JPH033461B2 - - Google Patents
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- JPH033461B2 JPH033461B2 JP59076780A JP7678084A JPH033461B2 JP H033461 B2 JPH033461 B2 JP H033461B2 JP 59076780 A JP59076780 A JP 59076780A JP 7678084 A JP7678084 A JP 7678084A JP H033461 B2 JPH033461 B2 JP H033461B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/26—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings
- H02K19/28—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings for self-excitation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自励式発電機に関する。
自励式発電機としては固定子側巻線の巻線構造
の簡略化を図るべく、第１図に示すように発電機
１の固定子２の同一磁路に、出力コイル４と、回
転子の界磁コイル（図示せず）に励磁電流を供給
する励磁コイル５とを同相に集中巻きにするよう
にしたものがある ところが、この構造では、出力コイル４に例え
ば電動機或はランプ等のような始動抵抗の小さな
負荷が接続されて一時的に大電流が出力されて出
力電圧V1が低下すると、これに伴ない励磁電圧
V2が低下して前記界磁コイルに供給される励磁
電流が減少する。この励磁電流の減少が出力電圧
V1，V2を更に低下させるという悪循環を生じさ
せ、この結果、発電能力が低下して負荷の始動に
時間がかり、最悪の場合には負荷始動が出来ない
という問題がある。
の簡略化を図るべく、第１図に示すように発電機
１の固定子２の同一磁路に、出力コイル４と、回
転子の界磁コイル（図示せず）に励磁電流を供給
する励磁コイル５とを同相に集中巻きにするよう
にしたものがある ところが、この構造では、出力コイル４に例え
ば電動機或はランプ等のような始動抵抗の小さな
負荷が接続されて一時的に大電流が出力されて出
力電圧V1が低下すると、これに伴ない励磁電圧
V2が低下して前記界磁コイルに供給される励磁
電流が減少する。この励磁電流の減少が出力電圧
V1，V2を更に低下させるという悪循環を生じさ
せ、この結果、発電能力が低下して負荷の始動に
時間がかり、最悪の場合には負荷始動が出来ない
という問題がある。
これは、発電機１が無負荷のときには回転子３
からの磁束Φ0により出力コイル４に出力電圧Ｖ
（＝−Ｕ（dΦ0／dt））が発生し、同時に励磁コイ
ル５にも電圧V2が発生し、回転子３の前記界磁
コイルに励磁電流を供給する。出力コイル４に負
荷を接続して出力を取り出すと、負荷電流により
第２図に示すように主磁束Φ0を打ち消す方向に
磁束Φ′が発生する。即ち、電機子反作用の減磁
作用が行なわれる。
からの磁束Φ0により出力コイル４に出力電圧Ｖ
（＝−Ｕ（dΦ0／dt））が発生し、同時に励磁コイ
ル５にも電圧V2が発生し、回転子３の前記界磁
コイルに励磁電流を供給する。出力コイル４に負
荷を接続して出力を取り出すと、負荷電流により
第２図に示すように主磁束Φ0を打ち消す方向に
磁束Φ′が発生する。即ち、電機子反作用の減磁
作用が行なわれる。
この磁束Φ′は主磁束Φ0を減ずる作用をするた
めに、出力電流（負荷電流）を多く取り出す程発
電に寄与する実質磁束量（Φ0−Φ′）が減少し、
これに伴ない出力電圧V1及び励磁出力電圧V2が
低下し、前記界磁コイルに供給する励磁電流が減
少し、主磁束Φ0が更に減少する。負荷が前述し
たようにモータ起動時或はランプ起動時等のよう
