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haratkhr技報

SRモータ技術研究所

休止連絡

明細書作成のため、出願完了まで新規の更新を休止します。

 

進行

明細書案 【課題を解決するための手段】 3.08完了
明細書案 【図面】           3.13完了
明細書案 【発明を実施するための形態】 3.16完了
明細書案 【実施例】          作成中

明細書案 【産業上の利用可能性】    3.14完了
明細書案 【符号の説明】        作成中
明細書案 【特許請求の範囲】           3.14完了
明細書案 【要約】           3.14完了

 

 弁理士事務所を通さない出願は手間がかかりますが、以前に比べ便利なツールが整備されています。

出願費用は約3万円で済みそうです。

自宅やのパソコンからオンラインで行う電子出願手続の準備にはいりました。3.18

出願完了は4月中旬を予定しています。

明細書案 1

 

明細書の修正案(3.11)です。

 

公知になるのを避けるため、【発明が解決しようとする課題】までとします。

 

【発明の名称】スイッチドリラクタンスモータ

 

【発明の詳細な説明】

【技術分野】
【0 0 0 1 】
 本発明は、リラクタンス を利用したモータに関する。
【背景技術】
【0 0 0 2 】
 スイッチドリラクタンスモータは、固定子、回転子共に電磁鋼板を積層して製作され、巻線は固定子極にのみ巻かれ、回転子には施されない。
一般的な直流電動機、誘導機や同期機と比較して構造が簡単で堅牢、保守が容易、高速回転に適する、回転機として優れた特長を有している。
【0 0 0 3 】

従来の3相スイッチトリラクタンスモータの横断面図を図6に示す。

【0 0 0 4 】

 61はA相のステータ磁極であり、A相の巻線67、68を図のシンボルで示す正負の方向に破線6Nで示すように61へ集中して巻回する。64は負のA相のステータ磁極であり、A相の巻線6E、6Dを図のシンボルで示す正負の方向に破線64で示すように64へ集中して巻回する。
この2つの巻線は、電流の方向が一致するように、渡り線で直列に接続する。

図6に示すロータ回転位置でA相の電流を流すと、矢印6Mで示す磁束が発生し、吸引力が発生し、反時計回転方向CCWへトルクが発生する。

【0 0 0 5 】

 63はB相のステータ磁極、66は負のB相のステータ磁極、65はC相のステータ磁、62は負のC相のステータ磁極であり、A相と同様に巻線が施されている。

【0 0 0 6】

 図6に示すモータは、ロータ6Lの回転位置に応じてA相電流、B相電流、C相電流を順次通電して、総合トルクとして連続トルクを生成する。
A相電流の電流の向きは、2つの巻線の電流方向を同時に逆向きにしても、磁性体の吸引力でトルクを発生させるので、トルクの方向は変わらない。B相電流、C相電流についても同様である。

【先行技術文献】
【非特許文献】
【0 0 0 7】
【非特許文献1】固定子突極構造ハイブリッド形スイッチトリラクタンスモータの特性、電気学会論文誌、産業応用部門D、123巻2号、2003年、p75~81

【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0 0 0 8 】
 スイッチドリラクタンスモータ は動作原理上、励磁エネルギーを蓄積していかないと、トルクを得られず、吸引が完了後に励磁エネルギーが最大に蓄積された状態になり、この蓄積された励磁エネルギーを電源もどす必要がある。すなわち、モータに入力された励磁エネルギーの一部しか機械出力に変換されないため、力率が低くなる問題があり、励磁電流が大きくなり、巻き線の抵抗値を小さくしなければ効率が悪くなる問題があった。
【0 0 0 9 】
 動作原理上の力率の最大値は50%であり、巻き線の磁束が回転子を通らない漏洩磁束がある場合、力率はさらに低下し一般には45%以下である。

一般的な直流電動機の力率は100%に近く、誘導機や同期機の力率は85%以上である。

スイッチドリラクタンスモータを駆動には、半導体スイッチが使用されるが、力率が悪いため、電流が大きくなり、損失を抑えるには、大型の素子が必要になりコストが高くなる問題があった。
【0 0 1 0 】

