JP2002034300A - Ｓｒ発電機の制御回路 - Google Patents
Ｓｒ発電機の制御回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 励磁ラインと発電エネルギーのラインを分離
することによって、発電電圧と励磁電圧とを異なる電圧
に制御可能とし、発電エネルギーを自在にコントロール
できるようにするＳＲ発電機の制御回路を提供する。 【解決手段】 スイッチトリラクタンス（ＳＲ）発電機
の各固定子巻線ΦA〜ΦCに励磁電流を供給するための励
磁電流用電源線１０１，１０２と、各固定子巻線との間
に複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を設け、各スイッ
チング素子を駆動制御することで発電機の発電動作を制
御する。そして各固定子巻線の一方の端子からの発電動
作時の電流が流れる発電電流用電源線１０３を、励磁電
流用電源線とは独立に備えるとともに、各固定子巻線の
他方の端子からの発電動作時の電流が流れる発電電流用
電源線１０４を、励磁電流用電源線とは独立に備える。
することによって、発電電圧と励磁電圧とを異なる電圧
に制御可能とし、発電エネルギーを自在にコントロール
できるようにするＳＲ発電機の制御回路を提供する。 【解決手段】 スイッチトリラクタンス（ＳＲ）発電機
の各固定子巻線ΦA〜ΦCに励磁電流を供給するための励
磁電流用電源線１０１，１０２と、各固定子巻線との間
に複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を設け、各スイッ
チング素子を駆動制御することで発電機の発電動作を制
御する。そして各固定子巻線の一方の端子からの発電動
作時の電流が流れる発電電流用電源線１０３を、励磁電
流用電源線とは独立に備えるとともに、各固定子巻線の
他方の端子からの発電動作時の電流が流れる発電電流用
電源線１０４を、励磁電流用電源線とは独立に備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＲ（スイッチト
リラクタンス）発電機の制御回路に関する。
リラクタンス）発電機の制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＲ発電機あるいはＳＲ電動機（以下、
まとめてＳＲ電気機械と呼ぶ）は、固定子と回転子にと
もに突極構造を有し、集中巻固定子巻線に供給する励磁
電流を回転子位置情報に基づいて制御することで発電機
あるいは電動機として動作するものである。図５は、Ｓ
Ｒ電気機械の基本構造（固定子および回転子の断面構
造）を説明するための平面図である。図５では、３相巻
線で、固定子が６極、回転子が４極の場合の構造を一例
として示している。相数や極数は、自由度を有して選定
することができ、従来の例では、四相で８（固定子の極
数）／６（回転子の極数）、三相で６／４、あるいは６
／８という組み合わせのものが多く用いられている。
まとめてＳＲ電気機械と呼ぶ）は、固定子と回転子にと
もに突極構造を有し、集中巻固定子巻線に供給する励磁
電流を回転子位置情報に基づいて制御することで発電機
あるいは電動機として動作するものである。図５は、Ｓ
Ｒ電気機械の基本構造（固定子および回転子の断面構
造）を説明するための平面図である。図５では、３相巻
線で、固定子が６極、回転子が４極の場合の構造を一例
として示している。相数や極数は、自由度を有して選定
することができ、従来の例では、四相で８（固定子の極
数）／６（回転子の極数）、三相で６／４、あるいは６
／８という組み合わせのものが多く用いられている。
【０００３】図５において、固定子１０に設けられた６
個の突極部１１、１２、１３、１４、１５、１６には、
互いに向かい合う１対の突極部（例えば突極部１１と突
極部１４）毎に、直列に接続された同一相の固定子巻線
がそれぞれ巻かれ、それぞれが磁極を構成している。こ
こでは、突極部１１と突極部１４からなる磁極をＡ、突
極部１２と突極部１５からなる磁極をＢ、そして、突極
部１３と突極部１６からなる磁極をＣとし、モーター
（電動機）として動作する場合と、発電機として動作す
る場合に分けて動作原理を説明する。
個の突極部１１、１２、１３、１４、１５、１６には、
互いに向かい合う１対の突極部（例えば突極部１１と突
極部１４）毎に、直列に接続された同一相の固定子巻線
がそれぞれ巻かれ、それぞれが磁極を構成している。こ
こでは、突極部１１と突極部１４からなる磁極をＡ、突
極部１２と突極部１５からなる磁極をＢ、そして、突極
部１３と突極部１６からなる磁極をＣとし、モーター
（電動機）として動作する場合と、発電機として動作す
る場合に分けて動作原理を説明する。
【０００４】モーターとして動作する場合、固定子巻線
を励磁すると、回転子１０は磁気回路のリラクタンスが
最小となるように（固定子１０と回転子２０の突極部が
一致する方向に）トルクを発生する。図５で固定子１０
の磁極Ａを励磁すると、回転子２０は０°から３０°に
向けトルクを発生する。そして、励磁をＡ極→Ｃ極→Ｂ
極→Ａ極と切り替えることによって、回転が継続され
る。一方、発電機として動作する場合、図５でＡ極を励
磁して回転子２０を３０°右回りさせた状態で、励磁を
継続させ、回転子２０に外力を加えて右へ回すと、Ａ極
のコイルには磁束を継続させようとして、より多くの電
流を流そうとする力（起電力）が発生する。図６に、図
５に示すＳＲ電気機械におけるインダクタンスの空間分
