特開 2023-123386 磁力発電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023123386

(43)【公開日】2023-09-05

(54)【発明の名称】磁力発電システム

(51)【国際特許分類】

   H02K 53/00 20060101AFI20230829BHJP

【ＦＩ】

H02K53/00

【審査請求】有

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023023191

(22)【出願日】2023-02-17

(31)【優先権主張番号】111106757

(32)【優先日】2022-02-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(31)【優先権主張番号】111150902

(32)【優先日】2022-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】518162913

【氏名又は名称】陳 豐田

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100220917

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 忠大

(72)【発明者】

【氏名】陳 豐田

(57)【要約】

【課題】磁力発電システムを提供する。
【解決手段】磁力発電システムはモーターユニットと制御ユニットを備える。モーターユニットは第一モーターを有する。第一モーターは第一運転モードおよび第二運転モードを有する。第一運転モードは第一モーターがモーター作動モードで稼働することである。第二運転モードは第一モーターがモーター作動モードおよび発電機作動モードを併用して稼働することである。制御ユニットはモーターユニットに電気的に接続されたうえで第一モーターを制御し、第一運転モードまたは第二運転モードで稼働させる。磁力発電システムはさらに第一フライホイールを備える。第一フライホイールは第一モーターに接続される。第一モーターは第一フライホイールの作動によって外部負荷に電力を供給する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モーターユニットと制御ユニットを備え、
前記モーターユニットは第一モーターを有し、前記第一モーターは第一運転モードおよび第二運転モードを有し、前記第一運転モードは前記第一モーターがモーター作動モードで稼働することであり、前記第二運転モードは前記第一モーターが前記モーター作動モードおよび発電機作動モードを併用して稼働することであり、
前記制御ユニットは前記第一モーターおよび外部電源に別々に接続されたうえで前記第一モーターを制御し、前記第一運転モードまたは前記第二運転モードで稼働させることを特徴とする磁力発電システム。

【請求項2】

前記第一モーターは固定子および回転子を有し、
前記固定子は固定子本体および三相固定子巻線を有し、前記各相固定子巻線は前記固定子本体に配置され、それぞれ第一コイルおよび第二コイルを有し、それぞれの前記第一コイルは第一磁極数および第一定格出力電力を表示し、それぞれの前記第二コイルは第二磁極数および第二定格出力電力を表示し、前記第一磁極数および前記第二磁極数は同じであり、前記第一定格出力電力は前記第二定格出力電力と同じであるか、それより大きく、
前記回転子は前記固定子内に格納され、回転子本体と、前記回転子本体の軸の中心に沿って伸びていく回転軸を有し、前記回転子本体は前記固定子本体内に回転可能に配置され、前記第一磁極数および前記第二磁極数と同じ第三磁極数を表示し、
前記第一コイルおよび前記第二コイルが前記外部電源に電気的に接続される際、前記第一モーターは前記第一運転モードで稼働し、
前記第二コイルだけが前記外部電源に電気的に接続される際、前記第一モーターは前記第二運転モードで稼働することを特徴とする請求項１に記載の磁力発電システム。

【請求項3】

前記固定子本体は外周面、貫通孔、内周面および複数の第一固定子溝を有し、前記内周面は前記貫通孔から定義され、複数の前記第一固定子溝は相互に間隔を保って前記内周面から前記外周面へ伸びて形成され、
前記第一コイルおよび前記第二コイルは前記第一固定子溝に別々に格納され、
前記回転子本体は前記貫通孔内に回転可能に格納されることを特徴とする請求項２に記載の磁力発電システム。

【請求項4】

複数の前記第一固定子溝はそれぞれ前記貫通孔に向かう開口端と、前記外周面に近い底部と、前記開口端に隣接する第一部位と、前記底部に隣接する第二部位とを有し、
前記第一コイルは前記第一部位に格納され、前記第二コイルは第二部位に格納されることを特徴とする請求項３に記載の磁力発電システム。

【請求項5】

前記固定子本体は外周面、貫通孔、内周面、複数の第一固定子溝および複数の第二固定子溝を有し、前記内周面は前記貫通孔から定義され、複数の前記第一固定子溝は間隔を置いて前記内周面から前記外周面へ伸びて形成され、複数の前記第二固定子溝はそれぞれ隣り合う前記第一固定子溝の間に形成され、深さが前記第一固定子の深さより小さく、
前記第一コイルは前記第一固定子溝内に格納され、前記第二コイルは前記第二固定子溝内に格納され、
前記回転子本体は前記貫通孔内に回転可能に格納されることを特徴とする請求項２に記載の磁力発電システム。

【請求項6】

前記制御ユニットは回路制御装置を有し、前記回路制御装置は前記第一モーターおよび前記外部電源に別々に接続されたうえで前記第一コイルおよび前記第二コイルを制御し、前記第一コイルおよび前記第二コイルを前記外部電源に電気的に接続するか、前記第二コイルだけを前記外部電源に電気的に接続することを特徴とする請求項２に記載の磁力発電システム。

