JPH0323838Y2 - - Google Patents

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JPH0323838Y2
JPH0323838Y2 JP1980124699U JP12469980U JPH0323838Y2 JP H0323838 Y2 JPH0323838 Y2 JP H0323838Y2 JP 1980124699 U JP1980124699 U JP 1980124699U JP 12469980 U JP12469980 U JP 12469980U JP H0323838 Y2 JPH0323838 Y2 JP H0323838Y2
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voltage
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winding
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自励交流発電機の定電圧制御装置に関
するもので、その目的とするところは構成簡単に
して安定した定電圧出力を供給できる装置を提供
することである。
第2の目的は制御装置の消費電力の軽減を計り
装置の効率向上及び小型化を計つた装置を提供す
るものである。第3の目的は負荷変動或は温度変
化に対して高精度の制御が可能な装置を提供する
ものである。又、第4の目的は過電圧に対し充分
に構成部品を保護し得る装置を提供するものであ
る。以下図面を用いて本考案を詳細に説明する。
第1図及び第2図は本考案の一実施例回路図及び
その各部動作波形図で、図においてACGは図示
しないエンジン等により駆動される自励式交流発
電機、MC,EC及びFCはその電機子巻線、励磁
巻線及び界磁巻線、Lは負荷、SCRは前記界磁
巻線FCの界磁電流を制御するサイリスタ、Gは
そのゲート電極、VDは発電機ACGの発生電圧を
検出する電圧検出回路で整流用ダイオードD4を
介して前記電機子巻線MCの両端に接続された発
生電圧検出用分圧器(抵抗)R7,R8と、前記
ダイオードD4側に接続された分圧器R7の一部
分割された分圧器R7′及び前記分圧器R7,R
7′の分割点と前記電機子巻線MCの他端間に接
続された検出電圧平滑用コンデンサC2等により
構成されている。なお、は電圧検出点である。
次にTCは直列接続されたトランジスタTR2及
びコンデンサC1より成るコンデンサ時定数回路
で前記検出電圧(点)に応じて前記コンデンサ
C1の充電時定数が可変する。COPは前記時定
数回路TCと共に前記サイリスタSCRのゲート制
御回路を構成する比較器で抵抗R3,R4及びト
ランジスタTR1により形成され、前記コンデン
サC1の充電電圧(点と基準電圧(抵抗R3,
R4の分圧点電圧)を比較し、その出力により前
記サイリスタSCRのゲートGを制御する。D2
は整流用ダイオードで前記サイリスタSCRの両
端電圧を半波整流して前記ゲート制御回路の駆動
用(電源)として半波直流を給電する。次にCV
は定電圧回路で、定電圧素子(例えば定電圧ダイ
オード)ZD及び温度補償用負性抵抗素子(例え
ばダイオードなど)D3より成り、前記ゲート制
御回路の駆動電圧を所定値に制限する。Z1,Z
2及びZ3は過電圧保護素子(例えば商品名
ZNR、TNR等の両方向対称形非直線素子)であ
る。以上で本考案回路を構成する。次に動作につ
いて第2図を参照して説明する。
先ずエンジン等により発電機ACGが駆動され
ると、励磁巻線ECに残留磁気による電圧(数ボ
ルト)が発生する。この電圧は正の半サイクルの
時励磁巻線EC→界磁巻線→ダイオードD2→
電流制限抵抗R1→トランジスタTR2(ベー
ス・エミツタ)→ベース抵抗R5→分圧器R8→
励磁巻線ECの経路に電流が流れトランジスタ
TR2は導通(ON)する。このためトランジス
タTR2→トランジスタTR1(ベース・エミツ
タ)→抵抗R4の経路に電流が流れトランジスタ
TR1が導通し、該トランジスタTR1→サイリ
スタSCR(ゲートG・カソード)にゲート電流が
流れ、サイリスタSCRは導通する。従つて励磁
巻線EC→界磁巻線FC→サイリスタSCR→励磁
巻線ECの経路で界磁電流が流れる。この界磁