 本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、一般的な直流電動機、誘導機や同期機と同等の力率が得られる新方式のリラクタンストルク発生方法を提供することを目的とする。

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New SRモータの特許

公知例を調べることを考えていましたが、海外の文献が多くあり困難と判断し、とりあえず、ADSRモータの特許を出願することにします。

 

特許とのつきあいは、数十年前、学生の時に特許出願したのが、始まりでした。

当時の出願費用は印紙3000円のみで、手書きの明細書でOKでした。

 

出願費用は高くなりましたが、弁理士事務所を通さない出願なら費用はわずかで済みます。

国際出願時を事を考え、簡略な明細書にするつもりです。

明細書の内容で、差しさわりの無い所は、ここで紹介します。

まず最初に発明の名称をきめました。

 

[発明の名称] スイッチドリラクタンスモータ

DCBとSRB

モータは励磁エネルギーを介して、電気エネルギーと機械エネルギーを交換しています。

 DCモータのエネルギーの交換装置をDCB(DCボックス)と名づけて、エネルギーの流れを説明します。

 

電磁エネルギーは左から右へ、機械エネルギーは下から上へとなります。

DCMは励磁電力Peが機械出力Output Pmへ変換されます。

DCGは機械入力Pmが発電出力Output Prへ変換されます。

変換出力を大きくすると、対応して入力が大おきくなります。

入力されたエネルギーはすぐ出力され、DCBの蓄積エネルギー量は変化しません。

力率は100%となります。

 

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DCBは蓄積エネルギー量を変化させずに、一定のトルクを得られますが、

SRBは蓄積エネルギー量を増やしていかないと、一定のトルクを得られません。

 

 

New SRモータ  2

3月になりました。

2種類のNew SRモータを開発しています。

 

New SRモータ の概要 2

 

 1.ASSRモータ

PMを使用した、コギングトルクのないアシスト専用ハイブリッドSRモータです。

用途指向形として従来のSRモータをアレンジしています。

現在、SRGの特性改善を目指し、2次試作品を構想中です。

 

2.ADSRモータ

 モータと駆動回路を全面変更した新型SRモータです。

最大の問題点である力率、トルク/体積比を改善します。

トルクの仕組みを全面変更し、エネルギー蓄積機器から、エネルギー変換機器に変え、力率 ギャップ長の問題を回避します。

高効率化を狙いネオジム磁石を使用します。

 力率90%以上、効率90%以上が目標です。

従来のSRモータと大幅に異なりますが、リラクタンスモータです。

IPM同期モータへの挑戦です。

 現在、1次試作品の検討中てす。

用途指向形モータ

用途指向形モータの一例として、ハイブリッド油圧ショベル(建設機械)があります。

 エンジン出力は100KW以上の大出力機器です。

旋回ブレーキ時の運動エネルギーを回収するにより大幅な燃費低減を達成しています。

 

発電機モータには優れた耐熱性、空転時の連れ回り損失が非常に少ない点で、SRモータが採用されています。

高温となるエンジンと油圧ポンプの間にビルトインされています。

効率の良い発電と優れたエンジン加速性のアシストモータとして働いています。

(PMモータを採用しているメーカーもあります。)

  

旋回電気モータには、高回転使用で高効率と小型化の点で、PMモータが採用されています。

 

他の例としては、電動ハツリ機(電動工具)に長寿命の点でSRモータが採用されています。

 

用途指向形モータとして、新しいSRモータを考えて行きたいと思っています。

 アシストモータと新リラクタンスモータを検討しています。

SRモータの特性

電気学会論文誌Dに掲載された、論文があります。(電学論D,123巻2号,2003年)

固定子突極構造ハイブリッド形スイッチトリラクタンスモータの特性

 

この中で、通常のVR形SRMの特性も記載されています。

SRモータの実力が把握できる資料と思います。

仕様、効率、力率、入力電流、電流波形、あとがき を抜粋して紹介します。

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 2003年の論文ですが現在と同一技術水準で、その後、技術の進展はないと思います。

商品化されてない現状からみて、標準設計ではSRモータのメリットは無いと考えています。