JPH01264551A

JPH01264551A - ブラシレス自励同期発電機

Info

Publication number: JPH01264551A
Application number: JP8823188A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Fujikawa; 隆幸藤川; Tadashi Maruoka; 忠司丸岡; Satoru Yamamoto; 哲山本
Original assignee: SHINDAIWA KOGYO KK
Current assignee: SHINDAIWA KOGYO KK
Priority date: 1988-04-12
Filing date: 1988-04-12
Publication date: 1989-10-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産土の利用分野）本発明は、ブラシレス同期発電機、特に無負荷時の電圧
確立及び負荷時の出力電圧補償機能を有するブラシレス
自動同期発電機に関するものである。

（従来の技術）従来、この種の発電機としては、第５図に示す特開昭５
９−６１４５−１号の如きブラシレス三相同期発電機が
提案されている。該ブラシレス三相同期発電機を示す第
５図において、符号Ｓは固定子、Ｒは回転子、９は４極
三相の主巻線、１ｏば２極単イ・１１の直流界磁巻線、
１１は直流電源、Ｉ２は出力電圧調整装置、１３は回転
子界磁巻線、１４は回転子鉄心、１５ばダイオードを示
している。

上記ブラシレス三相同期発電機は、回転子Ｒが回転する
と直流界磁巻線１ｏにょる２極静止磁界と回転子界磁巻
線１３との相互作用によって回転子界磁巻線１３に矢印
の方向の界磁電流が流れて回転子鉄心１４は４極の界磁
極を形成し、４極三相の主巻線９から三相交流出力が得
られるようになっている。

そして、負荷時の出力電圧補償は、出力電圧９ＪｉＪ整
装置１２を操作し、直流界磁巻線１０による２極静止磁
界を増減させることによゲ（行７ｉねれるでいる。

（発明が解決しようとする課題）上記従来のブラシレス三相同期発電機では、無負荷時の
電圧確立、及び負荷時の出力電圧補償を行なう為に、外
部に直流電流源１１及び出力電圧調整装置１２が必要に
なり、これらは水中ポンプやコンブレソザー等、起動時
の負荷電流が極◇：１１に大きな機器を駆動する場合、
大損りて′ｆ５ｊ、’ｌ（Ｌなものにならざるを得す、
ニス１−アンプの原因になるといった問題があった。

本発明は、前記の問題点に鑑みなされたものであり、大
損りな外部イ」加装置を必要とせず、無負荷時の電圧確
立、及び負荷時の出力型、圧補償機能を有するブラシレ
ス自動同期発電機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及び作用）本発明は、上記
目的を達成ず−、く為されたちので、まず主巻線に誘起
された起電力が分巻界磁巻線に供与され、分巻界磁巻線
には主巻線に対して相順が逆相になっているために回転
子の回転方向と逆向きの逆相回転磁界が発生し、該逆相
回転磁界との磁気的結合１こより生じた起電力が整流器
を介して回転子界磁巻線に供与されて一回転子鉄心を励
磁する。一方三相負荷を取り出すと、主巻線から直を界
磁巻線に負荷電流が流れ、直巻界磁巻線には主巻線に対
して相順が逆相になっているこ゛とから回転子の回転方
向と逆向きの逆相回転磁界が生じ、該逆相回転磁界との
磁気的結合によって整流器を介し回転子界磁巻線に、電
流が供与されて、回転子鉄心が励磁されるものである。

（実施例）以下に、本発明に係るブラシレス自動同期発電機の実施
例を図面に基づき説明する。まず、第１実施例について
説明すると、第１図及び第２図においてＵ　１．、■１
　、ＷｌはそれぞれＵ相、■相、Ｗ相として電機子鉄心
５の内周部に巻装された商用周波数出力用の２極三相の
主巻線（以下ｊｉ″Ｌに主巻線と呼ぶ）を示す。尚、第
２図では、主巻線を月。