電流により励磁巻線ECの電圧が上昇し、その上
昇分だけ界磁電流が増加し、該励磁巻線電圧と界
磁電流の相乗効果により発電機ACGは所定の交
流出力電圧を発生し、定常運転を行う。次いで定
常運転動作について第2図を参照して説明する。
第2図はサイリスタSCRのカソードを基準とし
た各部動作波形図でイは発電機の出力電圧波形
(は電機子巻線電圧波形、は励磁巻線電圧波
形)、(ロ)は出力検出電圧波形、(ハ)はサイリスタ
SCRのアノード電圧波形、(ニ)はゲート制御回
路電源電圧波形、(ホ)はコンデンサC1の放電波
形(比較器COP出力波形)を示す。先ず出力
電圧はダイオードD4で半波整流された後、電
圧検出回路VDで検出される。この検出電圧(点
)はトランジスタTR2のベースに印加される
がこの電圧波形はコンデンサC2により平滑され
るため(ロ)に示す電圧波形となる。一方励磁巻線
ECの電圧が正の半サイクルの時励磁巻線EC→
界磁巻線FC→整流ダイオードD2→抵抗R1→
定電圧素子ZD→負性抵抗素子D3→励磁巻線
の経路に電流が流れる。このため定電圧回路CV
の両端にはに示すクランプ波形電圧が発生す
る。この電圧はゲート制御回路の駆動電源として
供給され、先ず比較器COPにおいて抵抗R3,
R4の分割点に基準電圧を生じせしめ、又、トラ
ンジスタTR2を介してコンデンサC1を充電す
る。そして該コンデンサC1の充電電圧が前記基
準電圧(放電設定レベル)より高くなるとトラン
ジスタTR1は導通し、前記トランジスタTR2
のコレクタ電流がトランジスタTR1→サイリス
タSCR(ゲート・カソード)の経路で流れ該サイ
リスタSCRは導通する。この結果、前述の如く
界磁巻線FCに界磁電流が流れ、同時に該サイリ
スタSCRの両端電圧は急激に低下(約1V)し、
該比較器COPの基準電圧も低下する。このため
該コンデンサC1の充電電荷はトランジスタTR
1のエミツタ・ベース→抵抗R4の経路に放電し
該トランジスタTR1の導通を継続せしめ、該充
電電荷はトランジスタTR1→サイリスタSCRの
ゲートの経路に急速に放電する。(第2図ホ)一
方、励磁巻線電圧が負の半サイクル時(図示と反
対極性時)はサイリスタSCR、整流用ダイオー
ドD2,D4に逆電圧が印加されるのみで回路動
作は行わない。又、第2図各図において破線で示
すように負荷変動等により出力電圧が低下する
と検出回路VDの検出電圧が低下(第2図ロ)す
る。この結果時定数回路TCにおいてトランジス
タTR2のインピーダンスが低下してコンデンサ
C1の充電電流が増加し、その充電時定数は短く
なる。(第2図ホ)従つて比較回路COPにおい
て、充電電圧が基準電圧に達する時期が早まり第
2図ハに示す如くサイリスタSCRの点弧位相を
進め該サイリスタSCRの導通時間が長くなり、
該界磁巻線FCの界磁電流(平均電流)が増加し
該発電機の出力電圧を上昇せしめる。又、上記と
反対に出力電圧が上昇すると検出電圧が上昇して
トランジスタTR2のインピーダンスが高くなり
コンデンサC1の充電時定数が長くなる。従つて
サイリスタSCRの点弧位相が遅れ、界磁電流が
低下して出力電圧を所定値まで下降せしめる。以
上の動作を繰返し、該発電機ACGは負荷Lに常
に安定した定電圧出力を給電する。
更にこのような構成の本考案装置は、 一般に発電機始動時の残留磁気による励磁巻
線電圧は低く、(数ボルト)該低電圧でサイリ
スタを導通せしめることが必要である。このた
めゲート制御回路において設定電圧(基準電
圧)を低く即ち抵抗R1,R3の抵抗値を小さ
く設定しているがその反面発電機が定常運転に
なると該励磁電圧は上昇(約150V)しサイリ
スタSCRのOFF時該励磁電圧は殆んど該抵抗
R1,R3に印加されるため、その消費電力が
大きく電源効率が低下するが、本考案回路にお
いてはサイリスタの動作時のみ該ゲート制御回
路に給電し得るように該サイリスタSCRの両
端電圧を半波整流してゲート制御回路に給電す
るために発電機出力の負の半サイクルにおいて
は電力消費がなくゲート制御回路における電力
消費を大巾に低減できる利点がある。又正の半
サイクル時においてもサイリスタの導通時は殆
んど消費電力を無視できる。
一般に発電機の出力電圧は負荷(電流)の増
加に伴い電機子反作用等によりその出力波形歪
が大きくなることが知られているが出力電圧検
出回路において出力検出を平均値検出を行う場
