル１１はスロット１０の開口部に挿入したアルミ合金製の楔１７によって保持されるようになっている。
【００３７】
そして、回転子鉄心８の磁極部９Ｎ，９Ｓそれぞれの外周面に円弧状永久磁石１３を配置し、この永久磁石１３の外周を金属製の保持カバー１８で覆い、この保持カバー１８を溶接またはボルト等の適当な固着手段で回転子鉄心８の磁極面に固定する。なお、この円弧状永久磁石１３は例えばNdFeB系の材料で形成されており、しかもそれぞれ界磁コイル１１が形成する磁界と同一方向に極を形成するように着磁されている。
【００３８】
本実施例２は前述の実施例１の特徴を備えるとともに、磁石保持環１６に代えて磁石保持カバー１８により永久磁石１３の部分のみを覆うとともに、円弧状のコイル抑え板１５に代えて楔１７で界磁コイル１１を保持するようにしたので、実施例１に比べて使用材料及び材料加工時間を少なくすることができるとともに、回転子の軽量化を図ることができるという特徴を備えている。
【００３９】
（実施例３）
図４は本発明に係る回転電機の実施例３を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。なお、本実施例の場合も、回転子の縦断面図は第１の実施例の場合と同様に表現できるので図示を省略し、また、固定子１についても実施例１の場合と同様なので、図示を省略している。
【００４０】
本実施例による回転子７Ｃと実施例２による回転子７Ｂとの違いは、永久磁石を一体として磁極部９Ｎ、９Ｓの外周面上に配置する（実施例２）か、周方向（幅方向）に４本に分割して磁極部９Ｎ、９Ｓの外周面上に分散配置する（本実施例３）かの違いがあるが、その他は同じである。
【００４１】
すなわち、本実施例３の場合、軸方向延びる３個の仕切り部で円周方向に４個の溝を形成した保持手段としての金属製保持カバー１９の各溝内に周方向（幅方向）に４本に分割した永久磁石１３Ａを嵌め込み、その後保持カバー１９を溶接またはボルト等の適当な固着手段で回転子鉄心８の磁極面９N、９Ｓに固定するように構成している。
【００４２】
本実施例３は、実施例１および２と同様の特徴を備えているほか、次の特徴も備えている。すなわち、周方向に分割された永久磁石１３Ａは仕切り部分をガイドにして保持カバー１９の溝に嵌め込んでから磁極部９Ｎ、９Ｓに取り付けるようにしたので回転子７Ｃの製作性が向上する。同時に永久磁石１３Ａは周方向に４本に分割し分離してあるために永久磁石が電気的にも周方向に４分割され、実施例１あるいは２に比べて渦電流損を低減することができる。また、保持カバー１９に設けた３個の仕切り部も回転子７に対してネジ止めや溶接によって磁極部９Ｎ、９Ｓに強固に固定することができる。
【００４３】
（実施例４）
図５および図６は本発明に係る２極構成の回転電機の実施例４を示す図であり、特に図５は円筒形回転子の横断面図、図６は図５のVI−VI線断面図である。  
図５および図６において、７Ｄは極数が２極構成の円筒形回転子であり、回転子主軸と一体となった塊状の鍛鋼から作られた回転子鉄心８と、この回転子鉄心８の外周部に軸方向に設けた複数のスロット１０に収納した界磁コイル１１とから構成されている。この界磁コイル１１はスロット１０の開口部に挿入したアルミ合金製の楔１７によって保持されるようになっている。
【００４４】
そして、回転子鉄心８の磁極部９Ｎ，９Ｓそれぞれの外周部にダブテール状の溝２０を設け、このそれぞれの溝２０に対し、溝２０の深さとほぼ等しい厚みを有する幅がＷ、軸方向長さＬ２の円弧状の永久磁石１３Ｂを挿入する。この結果、永久磁石１３の外周面は磁極部９Ｎ，９Ｓの外周面と一致し、しかも、永久磁石１３Ｂの周方向端部は溝２０の両端に位置する磁極部に形成した磁石保持突起部２１で強固に固定されるので、永久磁石１３Ｂは磁極部９Ｎ、９Ｓの磁極部に埋め込まれた状態になる。
