专利名称：高输出永磁发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有安装在壳体上的定子、以及相对于定子旋转的具备永磁构件的转子的高输出永磁发电机。
背景技术：
以往，在永磁发电机中，为了将发电的电压控制为恒定电压，必须使用开关调节器等进行间断电流的操作，但为了对大电压以及/或者大电流进行开/关操作，需要大型的功率晶体管，因而装置变得大型化、冷却损失变大、并且价格变高，另外，为了使发电电压恒定而间断电流时，产生的过大的冲击电流会引起电波干扰或产生干扰，因而减低这些问题的对策尤为重要。
另外，关于永磁发电机，本发明人已经开发出了自动电压控制型的装置并先提出了专利申请。该永磁发电机在发电机的外侧配设有线圈，由线圈产生制动电压，从而总是以恒定电压发电，经由开关，绕线数被设定为抑制在绕线上产生的发电电压的绕线数的线圈，分别被连接于由绕线产生三相交流电的U相、V相以及W相的端子上。线圈的端子被连接到电动机。线圈被逆向缠绕在磁轭上，从而构成变压器的一次侧，被缠绕在变压器的磁轭上的线圈构成二次侧，并且线圈被连接到输出恒定电压的输出端子(例如，参照JP特开2003-264996号公报)。
另外，作为永磁发电·电动机，本发明者还开发了这样的装置并先提出了专利申请，其具有磁通控制装置，作为绕线，被分成为在梳部以不同的圈数缠绕的多个绕线组即三个绕线组。控制器，以如下方式进行控制响应转子的转数，通过控制筒构件相对定子铁心的位置和对绕线组的串联以及/或者并联的接线的控制，从而控制获得的预定的规定的电压。控制器例如以如下方式构成，对于高电压侧方面，将绕线组串联接线从而产生高电压，另外，对于低电压下电流多的一侧，将绕线组并联接线而在低电压下产生大电流，而且，在被缠绕在定子铁心上的分割型的绕线中，对于高电压侧，由从途中引出的绕线的线材来输出，从而以随着转子的转数的增加而绕线的圈数减少的方式进行控制。另外，对于产生三相交流电的绕线，1U、2U以及3U、1V、2V以及3V、以及1W、2W以及3W在接线部分别串联地被接线，在接线部通过线路而分别设有开关。控制器也可以以如下方式进行控制，响应转子的转数(RPM)，通过控制构成筒构件的半筒构件相对定子的位置、和对绕线组的串联以及/或者并联的接线进行开关的开闭控制，从而得到预定的规定的交流电压作为三相交流电源(例如，参照JP特开2002-204556号公报)。
另外，作为发电机，本发明者开发了双系统的带有电子发电特性的装置，并先提出了专利申请。该发电装置由以下构件构成内侧圆筒部，其在转子的外周与定子之间形成有间隙；外侧圆筒部，其位于立设在该内侧圆筒部上并在圆周方向以形成槽部的方式间隔设置的梳部的前端部；双系统的绕线，其由跨过预定的槽部之间而在梳部分布缠绕或集中缠绕的圈数较少的低电力用绕线、与圈数较多的高电力用绕线构成；以及端子线，其具有与规定的低电力用绕线与高电力用绕线相连接的端子。以对应转子的极的磁极为中心集中缠绕或者分布缠绕的绕线，为了调整发电的电压，与转子的旋转上升相应地，将多个接线的串联接线分割为多个并联接线，，通过分别被设在连接绕线的端子线的连接线上开关的开/关，对产生的电力进行调整(例如，参照JP特开2001-298926号公报)。
如前述专利文献1～3所示，针对永磁发电机，本申请的发明者为了解决前述的以往发电机的问题，进行了下述开发，即，在定子与转子之间，配置有相对定子做相对移动的磁通控制环，使磁通控制环相对定子移动，增减磁通控制环的齿部与定子的梳部之间的磁路空隙，由此对流向定子侧的磁通进行控制，从而以预定的恒定电压进行发电。
然而对于前述的永磁发电机，例如，在汽车等移动体中，转子从满负荷变化到无负荷，可知还需要做进一步的改善以对应这样的变化。即，永磁发电机被使用于高速旋转的引擎时，其旋转变动的幅度从10倍达到15倍。并且，永磁发电机的发电能力要求从空转到7000rpm这样非常高的水平，所以将这期间的电压控制为规定的恒定电压并不容易。以往，通过设置转子与定子之间的空隙来控制永磁铁所具有的磁力，但在有限的空隙中所能够进行的磁通控制是有限度的，因此希望尤其是在转数较小的区域，发电电压也不会变小，而使能够以规定的恒定电压进行发电。
