JP2005328617A - Synchronous generator compensated by capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンデンサ補償式同期発電機に関するものである。 The present invention relates to a capacitor-compensated synchronous generator.
コンデンサ補償式同期発電機は、図4に示すような固定子Sと回転子Rとにより構成される。固定子Sは、出力巻線WL とコンデンサ励磁巻線Wc とを電気角で90度の位相差を持たせて固定子鉄心に巻装したもので、出力巻線WL の両端には負荷Lが接続され、コンデンサ励磁巻線Wc の両端にはコンデンサCが接続されている。回転子Rは、回転子鉄心Iに界磁巻線Wf を巻回して該界磁巻線の両端にダイオードDと逆電圧防止用抵抗rとを並列接続したものからなっている。なお抵抗rは省略される場合もある。 The capacitor-compensated synchronous generator includes a stator S and a rotor R as shown in FIG. The stator S is obtained by winding an output winding WL and a capacitor excitation winding Wc around a stator core with a phase difference of 90 degrees in terms of electrical angle. Loads L are connected to both ends of the output winding WL. A capacitor C is connected to both ends of the capacitor excitation winding Wc. The rotor R is formed by winding a field winding Wf around a rotor core I and connecting a diode D and a reverse voltage prevention resistor r in parallel at both ends of the field winding. Note that the resistor r may be omitted.
この種のコンデンサ補償式同期発電機においては、回転子RにダイオードDを取付ける必要があるが、ダイオードDの取り付け構造として、図5乃至図7に示した構造のものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。ここで、図5はこのコンデンサ補償式同期発電機でダイオードDを取り付ける部分を拡大して示した斜視図、図6はこのコンデンサ補償式同期発電機でダイオードDの取付部付近の断面図、図7はこの交流発電機で用いている回転子を示した斜視図である。 In this type of capacitor-compensated synchronous generator, it is necessary to attach a diode D to the rotor R. As the mounting structure of the diode D, the structure shown in FIGS. 5 to 7 has been proposed (for example, , See Patent Document 1). Here, FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a portion where the diode D is attached in the capacitor compensated synchronous generator, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of the attachment portion of the diode D in the capacitor compensated synchronous generator. 7 is a perspective view showing a rotor used in the AC generator.
図7において、1は両端に(180度間隔で)第1及び第2の磁極部1a及び1bを有する2極の回転子鉄心で、この回転子鉄心1は所定の形状に打ち抜いた鋼板を積層したものからなっている。
In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a two-pole rotor core having first and second
第1及び第2の磁極部1a及び1bの外周側にはそれぞれ図示しない回転子の磁極にギャップを介して対向する円筒面状の磁極面が形成され、磁極部1a,1bに初期励磁用磁石2が埋設されている。
Cylindrical magnetic pole faces opposed to the rotor magnetic poles (not shown) via gaps are formed on the outer peripheral sides of the first and second
回転子鉄心1には、樹脂製のボビン3が取り付けられている。ボビン3は回転子鉄心1の積層方向に2分割された半部3A,3Bを鉄心1に嵌合させて突き合わせたものからなっている。図7において、3aは半部3A及び3Bの突き合わせ線を示している。
A
ボビン3は、図5及び図7に示すように、回転子鉄心1の第1の磁極部1a及び第2の磁極部1bにそれぞれ隣接する第1及び第2のコイル巻装部301及び302と、これらのコイル巻装部間を連結する連結部303とを有している。第1のコイル巻装部301はコイル巻回胴部301aと該胴部の両端に設けられた鍔部301b,301cとからなり、第2のコイル巻装部302はコイル巻回胴部302aと該胴部の両端に設けられた鍔部302b,302cとからなっている。第1のコイル巻装部301及び第2のコイル巻装部302にはそれぞれ第1の界磁巻線Wf1及び第2の界磁巻線Wf2が巻回されている。
As shown in FIGS. 5 and 7, the
