JP3879868B2 - ブラシレス励磁機の回路の低抵抗電流伝送装置 - Google Patents

Description

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、タービン発電機の励磁機の構成部品を電気的に接続することに関する。より詳細には、本発明は、従来型ブラシレス励磁機のダイオードホイールシステムよりも大きな電流を伝送できる電気的接続手段に関する。
２．従来技術の説明
タービン発電機のブラシレス励磁機ダイオードホイールは、発電に必要な界磁電流を供給する。大電力出力を発生できるタービン発電機を設計するためには、励磁機は大界磁電流を供給できなければならない。新型発電機の設計パラメータは、励磁機が少なくとも約２０００アンペアの界磁電流に耐えることを必要としている。残念ながら、励磁機は約１０００アンペアに定格されている。この大電流を伝送できる励磁機が存在しなければ、発電機により得ることができる電力は制限される。
大電流に耐える必要のある励磁機の一構成要素は、整流器組立体である。より詳細には、整流器組立体のブラシレス励磁機ダイオードホイールのダイオード支持体とヒューズ支持体との電気的接続は、大電流に耐えることができなければならない。励磁機の設計要件により、ヒューズ支持体及びダイオード支持体は、ダイオードホイールの互いに反対の側に配置されていて、ボルトによって機械的に連結されている。従来、これらボルトもまた、ヒューズ支持体とダイオード支持体との相互電気的接続を可能にしていた。ボルトの主要な機能はダイオード支持体構造をヒューズ支持体構造に締結することにあるので、これは比較的高い機械的強度を備えなければならない。しかしながら、ボルトは、比較的高い機械的強度を有するがために、電気的コンダクタンス特性が貧弱である。残念ながら、従来設計では、ボルトのこの貧弱なコンダクタンスにより、整流回路の電流伝送能力は、約１０００アンペアに制限された。大電力出力容量のタービン発電機の設計では、この電気的接続手段は少なくとも約２０００アンペアの電流を伝送する必要があるので、この電気的接続手段は制約的な構成要素となる。残念ながら、ダイオード支持体及びヒューズ支持体をダイオードホイールの互いに反対の側に配置するという設計上の制約の中でヒューズ支持体とダイオード支持体を相互に接続して、少なくとも約２０００アンペアの電流を電気的に伝送できる手段が存在しなかったので、大電力出力のタービン発電機は製造できなかった。
かくして、従来技術においては、少なくとも約２０００アンペアの電流を伝送できるタービン発電機ブラシレス励磁機ダイオードホイールのヒューズ支持体とダイオード支持体との間の電気的接続を可能にするシステムが長く要望されると共にこの要望が満たされないでいた。
したがって、本発明の目的は、少なくとも約２０００アンペアの電流を伝送できるタービン発電機ブラシレス励磁機ダイオードホイールのヒューズ支持体とダイオード支持体との間の電気的接続を可能にするシステムを提供することにある。
本発明の上記目的及び他の目的を達成するためには、本発明の第１の特徴によるブラシレス励磁機ダイオードホイールシステム用電気的接続装置は、ヒューズ支持ブロックと、ダイオード支持ブロックと、ヒューズ支持ブロックをダイオード支持ブロックに電気的に接続する接続手段とを有し、該接続手段は、少なくとも約２０００アンペアを伝送できる。
本発明の第２の特徴によれば、ヒューズ支持ブロック及びダイオード支持ブロックを有する形式のブラシレス励磁機ダイオードホイールシステム用電気的接続装置は、ヒューズ支持ブロックをダイオード支持ブロックに電気的に接続する接続手段と、ヒューズ支持ブロックをダイオード支持ブロックに機械的に締結すると共に電気的に接続する締結手段を有し、該締結手段は、ダイオード支持ブロックとヒューズ支持ブロックとの間で少なくとも約２０００アンペアの電流を伝送できるようになっている。
本発明の第３の特徴によれば、ブラシレス励磁機ダイオードホイールシステムは、ダイオードホイールと、ダイオードホイールに結合された電気的接続装置とを有し、該電気的接続装置は、ヒューズ支持ブロックと、ダイオード支持ブロックと、ヒューズ支持ブロックをダイオード支持ブロックに電気的に接続する接続構造体とを有し、該電気的接続構造体は、少なくとも約２０００アンペアの電流を伝送できる。
本発明を特徴づける上記利点及び新規な点並びに種々の他の利点及び新規な点は、本明細書に添付されて本明細書の一部を形成する請求の範囲に特定して記載されている。しかしながら、本発明の内容、その利点及び使用によって達成される目的を一層よく理解するためには、本明細書の一部を形成する図面及び図面の簡単な説明を参照されたい。なお、図面には本発明の好ましい実施形態が記載されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の好ましい実施形態にしたがって構成されたブラシレス励磁機の回路の低抵抗電流伝送装置の略図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
今、図面を参照すると、本発明の好ましい実施形態にしたがって構成された改良型ブラシレス励磁機ダイオードホイールシステム１０が、ダイオードホイール１２及びダイオードホイール１２に結合された電気的接続装置１４を有している。電気的接続装置１４とダイオードホイール１２の結合は、ボルト２８で電気的接続装置１４をダイオードホイール１２の周りに円周方向に取り付けることによって行われている。
図１で分かるように、電気的接続装置１４は、ヒューズ支持ブロック１６、ダイオード支持ブロック１８及びヒューズ支持ブロック１６をダイオード支持ブロック１８に電気的に接続するための改良型接続構造体２０を有している。本発明の重要な一特徴によれば、かかる接続構造体２０は、少なくとも約２０００アンペアの電流を流すことができるよう構成されると共に配置されており、かかる少なくとも約２０００アンペアという値は、従来知られているかかる装置の電流伝送能力よりも実質的に高い。ヒューズ支持ブロック１６及びダイオード支持ブロック１８は、従来構成のものである。
再び図１を参照すると、接続構造体２０は、ヒューズ支持ブロック１６をダイオード支持ブロック１８に電気的に接続するための第１のコネクタ２２を有している。コネクタ２２と電気的に並列関係にある第２のコネクタ２６もまた、ヒューズ支持ブロック１６をダイオード支持ブロック１８に電気的に接続している。図１で分かるように、第１のコネクタ２２は好ましくは、絶縁体３６で機械的に支持されている外面を備えたシリンダ部材又は筒体２４として具体化され、この絶縁体３６はダイオードホイール１２によって機械的に支持されている。シリンダ部材２４は好ましくは、電気的抵抗が低く且つ密度の低い材料、最適にはアルミニウムで作られている。これは好ましくは、図２で分かるように、ヒューズ支持ブロック１６と電気的接続状態にあるヒューズ端部３０及びダイオード支持ブロック１８と電気的に接続状態にあるダイオード端部３２を有している。好ましくは、ヒューズ端部３０とダイオード端部３２の両方は、摩耗及び損傷を避けるため、そしてヒューズブロック及びダイオードブロックへの組み付け時に自動心出しを行えるようにするために、僅かにテーパしている。
第２のコネクタ２６は、ヒューズ支持ブロック１６をダイオード支持ブロック１８に機械的に締結する締結機構を有している。好ましい実施形態では、第２のコネクタ２６は、好ましくはボルトである締結具３４として具体化されている。締結具３４に関する機械的強度の要件を考慮してその結果、ボルト２８は、第１のコネクタ２２のシリンダ部材２４の電気的抵抗よりも高い電気的抵抗を有する材料で作られている。換言すると、第２のコネクタ２６の周りに円周方向に設けられたシリンダ部材２４は、ボルト２８によって具体化された締結具３４の電気的抵抗よりも低い電気的抵抗を有している。第１のコネクタ２２は好ましくは、熱膨張に対して十分な抵抗を示す締まり嵌め状態で製作されている。熱膨張に対する十分な抵抗があることにより、第１のコネクタ２２とシステム１０の他の構成部品との相対運動が最小限に抑えられる。また、これにより、電気的接点、シリンダ２４のヒューズ端部３０及びダイオード端部３２の摩耗が減少する。
しかしながら、本発明の多くの特徴及び利点は本発明の構造及び機能の詳細と共に上述の説明に記載されているが、本願の開示は例示に過ぎず、特許請求の範囲に記載されている用語の文言上の広義における意味内容に関し、本発明の範囲に属する細部の設計変更、特に、構成要素の形状、大きさ及び配置に関する設計変更を想到できることは理解されるべきである。