合或は電圧検出点に平滑用コンデンサを接続し
た場合には上記波形歪に対し検出系に応答遅れ
が生じ或はこれに追随できず電圧制御が不十分
となり負荷変動が大きくなる欠点があるが本案
においては、一方(電源側)の分圧器を1部分
割し、その分割点に平滑コンデンサC2を接続
しているので該コンデンサC2の充電時定数
(分圧器R7′との)を短くでき、出力電圧のピ
ーク検出が可能であるので出力波形歪の大きな
発電機或は負荷変動に対し高精度の電圧制御が
できる利点がある。又、定電圧回路CVに温度
補償素子を使用しているので温度変動に係わら
ずコンデンサ時定数回路TCの変動を防止でき
安定した電圧制御が可能である。
発電機の異常運転或は負荷側からの過電圧に
対し、一般に高価、大型となるCR回路等を使
用することなく各巻線間或はサイリスタの両端
間に過電圧保護素子を接続する簡単な構成によ
り発電機或は回路部品の保護ができるので安
価、経済的である等の利点がある。以上の説明
から明らかなように本考案によれば構成簡単に
して安定した定電圧出力を供給できる装置を提
供できるので実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本考案の一実施例回路図及び
その各部動作波形図である。図においてACGは
発電機、MC,EC及びFCはその電機子巻線、励
磁巻線及び界磁巻線、Lは負荷、SCRはサイリ
スタ、D1はフライホイルダイオード、VDは電
圧検出回路、R7,R7′,R8は分圧器、C2
は平滑用コンデンサ、TCはコンデンサ時定数回
路、TR2はトランジスタ、C1はコンデンサ、
COPは比較器、TR1はトランジスタ、CVは定
電圧回路、ZDは定電圧素子、D3は負性抵抗素
子、Z1,Z2,Z3は過電圧保護素子、D2,
D4は整流用ダイオードである。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電機子巻線MC及び界磁巻線FCを有する自
    励交流発電機ACGと、前記界磁巻線FCの界磁
    電流を制御するサイリスタSCRと、前記電機
    子巻線MCの両端にダイオードD4を介して電圧
    検出用分圧器R7,R8を接続すると共に前記
    ダイオード側の分圧器R7を一部分割し、その
    分割点と前記電機子巻線MCの他端間に検出電
    圧平滑用コンデンサC2を接続するようにした
    前記発電機の電圧検出回路VDと、前記サイリ
    スタSCRのゲート制御回路を備え、且つ前記
    ゲート制御回路は、前記サイリスタSCRの両
    端よりダイオードD2及び定電圧ダイオードZD1
    を介して取得した半波定電圧直流電源を駆動電
    源とすると共にベースを前記電圧検出回路VD
    の電圧検出点cに接続したトランジスタTr2
    コンデンサC1の直列回路を前記駆動電源間に
    接続してなるコンデンサ時定数回路TCと、前
    記駆動電圧を分割した基準電圧と前記コンデン
    サC1の充電電圧を比較すると比較回路COPと、
    前記比較回路COPの出力を前記サイリスタ
    SCRのゲートGに送出するゲート回路を有す
    ることを特徴とする交流発電機の定電圧制御装
    置。 (2) 発電機の少なくとも一巻線間及びサイリスタ
    SCRの両端間に過電圧保護素子Z1,Z2,Z3
    接続したことを特徴とする実用新案登録請求の
    範囲第1項記載の交流発電機の定電圧制御装
    置。
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US9779502B1 (en) 2013-01-24 2017-10-03 Kineticor, Inc. Systems, devices, and methods for tracking moving targets
US9782141B2 (en) 2013-02-01 2017-10-10 Kineticor, Inc. Motion tracking system for real time adaptive motion compensation in biomedical imaging
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