(57)【要約】【課題】高効率無整流子直流電動機を利用した電動発電装置を提供する。【解決手段】電動発電部１００は、ｎ相の独立、多相、並列、分布巻線方式で巻線されて、電動回路部２００から電源を供給されて励磁される電動巻線Ｍと、２ｎ相の独立、多相、並列、分布巻線方式で巻線されて、生成された電気を発電回路部に提供する発電巻線Ｇを含む固定子１１０と、中央に軸が位置し、積層されたケイ素鋼板中に平板型永久磁石を放射状に埋め込んで形成された回転子１２０と、感知領域と非感知領域を有し、回転子の軸の一端に取り付けられた整流子エンコーダ１４０と、整流子エンコーダが軸により回転されるとき、整流子エンコーダの感知領域ではオンし、非感知領域ではオフして、電気的に整流子機能を行うように、光センサ信号を電動回路部に提供する２ｎ個のフォトセンサ１５２と、を備える。【選択図】図２
2007221995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動発電装置において、
電気エネルギーを供給して電動発電部を回転させるための電動回路部と、
前記電動回路部の電気エネルギーにより回転され、回転により電気的なエネルギーを生成する電動発電部と、
前記電動発電部から生成された交流電気を整流して直流電気として出力する発電回路部とからなり、
前記電動発電部は、
ｎ相の独立、多相、並列、分布巻線方式で巻線されて、前記電動回路部から電源を供給されて励磁される電動巻線と、２ｎ相の独立、多相、並列、分布巻線方式で巻線されて、生成された電気を前記発電回路部に提供する発電巻線を含む固定子と、
中央に軸が位置し、積層されたケイ素鋼板中に平板型永久磁石を放射状に埋め込んで形成された回転子と、
感知領域と非感知領域を有し、前記回転子の軸の一端に取り付けられた整流子エンコーダと、
前記整流子エンコーダが軸により回転されるとき、前記整流子エンコーダの感知領域ではオンし、非感知領域ではオフして、電気的に整流子機能を行うように、光センサ信号を前記電動回路部に提供する２ｎ個のフォトセンサと、
を備えたことを特徴とする、電動発電装置。
【請求項２】
前記整流子エンコーダは、感知領域の数が下記の式１により決められ、前記感知領域の幅の角度は、下記の式２により決められ、
前記フォトセンサの配置角度は、下記の式３により決められ、ｎ相の場合、前記フォトセンサの配置角度は、下記の式４により決められることを特徴とする、請求項１に記載の電動発電装置。
式１：感知領域の数＝回転子の極数÷２
式２：θ＝π０÷回転子の極数÷（電動機の相数＋発電機の相数）×（電動機の相数＋発電機の相数−１）
式３：ω＝π０÷回転子の極数
式４：ωｎ＝π０÷回転子の極数÷電動機の相数
【請求項３】
前記固定子は、
電動巻線Ｍスロットと発電巻線Ｇスロットとの間に幅の狭い磁束分割スロットが形成されており、
発電巻線Ｇスロットと隣接発電巻線Ｇスロットとの間に幅の狭い磁束隔離スロットが形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の電動発電装置。
【請求項４】
前記電動発電部は、回転子の回転速度を感知するための速度エンコーダをさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の電動発電装置。
【請求項５】
前記電動回路部は、
商用の交流電源を整流して直流に変換して使用するか、バッテリーで具現されて直流電源を提供する直流電源供給部と、
各相に対して、４個の電力半導体素子が前記電動巻線と接続されて、各相数分のＨブリッジを形成しており、制御信号に応じて、前記電力半導体素子のうち、２個が交互にオン／オフして前記電動巻線に直流電源を伝達する電力スイッチングと、
前記フォトセンサから前記整流子エンコーダによる光センサ信号が入力されて、電子的に整流子を具現するための制御信号を前記電力スイッチングに提供する極性制御部と、
制御入力部の指令値と速度制御部の制御信号に応じて回転速度を制御するためのＰＷＭ信号を発生して、前記電力スイッチングに提供するＰＷＭ制御部と、
