JP2007014120A

JP2007014120A - 軸駆動発電機

Info

Publication number: JP2007014120A
Application number: JP2005191628A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Tamenori; 和成為則
Original assignee: Nishishiba Electric Co Ltd
Current assignee: Nishishiba Electric Co Ltd
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP5019149B2

Abstract

【課題】メンテナンスフリーで、かつ部品点数の削減が可能であり、しかも界磁回路の絶縁性向上を図ることができる軸駆動発電機を提供する。
【解決手段】回転軸に主機回転子鉄心と主機回転子コイルを取り付け、前記回転軸の軸端両側にフランジ部を備えた軸駆動発電機において、２分割された交流励磁機用鉄心を用いているので、主機回転体に交流励磁機を取り付けることができ、回転整流器を備えることで従来必要であったコレクタリング、ブラシ、整流器、降圧トランスからなる整流回路をなくすることができ、かつブラシ磨耗による絶縁抵抗低下の原因をなくすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転体の軸端両側にフランジ部を備えた軸駆動発電機に関する。

従来の軸駆動発電機は特許文献１や特許文献２に開示されている。これら従来の軸駆動発電機の一例を図４を参照して説明する。図４（ａ）は軸駆動発電機の上半分の断面図、図４（ｂ）は同図（ａ）の軸駆動発電機を用いた発電装置の結線図である。

本軸駆動発電機Ｇは図４（ａ）に示すように、回転軸１に主機回転子鉄心４と主機回転子コイル５が取り付けられており、回転軸１の両端部にはフランジ２が設けられている。主機固定子３と主機回転子鉄心４および主機回転子コイル５で発電機本体を構成している。６はコレクタリング、７はコレクタリング６と対となるブラシである。発電装置は、図４（ｂ）の結線図に示すように、交流を直流へ変換するための整流器８と、母線電圧を降圧するための降圧トランス９と、発電機Ｇは可変速であるので、商用周波数へ変換しかつ交流を直流へ変換するコンバータ１０と、直流を交流へ変換するインバータ１１と、高調波を低減するリアクトル（ＡＣＬ）１２および無効電力を供給する同期調相機１３とから構成されている。
なお、従来技術では、回転軸１の両端部にフランジ２が設けられているため、ブラシレス励磁方式の採用は困難であった。
特開２００４−３５９１１２号公報特開平０９−１４０１９５号公報

上述したような従来の軸駆動発電機は、母線電圧を降圧トランス９で降圧し、整流器８で交流を直流に変換してブラシ７およびコレクタリング６を介して主機回転子コイル５を励磁する構造が採られている。

そのため、コレクタリング６を２分割の構造として取り付けているが、合わせ目の調整が難しく、取り替えをする場合にも多大な時間が必要であった。また、ブラシ磨耗粉によってメンテナンスが必要であり、更に導電性のあるブラシ磨耗粉が絶縁抵抗低下の原因となっていた。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その課題はメンテナンスフリーで、かつ部品点数の削減が可能であり、しかも界磁回路の絶縁性向上を図ることができる軸駆動発電機を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、回転軸に主機回転子鉄心と主機回転子コイルを取り付け、前記回転体の軸端両側にフランジ部を備えた軸駆動発電機において、２分割された交流励磁機用鉄心を用いたことを特徴とする。

このような構成により、回転体に交流励磁機を取り付けることができ、回転整流器を備えることで従来必要であったコレクタリング、ブラシ、整流器、降圧トランスからなる整流回路をなくすることができ、かつブラシ磨耗による課題をなくすことができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の軸駆動発電機において、２分割された励磁機巻線を用いたことを特徴とする。
このような構成により、請求項１記載と同様の効果と更に２分割した交流励磁機用鉄心を回転軸に取り付ける前に２分割の励磁機巻線を用いることができるので、組立性に優れた軸駆動発電機を提供することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の軸駆動発電機において、交流励磁機および回転整流器を備えたことを特徴とする。
このような構成により、軸駆動発電機の軸方向寸法の大型化を緩和することが可能となり、導電性ブラシの磨耗粉に伴うメンテナンスを不要とすることができる。

本発明によれば、発電機の回転軸端部に設置されていたコレクタリングやブラシなどの整流用品を削減することが可能となるので、部品点数削減、励磁用電力の安定化を図ることができる軸駆動発電機を提供することができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の軸駆動発電機であり、同図（ａ）は軸駆動発電機の上半分の断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の軸駆動発電機を用いた発電装置の結線図である。