发明内容
本发明的目的在于，为了解决上述问题，提供一种高输出永磁发电机，其为了在转子转数小的区域即极低速时也能够使发电电压不变小而获得规定的恒定电压，并不使三相绕线的圈数过大，而是分为两个绕线分别缠绕在定子上，在各自的三相绕线间分别配置电容器，使电流能够积存在电容器中，由此使发电电压上升，从而增大输出。
本发明涉及一种高输出永磁发电机，其特征在于，具有旋转轴，其可旋转地被支撑在壳体上；转子，其被固定在上述旋转轴上并且具有带有在圆周方向上间隔放置的永磁片的永磁构件；定子，其被固定在上述壳体上，并且具有被缠绕在圆周方向上间隔放置的梳部间的绕线；磁通控制环，其相对前述定子能够移动地被配置在该定子与前述转子之间；以及磁通控制机构，其通过增减前述定子与前述磁通控制环之间的磁路空隙来对通过定子的磁通进行磁通控制，上述绕线由U相、V相以及W相三相即分别独立的第一绕线与第二绕线构成，上述第一绕线与上述第二绕线错开上述梳部间的一或二个槽而缠绕在上述梳部，配合输出来对开关动作进行切换控制，该开关动作为，将来自上述第一与上述第二绕线的全绕线端部以及中间部的上述U相、V相以及W相的输出，连接到三相全波整流电路，同时将在各相间分别插入了电容器的电路分别进行并联或串联的连接的动作。
另外，该高输出永磁发电机的其特征在于，在上述第一绕线的上述三相的各自的第一输出线上分别设有第一开关，并且在上述第一输出线间分别配置有第一电容器；在上述第二绕线的上述三相的各自的第二输出线上分别设有第二开关，并且在上述第二输出线间分别配置有第二电容器；在上述第一绕线的中间部所设的上述三相的各自的第一中间输出线上分别设有第三开关，并且在上述第一中间输出线间分别配置有第三电容器；在上述第二绕线的中间部所设的上述三相的各自的第二中间输出线上分别设有第四开关，并且在上述第二中间输出线间分别配置有第四电容器；上述第一与第二输出线以及上述第一与第二中间输出线经由上述三相全波整流电路的整流器而分别与负荷相连接。
另外，上述整流器具有，上述第一输出线通过第七开关连接的第一整流器、上述第二输出线通过第六开关连接的第二整流器、上述第一中间输出线通过第九开关连接的第三整流器、上述第二中间输出线通过第十开关连接的第四整流器；上述第一整流器与上述第二整流器通过第五开关而相连接，上述第三整流器与上述第四整流器通过第八开关而相连接。
上述第一与上述第二整流器的输出端子以及上述第三与上述第四整流器的输出端子，以使第一整流器与第二整流器的输出以及第三整流器与第四整流器的输出为串联或并联的方式，通过上述第五～第十开关而连接到上述负荷。
上述第一～第十开关响应上述转子的旋转速度而进行接通·断开控制，从而以预定的规定的恒定电压进行发电。
该高输出永磁发电机的其特征在于，特别这样进行控制，响应上述转子的极低速而将上述第一输出线与上述第二输出线进行串联连接，响应上述转子的中低速而将上述第一输出线与上述第二输出线进行并联连接，响应上述转子的高速而将上述第一绕线的上述第一中间输出线与上述第二绕线的上述第二中间输出线进行并联连接。
该高输出永磁发电机例如这样进行控制，响应上述转子的极低速而将上述第一、第二以及第五开关接通，将上述第三、第四、第六以及第七开关断开，对上述第一绕线与上述第二绕线通电，将上述第一整流器与上述第二整流器进行串联连接。另外，该高输出永磁发电机例如这样进行控制，响应上述转子的中低速而将上述第一、第二、第六以及第七开关接通，将上述第三、第四以及第五开关断开，对上述第一绕线与上述第二绕线通电，将上述第一整流器与上述第二整流器进行并联连接。另外，该高输出永磁发电机例如这样进行控制，响应上述转子的高速而将上述第一、第二、第五以及第八开关断开，将上述第三、第四、第六、第七、第九以及第十开关接通，对上述第二绕线的上述第一与第二中间输出线通电，将上述第一整流器与上述第二整流器以及上述第三整流器与上述第四整流器进行并联连接。因此，该高输出发电机通过响应上述转子的转速而进行上述第一～第十开关的接通/断开控制，确保预定的规定的电压，从而能够以最佳输出进行发电。