布を示す。
を励磁すると、回転子１０は磁気回路のリラクタンスが
最小となるように（固定子１０と回転子２０の突極部が
一致する方向に）トルクを発生する。図５で固定子１０
の磁極Ａを励磁すると、回転子２０は０°から３０°に
向けトルクを発生する。そして、励磁をＡ極→Ｃ極→Ｂ
極→Ａ極と切り替えることによって、回転が継続され
る。一方、発電機として動作する場合、図５でＡ極を励
磁して回転子２０を３０°右回りさせた状態で、励磁を
継続させ、回転子２０に外力を加えて右へ回すと、Ａ極
のコイルには磁束を継続させようとして、より多くの電
流を流そうとする力（起電力）が発生する。図６に、図
５に示すＳＲ電気機械におけるインダクタンスの空間分
布を示す。
【０００５】次に、図７〜図１０を参照して、従来のＳ
Ｒ電気機械の駆動回路の構成および動作について説明す
る。図７〜図１０に示す駆動回路は、単極性電流駆動
（ユニポーラ駆動）方式による駆動回路であって、図５
に示す各極Ａ、Ｂ、Ｃの巻線である固定子巻線ΦA、Φ
B、ΦCの印加電圧が、独立して各２個のスイッチで制御
されるようになっている。各スイッチのオン・オフ制御
は、ＣＰＵ（中央制御装置）等を備えて構成される図示
していない制御回路によって行われる。図７〜図１０
は、同一の回路を示した回路であって、図８〜図１０は
各スイッチのオン・オフ状態を変化させたときの電流の
変化をそれぞれ示している。
Ｒ電気機械の駆動回路の構成および動作について説明す
る。図７〜図１０に示す駆動回路は、単極性電流駆動
（ユニポーラ駆動）方式による駆動回路であって、図５
に示す各極Ａ、Ｂ、Ｃの巻線である固定子巻線ΦA、Φ
B、ΦCの印加電圧が、独立して各２個のスイッチで制御
されるようになっている。各スイッチのオン・オフ制御
は、ＣＰＵ（中央制御装置）等を備えて構成される図示
していない制御回路によって行われる。図７〜図１０
は、同一の回路を示した回路であって、図８〜図１０は
各スイッチのオン・オフ状態を変化させたときの電流の
変化をそれぞれ示している。
【０００６】図７に示す構成では、各固定子巻線ΦA、
ΦB、ΦCに励磁電流を供給するための直流電源１００
は、各固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCに対して、各固定子巻
線ΦA、ΦB、ΦCの両端に接続されたスイッチング素子
Ｑ１およびＱ２、スイッチング素子Ｑ３およびＱ４、な
らびにスイッチング素子Ｑ５およびＱ６を介して接続さ
れている。各固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCの両端には、ス
イッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオフしたときに流れる電流
を１対の電源線１０１、１０２に戻すための相毎に設け
られた各２個のダイオードＤ１およびＤ２、ダイオード
Ｄ３およびＤ４、ならびにダイオードＤ５およびＤ６が
接続されている。
ΦB、ΦCに励磁電流を供給するための直流電源１００
は、各固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCに対して、各固定子巻
線ΦA、ΦB、ΦCの両端に接続されたスイッチング素子
Ｑ１およびＱ２、スイッチング素子Ｑ３およびＱ４、な
らびにスイッチング素子Ｑ５およびＱ６を介して接続さ
れている。各固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCの両端には、ス
イッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオフしたときに流れる電流
を１対の電源線１０１、１０２に戻すための相毎に設け
られた各２個のダイオードＤ１およびＤ２、ダイオード
Ｄ３およびＤ４、ならびにダイオードＤ５およびＤ６が
接続されている。
【０００７】次に、図８〜図１０を参照して、固定子巻
線ΦAに接続されているスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を
オン・オフ制御したときの電流の変化について説明す
る。なお、他のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６はオフ状態
であるとする。図８は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を
ともにオンしたときに流れる電流を示している。スイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２をともにオンしたときには、直流
電源１００、正側の電源線１０１、スイッチング素子Ｑ
１、固定子巻線ΦA、スイッチング素子Ｑ２、負側の電
源線１０２、直流電源１００からなる経路によって、図
８の矢印で示す向きで、直流電源１００から固定子巻線
ΦAへ励磁電流が供給される。
線ΦAに接続されているスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を
オン・オフ制御したときの電流の変化について説明す
る。なお、他のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６はオフ状態
であるとする。図８は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を