【請求項7】

前記第一コイルは第一入力端および第一出力端を有し、前記第二コイルは第二入力端および第二出力端を有し、
前記制御ユニットは回路制御装置および三相第一スイッチを有し、前記各相第一スイッチはそれぞれ第一接点、第二接点および第三接点を有し、
前記各相固定子巻線はＹ字型に接続され、前記第一コイルは前記第一入力端が前記第一スイッチの前記第一接点に電気的に接続され、前記第二出力端が中立点に接続され、前記第二コイルは前記第二入力端が前記回路制御装置を介して前記外部電源に電気的に接続され、前記第二出力端が前記中立点に接続され、
前記第一スイッチは前記第二接点が前記回路制御装置を介して前記外部電源に接続され、前記第三接点が外部の設備に電気的に接続され、
前記回路制御装置が前記各相第一スイッチの前記第一接点および前記第二接点を相互に接続させる際、前記外部電源は同時に前記各相第一コイルおよび前記第二コイルに電力を供給することによって前記第一モーターを前記第一運転モードで稼働させ、
前記第一モーターが正常な運転を維持した後、前記回路制御装置が前記各相第一スイッチの前記第一接点と前記第二接点との接続を遮断し、前記各相第一コイルへの給電を中断する際、前記第一モーターは前記第二運転モードで稼働し、前記各相第一コイルの生じた電力を外部負荷に出力することを特徴とする請求項２に記載の磁力発電システム。

【請求項8】

前記第一コイルは第一入力端および第一出力端を有し、前記第二コイルは第二入力端および第二出力端を有し、
前記制御ユニットは回路制御装置および三相第一スイッチを有し、
前記各相固定子巻線は三角形に接続され、
前記各相第一スイッチはそれぞれ第一接点、第二接点および第三接点を有し、前記第一接点は前記各相第一コイルの前記第一入力端に電気的に接続され、前記第二接点は前記回路制御装置を介して前記外部電源に接続され、前記第三接点は外部負荷に接続され、
前記各相第二コイルは前記第二入力端が前記回路制御装置を介して前記外部電源に電気的に接続され、
前記回路制御装置が前記各相第一スイッチの前記第一接点および前記第二接点を相互に接続させる際、前記外部電源は同時に前記各相第一コイルおよび第二コイルに電力を供給することによって前記第一モーターを前記第一運転モードで稼働させ、
前記第一モーターが正常な運転を維持した後、前記回路制御装置が前記各相第一スイッチの前記第一接点と前記第二接点との接続を遮断し、前記各相第一コイルへの給電を中断する際、前記第一モーターは前記第二運転モードで稼働し、前記各相第一コイルの生じた電力を外部負荷に出力することを特徴とする請求項２に記載の磁力発電システム。

【請求項9】

前記第一モーターはさらに機械本体を有し、前記機械本体はハウジングおよびサイドキャップを有し、前記固定子および前記回転子は前記ハウジング内に格納され、前記サイドキャップは前記ハウジングの一端に装着され、中央穿孔を有し、前記回転子の前記回転軸は前記中央穿孔から外部に突出することを特徴とする請求項２に記載の磁力発電システム。

【請求項10】

前記制御ユニットはさらにセンサーを有し、前記センサーは前記回路制御装置に信号を出力し、前記第一コイルへの給電を中断させることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の磁力発電システム。

【請求項11】

前記制御ユニットはさらに冷却機構を有し、前記冷却機構は前記固定子本体の表面に配置されることを特徴とする請求項９に記載の磁力発電システム。

【請求項12】

前記第一コイルの巻き数は前記第二コイルの巻き数より多いことを特徴とする請求項２に記載の磁力発電システム。

【請求項13】

前記第一コイルの線径は前記第二コイルの線径より大きいことを特徴とする請求項２に記載の磁力発電システム。

【請求項14】

さらにフライホイールユニットを備え、
前記フライホイールユニットは第一フライホイールを有し、前記第一フライホイールは前記第一モーターに接続され、
前記第一モーターは前記第一運転モードで前記第一フライホイールを駆動し、前記第一フライホイールに所定の回転速度を維持させ、外部へ動力を出力させることができた後、前記第二運転モードに切り替えて前記第一フライホイールの回転を維持すると同時に外部負荷に電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の磁力発電システム。

【請求項15】

前記モーターユニットはさらに第二モーターを有し、前記第二モーターは前記第一運転モードおよび前記第二運転モードを有し、
前記第一フライホイールは同時に前記第一モーターおよび前記第二モーターに接続されることを特徴とする請求項１４に記載の磁力発電システム。

【請求項16】

前記フライホイールユニットはさらに第二フライホイールを有し、
前記第一モーターは同時に前記第一フライホイールおよび前記第二フライホイールに接続されることを特徴とする請求項１４に記載の磁力発電システム。

【請求項17】

さらにフライホイールユニットを備え、
前記フライホイールユニットは第一フライホイールを有し、前記第一フライホイールは前記回転子の前記回転軸に接続され、
前記第一モーターは前記第一運転モードで前記第一フライホイールを駆動し、前記第一フライホイールに所定の回転速度を維持させ、外部へ動力を出力させることができた後、前記第二運転モードに切り替えて前記第一フライホイールの回転を維持すると同時に外部負荷に電力を供給することを特徴とする請求項９に記載の磁力発電システム。

【請求項18】

前記第一フライホイールは側面に形成された凹状部位および第二軸孔を有し、
前記第一フライホイールが前記第一モーターに接続される際、前記機械本体の前記サイドキャップは前記凹状部位に格納され、前記回転子の前記回転軸は前記第二軸孔から外部に突出することを特徴とする請求項１７に記載の磁力発電システム。

