本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)及使用該發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)，特別適用于通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子來產(chǎn)生電壓的發(fā)電機(jī)及使用該發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電機(jī)包括具有多個永磁體的圓筒狀轉(zhuǎn)子和具有多個線圈且與轉(zhuǎn)子配置成同心狀的圓筒狀定子。

背景技術(shù)：

1、以往已知有如下的發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)利用電磁感應(yīng)將磁體的能量轉(zhuǎn)換成電能來進(jìn)行發(fā)電，其中，電磁感應(yīng)是指，當(dāng)穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，在線圈內(nèi)產(chǎn)生電動勢(電壓)，從而在線圈內(nèi)有電流流動。例如，已知一種發(fā)電機(jī)，其包括將n極的永磁體和s極的永磁體交替地配置成環(huán)狀的圓筒狀轉(zhuǎn)子(rotor)、以及在與該永磁體相對的位置具有多個線圈且與轉(zhuǎn)子配置成同心狀的圓筒狀定子(stator)，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子改變永磁體和線圈之間的距離來產(chǎn)生電壓。

2、在這種發(fā)電機(jī)中，當(dāng)被施加了旋轉(zhuǎn)力的轉(zhuǎn)子所具有的n極磁體接近線圈時，穿過線圈的磁通增加。于是，在線圈內(nèi)磁通不增加的方向上產(chǎn)生了新的磁通，進(jìn)而感應(yīng)電流流動。另外，當(dāng)n極磁體遠(yuǎn)離線圈時，穿過線圈的磁通減少。于是，在線圈內(nèi)磁通不減少的方向上產(chǎn)生了新的磁通，進(jìn)而感應(yīng)電流流動。在線圈流動的感應(yīng)電流的方向遵循楞次定律，在n極磁體接近線圈時和遠(yuǎn)離線圈時，感應(yīng)電流的產(chǎn)生方向相反。s極磁體接近線圈時和遠(yuǎn)離線圈時產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向與n極時的方向相反。

3、但是，如果永磁體因轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而位移，在永磁體通過配置在與該永磁體相對的位置上的定子的線圈的正上方時，線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流的話，線圈就成為具有與永磁體相反方向磁極的電磁體，而在永磁體遠(yuǎn)離線圈時，將對永磁體的旋轉(zhuǎn)方向施加制動。因此，這形成了與旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁阻力，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)電效率降低。

4、此外，已知有如下的發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)通過將具有開關(guān)元件、使該開關(guān)元件通斷的驅(qū)動電路和位置檢測電路的電路連接到發(fā)電機(jī)的繞組，由位置檢測電路檢測定子和轉(zhuǎn)子的相對位置并輸出到驅(qū)動電路上，使在繞組流動的電流的相位能夠?qū)⒀b置維持高效的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

5、在該專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)電機(jī)中，驅(qū)動電路根據(jù)來自位置檢測電路的信號依次使與三相線圈連接的開關(guān)元件通斷，由此，使得在三相線圈流動的電流基本在q軸上(以θ＝0的相位流動)，在磁阻轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢(弗萊明左手定則)上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩均在基本為θ＝0時幾乎達(dá)到最大。然而，這并不能抑制電磁阻力的產(chǎn)生本身。

6、專利文獻(xiàn)1：日本特開2003-245000號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的問題

2、本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的，其目的在于提供一種發(fā)電機(jī)，其包括具有多個永磁體的圓筒狀轉(zhuǎn)子、以及具有多個線圈并與轉(zhuǎn)子配置成同心狀的圓筒狀定子，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子來產(chǎn)生電壓，該發(fā)電機(jī)能夠減少用以阻止轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的電磁阻力。

3、用于解決問題的技術(shù)手段

4、為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)電機(jī)包括具有多個永磁體的圓筒狀轉(zhuǎn)子和具有多個線圈且與轉(zhuǎn)子配置成同心狀的圓筒狀定子，通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子來產(chǎn)生電壓，具備以下構(gòu)成。即：該發(fā)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)位置檢測部，用于檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置；以及設(shè)在根據(jù)永磁體與線圈之間距離變化而在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流所流動的第一路徑上的第一開關(guān)元件；基于由旋轉(zhuǎn)位置檢測部檢測的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，在感應(yīng)電流流動并導(dǎo)致與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁阻力產(chǎn)生的期間的至少一部分，即第一時段內(nèi)控制第一開關(guān)元件關(guān)斷，而在第一時段之外，第一開關(guān)元件接通的控制部。

5、發(fā)明的效果

6、根據(jù)上述構(gòu)成的本發(fā)明，在感應(yīng)電流流動時產(chǎn)生電磁阻力的時段的至少一部分的第一時段，通過關(guān)斷設(shè)置在流動感應(yīng)電流的第一路徑上的第一開關(guān)元件，使得誘發(fā)電磁阻力的方向的感應(yīng)電流不再流動。由此，能夠減少用以阻止轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的電磁阻力。

技術(shù)特征：

1.一種發(fā)電機(jī)，其包括具有多個永磁體的圓筒狀轉(zhuǎn)子以及具有多個線圈且與所述轉(zhuǎn)子配置成同心狀的圓筒狀定子，通過旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)子來產(chǎn)生電壓，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括第二開關(guān)元件,

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，

5.一種發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
在利用轉(zhuǎn)子所具有的多個永磁體和與轉(zhuǎn)子配置成同心狀的定子所具有的多個線圈的電磁感應(yīng)來進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)中，包括：旋轉(zhuǎn)位置檢測部11，其檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置；第一開關(guān)元件Tr<subgt;11</subgt;、Tr<subgt;12</subgt;，其設(shè)置在線圈32中產(chǎn)生的感應(yīng)電流所流動的第一路徑上；以及控制部12，其進(jìn)行控制，使得在第一時段關(guān)斷第一開關(guān)元件Tr<subgt;11</subgt;、Tr<subgt;12</subgt;，在非第一期間接通第一開關(guān)元件Tr<subgt;11</subgt;、Tr<subgt;12</subgt;，其中，第一時段是由于感應(yīng)電流的流動而在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向上產(chǎn)生電磁阻力的時段的至少一部分，在感應(yīng)電流流過的情況下產(chǎn)生電磁電阻的第一時段，使電磁電阻的誘發(fā)方向的感應(yīng)電流不在第一條路徑上流動。

技術(shù)研發(fā)人員：田中彰比古,田中優(yōu)位,宮城弘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會社KAISEI
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19