で構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の電動発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギーを回転運動に変換し、回転運動によるエネルギーを電気エネルギーに変換する電動発電装置に関し、さらに詳細には、高効率無整流子直流電動機（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ  ＤＣ  ｍｏｔｏｒ：ＢＬＤＣ）を利用した電動発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無整流子直流電動機（ＢＬＤＣ電動機）は、従来のブラシ（Ｂｒｕｓｈ）を付着した直流電動機のように、機械的な接点を持たないので、雑音が発生せず、寿命も長くなるという長所があるため、産業用機器、家電機器、運送機器などの電動機として広く用いられている。このような無整流子直流電動機は、永久磁石からなる回転子の磁極に合せて、固定子巻線に印加される電流の相を制御するために、回転子の位置センサとしてホール（ｈｏｌｅ）センサを使用している。
【０００３】
一方、最近では、石油資源の枯渇とともに環境汚染を起こさない代替エネルギー（Ｃｌｅａｎ  Ｅｎｅｒｇｙ）を探そうとする努力が盛んに進められている。特に、環境汚染の主要原因となる自動車分野において、電気を利用した電気自動車に対する研究が盛んに進められている。
【０００４】
したがって、高効率の無整流子直流電動機に発電機能を内蔵して、電動機として動作するとともに、発電機（ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ）として動作させる場合には、エネルギーの効率的使用が可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような必要性を充足させるために提案されたものであって、その目的は、電気エネルギーが供給されると、ＢＬＤＣモータとして動作して回転力を提供するとともに、モータの回転運動により電気的なエネルギーを生成するように構成された高効率の電動発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成すべく、本発明は、電気エネルギーを供給して電動発電部を回転させるための電動回路部と、前記電動回路部の電気エネルギーにより回転され、回転により電気的なエネルギーを生成する電動発電部と、前記電動発電部から生成された交流電気を整流して直流電気として出力する発電回路部とからなる電動発電装置において、前記電動発電部が、ｎ相の独立、多相、並列、分布巻線方式で巻線されて、前記電動回路部から電源を供給されて励磁される電動巻線と、２ｎ相の独立、多相、並列、分布巻線方式で巻線されて、生成された電気を前記発電回路部に提供する発電巻線を含む固定子と、中央に軸が位置し、積層されたケイ素鋼板中に平板型永久磁石を放射状に埋め込んで形成された回転子と、感知領域と非感知領域を有し、前記回転子の軸の一端に取り付けられた整流子エンコーダと、前記整流子エンコーダが軸により回転されるとき、前記整流子エンコーダの感知領域ではオンし、非感知領域ではオフして、電気的に整流子機能を行うように、光センサ信号を前記電動回路部に提供する２ｎ個のフォトセンサと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記固定子は、電動巻線Ｍスロットと発電巻線Ｇスロットとの間に幅の狭い磁束分割スロット（Ｆｌｕｘ  Ｄｅｖｉｄｅｄ  Ｓｌｏｔ）が形成されており、発電巻線Ｇスロットと隣接発電巻線Ｇスロットとの間に幅の狭い磁束隔離スロット（Ｃａｎｃｌｅ  Ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ  Ｓｌｏｔ）が形成されている。
【０００８】
そして、前記電動回路部は、商用の交流電源を整流して直流に変換して使用するか、バッテリーで具現されて直流電源を提供する直流電源供給部と、各相に対して、４個の電力半導体素子が前記電動巻線と接続されて、各相数分のＨブリッジを形成しており、制御信号に応じて、前記電力半導体素子のうち、２個が交互にオン／オフして前記電動巻線に直流電源を伝達する電力スイッチングと、前記フォトセンサから前記整流子エンコーダによる光センサ信号が入力されて、電子的に整流子を具現するための制御信号を前記電力スイッチングに提供する極性制御部と、制御入力部の指令値と速度制御部の制御信号に応じて回転速度を制御するためのＰＷＭ信号を発生して、前記電力スイッチングに提供するＰＷＭ制御部と、で構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電動機に発電機を一体型で構成することによって、効率的なエネルギー使用を可能にする。特に、電動巻線と発電巻線との比を１：２にすることで、高効率の電動発電機を具現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る高効率電動発電装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１２】
