(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、回転子形成後に着磁済の永久磁石が挿入でき、かつ、磁石の飛び出しを防止できる永久磁石式回転電機を提供するものである。【解決手段】  上記課題を下記決するために、本発明では、固定子鉄心に設けられた複数個のスロット内に固定子コイルが施された固定子と、該固定子と所定間隙をもって対向配置され、回転子鉄心に設けられた磁石挿入孔に永久磁石が1極ごとに極性を変えながら埋没され、かつ、前記回転子鉄心の軸方向両端部にエンドプレートが配置されている回転子とを備えた永久磁石式回転機において、前記回転子の軸方向両端部に配置したエンドプレートの内、一方のエンドプレートに磁石挿入孔が設けられていると共に、該エンドプレートに設けられた前記磁石挿入孔に非磁性体が充填されて前記磁石挿入孔が塞がれていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に設けられた複数個のスロット内に固定子コイルが施された固定子と、該固定子と所定間隙をもって対向配置され、回転子鉄心に設けられた磁石挿入孔に永久磁石が1極ごとに極性を変えながら埋没され、かつ、前記回転子鉄心の軸方向両端部にエンドプレートが配置されている回転子とを備えた永久磁石式回転機において、
前記回転子の軸方向両端部に配置したエンドプレートの内、一方のエンドプレートに磁石挿入孔が設けられていると共に、該エンドプレートに設けられた前記磁石挿入孔に非磁性体が充填されて前記磁石挿入孔が塞がれていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の永久磁石式回転電機において、
前記非磁性体が充填されている前記エンドプレートの少なくとも磁石挿入孔を、塞ぎ板で覆ったことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心に設けけられた磁石挿入孔と前記エンドプレートに設けられた磁石挿入孔は、相対向していることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の永久磁石式回転電機において、
前記エンドプレートに設けられた磁石挿入孔に充填される非磁性体は、樹脂であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の永久磁石式回転電機において、
前記エンドプレートは、非磁性体で形成されていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の永久磁石式回転電機において、
前記塞ぎ板は、金属で形成されていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の永久磁石式回転電機において、
前記永久磁石は、軸方向若しくは幅方向或いは軸方向と幅方向に分割されていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項８】
請求項２又は３に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心とエンドプレート、及び前記塞ぎ板の極間部に溝を設けたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項９】
請求項２又は３に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄芯とエンドプレート、及び前記塞ぎ板の磁極中心部に溝を設けたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１０】
請求項９に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心とエンドプレート、及び前記塞ぎ板に設けた溝が、磁極中心に対し非対称であること特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１１】
請求項２又は３に記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心とエンドプレート、及び前記塞ぎ板の磁石挿入孔の内径側に穴を設けたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１２】
請求項１乃至３のいずれかに記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心に、軸方向に伸びる穴を周方向に所定間隔をもって複数設け、該回転子鉄心に設けられた各穴と対向する位置に穴が形成されているエンドプレートと塞ぎ板によって、前記回転子鉄心の軸方向端部の一方が覆われていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１３】