【請求項19】

請求項１または請求項１４に記載の複数の磁力発電システムを備え、
複数の前記磁力発電システムは直列に接続され、後の前記磁力発電システムの入力端が一つ前の前記磁力発電システムの出力端に接続され、一番前の前記磁力発電システムの入力端が外部電源に接続され、一番後の前記磁力発電システムの出力端が外部負荷に接続されることで電力を倍増させ、出力することを特徴とする磁力発電システム結合体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は発電設備に関し、詳しくは磁力発電システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の技術において、モーターおよび発電機はどちらも単一運転モードで稼働する。つまり、モーターはエネルギーを生成する。発電機は電力を生成する。

【0003】

特許文献１により掲示された三相モーターの分割コイルを起動する仕組みは、モーターの各相コイル巻線を二つの部分に分け、モーターが起動するときに一つの部分の各相コイル巻線に電力を供給し、モーターが始動したときに二つの部分の各相コイル巻線に電力を同時に供給することであるため、モーターを始動させる際の始動電流を下げて熱負荷過剰を防止することができる。詳しく言えば、特許文献１において、モーターの二つの部分に分けられる各相コイル巻線はモーターモードで稼働する。

【0004】

特許文献２により掲示された低エネルギー消費発電装置は、操作モジュール、第一モーターおよび第二モーターを備える。低エネルギー消費発電装置が稼働する際、第一モーターに電流を短時間入力すれば、第一モーターは操作モジュールの伝動機構を回転させるとともに操作モジュールのフライホイールを連動させる。フライホイールは環状外周面にジェネレーターを有する。操作モジュールの本体は内周面にジェネレーターに対応する発電機固定子を有する。操作モジュールの伝動機構によって第二モーターが回転し、フライホイールに回転速度を一定に維持させた後、第二モーターに低電流を入力すれば、第二モーターを持続的に回転させ、フライホイールのジェネレーターに電力を生じさせる、即ち、低エネルギー消費発電効果を達成することができる。しかし、特許文献２により掲示された低エネルギー消費発電装置の欠点は下記のとおりである。欠点の一は二つのモーターを使用することが必要である。欠点の二は稼働するために一組の複雑な構造の伝動機構を使用することが必要である。欠点の三はフライホイールに配置されたジェネレーターが第二モーターの消費電力を増加させてしまうことである。欠点の四は発電機固定子またはジェネレーターに必要な永久磁石の磁力が時間に伴って弱くなることである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許公開４，４１７，１９２号公報

【特許文献2】米国特許公開１０，１２２，２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明はモーター運転モードおよび発電機運転モードを兼ね備え、比較的大きいパワーが必要な時にモーター運転モードで稼働し、省エネルギーを維持したうえで外部負荷に電力を供給する時にモーター運転モードおよび発電機運転モードを併用して稼働する磁力発電システムを提供することを主な目的とする。

【0007】

本発明はフライホイールから出力された動力によって外部負荷に電力を供給する磁力発電システムを提供することをもう一つの目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決するため、磁力発電システムはモーターユニットと制御ユニットを備える。モーターユニットは一つ以上の第一モーターを有する。第一モーターは第一運転モードおよび第二運転モードを有する。第一運転モードは第一モーターがモーター作動モードで稼働することである。第二運転モードは第一モーターがモーター作動モードおよび発電機作動モードを併用して稼働することである。制御ユニットはモーターユニットおよび外部電源に別々に電気的に接続されたうえで磁力発電システムを制御し、第一運転モードまたは第二運転モードで稼働させる。制御ユニットは多種の技術またはサーバードライバー、分配器などの設備から構築されるが、これに限定されない。

【0009】

磁力発電システムにおいて、第一モーターは固定子および回転子を有する。固定子は固定子本体および三相固定子巻線を有する。三相固定子巻線は固定子本体に配置され、それぞれ第一コイルおよび第二コイルを有する。第一コイルは第一磁極数および第一定格出力電力を表示する。第二コイルは第二磁極数および第二定格出力電力を表示する。第一磁極数および第二磁極数は同じである。第一定格出力電力は第二定格出力電力と同じであるか、それより大きい。回転子は固定子内に格納され、回転子本体と、回転子本体の軸の中心に沿って伸びていく回転軸とを有する。回転子本体は固定子本体内に回転可能に配置され、第一磁極数および第二磁極数と同じ第三磁極数を有する。第一コイルおよび第二コイルが外部電源に電気的に接続される際、第一モーターは第一運転モードで稼働する。第二コイルだけが外部電源に電気的に接続される際、第一モーターは第二運転モードで稼働する。

【0010】

磁力発電システムにおいて、固定子本体は外周面、貫通孔、内周面および複数の第一固定子溝を有する。内周面は貫通孔から定義される。複数の第一固定子溝は相互に間隔を保って内周面から外周面へ伸びて形成される。第一コイルおよび第二コイルは第一固定子溝に別々に格納される。回転子本体は貫通孔内に回転可能に格納される。

【0011】

磁力発電システムにおいて、固定子本体は外周面、貫通孔、内周面、複数の第一固定子溝および複数の第二固定子溝を有する。内周面は貫通孔から定義される。複数の第一固定子溝は間隔を置いて内周面から外周面へ伸びて形成され、第一深さを有する。複数の第二固定子溝はそれぞれ隣り合う第一固定子溝の間に形成され、第一深さより小さい第二深さを有する。第一コイルは第一固定子溝内に格納される。第二コイルは第二固定子溝内に格納される。回転子本体は貫通孔内に回転可能に格納される。