第1のコイル巻装部301と第2のコイル巻装部302との間には、鉄心1の幅方向(磁極部1a,1bの中心線に対して直角な方向)の両側にそれぞれ位置させて、かつ回転子Rの軸線方向の一端側に片寄せて第1及び第2のポケット部304及び304´が設けられている。これらのポケット部304,304´は底を有する箱形に形成されていて、回転子Rの軸線方向の端部側に開口するように設けられている。各ポケット部304,304´の形状は同一であるので、以下第1のポケット部304について図5及び図6を参照して説明すると、ポケット部304の内側の側壁部304aには該側壁部304aの端から端まで伸びる溝部305と、該溝部305とポケット部304の内側とを連通させるように設けられた対の溝部306,306とが設けられている。これらの溝部306,306は、回転子Rの軸線方向の外側に開口するように設けられ、対の溝部306,306は第1及び第2のコイル巻装部301,302の対向方向に所定の距離を隔てて設けられている。また、ポケット部304の外側の側壁部304bを貫通させて係止溝または孔308が設けられている。
Between the first
図7に示すように、ボビン3の第1及び第2のポケット部304及び304´には、それぞれ第1及び第2のケース4及び4´が着脱可能に嵌合される。これらのケースは同一に構成されているので第1のケース4について説明すると、ケース4は、図5に見られるように、ポケット部304に嵌合し得る箱形に形成されていて、その側面には図5及び図6に示すようにポケット部304内に嵌合された際に切り欠きまたは孔308に嵌合する係止突起401が設けられている。係止突起401にはケース4の底部側から開口部側に向かうにしたがって該ケースの側面から離れる方向に傾斜したテーパがつけられていて、ケース4がポケット部304内に嵌合された際に係止突起401が係止溝または孔308に弾発的に嵌合してケース4が係止されるようになっている。
As shown in FIG. 7, first and
ダイオードD及び抵抗rは、図6に示すように、プリント基板5に取り付けられてケース4内に取り付けられる。ダイオードDは板状のヒートシンク6にダイオードチップ7を取り付けて、該ヒートシンク6及びダイオードチップ7を樹脂モールド部等からなる外装8により覆ったもので、全体がほぼ板状を呈するように偏平な形を有している。外装8には、取付けの向きを表示するための溝8aが形成されている。ダイオードDの対の端子9はその一端側からヒートシンク6の板面に沿う方向に伸びるように導出され、該端子9がプリント基板5を貫通して該基板5に設けられた印刷配線部に半田付けされている。これによりダイオードDは、プリント基板5から垂直に起立した状態で取付けられている。抵抗rは軸線方向の両端からリード端子10を引き出したもので、該リード端子10がプリント基板5を貫通して該プリント基板5に設けられた印刷配線部に半田付けされている。
As shown in FIG. 6, the diode D and the resistor r are attached to the printed
プリント基板5には、またピン状の対の端子金具11,11が半田付けされている。これらの端子金具11,11は、ケース4がポケット部304内に嵌合された際にポケット部304の対の溝部306,306に対応する位置に配置されるように設けられている。
The printed
ダイオードD及び抵抗rはプリント基板5の印刷配線部により互いに並列に接続され、端子金具11,11は該ダイオードD及び抵抗rの並列回路の両端に接続されている。
The diode D and the resistor r are connected to each other in parallel by the printed wiring portion of the printed
ダイオードD、抵抗r及び端子金具11,11を取付けたプリント基板5は図6に示したようにケース4内に挿入されて該ケース4の底面とほぼ平行に配置され、ケース4内に注型された樹脂12によりプリント基板5と抵抗rと端子金具11,11のほぼ半部とダイオードDのプリント基板5側の端部とがモールドされている。ダイオードDはその板面を回転子Rの軸線と平行な方向に向けた状態で配置され、その大部分がケース4から外部に突出した状態にあって、ケース4がポケット部304に嵌着された状態でダイオードDが回転子Rの軸線方向端部から外側に羽状に突出するようになっている。
The printed
第1のポケット304に嵌着された第1のケース4に取付けられたダイオードDにつながる端子金具11,11には、溝部305及び306,306内を通してケース4内に導入された第1の界磁巻線Wf1の両端の端末部13,13が半田付けされている。
The
同様に、第2のケース4´内にダイオードD´、抵抗r´(図示せず。)及び端子金具11´,11´を取付けたプリント基板が挿入されて樹脂モールド部により固定され、このケース4´が第2のポケット部304´に嵌着されてダイオードD´が回転子に取付けられている。端子金具11´,11´には、第2の界磁巻線Wf2の両端の端末部が半田付けされている。
Similarly, a printed circuit board on which a diode D ′, a resistor r ′ (not shown) and
ボビン3の幅方向の両端の鍔部301c,302c間の部分には、回転子鉄心1の幅方向の側面(積層面)を露呈させる凹部Aが形成され、必要であれば、この凹部Aを利用して初期励磁用磁石を取付けることができるようになっている。
A recess A that exposes a side surface (lamination surface) in the width direction of the rotor core 1 is formed in a portion between the
回転子鉄心1の中央部を該鉄心1の積層方向に貫通させて回転軸15が取付けられている。回転軸15の両端にはベアリング16が取付けられ、該ベアリング16を介して回転子Rが図示しない発電機のケースに回転自在に支持される。
A rotating
固定子は従来のものとまったく同様に構成されている。 The stator is constructed in exactly the same way as the conventional one.
