極間に永久磁石を挿入した突極形同期発電機

松井康浩; 早水孝仁; 島和男; 深見正; 花岡良一; 高田新三

文献

J-GLOBAL ID：200902209642679293 整理番号：09A0063213

極間に永久磁石を挿入した突極形同期発電機

A Salient-Pole Synchronous Generator with Permanent Magnets between the Field Poles

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資料名：
巻： 129 号： 1 ページ： 109-116 (J-STAGE) 発行年： 2009年
JST資料番号： X0451A ISSN： 0913-6339 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

突極形同期発電機は,水力発電機・エンジン発電機などに使用されている重要な機器であるが,磁極の磁気飽和により端子電圧が制限を受け,無用な界磁起磁力を消費するという問題がある。そこで,本稿では,磁極の磁気飽和低減を目的に,隣接する磁極端の間に永久磁石(PM)を挿入したPM補助突極形同期発電機(PMa-SG)を提案する。PM挿入により以下のような効果が期待できる。すなわち,無負荷時においては,磁極胴部で磁束密度が高くなり磁気飽和を生じるが,PMが作る磁束と界磁電流が作る磁束とが逆方向に通るため,磁気飽和が低減される。これに伴って主磁束が増加し,ステータ側では,電機子巻線の鎖交磁束が増大する。すなわち,PMの挿入によって,端子電圧が向上する。負荷時においては,電機子電流が作る磁束によって,磁極の磁束分布が偏移する。このとき,磁極胴部だけでなく磁極端にも磁気飽和が生じるが,PMが作る磁束によりこれらの磁気飽和が低減される。これに伴って,電機子巻線の鎖交磁束が増大する。すなわち,PMの挿入によって,端子電圧が向上する。有限要素解析および実機による測定を用いて,同一体格の提案機と従来機を対象に,基本特性および機内磁束を比較した。その結果,期待した効果が確認された。

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電動機

引用文献 (20件)：

(1) T. Yamamoto, H. Shimizu, M. Ito, and M. Takano: “Development of Motorized 4WD System”, Hitachi Hyoron, Vol. 86, No. 5, pp. 19-22 (2004) (in Japanese)
山本立行・清水尚也・伊藤勝・高野雅美: 「シンプルで人に優しい電動4WDシステムの開発」, 日立評論, Vol. 86, No. 5, pp. 19-22 (2004)
(2) G. Henneberger and S. Küppers: “Improvement of the Output Performance of Claw-Pole Alternators by Additional Permanent-Magnets”, 10^th International Conference on Electrical Machines, ICEM 94, pp. 472-476 (1994)
(3) D. Fodorean, A. Djerdir, I.-A. Viorel, and A. Miraoui: “A Double Excited Synchronous Machine for Direct Drive Application—Design and Prototype Tests”, IEEE Trans. Energy Conversion, Vol. 22, No. 3, pp. 656-665 (2007)
(4) Y. Amara, J. Lucidarme, M. Gabsi, M. Lécrivain, A. H. B. Ahmed, and A. D. Akémakou: “A New Topology of Hybrid Synchronous Machine”, IEEE Trans. Industry Applications, Vol. 37, No. 5, pp. 1273-1281 (2001)

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