ともにオンしたときに流れる電流を示している。スイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２をともにオンしたときには、直流
電源１００、正側の電源線１０１、スイッチング素子Ｑ
１、固定子巻線ΦA、スイッチング素子Ｑ２、負側の電
源線１０２、直流電源１００からなる経路によって、図
８の矢印で示す向きで、直流電源１００から固定子巻線
ΦAへ励磁電流が供給される。
【０００８】次に、図９を参照して、スイッチング素子
Ｑ１、Ｑ２をともにオンした状態から、スイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２の一方をオフしたとき（ここではスイッチ
ング素子Ｑ１がオフしたとき）に流れる電流について説
明する。この場合、固定子巻線ΦA、スイッチング素子
Ｑ２、ダイオードＤ２からなる回路に、図９の矢印で示
す向きの電流が発生する。
Ｑ１、Ｑ２をともにオンした状態から、スイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２の一方をオフしたとき（ここではスイッチ
ング素子Ｑ１がオフしたとき）に流れる電流について説
明する。この場合、固定子巻線ΦA、スイッチング素子
Ｑ２、ダイオードＤ２からなる回路に、図９の矢印で示
す向きの電流が発生する。
【０００９】次に、図１０を参照して、図９の状態か
ら、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をともにオフしたとき
に流れる電流について説明する。この場合、固定子巻線
ΦA、ダイオードＤ１、電源線１０１、直流電源１０
０、電源線１０２、ダイオードＤ２からなる回路に、図
１０の矢印で示す向きの発電電流が発生する。
ら、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をともにオフしたとき
に流れる電流について説明する。この場合、固定子巻線
ΦA、ダイオードＤ１、電源線１０１、直流電源１０
０、電源線１０２、ダイオードＤ２からなる回路に、図
１０の矢印で示す向きの発電電流が発生する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ＳＲ発電機の制御回路では、励磁電流（励磁電源）とエ
ネルギーバック（発電）による電流とが同一ラインに生
じるため、発電エネルギーの取り出しが難しいという課
題があった。また、発電電圧を、励磁電圧（例えばバッ
テリ電圧）と異なる電圧にすることができないという課
題があった。
ＳＲ発電機の制御回路では、励磁電流（励磁電源）とエ
ネルギーバック（発電）による電流とが同一ラインに生
じるため、発電エネルギーの取り出しが難しいという課
題があった。また、発電電圧を、励磁電圧（例えばバッ
テリ電圧）と異なる電圧にすることができないという課
題があった。
【００１１】そこで、本発明は、励磁ラインと発電エネ
ルギーのラインを分離することによって、発電電圧を励
磁電圧と異なる電圧に制御することを可能とし、発電エ
ネルギーを自在にコントロールできるようにするＳＲ発
電機の制御回路を提供することを目的とする。
ルギーのラインを分離することによって、発電電圧を励
磁電圧と異なる電圧に制御することを可能とし、発電エ
ネルギーを自在にコントロールできるようにするＳＲ発
電機の制御回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、スイッチトリラクタンス発
電機の各固定子巻線に励磁電流を供給するための励磁電
流用電源線と、各固定子巻線との間に複数のスイッチン
グ素子を設け、各スイッチング素子を駆動制御すること
で発電機の発電動作を制御する制御回路において、励磁
電流用電源線とは独立に、各固定子巻線の一方の端子と
の間で回路を形成するものであって、発電動作時の電流
が流れる第１の発電電流用電源線と、励磁電流用電源線
とは独立に、各固定子巻線の他方の端子との間で、前記
第１の発電電流用電源線とともに回路を形成するもので
あって、発電動作時の電流が流れる第２の発電電流用電
源線とを備えることを特徴とする。請求項２記載の発明
は、前記第１及び第２の発電電流用電源線がそれぞれ、
各固定子巻線に対してダイオード素子を介して接続され
ていることを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、スイッチトリラクタンス発
電機の各固定子巻線に励磁電流を供給するための励磁電
流用電源線と、各固定子巻線との間に複数のスイッチン
グ素子を設け、各スイッチング素子を駆動制御すること
で発電機の発電動作を制御する制御回路において、励磁
電流用電源線とは独立に、各固定子巻線の一方の端子と
の間で回路を形成するものであって、発電動作時の電流
が流れる第１の発電電流用電源線と、励磁電流用電源線
とは独立に、各固定子巻線の他方の端子との間で、前記
第１の発電電流用電源線とともに回路を形成するもので
あって、発電動作時の電流が流れる第２の発電電流用電
源線とを備えることを特徴とする。請求項２記載の発明
は、前記第１及び第２の発電電流用電源線がそれぞれ、
各固定子巻線に対してダイオード素子を介して接続され
ていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よるＳＲ発電機の制御回路の実施の形態について説明す
る。図１は、本発明によるＳＲ発電機の制御回路の一実