上記のようにダイオードD,D´をケース4,4´に取付けて、これらのケース4,4´を回転子Rの軸線方向端部側に開口したポケット部304,304´に嵌着するようにすると、ダイオードD,D´の着脱を一方向から行うことができるため、発電機の組み立て及びダイオードD,D´の交換等の修理を容易にすることができる。
As described above, the diodes D and D ′ are attached to the
また、ダイオードD,D´は回転子Rの回転に伴って送風羽のように作用して、その周囲の空気を移動させるため、ダイオードD,D´の大部分が外気に直接触れていることと相俟ってダイオードD,D´の冷却を良好にすることができる。したがって、ダイオードD,D´として従来より容量が小さい安価なものを用いて、しかも寿命を長くすることができる。
しかしながら、上記の如き構造では、ベアリング16、ダイオードD、回転軸15、ボビン3等で囲まれた空間で、端子金具11の先端に対する巻線の端末部13の接続を半田付けで行って入るため、下記のような問題点があった。
However, in the structure as described above, in the space surrounded by the
(a)接続箇所の周囲が狭く、接続作業がやりにくく、手作業になってしまう。 (A) Since the periphery of the connection portion is narrow, it is difficult to perform the connection work, which is a manual work.
(b)環境問題上、鉛半田が廃止の方向に向かっており、接続作業を他の溶接、ヒュージング、圧着等の工法への移行しようとしても、接続箇所の周囲が狭いため端子金具11の先端に対する端末部13の接続を空間的な制約で移行が困難である。
(B) Due to environmental problems, lead solder is moving toward the abolition. Even when trying to shift the connection work to other welding, fusing, crimping, etc. It is difficult to shift the connection of the
(c)以上の理由により、製品が割高になってしまう。 (C) For the above reasons, the product becomes expensive.
本発明の目的は、端子金具の先端に対する巻線の端末部の接続を、空間的な制約をなくして行える構造のコンデンサ補償式同期発電機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a capacitor-compensated synchronous generator having a structure in which connection of a terminal portion of a winding to the tip of a terminal fitting can be performed without a spatial restriction.
本発明は、固定子鉄心に出力巻線とコンデンサ励磁巻線とを巻装してなる固定子と、回転子鉄心にボビンを介して界磁巻線を巻装して該界磁巻線の両端にダイオードを接続してなる回転子とを備え、前記ボビンに回転子の軸線方向端部側に開口したポケット部が設けられ、該ポケット部内にケースが着脱可能に嵌着され、前記ケース内にはプリント基板が配置されて固定され、前記プリント基板に前記ダイオードが接続され、前記プリント基板に接続された端子金具が前記ケースの外に導出され、前記界磁巻線の端末部が前記ケースの外で前記端子金具に接続されているコンデンサ補償式同期発電機を対象とする。 The present invention provides a stator in which an output winding and a capacitor excitation winding are wound around a stator core, and a field winding is wound around a rotor core via a bobbin. A rotor having diodes connected to both ends, and the bobbin is provided with a pocket portion opened on the axial end side of the rotor, and a case is detachably fitted in the pocket portion. The printed circuit board is disposed and fixed, the diode is connected to the printed circuit board, the terminal fitting connected to the printed circuit board is led out of the case, and the terminal portion of the field winding is the case The capacitor-compensated synchronous generator connected to the terminal fitting outside is covered.
本発明に係るコンデンサ補償式同期発電機では、前記端子金具の端部が曲げられて前記ケースの側面から前記ボビンの外に突出され、前記ボビンの外の前記端子金具の端部に前記界磁巻線の端末部が接続されていることを特徴とする。 In the capacitor-compensated synchronous generator according to the present invention, an end of the terminal fitting is bent and protrudes out of the bobbin from a side surface of the case, and the field magnet is provided at the end of the terminal fitting outside the bobbin. The terminal part of a coil | winding is connected, It is characterized by the above-mentioned.
本発明に係るコンデンサ補償式同期発電機では、端子金具の端部が曲げられてケースの側面からボビンの外に突出され、該ボビンの外の端子金具の端部に界磁巻線の端末部が接続されているので、接続時の空間的な制約がなくなり、接続を容易に行うことができる。このため、接続の自動化が可能となり、また鉛半田を使わない接続への移行も可能になる。従って、製品のコストダウンが可能になる。 In the capacitor-compensated synchronous generator according to the present invention, the end of the terminal fitting is bent and protrudes from the side of the case to the outside of the bobbin, and the end portion of the field winding at the end of the terminal fitting outside the bobbin Are connected, there is no spatial restriction at the time of connection, and the connection can be made easily. For this reason, it is possible to automate the connection, and it is possible to shift to a connection that does not use lead solder. Therefore, the cost of the product can be reduced.