請求項１乃至３のいずれかに記載の永久磁石式回転電機において、
積層された前記回転子鉄心同士の間、及び積層された前記固定子鉄心同士の間に配置されるダクトピースで形成される空間を、通風冷却用のラジアルダクトとしたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転子鉄心と回転軸との間にシャフトアームを設けたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の永久磁石式回転電機において、
前記回転軸を支える軸受を、回転電機がエンジンとカップリングを介して接続される反直結側のみに配置した片持ち構造としたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項１６】
エンジンと、該エンジンと接続される回転電機と、該回転電機と電力変換器を介して接続される電力系統と、該電力系統と前記電力変換器との間に接続されるバッテリとを備えたハイブリット駆動鉄道車両システムであって、
前記回転電機は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の永久磁石式回転電機であることを特徴とするハイブリット駆動鉄道車両システム。
【請求項１７】
エンジンと、該エンジンと接続される回転電機と、該回転電機と電力系統との間に接続される電力変換器とを備えた鉄道車両システムであって、
前記回転電機は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の永久磁石式回転電機であることを特徴とする鉄道車両システム。
【請求項１８】
風車と、該風車と接続される回転電機と、該回転電機を収納するナセルと、前記回転電機と電力系統の間に設置される電力変換器とを備えた風力発電システムであって、
前記回転電機は、請求項１乃至１５のいずれかに記載の永久磁石式回転電機であることを特徴とする使用したことを特徴とする風力発電システム。
【請求項１９】
複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して磁石挿入孔を有する回転子鉄心を形成し、該回転子鉄心の軸方向端部の片方に磁石挿入孔が形成されたエンドプレートを、軸方向端部のもう片方に磁石挿入孔を設けないエンドプレートを配置し、前記回転子鉄心とエンドプレートを回転軸に固定した後、前記エンドプレートに設けた磁石挿入孔を介して前記回転子鉄心の磁石挿入孔へ着磁済の永久磁石を挿入し、その着磁済の永久磁石が挿入された後に、前記エンドプレートに設けた磁石挿入孔に非磁性体を充填し前記エンドプレートに設けた磁石挿入孔を塞ぐことを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の永久磁石式回転電機の回転子製造方法において、
前記エンドプレートに設けた磁石挿入孔に非磁性体を充填した後、前記エンドプレートに設けた磁石挿入孔を塞ぎ板で覆うことを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は永久磁石式回転電機及びその回転子製造方法に係り、特に、風力用発電機や鉄道車両に搭載され、回転子鉄心の内部に着磁済みの永久磁石を埋設しているものに好適な永久磁石式回転電機及びその回転子製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、回転電機の小型高効率化に伴い、永久磁石式回転電機が様々な分野で用いられている。
【０００３】
この永久磁石を適応する際の問題点として、回転子の製造があげられる。特に、鉄道用の発電機や風力用の発電機などのように、出力が数MW級となる回転電機では、回転子形成後（回転子鉄心とエンドプレートが回転軸に固定された状態）に磁石を着磁しようとすると、着磁するための着磁装置が大型となることから、着磁済みの永久磁石を用いて回転電機を製造する方が適している。
【０００４】
しかし、着磁済みの永久磁石を用いて回転子を製造する際に、回転子鉄心に着磁済の永久磁石を挿入しようとすると、着磁されている永久磁石の吸引力により回転子鉄心を形成する電磁鋼板がばらばらになる可能性があることから、電磁鋼板の積層を固定することが困難となってしまう恐れがある。また、永久磁石は、高温になると不可逆減磁により磁石の特性が劣化してしまうことが知られており、磁石挿入後に回転子鉄心を回転軸に焼き嵌めで固定すると、永久磁石が高温になってしまうことから焼き嵌めで固定することができない。
【０００５】