该高输出永磁发电机由于具有上述结构，所以能够减少三相绕线的圈数而由两个三相绕线构成，在三相间分别配置电容器，从而将电流蓄积在该电容器中，由该电流而增大发电电力。该高输出永磁发电机虽然例如在上述段落15中例示了确保三个状态的输出的接线，但也可以进行其他接线的控制，通过响应上述转子的转速而对第一～第十开关进行接通/断开控制，确保预定的规定的电压，从而能够以最佳输出进行发电。
一般的，将永磁铁作为转子的永磁发电机，尤其是在转数小的区域中，发电电压较小，发电电力也较小。
发电机的电动势E0由下式表示。
E0＝4.44·Φ·f·Ws······(1)E＝E0-I·[R2+(2π·f·L)2]1/2······(2)其中，E0起电电压，Φ磁力，f频率(旋转数)，Ws绕线的圈数，E工作电压，I电流，L绕线电感。
如果绕线的圈数、磁力以及频率不变大，则起电电压E0也不变大，特别在低旋转速度(低转数)时电动势不变大，因此输出也不增大。当绕线的圈数变大时，如上述(2)所示，绕线的电感变大，发电电流不变大。
该高输出永磁发电机不会为了增大低速时的电压和增大发电电力而使绕线的圈数过大，换而言之，着眼于将两个电感减小了的绕线重叠的效果，将各极、各相的绕线分为2个，将其相错开1～2个槽而缠绕在定子的梳部上，将电容器夹入各自的相间，分别对输出电流进行三相整流，将整流输出进行并联、或串联的重叠，从而能够使发电电压、发电电力上升到1.5倍以上。即，该高输出发电机将槽错开一列或两列来缠绕绕线，在并联连接时，由于两个绕线互相干涉，在绕线上流过环电流，会发热、产生输出损耗，所以为了弥补该损耗，将电容器分别夹入两个绕线间，对绕线进行三相整流，若这些输出重叠，则会没有干涉，而通过积层效果使上述电压上升，从而提高输出。
图1是表示本发明的高输出永磁发电机的一实施例的电路图。
图2是表示向图1的电路中的定子进行绕线的缠绕结构的说明图。
图3是表示永磁发电机的电压与电流的关系的曲线图。
图4是表示该高输出永磁发电机的负荷对应的开关的接通/断开的说明图。
图5是表示该高输出永磁发电机的一实施例的剖面图。
图6是表示在除去了壳体的状态下图5的高输出永磁发电机的I-I剖面的剖面图。
具体实施例方式
本发明的高输出永磁发电机优选例如用于被装载在负荷大幅度变动的、特别是转子的旋转变为极低速的汽车等。
下面，参照附图，对本发明的高输出永磁发电机的一实施例进行说明。该高输出永磁发电机优选例如利用来自被装载在负荷大幅度变动的移动体上的引擎的动力进行发电。
该高输出永磁发电机的电压(V)与电流(A)之间的关系大概如图3所示，转子3的转数越大则电压越大，另外，无负荷电压状态曲线则这样垂下，即因电流的上升，由于反电动势的作用而使电压缓缓下降。转子3的转数越大，虽然无负荷电压上升，但是垂下电流不变。在永磁发电机中，为了在低速时使输出变大，需要增大无负荷电压，但是绕线14(总称)的圈数变大时，垂下电流会变小，绕线14的圈数变小时，垂下电流变大，但是电压不会变大。因此，虽然为了增加电力(I×E)，必须增大电流I，但因此必须减小上式(2)的L(绕线电感)。本发明的高输出永磁发电机这样构成，即，为了减小L(绕线电感)，将绕线14分为第一绕线18(18U、18V、18W)与第二绕线19(19U、19V、19W)，从而减小了各自的绕线数，并且在各相间通过电容器30而使电流暂时积存。