以下、本発明に係るコンデンサ補償式同期発電機を実施するための最良の形態の一例を、図1乃至図3を参照して詳細に説明する。ここで、図1はこのコンデンサ補償式同期発電機でダイオードを取り付ける部分を拡大して示した斜視図、図2はこのコンデンサ補償式同期発電機でダイオードの取付部付近の断面図、図3はこの交流発電機で用いている回転子を示した斜視図である。なお、前述した、図4乃至図7と対応する部分には、同一符号を付けて示している。 Hereinafter, an example of the best mode for carrying out the capacitor-compensated synchronous generator according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is an enlarged perspective view showing a portion where a diode is attached in this capacitor-compensated synchronous generator, FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of a diode-attached portion in this capacitor-compensated synchronous generator, It is the perspective view which showed the rotor used with this alternating current generator. The parts corresponding to those shown in FIGS. 4 to 7 are denoted by the same reference numerals.
本例のコンデンサ補償式同期発電機では、第1のポケット部304側で説明すると、ケース4内の底部には先述したと同様にプリント基板5が配置されている。このプリント基板5に電気的に接続されて立設されたピン状の対の端子金具11,11は、本例では第1のポケット部304の外側の側壁部304b寄りの位置から立設されている。これら端子金具11,11の先端部側は、外側の側壁部304bの方向にほぼ直角に曲げられている。ほぼ直角に曲げられた端子金具11,11の先端部側は、第1のポケット部304の外側の側壁部304bに設けられた切り欠き307,307からボビン3の外に突出されている。ボビン3の外の端子金具11,11の先端部に、第1の界磁巻線Wf1の端末部13が巻き付けられて本例では鉛半田付け接続されている。
In the capacitor-compensated synchronous generator of this example, the description will be made on the
ボビン3の外での端子金具11,11の先端部に対する第1の界磁巻線Wf1の端末部13の接続は、鉛半田付けを行わない他の溶接、ヒュージング、圧着等で行うこともできる。
The connection of the
また、ボビン3の外での端子金具11,11の先端部に対する第1の界磁巻線Wf1の端末部13の接続は、空間的な制約がないので自動化して行うことができる。
Further, the connection of the
第2のポケット部304´側でも、同様に構成になっている。
The
その他の構成は、前述した図4乃至図7と同様になっている。 Other configurations are the same as those in FIGS. 4 to 7 described above.
S 固定子
R 回転子
WL 出力巻線
Wc コンデンサ励磁巻線
Wf 界磁巻線
Wf1 第1の界磁巻線
Wf2 第2の界磁巻線
L 負荷
C コンデンサ
I 回転子鉄心
r 逆電圧防止用抵抗
D,D´ ダイオード
1 回転子鉄心
1a,1b 第1及び第2の磁極部
2 初期励磁用磁石
3 ボビン
3A,3B 半部
3a 突き合わせ線
301,302 第1及び第2のコイル巻装部
301a コイル巻回胴部
301b,301c 鍔部
302a コイル巻回胴部
302b,302c 鍔部
303 連結部
304,304´ 第1及び第2のポケット部
304a 内側の側壁部
304b 外側の側壁部
305 溝部
306 溝部
307 切り欠き
308 係止溝または孔
4,4´ ケース
401 係止突起
5 プリント基板
6 ヒートシンク
7 ダイオードチップ
8 外装
8a 溝
9 端子
10 リード端子
11 端子金具
12 樹脂
13 端末部
15 回転軸
16 ベアリング
S Stator R Rotor WL Output winding Wc Capacitor excitation winding Wf Field winding Wf1 First field winding Wf2 Second field winding L Load C Capacitor I Rotor core r Resistance for preventing reverse voltage D, D 'diode
1 Rotor core
1a, 1b 1st and 2nd
Claims (1)
前記端子金具の端部が曲げられて前記ケースの側面から前記ボビンの外に突出され、前記ボビンの外の前記端子金具の端部に前記界磁巻線の端末部が接続されていることを特徴とするコンデンサ補償式同期発電機。
A stator in which an output winding and a capacitor excitation winding are wound around the stator core, and a field winding is wound around the rotor core via a bobbin, and diodes are placed at both ends of the field winding. And a bobbin provided with a pocket portion that is open to the axial end portion of the rotor, and a case is detachably fitted in the pocket portion, and a printed circuit board is placed in the case. Is disposed and fixed, the diode is connected to the printed circuit board, a terminal fitting connected to the printed circuit board is led out of the case, and a terminal portion of the field winding is outside the case In the capacitor compensated synchronous generator connected to the terminal fitting,
An end of the terminal fitting is bent and protrudes from the side surface of the case to the outside of the bobbin, and a terminal portion of the field winding is connected to the end of the terminal fitting outside the bobbin. Capacitor-compensated synchronous generator.
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