本実施形態に係る電動発電装置は、図１に示すように、電気エネルギーを供給して電動発電部１００の回転子を回転させるための電動回路部２００と、電動回路部２００の電気エネルギーにより回転され、回転力により電気的なエネルギーを生成する電動発電部１００と、電動発電部１００から生成された交流電気を整流して、直流電気として出力する発電回路部３００とからなる。
【００１３】
電動発電部１００は、後述のように、ハウジング１０２中に位置した固定子（図２の１１０）と回転子（図４の１２０）からなる電動発電機本体と、電動発電機本体の軸１２５に付着されて軸１２５と共に回転される速度エンコーダ１３０と整流子エンコーダ１４０とで構成される。
【００１４】
図１に示すように、電動回路部２００は、直流電源供給部２１０と、電力スイッチング部２２０、極性制御部２３０、速度制御部２４０、制御入力部２５０、ＰＷＭ制御部２６０で構成される。
【００１５】
直流電源供給部２１０は、商用の交流電源を整流して直流に変換して使用するか、バッテリーで具現されて、電力スイッチング部２２０にスイッチ２１２を介して直流電源（Ｖ＋、Ｖ−）を提供する。
【００１６】
電力スイッチング部２２０は、制御信号に応じて、電力半導体素子（スイッチング素子）をオン／オフして、直流電源供給部２１０の電源を固定子１１０の電動巻線Ｍに伝達する。ここで、電力スイッチング部２２０は、固定子の電動巻線Ｍに直流電源を印加するためのものであるから、電動機の種類（すなわち、固定子巻線の相数）によって構成が変わる。そして、１つの相を駆動するためには、４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が必要であるが、これらが「Ｈ」字形態で接続されるので、「Ｈブリッジ」という。したがって、電力スイッチング部２２０は、複数のＨブリッジからなり、スイッチング素子には、トランジスタ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＦＥＴなどが広く用いられる。
【００１７】
極性制御部２３０は、電動発電部の整流子エンコーダ１４０から光センサ信号が入力されて、整流子を電気的に具現するための制御信号を電力スイッチング部２２０に提供し、速度制御部１１２は、閉ループ制御時に電動発電部の速度エンコーダ１３０からエンコーダ信号が入力されて、速度制御信号をＰＷＭ制御部２６０に提供する。
【００１８】
制御入力部２５０は、操作者の操作により電動発電部１００の回転速度を指令する指令信号を提供し、ＰＷＭ制御部２６０は、制御入力部２５０の指令値と速度制御部２４０の制御信号に応じて電動発電部１００の回転速度を制御するためのＰＷＭ信号を発生して、電力スイッチング部２２０に提供する。
【００１９】
発電回路部３００は、電動発電部の発電巻線Ｇから生成された交流電気を整流して直流電気を出力するＤＣ整流器３１０からなって、外部回路に生成されたＤＣ電源を供給するか、電力スイッチング部２２０にフィードバックさせて使用できるようにする。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る高効率電動発電装置の固定子を示す概略図であり、図３は、本実施形態に係る高効率電動発電装置の固定子巻線を示す図であり、図４は、本実施形態に係る高効率電動発電装置の回転子を示す概略図である。図５は、本実施形態に用いられるエンコーダを示す概略図である。
【００２１】
本実施形態に係る電動発電部１００は、ハウジング１０２中に位置した固定子１１０と回転子１２０、ハウジングの外部に設置される速度エンコーダ１３０、及び整流子エンコーダ１４０で構成される。
【００２２】
電動発電部の固定子１１０は、図２に示すように、円筒形に積層されたケイ素鋼板１１１と、積層されたケイ素鋼板１１１に形成された発電巻き取りスロット１１２−１、１１２−２、電動巻き取りスロット１１３、磁束分配スロット１１４、磁束隔離スロット１１５、各発電巻き取りスロット１１２−１、１１２−２に巻き取られた発電巻線（Ｇ）、各電動巻き取りスロット１１３に巻き取られた電動巻線Ｍで構成される。
【００２３】
ここで、電動巻線Ｍは、電動回路部２００から電源を供給されて、回転子１２０を回転させる機能（すなわち、電動機）を行い、発電巻線Ｇは、回転子１２０の回転により電流が誘導されて電気を発生させる機能（すなわち、発電機）を行う。
【００２４】
そして、本実施形態で全体巻き取りスロット（Ｗｉｎｄｉｎｇ  Ｓｌｏｔ）及び巻線は、５４個からなり、大きく６個領域に区分されており、各領域には、Ｍ、Ｇ、Ｇ、Ｍ、Ｇ、Ｇ、Ｍ、Ｇ、Ｇのように、総９個の巻線、すなわち、３個の電動巻線Ｍと６個の発電巻線Ｇが配置されている。