【００４５】
なお、永久磁石１３Ｂは比透磁率が約１であるため、界磁コイル１１から見た磁気回路では永久磁石１３が埋め込まれた磁極部９Ｎ、９Ｓの部分は磁気抵抗となり、界磁コイル１１の鎖交磁束が減少すると考えられる。永久磁石１３Ｂにより増加する鎖交磁束が減少した界磁コイル１１による鎖交磁束よりも大となる範囲で永久磁石１３Ｂの幅と厚みを設定する。
【００４６】
図７は本実施例４における永久磁石１３Ｂの磁気抵抗によって、界磁コイル１１の鎖交磁束による影響を緩和することを説明するための図である。図７の２極構成の円筒形回転子を径方向断面図に示すように、円筒形回転子７Ｄの磁極部９Ｎ、９Ｓに埋め込まれた永久磁石１３Ｂの周方向端部（すなわち磁石保持突起部２１で挟まれている部分）から磁極部に隣接するスロット１０までの最も短い幅をWbtとし、回転子７Ｄの磁極部９Ｎ、９Ｓを挟んで両端に位置するスロット１０相互間の最短の幅をWcpとしたとき、Wbt＝Wcp／２の関係になるように構成する。
【００４７】
回転子鉄心８のWcpで示される部分を通過する磁束に関しては、Wcpで示される部分の断面積が最も狭いため磁束密度が最も高くなる。したがって、Wbtで示される部分の磁束密度はWcpで示される部分の磁束密度以下とすれば、永久磁石１３Ｂによる界磁コイル１１の鎖交磁束への影響は緩和できることになる。
【００４８】
Wcpを通る磁束は磁石両端の２箇所のWbtで示される部分を通過し、Wbt＝Wcp／２の関係があるので、Wbtで示される部分とWcpで示される部分の磁束密度は同じになる。この数値にすれば、永久磁石１３Ｂを磁極部９Ｎ、９Ｓ部に配置したことによる界磁コイル１１の鎖交磁束の低下は僅かにすることができ、永久磁石１３Ｂによる鎖交磁束を増加できる。
【００４９】
以上より、界磁コイル１１のアンペアターンは、永久磁石１３Ｂと界磁コイル１１による合計の鎖交磁束の増加分に相当するアンペアターン量を削減することができる。その結果、ジュール損は減少して、回転電機の効率は向上することが可能となる。特に回転電機が部分負荷で運転されている場合は、永久磁石１３Ｂによる鎖交磁束のみで界磁コイル１１は界磁鎖交磁束の調整量として適用すれば良い。すなわち、部分負荷では界磁コイル１１の電流は僅かであるので、従来機よりも大幅に効率が向上できる。
【００５０】
回転子の発熱による温度上昇で回転電機の出力が限界にある場合は、同じ界磁コイル１１のアンペアターンでも永久磁石１３Ｂの鎖交磁束が追加されるので回転電機の出力が増加される。
【００５１】
本実施例４は以上の特徴のほか、さらに次の特徴も備えている。すなわち、永久磁石１３Ｂは回転子鉄心８の溝２０に埋め込まれ、磁石保持突起部２１で永久磁石１３Ｂは保持される。したがって、他に永久磁石１３Ｂを保持するための機構が不要となり、回転子の構造を簡素にすることができる。
【００５２】
（実施例５）
図８は本発明に係る回転電機の実施例５を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。なお、本実施例の場合、円筒形回転子の縦断面図は第４の実施例の図６と同様に表現できるので図示を省略し、また、固定子１についても実施例１の場合と同様なので、図示を省略している。
【００５３】
７Ｅは極数が２極構成の円筒形回転子であり、回転子主軸と一体となった塊状の鍛鋼から作られた回転子鉄心８と、この回転子鉄心８の外周部に軸方向に穿設した複数のスロット１０に収納した界磁コイル１１とから構成されている。この界磁コイル１１はスロット１０の開口部に挿入したアルミ合金製の楔１７によって保持されるようになっている。
【００５４】