【0012】

磁力発電システムはさらにフライホイールユニットを備える。フライホイールユニットは一つ以上の第一フライホイールを有する。第一フライホイールは第一モーターに接続される。第一モーターは第一運転モードで第一フライホイールを駆動し、第一フライホイールに所定の回転速度を維持させ、外部へ出力できる動力を生じさせた後、第二運転モードに切り替えて第一フライホイールの回転を維持すると同時に外部負荷に電力を供給する。

【0013】

磁力発電システムにおいて、モーターユニットはさらに第二モーターを有する。第二モーターは第一運転モードおよび第二運転モードを有する。第一フライホイールは第一モーターおよび第二モーターに接続される。

【0014】

磁力発電システムにおいて、フライホイールユニットはさらに第二フライホイールを有する。第一モーターは第一フライホイールおよび第二フライホイールに接続される。

【0015】

本発明はさらに複数の前記磁力発電システムから構成される磁力発電システム結合体を提供する。複数の前記磁力発電システムは直列に接続され、後の前記磁力発電システムの入力端が一つ前の前記磁力発電システムの出力端に接続され、一番前の前記磁力発電システムの入力端が外部電源に接続され、一番後の前記磁力発電システムの出力端が外部負荷に接続される。上述した構造特徴により、磁力発電システム結合体から出力された電力を倍増させることができる。

【0016】

上述した技術特徴により、本発明は複数組の磁力発電システムを直列に連結し、前の一組の磁力発電システムの出力電源を後の一組の磁力発電システムの入力電源に充てて使用し、発電効果を倍増させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態による磁力発電システムの第一モーターを示す分解斜視図である。

【図2】図１中の２―２線に沿った断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態による磁力発電システムの配線を示す模式図である。

【図4】本発明の第１実施形態による磁力発電システムにおいて第一モーターの固定子巻線を示す模式図である。

【図5】第一モーターの固定子巻線の各相巻線および制御ユニットをＹ字型に電気的に接続する模式図である。

【図6】第一モーターの固定子巻線の各相巻線および制御ユニットを三角形に電気的に接続する模式図である。

【図7】本発明の第３実施形態による磁力発電システムを示す横断面図である。

【図8】本発明の第４実施形態による磁力発電システムを示す斜視図である。

【図9】本発明の第４実施形態による磁力発電システムを示す分解斜視図である。

【図10】図８中の１０－１０線に沿った断面図である。

【図11】本発明の第５実施形態による磁力発電システムを示す斜視図である。

【図12】本発明の第６実施形態による磁力発電システムを示す斜視図である。

【図13】本発明が複数の磁力発電システムを電気的に接続して磁力発電システム結合体を構成する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（第１実施形態）
図１から図５に示すように、本発明の第１実施形態による磁力発電システム１０は第一モーター２０と制御ユニット４０を備える。制御ユニット４０は第一モーター２０および外部電源１２に電気的に接続される。

【0019】

図１に示すように、第一モーター２０は機械本体２２、固定子２４、回転子２６および冷却機構３０を有する。機械本体２２はハウジング２２０およびサイドキャップ２２２を有する。ハウジング２２０は中心穿孔２２２０を有する。サイドキャップ２２２はハウジング２２０の一端に装着され、側面に凸状辺縁部２２２４を有する。固定子２４はハウジング２２０内に格納される。回転子２６は固定子２４内に回転可能に装着される。

【0020】

[数１]
ｄ１＋ｄ２＝ｄ０

【0021】

図２に示すように、固定子２４は固定子本体２４０および固定子巻線２４２を有する。固定子巻線２４２は固定子本体２４０内に配置される。固定子本体２４０は複数の重なるリング状ケイ素鋼から構成され、外周面２４００、貫通孔２４０２、内周面２４０４および複数の第一固定子溝２４０６を有する。内周面２４０２は穿孔２４０２から定義される。複数の第一固定子溝２４０６は相互に間隔を保って内周面２４０４から外周面２４００へ伸びて形成され、それぞれ貫通孔２４０２に向かう開口端２４０８と、外周面２４００に近い底部２４１０と、開口端２４０８から底部２４１０までの距離、即ち深さｄ０とを有する。それぞれの第一固定子溝２４０６はさらに開口端２４０８に隣り合う第一部位２４１２と、底部２４１０に隣り合う２４１４と第二部位２４１４とを有する。第一部位２４１２の深さは符号ｄ１で標記される。第二部位２４１４の深さは符号ｄ２で標記される。第一部位２４１２の深さｄ１、第二部位２４１４の深さｄ２および第一固定子溝２４０６の深さｄ０の関係は式１によって表示される。