施の形態の構成を示す回路図である。図１において、図
７と同一の構成要素には同一の参照符号を付けている。
また、ＳＲ発電機の基本構造は、図５を参照して説明し
たものと同一である。図１に示す本実施形態が、図７に
示す従来構成と異なる点は、従来構成では、各固定子巻
線ΦA、ΦB、ΦCの両端に接続されているダイオードＤ
１〜Ｄ６の他方の端子が、図７では電源線１０１または
電源線１０２に接続されているのに対して、図１では電
源線１０１または電源線１０２とは独立した電源線であ
って新たに設けられた電源線１０３または電源線１０４
に接続されていることである。ここで、電源線１０３お
よび電源線１０４は、各固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCが発
電状態のときに各固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCから出力さ
れる発電電流が流れる回路を構成するものであって、電
源線１０３と電源線１０４の間には、キャパシタンスＣ
１と負荷Ｌ１とが並列に接続されている。
よるＳＲ発電機の制御回路の実施の形態について説明す
る。図１は、本発明によるＳＲ発電機の制御回路の一実
施の形態の構成を示す回路図である。図１において、図
７と同一の構成要素には同一の参照符号を付けている。
また、ＳＲ発電機の基本構造は、図５を参照して説明し
たものと同一である。図１に示す本実施形態が、図７に
示す従来構成と異なる点は、従来構成では、各固定子巻
線ΦA、ΦB、ΦCの両端に接続されているダイオードＤ
１〜Ｄ６の他方の端子が、図７では電源線１０１または
電源線１０２に接続されているのに対して、図１では電
源線１０１または電源線１０２とは独立した電源線であ
って新たに設けられた電源線１０３または電源線１０４
に接続されていることである。ここで、電源線１０３お
よび電源線１０４は、各固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCが発
電状態のときに各固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCから出力さ
れる発電電流が流れる回路を構成するものであって、電
源線１０３と電源線１０４の間には、キャパシタンスＣ
１と負荷Ｌ１とが並列に接続されている。
【００１４】図１に示す構成では、バッテリ等からなる
直流電源１００の正側端子に接続されている電源線１０
１に、バイポーラトランジスタからなるスイッチング素
子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５のコレクタ端子が共通に接続されて
いて、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５のエミッタ端
子はそれぞれ固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCの一方の端子に
接続されている。固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCの他方の端
子は、それぞれバイポーラトランジスタからなるスイッ
チング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のコレクタ端子に接続され
ていて、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のエミッタ
端子は共通に直流電源１００の負側端子に接続されてい
る電源線１０２に接続されている。
直流電源１００の正側端子に接続されている電源線１０
１に、バイポーラトランジスタからなるスイッチング素
子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５のコレクタ端子が共通に接続されて
いて、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５のエミッタ端
子はそれぞれ固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCの一方の端子に
接続されている。固定子巻線ΦA、ΦB、ΦCの他方の端
子は、それぞれバイポーラトランジスタからなるスイッ
チング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のコレクタ端子に接続され
ていて、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のエミッタ
端子は共通に直流電源１００の負側端子に接続されてい
る電源線１０２に接続されている。
【００１５】固定子巻線ΦAのスイッチング素子Ｑ１と
の接続点にはダイオードＤ２のカソードが接続されてい
る。固定子巻線ΦBのスイッチング素子Ｑ３との接続点
にはダイオードＤ４のカソードが接続されている。固定
子巻線ΦCのスイッチング素子Ｑ５との接続点にはダイ
オードＤ６のカソードが接続されている。そして、ダイ
オードＤ２、Ｄ４、Ｄ６のアノードは共通に電源線１０
４に接続されている。また、固定子巻線ΦAのスイッチ
ング素子Ｑ２との接続点にはダイオードＤ１のアノード
が接続されている。固定子巻線ΦBのスイッチング素子
Ｑ４との接続点にはダイオードＤ３のアノードが接続さ
れている。固定子巻線ΦCのスイッチング素子Ｑ６との