さらに、実施例４と同様に回転子鉄心８の磁極部９Ｎ、９Ｓ外周部にダブテール状の溝２０を設け、この溝２０に対してNdFeB系永久磁石１３Ｃを軸方向から挿入して嵌合固定する。この永久磁石１３Ｃは、ダブテール状の溝２０に嵌合されるダブテール部１３Ｃ１と、エアーギャップ２３側に若干突出する突起部１３Ｃ２とから構成される。この永久磁石１３Ｃの軸方向長さは図６と同様に、回転子鉄心８の軸端部を除いたＬ１である。
【００５５】
本実施例の回転電機は、実施例４の場合よりも突起部１３Ｃ１の分だけ永久磁石１３Ｃを厚くすることができるので、永久磁石１３Ｃの鎖交磁束が大きくなり、より一層高効率で小型・高出力の回転電機を得ことができる。
【００５６】
（実施例６）
図９および図１０は本発明に係る２極構成の回転電機の実施例６を示す図であり、特に図９は円筒形回転子の横断面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面である。  
図９において、７Ｆは極数が２極構成の円筒形回転子であり、回転子主軸と一体となった塊状の鍛鋼から作られた回転子鉄心８と、この回転子鉄心８の外周部に軸方向に穿設した複数のスロット１０に収納した界磁コイル１１とから構成されている。この界磁コイル１１はスロット１０の開口部に挿入したアルミ合金製の楔１７によって保持されるようになっている。
【００５７】
さらに、回転子鉄心８の磁極部９Ｎ、９Ｓの外周部に複数個（図では４個）の溝２２を設け、この溝２２に４本のNdFeB系永久磁石１３Ｄを各々挿入する。そしてこの溝２２の開口部に磁石保持手段としての金属製の磁石保持楔２４を軸方向に挿入し、強固に固定する。前記永久磁石１３Ｄは界磁コイル１１が形成する磁界と同一方向で２極を形成するように着磁されていることは言うまでもない。なお、永久磁石１３Ｄは磁石保持楔２４を含む形状に一体的に製作してもよい。
【００５８】
前記永久磁石１３Ｄ、磁石保持楔２４の位置は図１０で示すように、回転子鉄心８の軸端部近傍Ｌ２を除いた鉄心中間部Ｌ１に位置するように設けるようにしてある。このため、固定子１には回転子鉄心中間部Ｌ１から界磁コイル１１による磁束と同一極性の永久磁石１３Ｄによる磁束とが重畳して固定子に鎖交するようになる。
【００５９】
本実施例の回転電機は、永久磁石が周方向に分散配置されていることから実施例３と同様の特徴を有するほか、次の特徴を備えている。すなわち、永久磁石１３Ｄは回転子鉄心８の溝２２に埋め込まれ磁石保持楔２４で保持されるので、高速回転時の遠心力にも十分耐えることができる。また、永久磁石１３Ｄは実施例３の場合よりも広い範囲で磁極部９Ｎ、９Ｓの周方向に分布して配置されるので、永久磁石１３Ｄと界磁コイル１１とが形成するエアーギャップ磁界を滑らかな分布にすることができる。
【００６０】
（実施例７）
図１１は本発明に係る回転電機の実施例７を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子横断面図であり、縦断面図は示していない。  
本実施例は永久磁石を磁極部に配置せずに、界磁コイル１１を収納するスロット１０に収納するようにしたものである。
【００６１】
以下、図１１を参照して説明する。７Ｇは極数が２極構成の円筒形回転子であり、回転子主軸と一体となった塊状の鍛鋼から作られた回転子鉄心８と、この回転子鉄心８の外周部に軸方向に切削して形成した複数のスロット１０内に収納した界磁コイル１１およびNdFeB系の永久磁石１３Ｅとから構成されている。なお、界磁コイル１１はスロット１０の底部側に配置され、永久磁石１３Ｅは界磁コイル１１の上部にそれぞれ配置されている。そして、スロット１０開口部に軸方向からアルミ合金製の楔１７を挿入することによって永久磁石１３Ｅおよび界磁コイル１１を保持するようにしている。
【００６２】