ｖｉ、ｗｌ、及び後述する分巻界磁巻線ｕ’ｌ、ｖ１、
Ｗｌと直巻界磁巻線ｕ　２’、’　ｖ　２．　　ｗ　２
とは１相のめ示しである。ｕｌ、ｖｌ、ｗｌは、４極三
相の星形結線にし、それぞれＵ相、■相、Ｗ和として電
機子鉄心５の内周部に巻装された分巻界磁巻線であり、
主巻線Ｕｌ、Ｖ１．Ｗｌの各相の同電位部分から引き出
された中間タップａにｕ　＋＋ｊの巻線ｕ’ｌ、ｂにＷ
相の巻線ｗ　ｌ　＋”　ＣにＶ相の巻線ｖ１をそれぞれ
接続させである。即ち、主巻線Ｕ１、ｖｌ、ｗｌの相順
に対し分巻界磁巻線占１゜ｖｌ、’ｗ’ｌは逆相になる
よう接続する。１１２．’Ｖ２、Ｗ２は、４極三相にな
っていて、それぞれＵ相、■相、Ｗ相として中性点が開
放された状態で上記分巻界磁巻線ｕｌｖｌ’、ｗｌと同
相位置に巻装される直巻界磁′Ｊ！５線であり、開放さ
れた中性点には出力端子８ｕ、８ｖ、８ｗを通して負荷
を接続するようになっており、他端Ｕ相の巻線ｕ２を主
巻線ｔＪ　］に、■相の巻線ｖ２を主巻線ｗ１に、Ｗ相
の巻線ｗ２を主巻線Ｖ１にそれぞれ接続する。

即も、主巻線Ｕｌ、Ｖｌ、Ｗｂ直巻界磁巻線Ｕ２、ｖ２
．ｗ２、及び分巻界Ｌ４１　ｅ線ｕｌ、　　ｖｌ。

ＷｌがＳ装されて画定子Ｓが構成される。

一方、回転子Ｒは、回転子鉄心６の極弧上に設けられた
スロット９に上記分巻界磁巻線ｕｌ、ｖ１、Ｗｌ及び直
巻界磁巻線ｕ’２．’ｖ２．ｗ２と磁気的に結合する回
転子励磁Ｓ線４を巻装さゼである。更に、回転子Ｒには
回転子励磁巻ｖＡ４の起電力ＥＲを直流に変換して回転
子界磁巻線３に回転子界磁′電流Ｉ８を供給ずべく整流
器７を一体的にイ・ｊ設する。」二記回転了界６？ｉ巻
線３は、主巻線ＩＪ　ｌ　。

■＋、’ｗ１と同数の磁極を形成する為のものであるこ
とは勿論である゛。

以上のように構成され：たブラシレス自動同期発電機を
無負荷において駆動すると、回転子鉄心６の残留磁界に
よって僅かな起電力が主巻線Ｕ１゜ｖｒ、Ｗｔに誘起す
る。ごの誘起電力は中間タップａ、ｂ、ｃから分巻界磁
巻線ｕＬｖｌ’、’ｗｌへ界磁電流を供給する。上記の
如く分巻界磁巻線ｕｌ、ｖｌ、ｗｌは４極三相の足形結
゛線になっていて、かつ主巻線Ｕｌ、Ｖ１．Ｗｌの相順
に対し逆相となるよう接続さ・ｌｏたから、中間タップ
ａ。

ｂ、　　ｃから供給された界磁電流によって回転子Ｒの
回転方向に対して逆方向に回転する４極逆相回転磁界が
発生する。ごの４極逆相回転磁界によって、回転子励磁
巻線４に起電力ＥＲが発生し、この起電力Ｅ、は整流器
７て直流に変換されて回転子界磁巻線３に供給されるか
ら、回転子１ンの界磁磁界と主巻線Ｕｌ、Ｖｌ、Ｗｌの
起電力とが増大し、」二記４極逆相回転磁界と回転子励
磁８線４の起電力Ｅｌｆも漸次増加し′（自動による所
定の電圧確立が成立する。

次に、三相負荷時においては、二相負荷電流が主巻線Ｕ
ｌ、Ｖ１．Ｗｌから゛直巻界磁巻線Ｌ１２゜Ｖ２．Ｗ２
を介して流れる。前述した如く直巻界磁巻線ｕ２．Ｖ２
．Ｗ２も分巻界磁巻線ｕｌ、ｖ１、ｗｌと同様、４極三
相になっていて、かつ主巻線Ｕｌ、Ｖｌ、Ｗｌの相順に
対し逆相になるように接続させであるから、三相負荷電
流によって生ずる４極淫相回転磁界が分巻界磁巻線ｕ１
．ｖ１、ｗｌによる４極逆相回転磁界に和動的に作用す
る結果、回転子励磁巻ＭＡ４の起電力ＥＲの増大をもた
らし、回転子界磁巻線３に流れる回転子界磁電流ＩＲを
増加させる。