【００２５】
図２に示すように、本実施形態に用いられる固定子１１０は、独立、多相、並列分布巻線する。このとき、電動巻線Ｍの相数は、２、３、４、・・・、ｎ相で構成し、発電巻線Ｇの相数は、４、６、８、・・・、２ｎ相で構成する。そして、電動巻線Ｍは、電力スイッチング部２２０のＨブリッジにそれぞれ結線され、発電巻線Ｇは、ＤＣ整流器３１０にそれぞれ結線される。
【００２６】
また、各相の巻線を並列分布巻線するにあっては、図３に示すように、各相別あるいは極別に分布巻線し、内部結線（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）なく、リードワイヤー（Ｌｅａｄ  ｗｉｒｅ）に接続する。
【００２７】
このように、本実施形態では、固定子１１０を独立多相並列分布巻線することにより、低電圧で大出力を実現することができ、電動巻線Ｍ数と発電巻線Ｇ数との比を１：２になるようにすることによって、高効率を達成することができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る固定子１１０は、電動巻線Ｍスロット１１３と発電巻線Ｇスロット１１２−１あるいは１１２−２との間に幅の狭い磁束分割スロット（Ｆｌｕｘ  Ｄｅｖｉｄｅｄ  Ｓｌｏｔ）１１４を形成して、磁束が分割されて電動巻線Ｍの磁束が発電巻線Ｇ側に流れることのできる道を遮断して、固定子１１０の界磁面（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄ）にのみ流れることができるようにして、電動機の駆動を円滑にする。また、磁束分割スロット１１４は、電動巻き取りスロット１１３を中心にした励磁幅（Ｅｘｃｉｔｉｎｇ  Ｗｉｄｔｈ）を常に一定に維持させて、駆動時や交番時に隣接の巻き取りスロットに影響を与えたり受けたりせず動作できるようにする。
【００２９】
発電巻線Ｇスロット１１２−１と隣接発電巻線Ｇスロット１１２−２との間に幅の狭く形成された磁束隔離スロット（Ｃａｎｃｌｅ  Ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ  Ｓｌｏｔ）１１５は、磁束相殺（Ｆｌｕｘ  Ｃａｎｃｅｌ）を除去して、発電効率を上げる機能を果たす。
【００３０】
電動発電部の回転子１２０は、図４に示すように、積層されたケイ素鋼板１２１中に平板型永久磁石１２２を放射状（Ｒａｄｉａｌ  ｔｏ  ｓｈａｆｔ）に埋め込んで構成する。このとき、永久磁石１２２の磁界面は広くし、磁石は強力なものとして、回転子の界磁面に磁束を集中させて、界磁面の磁束密度を上げる。回転子１２０の極数は、固定子１１０の極数に応じて、必要な極数に決める。
【００３１】
図４に示すように、回転子１２０は、円状に積層されたケイ素鋼板１２１、円状のケイ素鋼板１２１に均等に分散されて陥没した６個の永久磁石１２２、中央で永久磁石１２２とケイ素鋼板１２１を支持する非磁石コア１２４、及び中央に位置した軸１２５からなる。永久磁石１２２は、平板型からなり、永久磁石の間には、空いた空間１２３が形成されている。
【００３２】
このように永久磁石を利用した電動機は、回転子１２０の起磁力（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｅｎｅｒｇｙ）と固定子１１０の電気エネルギー（Ａｃｔｉｖｅ  Ｅｎｅｒｇｙ）とが加算されて、運動エネルギーとして回転力を有する。このような電動機において、高効率のためには、回転子１２０の起磁力を高めることが重要である。このために、本実施形態では、強力な起磁力を有している「Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ（Ｎｄ，Ｆｅ，Ｂ）」磁石を使用し、永久磁石１２２の界磁面を広くして、回転子の磁界に磁束が集中するように構成して、界磁面の磁束密度（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｌｕｘ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を上げるようにしたものである。
【００３３】
一方、電動発電部１００の回転を制御するためには、整流子エンコーダ１４０と、速度エンコーダ１３０などが必要である。整流子エンコーダ１４０と速度エンコーダ１３０は、図５に示すように、モータ本体ハウジングの陥没した部分の外側に設けられて、回転子の軸１２５と共に回転するようになっている。
【００３４】