ところで、前記各永久磁石１３ＥR1，１３ＥR2…１３ＥR8および１３ＥL1，１３ＥL2…１３ＥL8は界磁コイル１１が形成する磁界と同一方向の磁界を形成するように、永久磁石の集合体として回転子鉄心８の周方向に着磁されている。すなわち、界磁コイル１１による磁束の方向と加え合うように、各永久磁石１３ＥR1，１３ＥR2…１３ＥR8および１３ＥL1，１３ＥL2…１３ＥL8の図示上部の永久磁石１３ＥR1、１３ＥL1側がＮ極、下部永久磁石１３ＥR8、１３ＥL8側がＳ極となるように着磁されている。図中の矢印Φ１が界磁コイル１１により発生した磁束の向きであり、Φ２が永久磁石１３Ｅにより発生した磁束の向きである。なお、永久磁石１３Ｅは楔１７を含む形状に一体的に製作したものでもよい。
【００６３】
しかも、本実施例の回転電機の場合も界磁コイル１１が形成する磁気回路における磁気抵抗を大きくすることなく、永久磁石１３ＥR1，１３ＥR2…１３ＥR8および１３ＥL1，１３ＥL2…１３ＥL8による鎖交磁束を増加させることができる。
【００６４】
本実施例では、永久磁石１３Ｅの着磁方向は周方向であり、各永久磁石１３ＥR1，１３ＥR2…１３ＥR8および１３ＥL1，１３ＥL2…１３ＥL8を周方向に分布した磁束は回転子の磁極部９Ｎ、９Ｓ部分から固定子鉄心２を通る。回転子鉄心８のスロット間に位置する鉄心歯１０では、永久磁石１３Ｅの磁束は周方向であり、
【００６５】
一方、界磁コイル１１の磁束は周方向となり、互いに磁束の向きは直交する関係になる。そのため、永久磁石１３ＥR1，１３ＥR2…１３ＥR8および１３ＥL1，１３ＥL2…１３ＥL8の磁束と界磁コイル１１の磁束を同時に発生させても回転子鉄心８の鉄心歯１４の磁気飽和は緩和される特長がある。
【００６６】
これにより、界磁コイル１１のアンペアターンは、永久磁石１３Ｅの鎖交磁束量に相当するアンペアターン量を削減することができる。その結果、ジュール損は減少して、回転電機の効率は向上することが可能となる。特に回転電機が部分負荷で運転されている場合は、永久磁石１３ＥR1，１３ＥR2…１３ＥR8および１３ＥL1，１３ＥL2…１３ＥL8による鎖交磁束のみで界磁コイル１１は界磁鎖交磁束の調整量として適用すれば良い。すなわち、部分負荷では界磁コイル１１の電流は僅かであるので、従来機よりも大幅に効率が向上できる。
【００６７】
さらに、各永久磁石１３ＥR1、１３ＥR2、…、１３ＥR8および１３ＥL1，１３ＥL2…１３ＥL8の磁束の一部は固定子鉄心２以外に回転子の内部に分布する。内部に分布する永久磁石１３ＥR1、１３ＥR2…１３ＥR8および１３ＥL1，１３ＥL2…１３ＥL8の磁束は界磁コイル１１の磁束と逆方向になる。したがって、断面積が狭いため磁気飽和する磁極部９Ｎ、９Ｓの内部側では、前記永久磁石１３Ｅの磁束により磁気飽和が緩和されるので界磁の磁束が増加する。  
【００６８】
また、磁気飽和が緩和されるため、界磁のアンペアターンを増加することも可能であり、回転電機の出力を増加することもできる。
回転子の発熱による温度上昇で回転電機の出力が限界にある場合は、同じ界磁コイル１１のアンペアターンでも永久磁石１３Ｅの鎖交磁束が追加されるので回転電機の出力が増加される。
【００６９】
（実施例８）
図１２は本発明に係る回転電機の実施例８を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例の円筒形回転子７Ｈは、前記実施例７（図１１）と類似した構成であるが、異なる点は鉄心磁極部９Ｎ，９Ｓに図９のように新たに浅いスロット２５を２個ずつ設け、このスロット２５内に第２の永久磁石２６を挿入し、磁石保持用楔２７で固定した点にある。その他は永久磁石が周方向に着磁されている点を含めて実施例７と同じなので説明を省略する。
【００７０】
前記磁極部９Ｎ、９Ｓに配置した第２の永久磁石２６は半径方向に着磁されように構成する。  
また、永久磁石１３Ｅと第２の永久磁石２６とはそれぞれ楔１７、楔２７を含む形状で一体的に製作して構成してもよい。
