JP2520179B2 - 発電機の出力特性調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、出力巻線からの電圧取出しタップ位置を切
り換えることにより所望の負荷に適応した出力特性にす
ることができる発電機の出力特性調整装置に関するもの
である。特に、種々の用途に使用する場合の多いポータ
ブルエンジン発電機に適用し得るものである。

〔従来の技術〕

第４図（イ）および（ロ）は従来例における発電機の
出力特性説明図である。

従来例における自動電圧調整回路を備えた発電機にお
いては、出力巻線の一部から出力電圧を検出して、この
検出電圧が高い場合には界磁電流をOFFにし、出力電圧
が低下すると、この電圧を検出して界磁電流をONにす
る。そして、従来例における発電機の一般的な出力特性
は、第４図（イ）図示のごとく、定格電流までは自動電
圧調整器等により略一定の電圧に保たれ、過負荷領域に
おいては、モータ起動性等を良好にするため、あるいは
短絡電流が発生した場合に適当な垂下特性を持たせてい
る。

しかし、用途によっては別の特性を要求される場合が
ある。たとえば、バッテリー充電用発電機の場合には、
第４図（ロ）ａ図示のごとく、電圧（Ｅ）×電流（Ｉ）
が略一定となる特性を必要とする。また、第４図（ロ）
ｂ図示のごとく、定格電流以上流れない定電圧定電流特
性を必要とする場合がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、一つの発電機で異なる出力特性が要求される
場合には、巻線を特殊な方法で巻いたり、あるいは複雑
な制御回路により対応していた。

本発明は、以上のような問題を解決するために、簡単
な構成でしかも所望の負荷に適応した出力特性が得られ
る発電機の出力特性調整装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の発電機の出力特
性調整装置は、出力巻線６に複数の出力タップ（８−
０、８−１、８−２、・・・８−４）を設け、当該出力
タップ（８−０、８−１、８−２、・・・８−４）によ
る電圧取出し位置を切り換えられるように構成した切換
部８と、当該切換部８の出力巻線６から検出された電圧
によって発電機の出力電圧を調整できる自動電圧調整回
路13とを備え、前記出力タップ（８−０、８−１、８−
２、・・・８−４）の位置を前記切換部８で切り換える
ことにより出力特性を変えるような構成とする。

〔作用〕

出力巻線６は固定子の複数のスロット位置に分散して
巻回されている。このために、各スロット位置毎に、電
機子反作用による影響が異なり、それぞれのスロット位
置に巻回されている出力巻線６の各部分毎に、負荷電流
に対する電圧特性が異なっている。このために上記検出
電圧を取り出すタップ位置を切り換えると、当該タップ
位置に対応した特性をもつ電圧が検出電圧として抽出さ
れる。この検出電圧によって、自動電圧調整回路のスイ
ッチをON、OFFさせて、界磁電流を制御する。すなわ
ち、出力巻線のタップ位置により自動電圧調整回路のス
イッチをON、OFFさせる負荷電流の電流レベルが変わる
ため、出力巻線に発生する電圧と負荷電流との関係を表
す出力特性が異なるものとなる。

〔実施例〕

第１図および第２図を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。第１図は本発明における発電機の出力特性調
整装置説明図で、第２図は本発明における発電機断面概
略図を示す。

図において、回転子１の回転子鉄心１−１には界磁巻
線１−２が巻回されている。第２図図示の回転子鉄心１
−１には界磁巻線１−２が巻回されていない状態が示さ
れている。積層された固定子鉄心３のスロット３−１に
は、出力巻線ブロック５としてコイルないしおよび
ないしが巻回されている。そして、出力巻線ブロッ
ク５のコイルないしおよびないしは、発電機の
出力巻線６を構成し、コイルおよびは励磁巻線４を
構成している。また、コイルないしが巻回されてい
るスロット３−１は、360°/14毎に片側５個ずつ向かい
合っている。歯３−２は先端部に溝３−３が設けられ、
回転子鉄心１−１と固定子鉄心３とで構成されるエアギ
ャップに面した部分に沿って28個等分に配置されてい
る。

また、回転子１がたとえば、時計方向に回転している
場合、励磁巻線４のコイルおよびは、第２図図示の
ごとく、出力巻線６のコイルないしおよびないし
の後側になるように配置される。

出力巻線６のコイルないしは、各出力巻線６のコ
イル毎にタップ８−０、８−１、８−２、８−３、８−
４が出され、出力巻線６のコイルの一端８−０と出力
巻線６のコイルの他端とに負荷７が接続されている。
前記タップ８−０、８−１、８−２、８−３、８−４を
切り換えて検出電圧の取り出し位置を切り換える切換部
８が設けられ、各出力巻線６のコイルないしのいず
れかの電圧を検出することができる。そして、この検出
された電圧は、自動電圧調整回路13に与えられる。

自動電圧調整回路13は、前記励磁巻線４に誘起された
電圧を整流器９で整流した後に、この直流電圧を平滑化
する平滑コンデンサ10と、当該コンデンサ10の電荷をス
リップリング11を介して界磁巻線１−２に供給するため
のスイッチ14、16、19と、当該スイッチ14、16、19をO
N、OFFするための電圧を決めるツェナーダイオード18
と、前記切換部８によって検出された電圧を整流する整
流器17とから構成されている。