该高输出永磁发电机这样构成，即，如图1以及图2所示，为了实现上述的现象，减小三相绕线的绕线14的圈数，并将其分为独立的三相绕线的第一绕线18与第二绕线19，通过将第一绕线18与第二绕线19进行重叠，增大电压，增大输出，因此将第一绕线18与第二绕线19错开在定子4的梳部10间的1或2个槽11而缠绕在梳部10上，从而成为输出没有干涉的重叠的结构。即，该高输出永磁发电机如图所示，为了得到低速时的电压上升效果与输出提高效果，将第二绕线19相对第一绕线18错开1或2个槽11而缠绕在定子4的梳部10上。在图2中，表示了第一绕线18与第二绕线19错开1个槽而缠绕在梳部10上的类型。该高输出永磁发电机的特征在于，特别的，将来自第一绕线18与第二绕线19的全绕线端部的输出线36、37、以及来自中间部的28、35的中间输出线38(第一中间输出线)、42(第二中间输出线)的U相、V相以及W相的输出，分别连接到三相全波整流电路，同时配合输出，对在各相间分别插入了电容器30的电路分别进行并联或串联连接的开关动作进行切换控制。
该高输出永磁发电机，具体的说，通过在第一绕线18与第二绕线19的U相、V相以及W相的输出线36(36U、36V、36W)间、输出线37(37U、37V、37W)间、中间输出线38(38U、38V、38W)间、以及中间输出线42(42U、42V、42W)间，分别夹入电容器30，从而磁极移动时产生的反电动势电流被蓄入电容器30，当N极变化为S极，电流缓缓逆转时，放出该变换电流，使电力增加，从而提高输出。如以往的电路(没有图示)那样，在三相间没有电容器时，由于从N极变为S极时、N极的变换时产生的大逆流电流在S极波形流动，导致波形变为凹形，当重合到三相时，电压的上升下降较少。
另外，该高输出永磁发电机在第一绕线18(18U、18V、18W)的输出线36(36U、36V、36W)、以及第二绕线19(19U、19V、19W)的输出线37(37U、37V、37W)上，分别设有开关26(26U、26V、26W)(第一开关)、以及开关24(24U、24V、24W)(第二开关)。进而，该高输出永磁发电机这样进行接线，从各自的三相的第一绕线18(18U、18V、18W)的全输出端17(17U、17V、17W)延出的输出线36(36U、36V、36W)、以及从三相的第二绕线19(19U、19V、19W)延出的输出线37(37U、37V、37W)，分别被接线到三相全波整流电路中的齐纳二极管即三相整流器23(第一整流器)、三相整流器29(第二整流器)，整流电力被串联或并联地连接，并通过三相整流器23、29连接到负荷12。
在该高输出永磁发电机上，第一绕线18在中间部28(28U、28V、28W)连接有中间输出线38(38U、38V、38W)，在U相、V相以及W相的中间输出线38(38U、38V、38W)间分别设有电容器30，另外，在中间输出线38(38U、38V、38W)上设有开关27(27U、27V、27W)(第三开关)，中间输出线38(38U、38V、38W)通过齐纳二极管即三相整流器44(第三整流器)而连接到负荷12。另外，在该高输出永磁发电机上，第二绕线19在中间部35(35U、35V、35W)连接有中间输出线42(42U、42V、42W)，在U相、V相以及W相的中间输出线42(42U、42V、42W)间分别设有电容器30，另外，在中间输出线42(42U、42V、42W)上分别设有开关43(43U、43V、43W)(第四开关)，中间输出线42(42U、42V、42W)通过齐纳二极管即三相整流器45(第四整流器)而连接到负荷12。
该高输出永磁发电机，例如如图5与图6所示，由以下构件构成壳体1，其收容转动体的转子3与固定体的定子4，并构成磁路的一部分；旋转轴2，其经由一对轴承13可旋转地被支撑在壳体1上；转子3，其带有固定在旋转轴2上的永磁构件5；定子4，其从转子3的外圈开始隔离设置，并被固定在壳体1上；以及磁通控制机构，其由磁通控制环7构成，该磁通控制环7在定子4的内周侧相对定子4相对旋转可能地、经由绝缘轴承(没有图示)可旋转地被安装在壳体1上；以及电磁阀或者马达等的促动器25，其根据转子3的驱动状态，使磁通控制环7相对定子4做相对移动。经由压板的端板34用螺钉等固定在旋转轴2上的制动器位于转子3的一端，在另一端，螺母33通过压板的端板34而被拧入旋转轴2，通过拧紧螺母33而将转子3固定在旋转轴2的规定位置。另外，例如，旋转轴2由配置在一端侧的轴承13与配置在另一端侧的轴承13，可自由旋转地被支撑在壳体1上。