図に示すように、本実施形態の軸駆動発電機が従来の軸駆動発電機と異なる構成は、従来のコレクタリング６とブラシ７に代えて、回転軸１に励磁電源として２分割の交流励磁機電機子１６と２分割の交流励磁機界磁１５からなる交流励磁機（Ａｃ．Ｅｘ．）と、回転整流器１４を設けた点である。その他の構成は、従来の軸駆動発電機と同一であるので、同一部分には同一符号を付して説明する。

図２は交流励磁機電機子１６と交流励磁機界磁１５の断面図であり、交流励磁機の鉄心は回転軸方向に沿って２分割されている。なお、図では鉄心を２分割した場合であるが、３分割、４分割など多数分割されていてもよい。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、交流励磁機電機子１６と交流励磁機界磁１５の鉄心は回転軸方向に沿って２分割されているので、回転軸１の軸端にあるフランジ２の大きさに関係なく取り付けることができる。従来方式は図４（ｂ）に示すように、主機回転子コイル５を励磁するための励磁回路は、母線電圧を降圧させるための降圧トランス９と、交流を直流へ変換するための整流器８と、ブラシ７と、コレクタリング６とによって構成されていたが、本実施形態では交流励磁機電機子１６と交流励磁機界磁１５からなる交流励磁機（Ａｃ．Ｅｘ．）と、交流を直流へ変換する回転整流器１４からなる回路構成で、主機回転子コイル５の励磁電源として電力を供給することができる。

本実施形態により、従来精密な寸法合わせが必要なコレクタリング６や、ブラシ磨耗粉が生じるブラシ７や、降圧トランス９などの用品を簡素化することができるので、発電機の長さ方向の小型化、部品点数削減および励磁用電力の安定化を図ることができる。

（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態の交流励磁機電機子１６と交流励磁機界磁１５の断面図である。本実施形態では２分割鉄心の分割部近傍にコイルを備えない構造を特徴とするものである。

従って、本実施形態によると、２分割鉄心の分割部近傍にはコイルを備えていないので、２分割鉄心を回転軸１に取り付ける前に励磁機巻線を取り付けることができる。
このような構成にすることにより軸端両側にフランジ２があるような回転軸１に交流励磁機電機子１６と交流励磁機界磁１５からなる交流励磁機（Ａｃ．Ｅｘ．）を容易に取り付けることが可能となる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を図１を参照して説明する。
本実施形態では、回転軸１の両端部にフランジ２を備え、このフランジ２と主機回転子コイル５の間に交流励磁機電機子１６と、交流励磁機界磁１５と、回転整流器１４を取り付けている。

本実施形態により、従来、フランジ２が存在するため交流励磁機によるブラシレス励磁方式の採用が困難であった点が解消され、ブラシレス励磁方式を採用することができる。

本発明の第１実施形態の軸駆動発電機であり、同図（ａ）は軸駆動発電機の上半分の断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の軸駆動発電機を用いた発電装置の結線図。図１の本発明の第１実施形態の交流励磁機電機子と交流励磁機界磁の断面図。本発明の第２実施形態の交流励磁機電機子と交流励磁機界磁の断面図。従来の船舶向け軸駆動発電機であり、同図（ａ）は軸駆動発電機の上半分の断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の軸駆動発電機を用いた発電装置の結線図。

符号の説明

１…回転軸、２…フランジ、３…主機固定子、４…主機固定子鉄心、５…主機回転子コイル、６…コレクタリング、７…ブラシ、８…整流器、９…降圧トランス、１０…コンバータ、１１…インバータ、１２…リアクトル（ＡＣＬ）、１３…同期調相機、１４…回転整流器、１５…交流励磁機界磁、１６…交流励磁機電機子、Ｇ…軸駆動発電機。

Claims

回転軸に主機回転子鉄心と主機回転子コイルを取り付け、前記回転軸の軸端両側にフランジ部を備えた軸駆動発電機において、２分割された交流励磁機用鉄心を用いたことを特徴とする軸駆動発電機。
請求項１記載の軸駆動発電機において、２分割された励磁機巻線を用いたことを特徴とする軸駆動発電機。
請求項１記載の軸駆動発電機において、交流励磁機および回転整流器を備えたことを特徴とする軸駆動発電機。