従って、三相負荷時に負荷電流の増減に応じて回転子界
磁電流ＩＲも増減するから出力電圧の変動を小さく抑え
る電圧補償機能を有することになる。

本発明において分巻界磁巻線ｕ１．ｖｌ、ｗｌ及び直巻
界磁巻線ｕ２．ｖ２．ｗ２の主巻線Ｕｌ。

Ｖｌ、Ｗｌへの接続を、該主巻線０１．Ｖｌ、Ｗ１の相
順に対し逆相としたが他に正相とする接続方法も存在す
る。例えば、第１図において主巻線Ｕｌ、Ｖｌ、Ｗｌか
ら分巻界磁巻線ｕｌ、ｖｌ。

Ｗｌへの３木の接続線のいずれか２本を逆にすれば正相
接続となる。しかし、回転子Ｒと分巻界磁８線ｕｌ、ｖ
ｌ、ｗｌによる回転磁界との相対速度が大六九）程、回
転子励（耗線４の誘起電圧Ｅ１１は大きくなることから
、本発明では前記主巻線Ｕ１、Ｖｌ、Ｗｌと分巻界磁巻
ｉＶ、ｉｆｕ　ｌ、　　ｖ　１．　Ｗｌを逆相に接続し
て回転子界磁巻線３への回転子界磁電流ｉＲの発生効率
の向上を図ったものである。

直巻界磁巻線ｕ２．ｖ２．ｗ２についても、上記分巻界
磁巻線ｕｌ、ｖｌ、ｗｌと同様に正相接続が可能である
が、第１図に示ず逆相接続にすると、回転子界磁巻線３
への回転子界磁電流ＩＲの発生効率を向」ニし得る。

尚、分巻界磁巻線ｕｌ、ｖ１２ｗｌは４極構成である為
、２極の回転子佑界によって電圧が誘起することはない
。逆に４極逆相回転磁界によって２極の回転子磁界が影
響を受ＬＪることもなく良好な正弦波出力波形が得られ
る。

第３図及び第４図は、第２実施例を示し、固定子Ｓ側の
主巻線Ｕｌ、Ｖ１．．Ｗｌ、分巻界磁巻線ｕｌ、ｖｌ、
ｗｌ及び直巻界磁巻線１１２．Ｖ２゜Ｗ２の結線につい
ては、第１実施例と同一・であるが、主巻線Ｕ１．Ｖ１
．Ｗ］を４極三相に、分巻界磁巻線ｕｌ、ｖｌ、ｗｌ及
び直巻界磁巻線ｕ２゜Ｖ２．Ｗ２を２極三相にしである
。一方、回転子Ｒは、回転子鉄心６に上記主巻線Ｕｌ、
Ｖｌ、Ｗ１の極数に対応させて４個の突極６ａを形成し
、各回転子界磁巻線３をそれぞれ巻装させである。

各回転界磁巻線３の両端は、上記整流器としてのダイオ
ード４を介在させて互いに接続する。各突極６ａは、回
転子界磁巻線３により順次Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極に、
なるようにしである。

上記第２実施例のブラシレス自動同期発電機は、第１実
施例と目切にまず無負薦により駆動すると、回転子鉄心
６の残留磁界によゲて僅や・な起電力が主巻線Ｕｉ、Ｖ
ｌ、Ｗｌに誘起する。この誘起電力は、中間タップａ、
ｂ、ｃから分巻界磁巻線ＵＬ　　■ｌ、ｗｌに界磁電流
として供給され、これにより分巻界磁巻線ｕ１．ｖｌ、
ｗｌに２極逆相回転磁界が生ずる。ごの２極逆相回転磁
界によって回転子界磁巻線３に起電力が誘起され、該起
電力は、ダイオード４によって半波整流されて、回転子
界磁巻線３に界磁電流Ｉ　Ｒとして流れ、各突極６ａが
励磁される。これに伴い、主巻線Ｕｌ。