在该高输出永磁发电机中，定子4被固定在壳体1上，并且具有梳部10，在梳部10之间形成线圈即缠绕了绕线14(总称)的槽11。转子3被固定在可旋转地被支撑在壳体1上的旋转轴2上，并且具有永磁构件5，该永磁构件5带有在圆周方向间隔放置的多个永磁片20。磁通控制环7被配置在定子4与转子3之间的间隙22，相对定子4做相对旋转来控制磁通。壳体1例如由两侧的一对主体和与它们连接的连接螺栓31构成。另外，磁通控制环7例如通过由绝缘材料构成的绝缘轴承(没有图示)而可自由旋转地被支撑在壳体1上，并相对定子4可旋转地被支撑。定子4由定子铁心15与缠绕在定子铁心15上的绕线14构成。定子铁心15例如由在圆周方向间隔设置为梳齿状的状态的梳部10和在梳部10之间形成的槽11形成。在该高输出永磁发电机中，被缠绕在定子4的梳部10上的绕线14例如由可通过U相、V相、W相的三相电流的多个第一绕线18(18U、18V、18W)与第二绕线19(19U、19V、19W)构成。
在磁通控制环7上，在圆周方向间隔配置并且在与定子4的梳部10相对的突起了的齿部8的角部设有切角部(没有图示)。另外，在该高输出永磁发电机中，由定子4的前端部的切角部(没有图示)与磁通控制环7的齿部8的切角部41之间的空隙、定子4的前端部与齿部8的底部之间的空隙、以及磁通控制环7的齿部8的前端与定子4的槽11之间的空隙，形成磁路空隙。该高输出永磁发电机具有这样的功能，即，根据旋转轴2的旋转速度而移动磁通控制环7，增减与定子4之间的磁路空隙，对通过定子4的磁通进行控制，从而以预定的规定的恒定电压来发电。另外，转子3例如具有磁轭6，其被配置在旋转轴2的外周；永磁构件5，其被配置在磁轭6的外周面；以及一种保持管即加固构件16，其被固定在永磁构件5的外周面。永磁构件5由在圆周方向被配置为隔离放置状态并且向轴方向延伸的永磁片20、与介于相邻的永磁片20之间的非磁性材料21构成。另外，转子3的永磁构件5具有12个圆弧状的永磁片20，每个永磁片20约占周方向的30°。构成转子3的永磁构件5的永磁片20这样配列，即，在圆周方向相邻的永磁片20交互配置相异的磁极即N极与S极。
该高输出永磁发电机如上述那样构成，由于不会因永磁片20的作用而减小磁力，所以在高速时，通过磁通控制环7的工作而增减转子3与定子4之间的空隙22，具有控制磁通的功能，从而谋求抑制发电电压。但是，因为磁通控制装置所产生的磁通控制量为50～60％，例如，当设置为在1000rpm时输出规定的电功率时，到达到2000rpm为止，即使有负荷变动、旋转变动，也能够获得自由的输出。该高输出永磁发电机在转数较小的区域的极低速状态运转时，发电电压较小，发电电力也小。当绕线数、磁力、频率不大时，电动势E0也不增大，特别在低旋转速度时，由于电力不会变大所以输出不会变大。因此，由于增加了电动势E0，如果绕线数变大，则绕线14的电感变大，发电电流不变大。
该高输出永磁发电机的特征在于，特别为了增大低速时的电压，增大发电输出，而不使绕线14的绕线数过大，因此，将绕线14分为第一绕线18与第二绕线19，从而缩小构成各自的电感，通过使这些第一绕线18与第二绕线19重叠，不提高绕线14的电感而增大发电输出。该高输出永磁发电机的特征在于，具体地说，被缠绕在定子4的梳部10上的绕线14例如由可通过U、V以及W相的三相电流的多个第一绕线18(18U、18V、18W)与第二绕线19(19U、19V、19W)构成，在各自的相U、V、W的绕线间，即，在18U与18V之间、18U与18W之间、18V与18W之间、19U与19V之间、19U与19W之间、19V与19W之间，分别配设有电容器30。对于第一绕线18与第二绕线19，由各自独立的两个绕线14来构成三相饶线，使第二绕线19相对第一绕线18错开梳部10间的一个或两个槽11而缠入梳部10。