Claims (7)

1. ブラシレス励磁機システム用の電気的接続装置（14）であって、ダイオードホイール（12）と、ヒューズ支持ブロック（16）と、ダイオード支持ブロック（18）とを有し、ヒューズ支持ブロック（16）及びダイオード支持ブロック（18）は、ダイオードホイール（12）の互いに反対の側に設けられ、前記電気的接続装置は、前記ヒューズ支持ブロック（16）を前記ダイオード支持ブロック（18）に電気的に接続する接続手段（20）を更に有し、前記電気的接続手段（20）は、前記ヒューズ支持ブロック（16）を前記ダイオード支持ブロック（18）に電気的に接続する第１の手段（22）と、前記ヒューズ支持ブロック（16）を前記ダイオード支持ブロック（18）に電気的に接続する第２の手段（26）とを有し、前記第２の手段（26）は、前記第１の手段（22）と電気的に並列の関係をなし、前記第２の手段（26）は更に、前記ヒューズ支持ブロック（16）を前記ダイオード支持ブロック（18）に機械的に締結する締結手段（34）を有し、前記第１の手段（22）は、前記締結手段（34）の電気抵抗よりも小さな電気抵抗を有することを特徴とする電気的接続装置。
2. 前記接続手段（20）は、少なくとも２０００アンペアの電流を伝送できることを特徴とする請求項１記載の電気的接続装置。
3. 前記ダイオードホイール（12）と、前記ヒューズ支持ブロック（16）を前記ダイオード支持ブロック（18）に電気的に接続するための前記第１の手段（22）との間に設けられた絶縁体（36）を更に有することを特徴とする請求項１記載の電気的接続装置。
4. 前記締結手段（34）は、ボルト（28）を含むことを特徴とする請求項１記載の電気的接続装置。
5. 前記第１の手段（22）は、前記第２の手段（26）の周りに円周方向に設けられたシリンダ（24）から成り、前記シリンダ（24）は前記ヒューズ支持ブロック（16）に電気的に接続されたヒューズ端部（30）及び前記ダイオード支持ブロック（18）に電気的に接続されたダイオード端部（32）を有することを特徴とする請求項１記載の電気的接続装置。
6. 前記シリンダ（24）は、アルミニウムで構成されていることを特徴とする請求項５記載の電気的接続装置。
7. 前記ヒューズ端部（30）は湾曲ヒューズ端部（30）から成り、前記ダイオード端部（32）は湾曲ダイオード端部（32）から成ることを特徴とする請求項５記載の電気的接続装置。

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