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エアギャップ方式発電 なぜ コイル3 磁石４ の比率？
コイル と 磁石の 数の組み合わせは、 なぜ コイル3 磁石４ の比率？ 三相交流で考えた場合 コイル6 8極磁石 コイル9 12極磁石 コイル12 16極磁石 のような組み合わせが多いですが、どうしてなのでしょうか？ コイルのほうは３相なので３の倍数というのは簡単に理解できます。 ということは、磁石は３の倍数がだめということか？ 問題は磁石の方があまり意味がわかりません。 コイル３ ３極磁石 のようにすると、位相ができないのでだめなのはすぐにわかります。 コイル３ ４極磁石はきれいに波形が出るのでＯＫとして コイル３ ６極磁石位相ができない部分があるので不可として。 コイル３ ５極磁石 でもＯＫなんでしょうか？ コイル３ ７極磁石 でもＯＫなんでしょうか？ コイル３ ８極磁石 でもＯＫなんでしょうか？ グラフを書いてるとぐちゃぐちゃになってよくわかりません。 よろしくお願い致します。 以下参照リンク： ================================================================== 風力発電でシビレタ．．．３点● エアーギャップ発電機 (31) http://bokuwachibi1.blog50.fc2.com/ http://bokuwachibi1.blog50.fc2.com/blog-category-2.html ９コイル 三相交流 １２極（両面磁石２４個） ================================================================== マイクロ風力発電機の設計と製作 久保 大次郎 著 PDFファイル http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/41/41221/41221_p86-89.pdf １２コイル １６極（両面で３２極） ==================================================================
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三相発電機ですから、コイル3個に対して磁極2個の配置が大原則かと思います。 ただし、この場合にはコイルに重なり部分ができるので、重なり部分でのコイル厚さが場合によっては問題になるかと思います。 この対策として、コイルをひとつ置きに配置すると、コイル三個に対して磁極4個の組み合わせになる（磁極４に対して、原則にのっとればコイルをU1,V1,W1,U2,V2,W2と6個配置するところをひとつ置きにU1,W1,V2の三個だけ配置する）かと思います。 この場合、相順はコイルの配置、回転子の回転方向に対して逆相になりますし、磁束の利用率が下がって（コイルに鎖交しない磁束が増えて）全体の発電電圧が低くなる、ということになるかと思います。 コイル3個6極 原則にのっとると、6極の場合のコイル配置はU1,V1,W1,U2,V2,W2,U3,V3,W3で、ここから2個おきに配置すると、U1,U2,U3となって、三相の配置にならないかと思います。
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- Denkigishi
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写真で初めて見ましたが、三相同期発電機には違いないので、細部は推量しながら回答します。 原理上は、磁石の数は２の倍数なら幾つでも構いません。奇数は駄目です。何故なら、回転したときに、一つのコイルに対して、Ｎ極とＳ極が交互に近接する構造であればいいからです。 実際の組み合わせ（ご質問の３：４という比率）は、回転数と周波数の関係から偶々そう決められたものと思います。その関係式は次の通りです。 Ｎ＝120ｆ／Ｐ Ｎ：回転数[rpm] ｆ：周波数[Hz] Ｐ：極数（Ｎ＋Ｓ） なお、あなたの質問文で「６極磁石位相ができない部分があるので不可として。」とありますが、位相ができないというのはどういう意味なのか私には分かりませんでした。電圧波形が歪むということでしょうか。
補足
ご回答ありがとうございます。 このあと自分でも考えてみたのですが、 コイル３ ６極磁石位相ができない部分があるので不可として。＝＝＞３個コイル（abcとして）の内、磁石の６個配置により、 aの上にＮ極をスタート地点にすると、 ＮＳＮＳＮＳで bとcも同時にＮ極が上に来たスタート状態になる。つまり位相ができてない。のでだめ。（たぶん。） コイル３ ５極磁石 でもＯＫなんでしょうか？＝＝＞ （ＮＳＮＳＮ）（ＮＳＮＳＮ）となってＮＮがあるのでダメ（たぶん。） コイル３ ７極磁石 でもＯＫなんでしょうか？＝＝＞５極磁石と同じ理由で不可。（たぶん。） コイル３ ８極磁石 でもＯＫなんでしょうか？＝＝＞たぶんＯＫ？ これらから考えた結果、 磁石は、３の倍数不可で 、偶数であること が条件になるので 磁石の個数は２と４はＯＫとなる。
補足
いつもご回答ありがとうございます。 コイル3個に対して磁極2個の配置が大原則。 コイル3個に対して磁極４個は 逆相になり磁束の利用率が下がって発電電圧が低くなる ということですね。