另外，在该高输出永磁发电机中，在从三相绕线的第一绕线18(18U、18V、18W)的全输出端17(17U、17V、17W)向负荷12延出的输出线36(36U、36V、36W)上，分别设有开关26(26U、26V、26W)；另外，在三相绕线的第二绕线19(19U、19V、19W)的输出线24(24U、24V、24W)上，分别设有开关24(24U、24V、24W)。第一绕线18通过三相整流器23而连接到负荷12，接着，第二绕线19通过三相整流器29而连接到负荷12。另外，在三相整流器23的输出侧，设有开关(第七开关)40，另外，在三相整流器29的输出侧，设有开关(第六开关)41。在三相整流器23与三相整流器29之间设有开关(第五开关)39。进而，绕线14中第一绕线18在中间部28(28U、28V、28W)设置有输出端，并中间输出线38(38U、38V、38W)延伸出来，在中间输出线38(38U、38V、38W)的U相、V相、W相的相间分别设有电容器30，在中间输出线38(38U、38V、38W)上分别设有开关27(27U、27V、27W)，通过在输出线38(38U、38V、38W)上并联接线的三相整流器44、45而连接到负荷12。在三相整流器45上设有开关43(43U、43V、43W)(第四开关)。
在该高输出永磁发电机中，如图4所示，控制器例如响应转子3的旋转速度而对各开关进行切换控制，从而以预定的规定的恒定电压进行发电。本例只是表示了具有代表性的装置，当然也可以进行其他的开关切换控制。
(1)在转子3为极低速时，开关24、开关26以及开关39接通，开关27、开关40、开关41、开关43以及开关46～48断开，第一绕线18以及第二绕线19通电，整流器23与整流器29被串联接线。因此，该高输出永磁发电机在转子3为极低速时，整流器23与整流器29被串联接线，第一绕线18与第二绕线19被串联接线，并且被配设在各相间的电容器30发挥功能，即，将电流积存在电容器30，所积存的电流被合并到下次的电流中，从而提高这样大的电压，提高发电电力，能够以预定的规定的恒定电压进行发电并输出到负荷12。
(2)在转子3为中低速时，开关24、开关26、开关40、以及开关41接通，开关27、开关39、开关43、以及开关46～48断开，第一绕线18以及第二绕线19通电，整流器23与整流器29被并联接线。因此，该高输出永磁发电机在转子3为中低速时，整流器23与整流器29被并联接线，第一绕线18与第二绕线19被并联接线，并且被配设在各相间的电容器30发挥功能，即，将电流积存在电容器30，所积存的电流被合并到下次的电流中，从而提高这样大的电压，提高发电电力，能够以预定的规定的恒定电压进行发电并输出到负荷12。
(3)在转子3为高速时，开关24、开关26、开关39、以及开关47置断开，开关27、开关40、开关41、开关43、开关46以及开关48接通，从第一绕线18的中间部28(第一中间部)与第二绕线19的中间部35(第一中间部)输出，整流器44与整流器45被并联接线。因此，该高输出永磁发电机在转子3为高速时，整流器44与整流器45被并联接线，第一绕线18与第二绕线19的全输出线36、37不工作，而是这样进行输出通过来自第一绕线18的中间部28与第二绕线19的中间部35的中间输出线38、42，由并联接线的整流器44与整流器45进行整流，并且被配设在各相间的电容器30发挥功能，即，将电流积存在电容器30，所积存的电流被合并到下次的电流中，从而提高这样大的电压，提高发电电力，能够以预定的规定的恒定电压进行发电并输出到负荷12。
权利要求
1.一种高输出永磁发电机，其特征在于，具有旋转轴，其能够旋转地被支撑在壳体上；转子，其被固定在上述旋转轴上并且具有永磁构件，该永磁构件具有在圆周方向上间隔设置的永磁片；定子，其被固定在上述壳体上，并且具有被缠绕于在圆周方向上间隔竖立设置的梳部间的绕线；磁通控制环，其相对前述定子能够移动地配置在该定子与前述转子之间；以及磁通控制机构，其通过增减前述定子与前述磁通控制环之间的磁路空隙来对通过前述定子的磁通进行磁通控制，上述绕线由作为U相、V相以及W相三相的、分别独立的第一绕线与第二绕线构成，上述第一绕线与上述第二绕线错开上述梳部间的一个或两个槽而缠绕在上述梳部，对应于输出而对开关动作进行切换控制，该开关动作是将把来自上述第一绕线与上述第二绕线的全绕线端部以及中间部的上述U相、V相以及W相的输出连接到三相全波整流电路的同时并在各相间分别插入了电容器的电路，分别进行并联或串联连接。