図５に示すように、速度エンコーダ１３０は、均一な間隔に突出部が形成されたカップ型エンコーダであって、センサマウント板１５０に設置されたフォトセンサ１５２とともに作動されて回転速度信号を生成し、整流子エンコーダ１４０は、感知領域１４４と非感知領域１４２を形成する突出部を有するカップ型エンコーダであって、センサマウント板１５０に設置されたフォトセンサ１５４とともに作動されて、整流子を電子的に具現するための光センサ信号を生成する。
【００３５】
整流子エンコーダ１４０の感知領域１４４の数は、以下の式１のように求め、このとき、感知領域の幅の角度（θ）は、以下の式２のように決める。
【００３６】
式１：感知領域の数＝回転子の極数÷２
式２：θ＝π０÷回転子の極数÷（電動機の相数＋発電機の相数）×（電動機の相数＋発電機の相数−１）
【００３７】
また、整流子エンコーダ１４０におけるフォトセンサ１５４の構成は、１相に対して２個のフォトセンサ（第１フォトセンサと第２フォトセンサ）を配置して、整流子エンコーダ１４０と連係作動するように構成する。このとき、２個のフォトセンサ１５４の配置角度ωは、次の式３により求める。
【００３８】
式３：ω＝π０÷回転子の極数
【００３９】
したがって、ｎ相の電動機において、２ｎ個のフォトセンサ１５４の配置角度ωｎは、以下の式４のとおりである。
【００４０】
式４：ωｎ＝π０÷回転子の極数÷電動機の相数
【００４１】
図６は、本実施形態に係る高効率電動発電装置の制御動作を説明するために示す図であり、図７は、本実施形態に係る高効率電動発電装置の信号波形を示す図である。
【００４２】
図６に示すように、各相の２個のフォトセンサ１５４は、それぞれ該当相のＨブリッジのハーフスイッチのスイッチング素子に接続されて、電子的に整流子の機能を具現する。このとき、整流子エンコーダの感知領域１４４に位置するフォトセンサは、電子整流子の該当相の１つのハーフブリッジをオンさせて導通させることにより、回転子の回転方向が決められ、電動機は起動する。そして、回転時には感知領域１４４の幅により励磁幅の調整（Ｅｘｃｉｔｉｎｇ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が行われて、ハーフブリッジをオン／オフして通電周期を決め、かつ、交互に通電されて電動発電部１００を円滑に駆動させる。また、ＰＷＭ制御部２６０の制御信号によりＰＷＭ制御して、電動発電部１００の速度を増減させると、電動発電部２６０の電圧が変化し、必要な電圧で電動発電部１００を定速運転して、所定の必要電圧を持続的に維持させる。
【００４３】
例えば、図６に示すように、電動回路部２００から入力される直流電源Ｖ＋、Ｖ−がＡ、Ｂ、Ｃ相のＨブリッジに接続されて、各相の電動巻線Ｍに電源を供給しており、Ｒ、Ｓ、Ｔ相のＨブリッジとＵ、Ｖ、Ｗ相のＨブリッジは、各相の発電巻線Ｇから発生した電力を該当ダイオード整流器を介して整流して直流電圧を出力している。
【００４４】
電動機として動作するＡ、Ｂ、Ｃ相のＨブリッジを説明すると、Ａ相に対してトランジスタＱ１〜Ｑ４がＨブリッジを形成しており、トランジスタＱ１、Ｑ３のベースが第１フォトセンサＰＡ１に接続されており、トランジスタＱ２とＱ４のベースが第２フォトセンサＰＡ２に接続されている。Ｂ相に対しては、トランジスタＱ５〜Ｑ８がＨブリッジを形成しており、トランジスタＱ５とＱ７のベースが第１フォトセンサＰＢ１に接続されており、トランジスタＱ６とＱ８のベースが第２フォトセンサＰＢ２に接続されている。また、Ｃ相に対しては、トランジスタＱ９〜Ｑ１２がＨブリッジを形成しており、トランジスタＱ９とＱ１１のベースが第１フォトセンサＰＣ１に接続されており、トランジスタＱ１０とＱ１２のベースが第２フォトセンサＰＣ２に接続されている。
【００４５】
このような結線状態で、図６に示すように、整流子エンコーダ１４０の感知領域１４４にＡ相の第１フォトセンサＰＡ１とＢ相の第１フォトセンサＰＢ１が位置し、残りのフォトセンサＰＣ１、ＰＡ２、ＰＢ２、ＰＣ２が非感知領域１４２に位置しているときの動作を説明すると、以下のとおりである。
【００４６】
まず、相Ａの第１フォトセンサＰＡ１が整流子エンコーダの感知領域１４４に位置するので、トランジスタＱ１はオンし、トランジスタＱ３はオフし、相Ａの第２フォトセンサＰＡ２は、整流子エンコーダの非感知領域１４２に位置するので、トランジスタＱ２はオフし、トランジスタＱ４はオンして、Ｑ１から電動巻線Ｍを経てＱ４に電流が流れる。
【００４７】