今、回転子１がたとえば、エンジン等により回転を開
始したとする。励磁巻線４および出力巻線６には起電力
が発生し、負荷７に電力を供給する。

切換部８のタップ８−０および８−１から検出された
電圧は、整流器17によって直流電圧に変換される。しか
し、出力巻線６の電圧が所望の電圧に達していない場
合、ツェナーダイオード18を導通させることはできな
い。したがって、スイッチ19はOFF状態を維持すると共
に、スイッチ16および14はON状態となっている。

一方、励磁巻線４に発生した起電力は、整流器９によ
って整流され、コンデンサ10の＋端子−スリップリング
11−界磁巻線（１−２）−スリップリング11′−スイッ
チ14を通ってコンデンサ10の一端子に戻る界磁電流を供
給する。

出力巻線６に発生する起電力が所望の電圧に達した場
合、前記検出電圧は、整流器17によって直流電圧に変換
されて、ツェナーダイオード18を導通させて、スイッチ
19をON状態に変える。

スイッチ19のONによりスイッチ16および14はOFFとな
り、界磁巻線１−２へ供給されていた電流は絶たれる。
このように界磁巻線１−２に流れる電流をON、OFFして
出力巻線６の出力を所望の特性にする。たとえば、出力
巻線６からの検出電圧を出力巻線ブロック５のから取
り出すようにした場合には、第３図図示のごとく、定
格を越すと急激に電圧は垂下し、定電圧定電流特性に近
いものとなる。したがって、負荷７に過電流が流れるの
を防止できる。

次に、出力巻線６からの検出電圧を出力巻線ブロック
５の（第１図図示タップ８−１、８−２）から取り出
すようにした場合には、第３図図示のごとく、定格ま
で一定電圧になり、その後はゆっくり垂下する特性とな
る。したがって、モータを起動する場合等に良い。

さらに、出力巻線６からの検出電圧を出力巻線ブロッ
ク５のから取り出すようにした場合には、第３図図示
のごとく、電圧×電流が略一定の特性が得られる。し
たがって、バッテリーを充電する場合等に有効である。

また、出力巻線６からの検出電圧を出力巻線ブロック
５のから取り出すようにした場合には、第３図図示
のごとき特性となり前記特性ととの中間の特性が得
られる。

以上のように出力巻線６を切換部８のタップ８−０な
いし８−４の位置を切り換えることにより発電機の出力
特性を変更することができる。すなわち、電機子電流に
よる電機子反作用に基づく磁界が界磁電流による界磁磁
界との合成ベクトルが各スロット位置毎に異なっている
ことから、出力特性を変えることができる。その異なっ
た影響を受けた検出電圧を使用することにより、出力特
性を変更することができる。

以上は切換部をタップ８−０ないし８−４の位置の切
り換えの例で示したが、タップ８−４ないし８−８を設
けて、その間で切り換えるようにしても同じ効果を示
す。タップ８−０、８−１の場合と８−４、８−５の場
合とは同じ特性（第３図）を示す。、、の特性
も同様である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、出力巻線の検出コイルの位置を切り
換えるだけの簡単な構成で発電機の出力特性を変えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における発電機の出力特性調整装置説明
図、第２図は本発明における発電機断面概略図、第３図
は本発明における発電機の出力特性説明図、第４図
（イ）および（ロ）は従来例における発電機の出力特性
説明図である。 １……回転子 １−１……回転子鉄心 １−２……界磁巻線 ３……固定子鉄心 ３−１……スロット ３−２……歯 ３−３……溝 ４……励磁巻線 ５……出力巻線ブロック ６……出力巻線 ７……負荷 ８……切換部 13……自動電圧調整回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】界磁巻線を有する回転子と， 固定子と， 該固定子の一部を構成する固定子鉄心上の，所定角度を
   隔てて形成された複数の溝内にまとめて巻回された複数
   個の出力巻線ブロックと 上記溝内に巻回された励磁巻線とをそなえ， 上記複数個の出力巻線ブロックが直列に接続されて，負
   荷に電力を供給する出力巻線を形成されると共に， 上記複数個の出力巻線ブロックのうちの１つの出力巻線
   ブロックに誘起される電圧をタップを介して抽出して基
   準電圧と比較し，上記界磁巻線に供給する界磁電流を制
   御する自動電圧調整回路をそなえた 発電機の出力特性調整装置において， 上記複数個の出力巻線ブロックのうちの少なくとも２個
   以上の出力巻線ブロックについて， 当該少なくとも２個以上の夫々の出力巻線ブロックの両
   端にタップをもうけると共に， 当該１つの出力巻線ブロックの両端にもうけられたタッ
   プから抽出される電圧を，上記少なくとも２個以上の夫
   々の出力巻線ブロックの別の出力巻線ブロックにおける
   両端にもうけられたタップから抽出される電圧に選択的
   に切換えて抽出する切換部をもうけ， 当該切換部から選択的に抽出された電圧を，上記自動電
   圧調整回路の信号入力部に印加して，上記基準電圧と比
   較させ，上記自動電圧調整回路による制御を行うように
   した ことを特徴とする発電機の出力特性調整装置。