【００７１】
本実施例の基本的な特徴は前述した実施例７と同じであるが、実施例７よりも第２の永久磁石２６が加わるため、電機子巻線との鎖交磁束は増加する。したがって、同出力では界磁コイル１１のアンペアターンはさらに少なくてよく、ジュール損が低減する。界磁コイル１１のアンペアターンを同じとする場合は回転電機の出力をさらに向上できる。
【００７２】
（実施例９）
図１３は本発明に係る回転電機の実施例９を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例９の円筒形回転子７Ｉは前記実施例７（図１１）と類似した構成であるが、異なる点は鉄心磁極部９Ｎあるいは９Ｓに隣接した図示上下左右の合計４個のスロット１０内に永久磁石１３Ｅを収納せず、界磁コイル１１のみを収納するようにした点にある。その他は永久磁石が周方向に着磁されている点を含めて実施例７と同じなので説明を省略する。
【００７３】
本実施例によれば、基本的な特徴は実施例７と同様であるが、磁極部に隣接したスロット内に界磁コイル１１のみを収納するようにしたので、界磁コイル１１と永久磁石１３Ｅの鎖交磁束の比率を広く変えることができ、運転用途に応じて永久磁石１３Ｅによる常時発生する電圧の量を広い範囲で変えることができる。
【００７４】
（実施例１０）
図１４は本発明に係る回転電機の実施例１０を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例の円筒形回転子７Ｊは前記実施例７と類似した構成であるが、異なる点はスロット１０内の界磁コイル１１と永久磁石１３Ｅとの位置関係を上下逆にした点にある。その他は永久磁石１３Ｅが周方向に着磁されている点を含めて実施例７と同じなので説明を省略する。
【００７５】
本実施例の基本的な特徴は前述した実施例７と同様であるが、回転子鉄心８の外周側に界磁コイル１１を配置したため、隣り合うコイル間の隙間が広くなり、これにより界磁コイル１１の製造性の自由度が向上する。また、永久磁石１３Ｅはスロット１０の底部に収納されているためエアーギャップ２３近傍の磁束脈動による影響が小さくなり、永久磁石１３Ｅ内の渦電流損を低減できる効果が得られる。
【００７６】
（実施例１１）
図１５は本発明に係る回転電機の実施例１１を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例１１の円筒形回転子７Ｋは前記実施例９と類似した構成であるが、異なる点はスロット１０内の界磁コイル１１と永久磁石１３Ｅとの位置関係を実施例１０のように上下逆にした点にある。その他は永久磁石１３Ｅが周方向に着磁されている点を含めて実施例９と同じなので説明を省略する。  
本実施例の基本的な特徴は実施例９の場合と同様である。
【００７７】
（実施例１２）
図１６は本発明に係る回転電機の実施例１２を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例の円筒形回転子７Ｌは前記実施例８（図１２）と類似した構成であるが、異なる点はスロット１０内に収納した界磁コイル１１と永久磁石１３Ｅとの上下の位置関係を逆にした点にある。その他は永久磁石が周方向に着磁されている点を含めて実施例９と同じなので説明を省略する。  
本実施例の特徴は実施例８と実施例１０との特徴を備えている。
【００７８】
（実施例１３）
図１７は本発明に係る回転電機の実施例１３を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例の円筒形回転子７Ｍは実施例１１と類似しているが、本実施例の回転子鉄心８は磁極部９Ｎ，９Ｓを除く左右にそれぞれ設けた複数個（図では８個ずつ）のスロット１０R、１０Lのうち、端部に位置する４つのスロット（１０R1、１０R8、１０L1、１０L8）およびこれらに隣接する４つのスロット（１０R2、１０R7、１０L2、１０L7）に界磁コイル１１を収納し、残りの中間部のスロット（１０R3〜１０R6およびスロット１０L3〜１０L6）に永久磁石１３Ｆを挿入するようにしたものである。