2.如权利要求1所述的高输出永磁发电机，其特征在于，在上述第一绕线的上述三相的各自的第一输出线上分别设有第一开关，并且在上述第一输出线间分别配置有第一电容器；在上述第二绕线的上述三相的各自的第二输出线上分别设有第二开关，并且在上述第二输出线间分别配置有第二电容器；在上述第一绕线的中间部所设的上述三相的各自的第一中间输出线上分别设有第三开关，并且在上述第一中间输出线间分别配置有第三电容器；在上述第二绕线的中间部所设的上述三相的各自的第二中间输出线上分别设有第四开关，并且在上述第二中间输出线间分别配置有第四电容器；上述第一与第二输出线以及上述第一与第二中间输出线经由上述三相全波整流电路的整流器而分别与负荷相连接。
3.如权利要求2所述的高输出永磁发电机，其特征在于，上述整流器具有上述第一输出线通过第七开关而连接的第一整流器；上述第二输出线通过第六开关而连接的第二整流器；上述第一中间输出线通过第九开关而连接的第三整流器；上述第二中间输出线通过第十开关而连接的第四整流器，上述第一整流器与上述第二整流器通过第五开关而相连接，上述第三整流器与上述第四整流器通过第八开关而相连接。
4.如权利要求3所述的高输出永磁发电机，其特征在于，上述第一与上述第二整流器的输出端子以及上述第三与上述第四整流器的输出端子，以使第一整流器与第二整流器的输出以及第三整流器与第四整流器的输出为串联或并联的方式，通过上述第五～第十开关而被连接于上述负荷。
5.如权利要求4所述的高输出永磁发电机，其特征在于，上述第一～第十开关响应上述转子的旋转速度而进行接通·断开控制，从而以预定的规定的恒定电压进行发电。
6.如权利要求5所述的高输出永磁发电机，其特征在于，如下这样进行控制响应上述转子的极低速而将上述第一输出线与上述第二输出线串联连接，响应上述转子的中低速而将上述第一输出线与上述第二输出线并联连接，响应上述转子的高速而将上述第一绕线的上述第一中间输出线与上述第二绕线的上述第二中间输出线并联连接。
7.如权利要求6所述的高输出永磁发电机，其特征在于，如下这样进行控制响应上述转子的极低速而将上述第一、第二以及第五开关接通，将上述第三、第四、第六以及第七开关断开，对上述第一绕线与上述第二绕线进行加载，将上述第一整流器与上述第二整流器串联连接。
8.如权利要求6所述的高输出永磁发电机，其特征在于，如下这样进行控制响应上述转子的中低速而将上述第一、第二、第六以及第七开关接通，将上述第三、第四以及第五开关断开，对上述第一绕线与上述第二绕线进行加载，将上述第一整流器与上述第二整流器并联连接。
9.如权利要求6所述的高输出永磁发电机，其特征在于，如下这样进行控制响应上述转子的高速而将上述第一、第二、第五以及第八开关断开，将上述第三、第四、第六、第七、第九以及第十开关接通，对上述第二绕线的上述第一与第二中间输出线进行加载，将上述第一整流器与上述第二整流器以及上述第三整流器与上述第四整流器并联连接。
全文摘要
一种高输出永磁发电机，其为了减少向定子缠绕的绕线的圈数而将绕线分为第一绕线与第二绕线两个绕线，从而减低电感，在各相间插入电容器，将电流积存在电容器中，从而使电压上升来增大输出。由U相、V相以及W相的三相绕线构成的相互独立的第一绕线与第二绕线错开一或二个槽而被缠绕在梳部。在三相绕线的各相的输出线间分别配置有电容器。在第一绕线的输出线以及第二绕线的输出线上，分别设有开关。
文档编号H02P9/48GK1877964SQ200610088788
公开日2006年12月13日 申请日期2006年6月6日 优先权日2005年6月7日
发明者河村英男 申请人:富士陶瓷技术株式会社