接続点にはダイオードＤ５のアノードが接続されてい
る。そして、ダイオードＤ１、Ｄ３、Ｄ５のカソードは
共通に電源線１０３に接続されている。
の接続点にはダイオードＤ２のカソードが接続されてい
る。固定子巻線ΦBのスイッチング素子Ｑ３との接続点
にはダイオードＤ４のカソードが接続されている。固定
子巻線ΦCのスイッチング素子Ｑ５との接続点にはダイ
オードＤ６のカソードが接続されている。そして、ダイ
オードＤ２、Ｄ４、Ｄ６のアノードは共通に電源線１０
４に接続されている。また、固定子巻線ΦAのスイッチ
ング素子Ｑ２との接続点にはダイオードＤ１のアノード
が接続されている。固定子巻線ΦBのスイッチング素子
Ｑ４との接続点にはダイオードＤ３のアノードが接続さ
れている。固定子巻線ΦCのスイッチング素子Ｑ６との
接続点にはダイオードＤ５のアノードが接続されてい
る。そして、ダイオードＤ１、Ｄ３、Ｄ５のカソードは
共通に電源線１０３に接続されている。
【００１６】次に、図２〜図４を参照して図１に示す構
成の動作について説明する。ここでは、固定子巻線ΦA
に接続されているスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオン・
オフ制御したときの動作について説明する。他のスイッ
チング素子Ｑ３〜Ｑ６はオフ状態であるとする。
成の動作について説明する。ここでは、固定子巻線ΦA
に接続されているスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオン・
オフ制御したときの動作について説明する。他のスイッ
チング素子Ｑ３〜Ｑ６はオフ状態であるとする。
【００１７】図２は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をと
もにオンしたときに流れる電流を示している。スイッチ
ング素子Ｑ１、Ｑ２をともにオンしたときには、直流電
源１００、正側の電源線１０１、スイッチング素子Ｑ
１、固定子巻線ΦA、スイッチング素子Ｑ２、負側の電
源線１０２からなる経路によって、図２の矢印で示す向
きで、直流電源１００から固定子巻線ΦAへ励磁電流が
供給される。
もにオンしたときに流れる電流を示している。スイッチ
ング素子Ｑ１、Ｑ２をともにオンしたときには、直流電
源１００、正側の電源線１０１、スイッチング素子Ｑ
１、固定子巻線ΦA、スイッチング素子Ｑ２、負側の電
源線１０２からなる経路によって、図２の矢印で示す向
きで、直流電源１００から固定子巻線ΦAへ励磁電流が
供給される。
【００１８】次に、図３を参照して、スイッチング素子
Ｑ１、Ｑ２をともにオンした状態から、スイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２の一方をオフしたとき（ここでは、スイッ
チング素子Ｑ１がオフしたとき）に流れる電流について
説明する。この場合、固定子巻線ΦA、ダイオードＤ
１、電源線１０３、キャパシタンスＣおよび負荷Ｌ１、
電源線１０４、ダイオードＤ２、固定子巻線ΦAからな
る回路に、図３の矢印で示す向きの発電電流が発生す
る。
Ｑ１、Ｑ２をともにオンした状態から、スイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２の一方をオフしたとき（ここでは、スイッ
チング素子Ｑ１がオフしたとき）に流れる電流について
説明する。この場合、固定子巻線ΦA、ダイオードＤ
１、電源線１０３、キャパシタンスＣおよび負荷Ｌ１、
電源線１０４、ダイオードＤ２、固定子巻線ΦAからな
る回路に、図３の矢印で示す向きの発電電流が発生す
る。
【００１９】次に、図４を参照して、図３の状態から、
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をともにオフしたときに流
れる電流について説明する。この場合、図３と同様に、
固定子巻線ΦA、ダイオードＤ１、電源線１０３、キャ
パシタンスＣおよび負荷Ｌ１、電源線１０４、ダイオー
ドＤ２、固定子巻線ΦAからなる回路に、図４の矢印で
示す向きの電流が発生する。ただし、図３に示すように
スイッチング素子Ｑ１またはスイッチング素子Ｑ２の一
方がオンしている状態では、電源線１０３または電源線
１０４の電位が、オンしている側のスイッチング素子に
接続された電源線１０１または電源線１０２に応じた電
位に維持されるのに対して、図４に示すように両方がオ
フしたときには、電源線１０３および電源線１０４の電
位は、電源線１０１および電源線１０２の電位からフロ
ーティングした状態となる。
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をともにオフしたときに流
れる電流について説明する。この場合、図３と同様に、
固定子巻線ΦA、ダイオードＤ１、電源線１０３、キャ
パシタンスＣおよび負荷Ｌ１、電源線１０４、ダイオー
ドＤ２、固定子巻線ΦAからなる回路に、図４の矢印で
示す向きの電流が発生する。ただし、図３に示すように
スイッチング素子Ｑ１またはスイッチング素子Ｑ２の一
方がオンしている状態では、電源線１０３または電源線
１０４の電位が、オンしている側のスイッチング素子に
接続された電源線１０１または電源線１０２に応じた電
位に維持されるのに対して、図４に示すように両方がオ
フしたときには、電源線１０３および電源線１０４の電
位は、電源線１０１および電源線１０２の電位からフロ
ーティングした状態となる。