相Ｂの第１フォトセンサＰＢ１が整流子エンコーダの感知領域１４４に位置するので、トランジスタＱ５はオンし、トランジスタＱ７はオフし、相Ｂの第２フォトセンサＰＢ２は、整流子エンコーダの非感知領域１４２に位置するので、トランジスタＱ６はオフし、トランジスタＱ８はオンして、Ｑ５から電動巻線Ｍを経てＱ８に電流が流れる。
【００４８】
万一、第１フォトセンサＰＡ１と第２フォトセンサＰＡ２が全て非感知領域１４２に位置すると、通電されない。次に、第２フォトセンサＰＡ２が感知領域上に位置するとき、トランジスタＱ２とトランジスタＱ３がオンして、Ｑ２から電動巻線Ｍを経てＱ３に電流が流れる。このとき、電動巻線Ｍに流れる電流の方向が第１フォトセンサＰＡ１が感知領域に位置するときと反対になったことが分かる。
【００４９】
また、第１フォトセンサＰＡ１と第２フォトセンサＰＡ２が全て非感知領域１４２に位置すると、通電されなくなる。これは繰り返されるので、交番通電が行われる。このとき、相Ａ、相Ｂ、相Ｃは、順に相別に交代励磁（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）されて、電動発電部１００は、円滑に起動回転し、これにより、発電巻線Ｇに電流（Ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ  Ｓｈａｐｅ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）が生成されて、回転速度に応じて電圧が増減する電気を出力する。
【００５０】
図７には、電動発電機の軸の回転角度０゜から３６０゜に達するまでのＡ相、Ｂ相、Ｃ相のトルクスキーム（Ｔｏｒｑｕｅ  Ｓｃｈｅｍｅ）と全体合計（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）のトルクスキーム波形が示されており、回転角度０゜から３６０゜に達するまでのＲ、Ｓ、Ｔ相の電流波形とＵ、Ｖ、Ｗ相の電流波形がそれぞれ示されている。
【００５１】
図７において、ＰＡ１、ＰＡ２は、Ａ相のフォトセンサのオン・オフ波形を示し、ＰＢ１、ＰＢ２は、Ｂ相のフォトセンサのオン・オフ波形を示し、ＰＣ１、ＰＣ２は、Ｃ相のフォトセンサのオン・オフ波形を示す。
【００５２】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、電気エネルギーを回転運動に変換し、回転運動によるエネルギーを電気エネルギーに変換する電動発電装置に利用可能であり、さらに詳細には、高効率無整流子直流電動機（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ  ＤＣ  ｍｏｔｏｒ：ＢＬＤＣ）を利用した電動発電装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】高効率電動発電装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】高効率電動発電装置の固定子を示す概略図である。
【図３】高効率電動発電装置の固定子巻線を示す図である。
【図４】高効率電動発電装置の回転子を示す概略図である。
【図５】エンコーダを示す概略図である。
【図６】高効率電動発電装置の制御動作を説明するために示す図である。
【図７】高効率電動発電装置の信号波形を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００  電動発電部
１０２  ハウジング
１１０  固定子
１１１  シリコンスチール
１１２−１、１１２−２  発電巻き取りスロット
１１３  電動巻き取りスロット
１１４  磁束分割スロット
１１５  磁束隔離スロット
１２０  回転子
１２１  ケイ素鋼板
１２２  永久磁石
１２３  空いた空間
１２４  非磁石コア
１２５  軸
１３０  速度エンコーダ
１４０  整流子エンコーダ
１４２  非感知領域
１４４  感知領域
１５０  センサマウント板
１５２、１５４  フォトセンサ
２００  電動回路部
２１０  直流電源供給部
２２０  電力スイッチング部
２３０  極性制御部
２４０  速度制御部
２５０  制御入力部
２６０  ＰＷＭ制御部
３００  発電回路部
３１０  直流整流器
【図１】
2007221995.tif 000003
【図２】
2007221995.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007221995.tif 000006
【図５】
2007221995.tif 000007
【図６】
2007221995.tif 000008
【図７】
2007221995.tif 000009