【００７９】
前記中間部のスロットに収納した永久磁石１３Ｆは周方向に着磁され、かつ界磁コイル１１が形成する磁界と同一方向で２極を形成するように構成する。  
以上述べたように、本実施例の基本的な特徴は前述した実施例１０と同様であるが、永久磁石１３Ｆのみ収納するスロットを設けるようにしたので、界磁コイル１１のアンペアターンをさらに少なくでき、界磁コイル１１で生じるジュール損を実施例１０よりも低減できる。
【００８０】
（実施例１４）
図１８は本発明に係る回転電機の実施例１４を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例１４による円筒形回転子７Ｎは、スロット１０内に界磁コイル１１と複数個の永久磁石とを２層に収納する点については前述した実施例７（図８）と類似するが、本実施例１４と前述した実施例７とでは複数個の永久磁石１３Ｇの着磁の向きが全く異なっている。すなわち、本実施例の場合スロット１０内の永久磁石１３Ｇは半径方向に着磁されている。
【００８１】
なお、複数個の永久磁石１３Ｇの着磁の方向は、界磁コイル１１が形成する磁束の方向と同一方向で２極を形成するように、磁極部９Ｎに近い図示左右４個の永久磁石１３Ｇはスロット開口部側をＮ極、界磁コイル１１に接する側をＳ極となるように構成し、一方磁極部９Ｓに近い左右４個の永久磁石はスロット開口部側をＳ極、界磁コイル１１に接する側をＮ極となるように構成している。
【００８２】
以上述べたように、本実施例１４の円筒形回転子７Ｎは界磁コイル１１を収納するスロット１０に収納した永久磁石１３Ｇの着磁の方向を径方向であり、各永久磁石１３Ｇによる径方向に分布した磁束はエアーギャップ２３を介して固定子鉄心２を通る。従来の回転電機では磁束が鉄心歯１４からのみ生じていたが、本発明では永久磁石１３Ｇと鉄心歯１４の両方から磁束が発生することになり、回転子表面における磁気的な面積を広くすることができ、永久磁石１３Ｇの鎖交磁束が増加できる。これにより界磁コイル１１のアンペアターンは、永久磁石１３Ｇの鎖交磁束量に相当するアンペアターン量を削減することができる。
【００８３】
その結果、ジュール損は減少して、回転電機の効率は向上することが可能となる。特に回転電機が部分負荷で運転されている場合は、永久磁石１３Ｇによる鎖交磁束のみで界磁コイル１１は界磁鎖交磁束の調整量として適用すれば良い。すなわち、部分負荷では界磁コイル１１の電流は僅かであるので、従来機よりも大幅に効率が向上できる。
【００８４】
回転子の発熱による温度上昇で回転電機の出力が限界にある場合は、同じ界磁コイル１１のアンペアターンでも永久磁石１３Ｇの鎖交磁束が追加されるので回転電機の出力が増加される。
【００８５】
（実施例１５）
図１９は本発明に係る回転電機の実施例１５を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例１５による円筒形回転子７Ｏは前述の実施例１４（図１８）の構成と一見類似しているが、界磁コイル１１と永久磁石１３Ｇの位置関係が上下逆配置である点、しかも永久磁石の着磁の方向が実施例１２のように円周方向ではなく、実施例１４（図１８）のように半径方向である点の２点で異なる。その他は同じである。
【００８６】
本実施例１５の基本的な特徴は前述した実施例１４（図１８）と同様であるが、回転子の磁極部９Ｎ、９Ｓに第２の永久磁石２６が加わるので、この分さらに鎖交磁束は増加する。したがって、同一出力では界磁コイル１１のアンペアターンはさらに少なくてよく、ジュール損が低減される。また、界磁コイル１１のアンペアターンを同じとする場合は回転電機の出力をさらに向上させることができる。