【0022】

図２および図５に示すように、固定子巻線２４２、即ち三相巻線はＲ相巻線２４４、Ｓ相巻線２４６およびＴ相巻線２４８から構成される。各相巻線はＹ字型に接続される。Ｒ相巻線２４４はＲ相第一コイル２４４０およびＲ相第二コイル２４４２を有する。Ｓ相巻線２４６はＳ相第一コイル２４６０およびＳ相第二コイル２４６２を有する。Ｔ相巻線２４８はＴ相第一コイル２４８０およびＴ相第二コイル２４８２を有する。本実施形態において、Ｒ相第一コイル２４４０、Ｓ相第一コイル２４６０およびＴ相第一コイル２４８０は第一線径が１．０ｍｍ、第一巻き数が４８、第一磁極数が４、第一定格出力電力が７５ＨＰである。Ｒ相第二コイル２４４２、Ｓ相第二コイル２４６２およびＴ相第二コイル２４８２は第二線径が０．８ｍｍ、第二巻き数が２８、第二磁極数が４、第二定格出力電力が２５ＨＰである。Ｒ相第一コイル２４４０、Ｓ相第一コイル２４６０およびＴ相第一コイル２４８０は第一固定子溝２４０６の第一部位２４１２内に配置される。Ｒ相第二コイル２４４２、Ｓ相第二コイル２４６２およびＴ相第二コイル２４８２は第一固定子溝２４０６の第二部位２４１４内に配置される。上述した構造特徴により、Ｒ相第一コイル２４４０、Ｓ相第一コイル２４６０およびＴ相第一コイル２４８０の磁気回路における磁気抵抗を効果的に低減することができる。

【0023】

図３から図５に示すように、制御ユニット４０は回路制御装置４２、三相第一スイッチ４４、三相第二スイッチ４６およびセンサー４８を有する。本実施形態において、制御ユニット４０は別の技術手段例えばサーバードライバー、分配器などの設備から構築されるが、これに限定されない。三相第一スイッチ４４はＲ相第一スイッチ４４０、Ｓ相第一スイッチ４４２およびＴ相第一スイッチ４４４から構成される。Ｒ相第一スイッチ４４０はＲ相第一接点４４００、Ｒ相第二接点４４０２およびＲ相第三接点４４０４を有する。Ｓ相第一スイッチ４４２はＳ相第一接点４４２０、Ｓ相第二接点４４２２およびＳ相第三接点４４２４を有する。Ｔ相第一スイッチ４４４はＴ相第一接点４４４０、Ｔ相第二接点４４４２およびＴ相第三接点４４４４を有する。

【0024】

電気的接続を行う際、Ｒ相第一コイル２４４０の第一入力端２４４３はＲ相第一スイッチ４４０のＲ相第一接点４４００に接続される。Ｓ相第一コイル２４６０の第一入力端２４６３はＳ相第一スイッチ４４２のＳ相第一接点４４２０に接続される。Ｔ相第一コイル２４８０の第一入力端２４８３はＴ相第一スイッチ４４４のＴ相第一接点４４４０に接続される。Ｒ相第一スイッチ４４０のＲ相第二接点４４０２は回路Ａによって回路制御装置４２に接続される。Ｓ相第一スイッチ４４２のＳ相第二接点４４２２は回路Ｂによって回路制御装置４２に接続される。Ｔ相第一スイッチ４４４のＴ相第二接点４４４２は回路Ｃによって回路制御装置４２に接続される。Ｒ相第一コイル２４４０の第一出力端２４４４、Ｓ相第一コイル２４６０の第一出力端２４６４およびＴ相第一コイル２４８０の第一出力端２４８４は中立点（アース）に別々に接続される。Ｒ相第二コイル２４４２の第二入力端２４４５は回路Ｄによって回路制御装置４２に接続される。Ｓ相第二コイル２４６２の第二入力端２４６５は回路Ｅによって回路制御装置４２に接続される。Ｔ相第二コイル２４８２の第二入力端２４８５は回路Ｆによって回路制御装置４２に接続される。Ｒ相第二コイル２４４２の第二出力端２４４６、Ｓ相第二コイル２４６２の第二出力端２４６６およびＴ相第二コイル２４８２の第二出力端２４８６は別の中立点（アース）に別々に接続される。回路制御装置４２は外部電源１２のＲ相出力端、Ｓ相出力端およびＴ相出力端に電気的に接続される。本実施形態において、図３に示すように、三相第二スイッチ４６はＲ相第二スイッチ４６０、Ｓ相第二スイッチ４６２およびＴ相第二スイッチ４６４から構成される。Ｒ相第二スイッチ４６０はＲ相第四接点４６００、Ｒ相第五接点４６０２およびＲ相第六接点４６０４を有する。Ｓ相第二スイッチ４６２はＳ相第四接点４６２０、Ｓ相第五接点４６２２およびＳ相第六接点４６２４を有する。Ｔ相第二スイッチ４６４はＴ相第四接点４６４０、Ｔ相第五接点４６４２およびＴ相第六接点４６４４を有する。Ｒ相第二スイッチ４６０のＲ相第四接点４６００はＲ相第一スイッチ４４０のＲ相第三接点４４０４に接続される。Ｓ相第二スイッチ４６２のＳ相第四接点４６２０はＳ相第一スイッチ４４２のＳ相第三接点４４２４に接続される。Ｔ相第二スイッチ４６４のＴ相第四接点４６４０はＴ相第一スイッチ４４４のＴ相第三接点４４４４に接続される。Ｒ相第二スイッチ４６０のＲ相第五接点４６０２、Ｓ相第二スイッチ４６２のＳ相第五接点４６２２およびＴ相第二スイッチ４６４のＴ相第五接点４６４２はそれぞれ外部モーター７０に接続される。Ｒ相第二スイッチ４６０のＲ相第六接点４６０４、Ｓ相第二スイッチ４６２のＳ相第六接点４６２４およびＴ相第二スイッチ４６４のＴ相第六接点４６４４はそれぞれ外部エネルギー貯蔵ユニット８０に接続される。

