ヒトデ型（または星型）の電磁誘導コイルについての質問です。

質問

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風力発電機：　　クレイ工業社の　製品名 PS3-31K
http://item.rakuten.co.jp/northpower/ps3/

（最新はPS3-K32B）
http://www.krei.co.jp/products.html

コアレス式の発電機を採用しており、
ノン・コギング（ひっかかりが全くない）であるため、
非常に弱い風でもスムーズに回転し、
微風から発電が可能なのが特徴の風力発電機です。
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上記に記載した会社の風力発電機では、コイルが通常にみられる、
グルグル巻きの丸いものではなく、ヒトデ形（もしくは星型）の物を使っています。
これは、通常に巻いたコイルを成型してヒトデ型に変形しています。
磁石が通過するコイルの部分だけ見ると、コイルが直線になってます。
風速2m/sで　100rpm 10V 1A 10W 程度かと思います。
おそらく、絶縁タイプの銅線を使用しているかと思います。

ここで4点質問です。

(1)グルグル巻き通常タイプのコイルではコアレスでも、
磁石の回転が速くなると反発によりコギングが発生して回転が遅くなってしまうものなのか？

(2)ヒトデ型ではコギングは、本当に発生しない（または小さい）のか？

(2)グルグル巻きの通常タイプの一般的なコイル型ものに、絶縁していない銅線を使用すると使い物にならないか？

(3)ヒトデ型タイプのコイル型のものに、絶縁していない銅線を使用すると使い物にならないか？

(4)通常アースに使う　銅線同士を絶縁していない平編み線（下記のもの）を
使用してヒトデ型コイルにできないか？
ポイントは、素線数　2,640本 で通常のコイルの巻き数より多いことです。

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＜平編み線　参照先：　オヤイデ電気　http://oyaide.com/catalog/categories/c-2_93.html　＞　　　
公称断面積　　　　　　　　　　　30mm2 　
素線径　　　　　　　　　　　　　　0,12mm 　　
素線数　　　　　　　　　　　　　　2,640本 　　
計算断面積(mm2)　　　　　　　29.86 　　
撚り線径(約mm)　　　　　　　　26×2.9 　
最大導体抵抗　20℃Ω/km　0.773
素材としては、
平編銅線BC・・・・・・・・・素線に軟銅線を使用したもの。
または
平編スズメッキ銅線TBC・・・・・・素線にスズメッキ軟銅線を使用したもの。

回答No.1

foobar · ベストアンサー

1.に関連して、
コギングは電機子の鉄心に突極性がある（磁気特性が回転対称になっていない）と生じます。（界磁に鉄心が吸い寄せられる力にムラが出るので）
このため、電機子に鉄心をつかわないか、鉄心を円筒状にする（＋導体を埋め込む溝を斜めに切って、磁気的な均一性をあげる）ことで、コギングは十分小さく抑えれます。
通常のコイルでコアレスにすると、導体の保持が難しい（鉄心入りの電機子ならトルクは主に鉄心部分に作用しますが、コアレスにすると導体に作用するので）、回転子の内側の磁路をどう構成するかが難しい（うまく磁路を構成しないとギャップでの磁束密度が上がらない）、という難点が出るかと思います。
それで、特にギャップでの磁束密度を考えると、コアレスでは回転子を平板状にする発電機が有利、ということになるかと思います。（円盤の前後を鉄心ではさむ構造にしやすいので）

補足

こんにちは。
丁寧なご回答ありがとうございます。
「溝を斜めに切って」の部分が理由を知らなかったのでとても勉強になりました。
ありがとうございます。

追加質問で申し訳ありませんが、
もしお分かりの部分があればで構いませんので、
よろしくお願い致します。

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三相か単相か？
http://tatyu.tea-nifty.com/gen/2006/12/post_06d4.html
エアギャップ発電機は無負荷の空転時はまったくの”コギングレス”ですが負荷が上がるにつれ　
コギングが発生してきます　単相ステータはそれが顕著で夜中の強風で何度か目が覚めたほどです。

三相か単相か？（２）
http://tatyu.tea-nifty.com/gen/2006/12/post_de28.html
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上記のものは、コアレスコイルの、エアギャップ方式風車です。

コイル（固定子。は真ん中の板に固定しているため導体の固定ができている）　
磁石（回転子。コイルの前後に、2枚の円形板に固定）　　
ともに平板状で、コイルを　磁石で　前後からはさむ形で回転します。

コアレスでも、ギャップでの磁束密度を上げるために、前後からネオジム磁石をはさみ
磁石同士は距離が両極１ｃｍ以内で、ほぼ磁気回路に近いものを構成しています。

上記のサイトを見ていると、コアレスでも実際は負荷を掛けるとコギングがかなり発生するとあります。

素人の私には全然理解できないのですが、
無負荷の空転時はまったくの”コギングなし”
加負荷の回転時はかなりの”コギングあり”
とはどういうことなのでしょうか？

なぜコアレスなのにコギングが大きいのでしょうか？