Ｖｌ、Ｗｌの起電力が増大し、上記２極逆相回転磁界と
回転子界磁巻線３の界磁電流が漸次増加して、自動によ
る所定の電圧が確立する。

次に三相負荷時においては、上記第１実施例と同様に、
三相負荷電流が直巻界磁巻線Ｌ１２．’Ｖ２゜Ｗ２に流
れて、直巻界磁巻線ｕ２．ｖ２．ｗ２により２極逆相回
転転磁界が生ずる。該２極逆相回転磁界は、分巻界磁巻
線ｕｌ、ｖ１．ｗ、ｌによる２極逆相回転磁界に和動的
に作用する結果、回転子界磁巻線３に誘起される起電力
を増大させ、回転子界磁巻線３に流れる界磁電流ＩＲを
増加させる。従って、第２実施例においても、第１実施
例と同様に、三相負荷時における出力電圧の変動を小さ
く抑える電圧補償機能を有する。

上記第１実施例では主巻線Ｕ１．Ｖｌ、’Ｗｌが２極の
場合番こついて、第２実施例では主巻線ｔＪ　１　。

Ｖｌ、Ｗｌが４極の場合についてそれぞれ説明したが、
本発明はそれに限られることなく６．極板」二の極数を
有する発電機についても適用可能である。

また主巻線Ｕｌ、Ｖｌ、Ｗｌの中間タップａ、ｂ。

Ｃから分巻界磁巻線ｕｌ、ｖｉ　ｗｌへの界磁電流供給
ラインに可変インピーダンス素子あるいはその他の制御
素子を挿入すれば確立電圧の選択的設定ができることは
勿論である。更に中間タップ’ａ’、　　ｂ、’　　ｃ
の代わりにそれぞれ別巻線にしてもよい。又、直巻界磁
巻線ｕ２．ｖ２、Ｗ２の巻装位置を分巻界磁巻線ｕ、”
ｌ”、　　ｖ　ｌ　、　ｗ　ｌと同相位置にしたが、本
発明はこれに限られることなく出力端子３ｕ、３ｖ、３
ｗに接続される負荷の力率に応じて出力電圧補償機能が
最も効果的に発揮されるべく、ずらし位置に選択的に巻
装することが可能である。

（発明の効果）以上のように、本発明によれば大損かな外部付加装置を
必要とせずに無負荷■もの電圧確立及び負曹時の出力電
圧補償機能を有して、使用上類る便利なブラシレス自動
同期発電機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るブラシレス自動同期発電機の第
１実施例を示す電気回路図、第２図は第１図のブラシレ
ス自動同期発電機の機械的要部構成図、第３図はブラシ
レス自動同期発電機の第２実施＋ｊ＋Ｉを示す電気回路
図、第４図は第３図のブラシレス自動同面廃電機の機械
的要部構成図、第５面ば従来のブラシレス三相同期発電
機の回路図である。Ｒ・・・回転子　　　　　Ｓ・・・固定子Ｕｌ、Ｖ１．
Ｗｌ・・・主巻線ｕｌ、ｖｌ、ｗｌ・・・分巻界磁巻線ｕ２．ｖ２．ｗ２・・・直巻界磁巻線

Claims

【特許請求の範囲】

　固定子側の電機子鉄心に商用周波数出力用の三相の主
巻線と、該主巻線と極数を異にしかつ偶数極を有する三
相の分巻界磁巻線と、該分巻界磁巻線と相数及び極数を
同じくする直巻界磁巻線とを備え、分巻界磁巻線を、上
記三相の主巻線の相順に対し逆相となるよう星形結線に
して主巻線に接続し、直巻界磁巻線の各相の巻線を主巻
線と三相負荷との間に主巻線の相順に対し逆相となる相
順で直列に接続し、回転子側の回転子鉄心には上記分巻
界磁巻線及び直巻界磁巻線との磁気的結合により整流器
を介して励磁電流が供給されてかつ主巻線の極数と同数
の磁極を有する回転子界磁巻線とを備えることを特徴と
するブラシレス自励同期発電機。