【００８７】
（実施例１６）
図２０は本発明に係る回転電機の実施例１６を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例の円筒形回転子７Ｐは前述した実施例１４（図１８）と一見類似の構成であるが、実施例１４と異なる点は、左右のスロット１０群の中間部分（磁極部９Ｎ、９Ｓ間の中心部近傍）に位置するスロット１０R3〜１０R6および１０L3〜１０L6について、上層部に永久磁石を挿入せずに、上層部および下層部とも界磁コイル１１を収納した点で異なる。
【００８８】
このように、左右のスロット１０群の中心部近傍に位置するスロットに永久磁石を挿入しない理由は、中心部近傍に位置するスロット内の永久磁石１３Ｇの磁束は、磁極部９Ｎ、９Ｓとほぼ直交する位置にあるので出力に効果的に貢献しないので、中央に位置するスロット１０には界磁コイル１１のみを配置するのである。  
この実施例の場合も、前記界磁コイル１１で回転電機内に２極の磁界を形成し、永久磁石１３Ｇも同一方向の磁界を形成するように構成する。
【００８９】
本実施例の基本的な特徴は前述した実施例１４と同様であるが、界磁コイル１１のみを収納したスロット１０を設けることにより、界磁コイル１１と永久磁石１３Ｇの鎖交磁束の比率を広く変えることができる。この結果、運転用途に応じて永久磁石１３Ｇによる常時発生する電圧の量を広い範囲で変えることができる。
【００９０】
（実施例１７）
図２１は本発明に係る回転電機の実施例１７を示す図であり、特に２極構成の円筒形回転子を径方向に切断した断面図である。  
本実施例の円筒形回転子７Ｑは磁極部９Ｎ、９Ｓの両側のスロット１０のなかの中央近傍（磁極部９Ｎ、９Ｓ間の中心近傍）に位置するスロット１０R3〜１０R6および１０L3〜１０L6について、上層および下層とも界磁コイル１１を収納し、残りのスロット１０R1、１０R2、１０R7，１０R8および１０L1、１０L2、１０L7，１０L8の上層、下層とも永久磁石を２４を挿入したものである。なお、永久磁石の着磁の方向は回転子の半径方向である。
【００９１】
この実施例の場合は、スロット１０R1、１０R2、１０L1，１０L2には開口部側にＮ極を、底部側にＳ極を、一方スロット１０R7、１０R8、１０L7，１０L8には開口部側にＳ極を、底部側にＮ極をそれぞれ配置する。
【００９２】
本実施例の基本的な特徴は前述した実施例１６（図２０）と同様であるが、永久磁石２４のアンペアターンが界磁コイル１１のアンペアターンより高い比率に設定することができ、界磁コイル１１生じるジュール損を低減できる。
【００９３】
（実施例１８）
図２２は本発明の実施例１８の回転電機における円筒形回転子の軸方向断面図である。本実施例の場合円筒形回転子７Ｒの横断面図を示していないが、各部品の配置構成は実施例６の図９に近いものである。すなわち、磁極部９Ｎ、９Ｓに設けた溝に永久磁石１３Ｄを挿入し、その上から磁石保持用楔２４を挿入し、さらにこの磁石保持用楔２４の外周にコイル保持環１２を嵌めた構成になっている。
【００９４】
ただし、本実施例の円筒形回転子７Ｒが既に述べた実施例と異なる点は、永久磁石１３Ｄを回転子鉄心８の中間部Ｌ１を除く両端部Ｌ２にしか設けず、しかもこの永久磁石１３Ｄの着磁の方向を界磁コイル１１による磁界を減じる方向にした点かなり異なる。
【００９５】
本実施例によれば、円筒形回転子鉄心７Ｒの軸方向断面で考えたときに、端部近傍の鉄心Ｌ２において、永久磁石１３Ｄの鎖交磁束と界磁コイル１１の鎖交磁束が互いに減じ合う結果、鉄心端部Ｌ２での磁気飽和が緩和されて、鉄損が低減されるという特徴を有する。