そこで、回転子形成後に、着磁済の永久磁石を回転子鉄心に挿入する方法が考えられ、これの従来技術として特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2010-142038号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、樹脂にてエンドプレートを形成することで、回転子形成後に永久磁石の回転子鉄心への挿入を可能とし、更に、軽量化や製造効率の向上を図ることが記載されている。
【０００８】
しかし、特許文献1のように、エンドプレートを樹脂で形成すると、経年劣化により樹脂の強度が低下し、例えば、永久磁石が破損した場合には、永久磁石の飛び出しを防ぐことができず、長期信頼性が確保できないという問題がある。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、回転子形成後に着磁済の永久磁石が挿入できるものであっても、永久磁石の飛び出しを防止でき、長期信頼性が確保できる永久磁石式回転電機及びその回転子製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の永久磁石式回転電機は、上記目的を達成するために、固定子鉄心に設けられた複数個のスロット内に固定子コイルが施された固定子と、該固定子と所定間隙をもって対向配置され、回転子鉄心に設けられた磁石挿入孔に永久磁石が1極ごとに極性を変えながら埋没され、かつ、前記回転子鉄心の軸方向両端部にエンドプレートが配置されている回転子とを備えた永久磁石式回転機において、前記回転子の軸方向両端部に配置したエンドプレートの内、一方のエンドプレートに磁石挿入孔が設けられていると共に、該エンドプレートに設けられた前記磁石挿入孔に非磁性体が充填されて前記磁石挿入孔が塞がれていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の永久磁石式回転電機の回転子製造方法は、上記目的を達成するために、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して磁石挿入孔を有する回転子鉄心を形成し、該回転子鉄心の軸方向端部の片方に磁石挿入孔が形成されたエンドプレートを、軸方向端部のもう片方に磁石挿入孔を設けないエンドプレートを配置し、前記回転子鉄心とエンドプレートを回転軸に固定した後、前記エンドプレートに設けた磁石挿入孔を介して前記回転子鉄心の磁石挿入孔へ着磁済の永久磁石を挿入し、その着磁済の永久磁石が挿入された後に、前記エンドプレートに設けた磁石挿入孔に非磁性体を充填し前記エンドプレートに設けた磁石挿入孔を塞ぐことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の永久磁石式回転電機によれば、回転子形成後に着磁済の永久磁石を挿入しても、該永久磁石の飛び出しを防止できるので、長期信頼性が確保できる永久磁石式回転電機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の永久磁石式回転電機の第１の実施例を示す径方向断面図である。(実施例１)
【図２】図１の回転子の軸方向断面図である。(実施例１)
【図３（ａ）】本発明の永久磁石式回転電機の第１の実施例に採用される一方のエンドプレートを示す斜視図である。(実施例１)
【図３（ｂ）】本発明の永久磁石式回転電機の第１の実施例に採用される他方のエンドプレートを示す斜視図である。(実施例１)
【図４】本発明の永久磁石式回転電機の製造方法の一実施例を示し、回転子鉄心の磁石挿入孔に永久磁石を挿入する前の回転子の斜視図である。(実施例１)
【図５】本発明の永久磁石式回転電機の製造方法の一実施例を示し、回転子鉄心の磁石挿入孔に永久磁石を挿入した後に、エンドプレートの磁石挿入孔に非磁性体を挿入した状態を示す回転子の斜視図である。(実施例１)
【図６】本発明の永久磁石式回転電機の製造方法の一実施例を示し、回転子鉄心の磁石挿入孔に永久磁石を挿入した後、エンドプレートの磁石挿入孔に非磁性体を挿入し、エンドプレートの磁石挿入孔を塞ぎ板で塞いだ状態を示す回転子の斜視図である。(実施例１)
【図７】本発明の永久磁石式回転電機の製造方法の他の実施例を示し、回転子鉄心の磁石挿入孔に軸方向に分割された永久磁石を挿入する前の回転子の斜視図である。(実施例２)
【図８】本発明の永久磁石式回転電機の第２の実施例に採用される幅方向に分割された永久磁石を示す斜視図である。（実施例２)
【図９】本発明の永久磁石式回転電機の第３の実施例を示す回転子の斜視図である。(実施例３)
【図１０】本発明の永久磁石式回転電機の第４の実施例を示す回転子の斜視図である。(実施例４)
【図１１】本発明の永久磁石式回転電機の第４の実施例を示す軸方向断面図である。(実施例４)
【図１２】図１１に示した永久磁石式回転電機を片持ち構造とした場合の軸方向断面図である。(実施例４)
【図１３（ａ）】本発明の永久磁石式回転電機の第５の実施例を示す回転子の径方向断面図である。(実施例５)
【図１３（ｂ）】本発明の永久磁石式回転電機の第５の実施例を示す回転子の軸方向断面図である。(実施例５)