【0025】

図１に示すように、回転子２６は回転子本体２６０、軸孔２６２および回転軸２６４を有する。回転軸２６４は軸孔２６２内に格納される。回転子本体２６０は固定子本体２４０の貫通孔２４０２に格納されたうえで固定子２４に向かって回転軸２６４とともに回転する。回転子本体２６０の磁極数は第一磁極数および第二磁極数と同じである。回転軸２６４はサイドキャップ２２２の中心穿孔２２２０から外部へ伸びていく。

【0026】

図１に示すように、冷却機構３０はハウジング２２０と固定子本体２４０との間に配置されたうえで第一モーター２０の稼働温度を定格温度に維持する。本実施形態において、冷却機構３０は円筒体３００、複数の流路３０２および二つのゴムリング３０４、３０６を有する。複数の流路３０２は円筒体３００の表面に配置される。冷却液は複数の流路３０２を流れるオイル、水または別の冷却効果のある液体である。二つのゴムリング３０４、３０６は円筒体３００の両端に配置されて冷却液の滲出を防止する。

【0027】

[数２]
Ｖ１＝Ｎ１ｄΦｍ／ｄ
[数３]
Ｖ２＝Ｎ２ｄΦｍ／ｄｔ
[数４]
Ｖ１／Ｎ２＝Ｖ１／Ｖ２

【0028】

磁力発電システム１０が始動する際、回路制御装置４２がＲ、Ｓ、Ｔ相第一スイッチ４４０、４４２、４４４のＲ、Ｓ、Ｔ相第一接点４４００、４４２０、４４４０とＲ、Ｓ、Ｔ相第二接点４４０２、４４２２、４４４２とを接続すれば、外部電源１２は同時にＲ、Ｓ、Ｔ相第一コイル２４４０、２４６０、２４８０およびＲ、Ｓ、Ｔ相第二コイル２４４２、２４６２、２４８２に電力を供給する。このとき第一モーター２０は第一運転モードで稼働し、出力電力が第一定格出力電力７５ＨＰと第二定格出力電力２５ＨＰの合計である。第一モーター２０が正常な運転を維持した後、センサー４８は回路制御装置４２に信号を出力する。回路制御装置４２がＲ、Ｓ、Ｔ相第一スイッチ４４０、４４２、４４４のＲ、Ｓ、Ｔ相第一接点４４００、４４２０、４４４０とＲ、Ｓ、Ｔ相第二接点４４０２、４４２２、４４４２との接続を遮断し、Ｒ、Ｓ、Ｔ相第一コイル２４４０、２４６０、２４８０への給電を中断すれば、第一モーター２０は第二運転モードで稼働する。回路制御装置４２がＲ、Ｓ、Ｔ相第一スイッチ４４０、４４２、４４４のＲ、Ｓ、Ｔ相第一接点４４００、４４２０、４４４０とＲ、Ｓ、Ｔ相第三接点４４０４、４４２４、４４４４を相互に接続させれば、第一モーター２０はモーター作動モードおよび発電機作動モードを併用して稼働し、三相第二スイッチ４６を介して外部モーター７０または外部エネルギー貯蔵ユニット８０に電力を供給する。本実施形態において、Ｒ、Ｓ、Ｔ相第一コイル２４４０、２４６０、２４８０およびＲ、Ｓ、Ｔ相第二コイル２４４２、２４６２、２４８２は磁極数が同じであるため、固定子本体２４０における相互磁束（ｍｕｔｕａｌ ｆｌｕｘ）Φｍが同じである。外部電源１２の入力電圧は符号Ｖ１で標記され、式２によって算出される。Ｒ、Ｓ、Ｔ相第一コイル２４４０、２４６０、２４８０の出力電圧は符号Ｖ２で標記され、式３によって算出される。外部電源１２の入力電圧Ｖ１とＲ、Ｓ、Ｔ相第一コイル２４４０、２４６０、２４８０の出力電圧Ｖ２との関係は式４によって表示される。詳しく言えば、外部電源の入力電圧Ｖ１が２２０ボルト、第一巻き数Ｎ１が４８、第二巻き数Ｎ２が２８である場合、Ｒ、Ｓ、Ｔ相第一コイル２４４０、２４６０、２４８０の出力電圧Ｖ２は約３７７ボルト（即ち２２０×４８／２８）である。

【0029】

（第２実施形態）
図６は本発明の第２実施形態による磁力発電システムの配線を示す模式図である。第１実施形態との違いは固定子巻線を三角形に電気的に接続することである。第２実施形態において、Ｒ、Ｓ、Ｔ相第一コイル２４４０、２４６０、２４８０のＲ、Ｓ、Ｔ相第一入力端２４４３、２４６３、２４８３はそれぞれＲ、Ｓ、Ｔ相第一スイッチ４４０、４４２、４４４のＲ、Ｓ、Ｔ相第一接点４４００、４４２０、４４４０に接続される。Ｒ相第一スイッチ４４０のＲ相第二接点４４０２は回路Ａによって回路制御装置４２に接続される。Ｓ相第一スイッチ４４２のＳ相第二接点４４２２は回路Ｂによって回路制御装置４２に接続される。Ｔ相第一スイッチ４４４のＴ相第二接点４４４２は回路Ｃによって回路制御装置４２に接続される。