【００２０】以上のように、本実施の形態によれば、励
磁電流が流れる電源線１０１および電源線１０２と、発
電電流が流れる電源線１０３および電源線１０４が分離
されているので、例えば、負荷Ｌ１に流れる電流値を制
御すること等によって、発電電圧を励磁電圧と異なる電
圧に制御可能であり、励磁用電源線と発電用電源線とを
分離することによって、発電エネルギーを自在にコント
ロールすることが可能となる。
磁電流が流れる電源線１０１および電源線１０２と、発
電電流が流れる電源線１０３および電源線１０４が分離
されているので、例えば、負荷Ｌ１に流れる電流値を制
御すること等によって、発電電圧を励磁電圧と異なる電
圧に制御可能であり、励磁用電源線と発電用電源線とを
分離することによって、発電エネルギーを自在にコント
ロールすることが可能となる。
【００２１】なお、本発明の実施の形態は、上記の形態
に限定されるものではなく、例えば、スイッチング素子
として、バイポーラトランジスタに代えて、ＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ）等の他の半導体スイッチング素子を使
用することが可能である。また、ＳＲ発電機の構造は、
図５に示すものに限定されず、任意の相数と固定子およ
び回転子の磁極数の組み合わせを選択することができ
る。
に限定されるものではなく、例えば、スイッチング素子
として、バイポーラトランジスタに代えて、ＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ）等の他の半導体スイッチング素子を使
用することが可能である。また、ＳＲ発電機の構造は、
図５に示すものに限定されず、任意の相数と固定子およ
び回転子の磁極数の組み合わせを選択することができ
る。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、励磁電流用電源線とは独立に、各固定子巻線の一方
の端子との間で回路を形成する発電動作時の電流用の第
１の発電電流用電源線と、励磁電流用電源線とは独立
に、各固定子巻線の他方の端子との間で第１の発電電流
用電源線とともに回路を形成する発電動作時用の第２の
発電電流用電源線とを設けたので、発電電圧を励磁電圧
（バッテリ電圧）と異なる電圧に設定可能であり、励磁
用電源線と発電用電源線とを分離することによって、発
電エネルギーを自在にコントロールできるという効果が
ある。
ば、励磁電流用電源線とは独立に、各固定子巻線の一方
の端子との間で回路を形成する発電動作時の電流用の第
１の発電電流用電源線と、励磁電流用電源線とは独立
に、各固定子巻線の他方の端子との間で第１の発電電流
用電源線とともに回路を形成する発電動作時用の第２の
発電電流用電源線とを設けたので、発電電圧を励磁電圧
（バッテリ電圧）と異なる電圧に設定可能であり、励磁
用電源線と発電用電源線とを分離することによって、発
電エネルギーを自在にコントロールできるという効果が
ある。
【図１】 本発明によるＳＲ発電機の制御回路の一実施
の形態の構成を示す回路図
の形態の構成を示す回路図
【図２】 図１の回路図の動作例を説明するための図
【図３】 図１の回路図の他の動作例を説明するための
図
図
【図４】 図１の回路図のさらに他の動作例を説明する
ための図
ための図
【図５】 ＳＲ発電機の基本構造を示す断面図
【図６】 ＳＲ発電機の基本特性を説明するための特性
図
図
【図７】 従来のＳＲ発電機の制御回路の構成例を示す
回路図
回路図
【図８】 図７の回路図の動作例を説明するための図
【図９】 図７の回路図の他の動作例を説明するための
図
図
【図１０】 図７の回路図のさらに他の動作例を説明す
るための図
るための図
１０…固定子、２０…回転子、ΦA，ΦB，ΦC…，固定
子巻線、１００…直流電源、１０１，１０２…電源線、
１０３，１０４…電源線（発電電流用）、Ｑ１〜Ｑ６…
スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード、Ｌ１…負
荷、Ｃ１…キャパシタンス。
子巻線、１００…直流電源、１０１，１０２…電源線、
１０３，１０４…電源線（発電電流用）、Ｑ１〜Ｑ６…
スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード、Ｌ１…負
荷、Ｃ１…キャパシタンス。
Claims (2)
- 【請求項１】 スイッチトリラクタンス発電機の各固定
子巻線に励磁電流を供給するための励磁電流用電源線
と、各固定子巻線との間に複数のスイッチング素子を設
け、各スイッチング素子を駆動制御することで発電機の
発電動作を制御する制御回路において、 励磁電流用電源線とは独立に、各固定子巻線の一方の端
子との間で回路を形成するものであって、発電動作時の
電流が流れる第１の発電電流用電源線と、 励磁電流用電源線とは独立に、各固定子巻線の他方の端
子との間で、前記第１の発電電流用電源線とともに回路
を形成するものであって、発電動作時の電流が流れる第
２の発電電流用電源線とを備えることを特徴とするＳＲ
発電機の制御回路。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の発電電流用電源線が
それぞれ、各固定子巻線に対してダイオード素子を介し
て接続されていることを特徴とする請求項１記載のＳＲ