【図１４】本発明の永久磁石式回転電機をハイブリッド駆動車両システムに適用した例を示すブロック図である。(実施例６)
【図１５】本発明の永久磁石式回転電機を風力発電システムに適用した例を示すブロック図である。(実施例７)
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の永久磁石式回転電機を詳細に説明する。尚、符号は、各図において同一部分は同じ符号を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の永久磁石式回転電機の一実施例を示すもので、出力数MW、回転速度500min-1から2000min-1で運転する永久磁石回転電機である。
【００１６】
該図に示す如く、回転子1の回転子鉄心２に回転軸３が取り付けられ、回転子１と所定の間隙をもって、固定子鉄心に設けられた複数個のスロット内に固定子コイル４が分布巻重巻された固定子５が対向配置されている。上述の回転子鉄心２には、永久磁石７を挿入するための複数の磁石挿入孔６が設けられており、各磁石挿入孔６には、永久磁石７がそれぞれ埋め込まれている。この複数の磁石挿入孔６は、２個で対になってV字状に形成されたものが周方向に複数対配置され、かつ、軸方向に伸延しているもので、これらの磁石挿入孔６にそれぞれ永久磁石７が挿入配置されている。
【００１７】
上述の磁石挿入孔６の寸法は、永久磁石７が挿入できるよう永久磁石７の寸法より大きくなっている。また、磁石挿入孔６の端部８は、永久磁石７と相似形状でなくてもよく、例えば、図１では、永久磁石７の磁石挿入孔６の端部８が円弧状に形成されている。これにより、永久磁石７への最大集中応力や漏れ磁束の低減が可能となる。
【００１８】
尚、磁石挿入孔６の端部８の形状は、略三角形形状や回転子外径と略平行にした形状でもよい。
【００１９】
図２は、上述の回転子１の軸方向断面を示すものである。該図に示す如く、回転子鉄心２は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層して構成され、その軸方向の両端部には、エンドプレート９及び１０が配置されている。このエンドプレート９及び１０を軸方向の両端部に配置することで、積層された電磁鋼板を固定することができ、更に、電磁鋼板が軸方向に変形することが防げるため、回転子鉄心２の折れ曲がりや座屈を防止できる。
【００２０】
また、回転子鉄心２の両端に配置されたエンドプレート９及び１０は、それぞれ異なる形状をしている。そのエンドプレート９及び１０を、図３（a）、図３（ｂ）に示す。図３（a）、図３（ｂ）からわかるように、エンドプレート９には磁石挿入孔１１が設けられているが、エンドプレート１０には磁石挿入孔１１が設けられていない。エンドプレート９に設けられた磁石挿入孔１１は、図２の如く、永久磁石７に設けられた磁石挿入孔６と相対向して配置されるものである。
【００２１】
エンドプレート９に磁石挿入孔１１が設けられていることにより、回転軸３に回転子鉄心２を、エンドプレート９及び１０と共に焼き嵌やはめ込み、着磁済みの永久磁石７を、エンドプレート９の磁石挿入孔１１を介して回転子鉄心２の磁石挿入孔６に挿入できる。
【００２２】
このため、エンドプレート９及び１０で強固に固定されていることから、回転子鉄心２を形成するために軸方向に積層した電磁鋼板がばらけることがなくなり、永久磁石７の回転子鉄心2への挿入が容易となる。
【００２３】
尚、エンドプレート９及び１０は、非磁性体の金属であることが望ましい。非磁性体の金属のエンドプレート９及び１０を用いることで、磁性体の金属のエンドプレートに比べ、エンドプレート９及び１０を介して短絡する永久磁石７の磁束の量が低減するため、有効磁束の低減を防ぐことができる。
【００２４】
また、図２に示すように、本実施例では、永久磁石７を挿入した後、前記エンドプレート９に設けた磁石挿入孔1１は、非磁性体１２で充填され、更に、非磁性体１２で充填されているエンドプレート９の磁石挿入孔1１が、塞ぎ板１３により覆われている。
【００２５】
これにより、永久磁石７が破損した際に、永久磁石７の破片が飛び出すことを防止できるため、長期信頼性を持つことができる。
【００２６】
尚、エンドプレート９に設けた磁石挿入孔１１に充填する非磁性体１２は、樹脂とすることが望ましい。これは、安価であることと、加工が容易であること、更に、金属に比べ比重が小さいため遠心力が低減でき、前記エンドプレート９の強度を向上できる。また、図２では、塞ぎ板１３は一枚で構成されているが、複数枚に分割されていてもよいし、前記エンドプレート９に設けた磁石挿入孔１１に充填した非磁性体１３のみで永久磁石７の飛び出しを防止できる場合は、前記塞ぎ板１３を配置しなくともよい。
【００２７】
次に、図４乃至図６を用いて、本発明の永久磁石式回転電機における回転子１の製造手順を説明する。