【0030】

Ｒ相第一コイル２４４０の第一出力端２４４４はＳ相第一コイル２４６０の第一入力端２４６３に接続される。Ｓ相第一コイル２４６０の第一出力端２４６４はＴ相第一コイル２４８０の第一入力端２４８３に接続される。Ｔ相第一コイル２４８０の第一出力端２４８４はＲ相第一コイル２４４０の第一入力端２４４３に接続される。Ｒ相第二コイル２４４２の第二入力端２４４５は回路Ｄによって回路制御装置４２に接続される。Ｓ相第二コイル２４６２の第二入力端２４６５は回路Ｅによって回路制御装置４２に接続される。Ｔ相第二コイル２４８２の第二入力端２４８５は回路Ｆによって回路制御装置４２に接続される。Ｒ相第二コイル２４４２の第二出力端２４４６はＳ相第二コイル２４６２の第二出力端２４６６に接続される。Ｓ相第二コイル２４６２の第二出力端２４６６はＴ相第二コイル２４８２の第二入力端２４８５に接続される。Ｔ相第二コイル２４８２の第二出力端２４８６はＲ相第二コイル２４４２の第二入力端２４４５に接続される。

【0031】

（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態による磁力発電システム１００を示す横断面図である。磁力発電システム１０との違いは固定子本体１０２にある。磁力発電システム１００において、固定子本体１０２は複数の第一固定子溝１０４および複数の第二固定子溝１０６を有する。複数の第二固定子溝１０６はそれぞれ二つの隣り合う第一固定子溝１０４の間に配置される。第一固定子溝１０４の深さｄ２は第二固定子溝１０６の深さｄ３より大きい。各相固定子巻線の第一コイル１０８はそれぞれ第一固定子溝１０４内に格納される。各相固定子巻線の第二コイル１１０はそれぞれ第二固定子溝１０６内に格納される。第一固定子溝１０４および第二固定子溝１０６の配置位置および深さは本実施形態に限定されず、実際の状況に応じて変わってもよい。

【0032】

（第４実施形態）
図８から図１０に示すように、第４実施形態による磁力発電システム２００と磁力発電システム１０との違いは次のとおりである。磁力発電システム２００はさらに第一フライホイール２０２を備える。第一フライホイール２０２は第一モーターに接続され、側面に形成された凹状部位２０４および第二軸孔２０６を有する。第一フライホイール２０２が第一モーター２０に接続される際、機械本体２２のサイドキャップ２２２は凹状部位２０４に格納される。回転子２６の回転軸２６４は第二軸孔２０６から外部に突出する。本実施形態はサイドキャップ２２２の凸状辺縁部２２２４と回転軸２６４との間に一対のベアリング２０７、２０８、押さえ板２０９および止め輪２１０を配置し、続いてサイドキャップ２２２および回転軸２６４をナット２１２で固定する。上述した構造特徴により、第一フライホイール２０２は回転軸２６４とともに回転することができる。第一モーター２０が第一運転モードで稼働する際、第一フライホイール２０２は第一モーター２０の駆動力によって回転する。第一フライホイール２０２が動力を出力できる所定の回転速度に達する際、センサー４８は回路制御装置４２に信号を出力する。回路制御装置４２は第一モーター２０を第二運転モードで稼働させる。このときＲ、Ｓ、Ｔ相第一コイル２４４０、２４６０、２４８０は第一フライホイール２０２が所定の回転速度を維持したうえで出力した動力によって発電機の役割を果たし、外部負荷に電力を供給する。第一モーター２０の磁極数が４、各相第一コイルの巻き数が４８、１極あたりの磁束が０．０２５ウェーバー（Ｗｅｂｅｒ）、第一フライホイール２０２の回転速度が１８００ｒｍｐである場合、各相誘導起電力の周波数ｆは６０Ｈｚ（即ち４×１８００／１２０）である。各相誘導起電力の大きさＥは３２０ボトル（即ち４．４４×４８×６０×０．０２５）である。

【0033】

（第５実施形態）
図１１に示すように、第５実施形態による磁力発電システム５００と磁力発電システム２００との違いは次のとおりである。磁力発電システム５００は第二モーター５０２、第二フライホイール５０２および第三フライホイール５０６を備える。第二モーター５０２は構造が第一モーター２０と同じである。第二フライホイール５０２は第二モーター５０２の一端に接続される。第三フライホイール５０６は第二モーター５０２の別の一端に接続される。

【0034】

（第６実施形態）
図１２に示すように、第６実施形態による磁力発電システム６００と磁力発電システム２００との違いは次のとおりである。磁力発電システム６００は第三モーター６０２、第四モーター６０４および第四フライホイール６０６を備える。第三モーター６０２および第四モーター６０４は構造が第一モーター２０と同じである。第四フライホイール６０６は第三モーター６０２および第四モーター６０４に別々に接続される。