発電機の制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210346A JP2002034300A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | Ｓｒ発電機の制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210346A JP2002034300A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | Ｓｒ発電機の制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002034300A true JP2002034300A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18706628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000210346A Pending JP2002034300A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | Ｓｒ発電機の制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002034300A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006288184A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Lg Electronics Inc | エスアール発電機 |
| KR101311378B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2013-09-25 | 경성대학교 산학협력단 | 가변 발전전압 컨버터-기반의 스위치드 릴럭턴스 발전기 구동 시스템 |
| JP2014147270A (ja) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Fukuoka Institute Of Technology | Ｓｒモータの駆動回路およびその制御方法 |
| RU2690673C1 (ru) * | 2018-10-15 | 2019-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором |
| RU2728285C1 (ru) * | 2020-03-24 | 2020-07-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство регулирования режима охлаждения электрооборудования силовой электрической подстанции |
| RU204451U1 (ru) * | 2020-10-13 | 2021-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство генерации при торможении реактивно-вентильного генератора |
| RU2759560C1 (ru) * | 2021-04-19 | 2021-11-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство резервного возбуждения синхронного генератора на основе реактивно-вентильного генератора |
-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000210346A patent/JP2002034300A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006288184A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Lg Electronics Inc | エスアール発電機 |
| KR101311378B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2013-09-25 | 경성대학교 산학협력단 | 가변 발전전압 컨버터-기반의 스위치드 릴럭턴스 발전기 구동 시스템 |
| JP2014147270A (ja) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Fukuoka Institute Of Technology | Ｓｒモータの駆動回路およびその制御方法 |
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| RU2759560C1 (ru) * | 2021-04-19 | 2021-11-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство резервного возбуждения синхронного генератора на основе реактивно-вентильного генератора |
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