【００２８】
先ず、図４のように、軸方向に積層された電磁鋼板により形成された回転子鉄心２を、焼き嵌やはめ込み、或いは溶接等で回転軸３にエンドプレート９、１０と共に固定する。次に、エンドプレート９に設けられた磁石挿入孔１１を介して、着磁済みの永久磁石７を回転子鉄心２の磁石挿入孔６に挿入する。このとき、永久磁石７を挿入するための挿入冶具をエンドプレート９に固定するために、エンドプレート９にねじ穴を設けてもよい。次に、図５のように、エンドプレート９に設けた磁石挿入孔１１に非磁性体１２を充填し、エンドプレート９の磁石挿入孔１１を塞ぐことで、永久磁石７の飛び出しを防止する。このとき、電磁力により永久磁石７が飛び出さないように、永久磁石７を冶具等で固定することが好ましい。次に、図６のように、非磁性体１２で充填されているエンドプレート９の磁石挿入孔1１を塞ぎ板１３で覆う。この塞ぎ板１３は、ねじ止めや焼き嵌めによってエンドプレート９に固定されている。塞ぎ板１３を固定するためねじ穴は、上記した磁石挿入用冶具を固定するために設けたねじ穴と同一としてもよい。
【００２９】
尚、本実施例では、永久磁石７の配置を、１極中に２つの平板磁石を回転子１の外径側ほど互いの距離が離れるV字配置としているが、他の磁石数としもよく、磁石配置も一文字（平板状）や外径側ほど互いの距離が近づくハの字等でもよいし、アーク形状磁石を用いてもよい。また、回転子１の極数を6極としているが、その他の極数でも同様に実現できることは言うまでもない。更に、前記固定子にはめ込まれたコイルは、分布巻重巻としているが、その他の巻き方でも同様の効果が得られる。
【実施例２】
【００３０】
上述した第1の実施例においては、永久磁石が一体物の例について説明したが、図７のように、回転子鉄心２に挿入する永久磁石は、軸方向に複数に分割された永久磁石１４を用いてもよい。
【００３１】
永久磁石を分割することで、寸法が小さくなるため、磁石の製造が容易となる。また、分割により運転時に永久磁石に発生する渦電流を低減できるため、渦電流損も低減でき、高効率化や磁石温度の低減が可能となる。
【００３２】
尚、図７では、永久磁石を軸方向に複数に分割しているが、図８のように、幅方向に分割した永久磁石１５しても同様の効果が得られる。また、軸方向及び幅方向に分割した磁石を接着し、一度に挿入してもよい。これにより、磁石の挿入工数の増加が最小限となる。図７及び図８では、磁石の分割数をそれぞれ３又は４個としているが、その他の分割数としても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【実施例３】
【００３３】
図９に、本発明の第３の実施例を示す。本実施例では、回転子鉄心として、図９に示すような、溝１６を設けた電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心１７を用いたもので、この回転子鉄心１７に形成した溝１６に合わせた溝１８を設けたエンドプレート１９、塞ぎ板２０としてもよい。回転子鉄心１７に溝１６を設けることで、回転子の冷却面積の増加や、損失や応力の低減が可能となる。更に、エンドプレート１９に同様の溝を設けることで、溝が通風路となるため、回転子の効果的な冷却が可能となる。
【００３４】
尚、図９では回転子鉄心１７及びエンドプレート１９、塞ぎ板２０に設けた溝の位置は、回転子の極間部としているが、溝の位置は磁極中心部でもよく、溝は磁極中心に対し非対称としてもよい。
【実施例４】
【００３５】
図１０に、本発明の第４の実施例を示す。本実施例では、回転子鉄心として、図１０に示すように、軸方向に伸びる穴２１を周方向に所定間隔をもって複数設けた電磁鋼板を積層して形成した回転子鉄心２２を用いたもので、この回転子鉄心２２の穴と対向する位置に穴が形成されたエンドプレート２３と塞ぎ板２４で、回転子鉄心２２の軸方向の一方側を覆うようにしたものである。
【００３６】
本実施例のように、回転子鉄心２２に穴２１を設けることで、回転子の質量を低減でき、更に、エンドプレート２３と塞ぎ板２４にも同様の穴を設けることで、この穴を介して回転子内に冷却風を通せるため、回転子を効果的に冷却できる。
【００３７】
図１１は、永久磁石式回転電機の軸方向断面を示すものである。図１１に示す本実施例は、積層された回転子鉄心２５同士の間、及び積層された固定子鉄心５１同士の間に配置されるダクトピース２６で形成される空間（ダクトスペース２７、ダクトスペース３０）を、通風冷却用のラジアルダクトとし、かつ、ダクトスペース２７により、ファン２８によって送られてくる冷却風が、アキシャルダクト２９から固定子鉄心５１のダクトスペース３０に抜けるようにしたものである。これにより回転電機全体を効果的に冷却できる。
【００３８】
このように、アキシャルダクト２９やダクトスペース２７を有していても第１の実施例から第３実施例で説明した効果が期待できる。