【0035】

図１３に示すように、本発明による磁力発電システム結合体７００は第一磁力発電システム７０１、第二磁力発電システム７０２、第三磁力発電システム７０３、第四磁力発電システム７０４および第五磁力発電システム７０５から構成される。第一磁力発電システムグ７０１、第二磁力発電システム７０２、第三磁力発電システム７０３、第四磁力発電システム７０４および第五磁力発電システム７０５は構造が磁力発電システム１０と同じである。第一磁力発電システムグ７０１は外部電源に繋がる三相入力端７０１１と、三相出力端７０１２とを有する。第二磁力発電システム７０２は第一磁力発電システム７０１の三相出力端７０１２に繋がる三相入力端７０２１と、三相出力端７０２２とを有する。第三磁力発電システム７０３は第二磁力発電システム７０２の三相出力端７０２２に繋がる三相入力端７０３１と、三相出力端７０３２とを有する。第四磁力発電システム７０４は第三磁力発電システム７０３の三相出力端７０３２に繋がる三相入力端７０４１と、三相出力端７０４２とを有する。第五磁力発電システム７０５は第四磁力発電システム７０４の三相出力端７０４２に繋がる三相入力端７０５１と、三相出力端７０５２とを有する。詳しく言えば、上述した構造特徴により、第二運転モードで稼働する第一磁力発電システム７０１の消費電力がＸであれば、第一磁力発電システム７０１から出力される電力は１．２Ｘである。第二運転モードで稼働する第二磁力発電システム７０２の消費電力が１．２Ｘであれば、第二磁力発電システム７０２から出力される電力は１．４４Ｘである。第二運転モードで稼働する第三磁力発電システム７０３の消費電力が１．４４Ｘであれば、第三磁力発電システム７０３から出力される電力は１．７３Ｘである。第二運転モードで稼働する第四磁力発電システム７０４の消費電力が１．７３Ｘであれば、第四磁力発電システム７０４から出力される電力は２．０８Ｘである。第二運転モードで稼働する第五磁力発電システム７０５の消費電力が２．０８Ｘであれば、第五磁力発電システム７０５から出力される電力は２．５０Ｘである。つまり、磁力発電システム結合体７００から出力される電力は初期消費電力の２．５倍に達する。

【0036】

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0037】

１０、１００、２００、５００、６００：磁力発電システム
１０２：固定子本体
１０４：第一固定子溝
１０６：第二固定子溝
１０８：第一コイル
１１０：第二コイル
１２：外部電源
２０：第一モーター
２０２：第一フライホイール
２０４：凹状部
２０６第二軸孔
２０７ベアリング
２０９：押さえ板
２１０：止め輪
２１２：ナット
２２：機械本体
２２０：ハウジング
２２２：サイドキャップ
２２２０：中心穿孔
２２２４：凸状辺縁部
２４：固定子
２４０：固定子本体
２４００：外周面
２４０２：貫通孔
２４０４：内周面
２４０６：第一固定子溝
２４０８：開口端
２４１０：底部
２４１２：第一部位
２４１４：第二部位
２４２：固定子巻線
２４４：Ｒ相巻線
２４４０：Ｒ相第一コイル
２４４２：Ｒ相第二コイル
２４４３、２４６３、２４８３：第一入力端
２４４４、２４６４、２４８４：第一出力端
２４４５、２４６５、２４８５：第二入力端
２４４６、２４６６、２４８６：第二出力端
２４６：Ｓ相巻線
２４６０：Ｓ相第一コイル
２４６２：Ｓ相第二コイル
２４８：Ｔ相巻線
２４８０：Ｔ相第一コイル
２４８２：Ｔ相第二コイル
２６：回転子
２６０：回転子本体
２６２：軸孔
２６４：回転軸
３０：冷却機構
３００：円筒体
３０２：流路
３０４、３０６：ゴムリング
４０：制御ユニット
４２：回路制御装置
４４：三相第一スイッチ
４４０：Ｒ相第一スイッチ
４４００：Ｒ相第一接点
４４０２：Ｒ相第二接点
４４０４：Ｒ相第三接点
４４２：Ｓ相第一スイッチ
４４２０：Ｓ相第一接点
４４２２：Ｓ相第二接点
４４２４：Ｓ相第三接点
４４４：Ｔ相第一スイッチ
４４４０：Ｔ相第一接点
４４４２：Ｔ相第二接点
４４４４：Ｔ相第三接点
４６：三相第二スイッチ
４６０：Ｒ相第二スイッチ
４６００：Ｒ相第四接点
４６０２：Ｒ相第五接点
４６０４：Ｒ相第六接点
４６２：Ｓ相第二スイッチ
４６２０：Ｓ相第四接点
４６２２：Ｓ相第五接点
４６２４：Ｓ相第六接点
４６４：Ｔ相第二スイッチ
４６４０：Ｔ相第四接点
４６４２：Ｔ相第五接点
４６４４：Ｔ相第六接点
４８：センサー
５０２：第二モーター
５０４：第二フライホイール
５０６：第三フライホイール
６０２：第三モーター
６０４：第四モーター
６０６：第四フライホイール
７０：外部モーター
７００：磁力発電システム結合体
７０１、７０２、７０３、７０４、７０５：磁力発電システム
７０１１、７０２１、７０３１、７０４１、７０５１：三相入力端
７０１２、７０２２、７０３２、７０４２、７０５２：三相出力端
８０：外部エネルギー貯蔵ユニット
ｄ０、ｄ１、ｄ２、ｄ３：深さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】