【００９６】
（実施例１９）
図２３は本発明の実施例１９の回転電機における円筒形回転子の軸方向断面図である。
本実施例の場合も円筒形回転子７Ｓの横断面図を示していないが、ほぼ実施例４の図５に近いものである。すなわち、磁極部９Ｎ、９Ｓに設けた溝に永久磁石１３Ｂの外周にコイル保持環１２を嵌めた構成になっている。
【００９７】
本実施例も実施例１８（図２２）同様、永久磁石１３Ｂを回転子鉄心８の中間部Ｌ１を除く両端部Ｌ２にしか設けず、しかもこの永久磁石１３Ｂの着磁の方向を界磁コイル１１による磁界を減じる方向にしている。
【００９８】
本実施例の場合も実施例１８同様、鉄心端部Ｌ２ので永久磁石１３Ｂの鎖交磁束と界磁コイル１１の鎖交磁束は互いに減じ合う結果、鉄心端部Ｌ２における磁気飽和が緩和され、鉄損が低減されるという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る回転電機の実施例１の横断面図。
【図２】図１のII−II線断面図。
【図３】本発明に係る回転電機の実施例２の回転子横断面図。
【図４】本発明に係る回転電機の実施例３の回転子横断面図。
【図５】本発明に係る回転電機の実施例４の回転子横断面図。
【図６】図５のVI−VI線断面図。
【図７】実施例４の説明図。
【図８】本発明に係る回転電機の実施例５の回転子横断面図。
【図９】本発明に係る回転電機の実施例６の回転子横断面図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図。
【図１１】本発明に係る回転電機の実施例７の回転子横断面図。
【図１２】本発明に係る回転電機の実施例８の回転子横断面図。
【図１３】本発明に係る回転電機の実施例９の回転子横断面図。
【図１４】本発明に係る回転電機の実施例１０の回転子横断面図。
【図１５】本発明に係る回転電機の実施例１１の回転子横断面図。
【図１６】本発明に係る回転電機の実施例１２の回転子横断面図。
【図１７】本発明に係る回転電機の実施例１３の回転子横断面図。
【図１８】本発明に係る回転電機の実施例１４の回転子横断面図。
【図１９】本発明に係る回転電機の実施例１５の回転子横断面図。
【図２０】本発明に係る回転電機の実施例１６の回転子横断面図。
【図２１】本発明に係る回転電機の実施例１７の回転子横断面図。
【図２２】本発明に係る回転電機の実施例１８の回転子縦断面図。
【図２３】本発明に係るの回転電機の実施例１９の回転子縦断面図。
【図２４】従来の回転電機の軸方向断面図。
【図２５】従来の回転電機の回転子の横断面図。
【符号の説明】
【０１００】
１…固定子、２…固定子鉄心、３…スロット、４…電機子巻線、４…端板、５…押え板、６…回転子鉄心、７Ａ〜７Ｑ…回転子、８…回転子鉄心、９Ｎ，９Ｓ・・・磁極部、１０…スロット、１１…界磁コイル、１２…界磁コイル端部保持環（コイル保持環）、１３，１３Ａ〜１３Ｊ…永久磁石、１４…鉄心歯、１５…コイル抑え板、１６…磁石保持環、１７…楔、１８…磁石保持カバー、１９…磁石保持カバー、２０…溝、２１…磁石保持突起部、２２…溝、２３…エアーギャップ、２４…楔、２５…溝、２６…第２の永久磁石、２７…磁石保持用楔。
【図１】
2005354770.tif 000003
【図２】
2005354770.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005354770.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2005354770.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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