【００３９】
尚、図１１では、永久磁石式回転子及び固定子の軸方向のダクトピース数を２本としているが、他の本数としてもよく、また、永久磁石式回転子と固定子の両方にダクトピース２６を設置しているが、ダクトピース２６は、固定子のみに配置してもよい。更に、ダクトスペース２７の間隔は、回転子鉄心２５の軸方向中心に対して非対称としてもよい。
【００４０】
また、図１２のように、回転軸３１を支える軸受３２を1箇所のみとした片持ち構造の永久磁石式回転電機３３でもよい。これは、片持ち構造の永久磁石式回転電機３３をエンジン３４にカップリング３５を介して接続することにより、軸受３２を片側のみとしても回転子が固定子に接触すること防げ、更に、軸受３２の数を減らせるため、コスト低減、質量低減が可能となる。
【実施例５】
【００４１】
図１３(a)及び（ｂ）に、本発明の第５の実施例を示す。本実施例は、図１３(a)及び（ｂ）に示すように、回転子鉄心３６と回転軸３７との間に、シャフトアーム３８を設けたものである。
【００４２】
本実施例のように、回転子鉄心３６と回転軸３７との間に、シャフトアーム３８を設けることで、シャフトアーム３８を用いない場合と同等の強度を確保できる上、回転軸３７の外径を縮小できるため、回転電機全体の質量を低減できる。尚、本実施例では、シャフトアーム３８を４本としているが、他の本数でもよい。
【実施例６】
【００４３】
図１４は、本発明の永久磁石式回転電機を、ハイブリット駆動鉄道車両システムに適応した例を示す。
【００４４】
図１４に示す如く、ハイブリット駆動鉄道車両システムは、第１の実施例から第５の実施例で示した永久磁石式回転電機３９がエンジン４０に直接接続され、車両のパワーカー内に設置される。更に、永久磁石式回転電機３９は、電力系統４１と電力変換器４２を介して接続され、発電運転を行うことができる。また、電力系統４１と電力変換器４２との間には、バッテリチョッパ４３を介してバッテリ４４が接続されている。
【００４５】
上述した本発明の永久磁石式回転電機は、長期信頼性を持つため、これを採用したハイブリット駆動車両システムは、車両システム全体の長寿命化が可能となる。
【００４６】
尚、ハイブリッド駆動用のバッテリチョッパ４３及びバッテリ４４を搭載せず、エンジン４０によって永久磁石式回転電機３９を運転し、永久磁石式回転電機３９で発電した電力を電力系統４１に供給し運転する鉄道車両システムとすることも可能である。
【実施例７】
【００４７】
図１５は、本発明の永久磁石式回転電機を、風力発電システムに適応した例を示す。
【００４８】
図１５に示す如く、風力発電システムは、第１実施例から第６実施例で示した永久磁石式回転電機４５が、風車４６と増速ギア４７を介して接続され、風車ナセル４８内に設置されている。更に、回転電機４５は、電力系統４９と電力変換器５０を介して接続され、発電運転を行うことができる。また、風車４６と永久磁石式回転電機４５は、直結することも可能である。
【００４９】
上述した本発明の永久磁石式回転電機は、これを採用した風力発電システムは、長期信頼性を持つため、車両システム全体の長寿命化が可能となる。また、本発明では風力を動力源としているが、例えば、水車、エンジン、タービンなどでも十分適応が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１…回転子、２、１７、２２、２５、３６…回転子鉄心、３、３１、３７…回転軸、４…コイル、５…固定子、６…磁石挿入孔、７、１４、１５…永久磁石、８…磁石挿入孔端部、９、１０、１９、２３…エンドプレート、１１…エンドプレートに設けた磁石挿入孔、１２…非磁性体、１３、２０、２４…塞ぎ板、１６、１８…溝、２１…穴、２６…ダクトピース、２７、３０…ダクトスペース、２８…ファン、２９…アキシャルダクト、３２…軸受、３３…片持ち構造の永久磁石式回転電機、３４、４０…エンジン、３５…カップリング、３８…シャフトアーム、３９、４５…永久磁石式回転電機、４１、４９…電力系統、４２、５０…電力変換器、４３…バッテリチョッパ、４４…バッテリ、４６…風車、４７…増速ギア、４８…風車ナセル、５１…固定子鉄心。
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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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（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１４】
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【図１５】
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