に短絡状態に近い異常に大きい場合には、大きな
負荷電流により発生する磁束Φ′が非常に大きく
なり、これに伴ない主磁束Φ0が小さくなる。
めに、出力電流（負荷電流）を多く取り出す程発
電に寄与する実質磁束量（Φ0−Φ′）が減少し、
これに伴ない出力電圧V1及び励磁出力電圧V2が
低下し、前記界磁コイルに供給する励磁電流が減
少し、主磁束Φ0が更に減少する。負荷が前述し
たようにモータ起動時或はランプ起動時等のよう
に短絡状態に近い異常に大きい場合には、大きな
負荷電流により発生する磁束Φ′が非常に大きく
なり、これに伴ない主磁束Φ0が小さくなる。
この結果、励磁コイル５の発生電圧V2が非常
に小さくなり、発電能力が低下する。この発電機
１の無負荷状態から短絡状態に到るまでの垂下特
性は第３図に示すように表わされ、負荷を取る程
出力電圧V1が低下し、電圧変動率が悪くなる。
この発電機１の垂下特性は自動電圧調整器
（AVR）を使用することにより第４図に示すよう
に補償することができるが、前述したモータ負荷
或はランプ負荷等の起動時に一時的に短絡状態と
なる負荷に対しては有効に補償し得ない。
に小さくなり、発電能力が低下する。この発電機
１の無負荷状態から短絡状態に到るまでの垂下特
性は第３図に示すように表わされ、負荷を取る程
出力電圧V1が低下し、電圧変動率が悪くなる。
この発電機１の垂下特性は自動電圧調整器
（AVR）を使用することにより第４図に示すよう
に補償することができるが、前述したモータ負荷
或はランプ負荷等の起動時に一時的に短絡状態と
なる負荷に対しては有効に補償し得ない。
また、ガバナ付エンジンにより駆動される発動
発電機においては、エンジン回転数はガバナによ
り一定回転数に保持されるべきであるが、実際に
は許容変動率が最大10％程度あり、第５図に示す
ように軽負荷程回転数が上昇する傾向にある。例
えば、発電機の負荷が定格の4Aであるときのエ
ンジン回転数が3000rpmに設定されていても、発
電機の負荷が軽くなると、これに伴ないエンジン
負荷が軽くなり、回転数が上昇する。
発電機においては、エンジン回転数はガバナによ
り一定回転数に保持されるべきであるが、実際に
は許容変動率が最大10％程度あり、第５図に示す
ように軽負荷程回転数が上昇する傾向にある。例
えば、発電機の負荷が定格の4Aであるときのエ
ンジン回転数が3000rpmに設定されていても、発
電機の負荷が軽くなると、これに伴ないエンジン
負荷が軽くなり、回転数が上昇する。
このため、発動発電機として前記前記集中巻き
の発電機を使用した場合、当該発電機単体の右下
りの垂下特性（第３図）と、エンジン回転数変化
による右下りの特性（第５図）とが相乗し、当該
発動発電機の出力電圧が第６図に示すように変化
し、例えば定格電流が4Aのときに出力電圧が
100Vであつても、負荷電流が4A以下となる出力
電圧が上昇し、出力電圧の電圧変動率が大きくな
るという問題があり、これに対処するためには大
きな電圧調整能力を有する自動電圧調整器を具備
させなければならない。
の発電機を使用した場合、当該発電機単体の右下
りの垂下特性（第３図）と、エンジン回転数変化
による右下りの特性（第５図）とが相乗し、当該
発動発電機の出力電圧が第６図に示すように変化
し、例えば定格電流が4Aのときに出力電圧が
100Vであつても、負荷電流が4A以下となる出力
電圧が上昇し、出力電圧の電圧変動率が大きくな
るという問題があり、これに対処するためには大
きな電圧調整能力を有する自動電圧調整器を具備
させなければならない。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、第
１の目的は、前記集中巻型の自励式発電機の垂下
特性を改善し、一時的に短絡状態に近い状態とな
つても励磁電流への影響を少なくし、モータ或は
ランプ等の始動抵抗の小さな負荷の始動を容易に
することにある。
１の目的は、前記集中巻型の自励式発電機の垂下
特性を改善し、一時的に短絡状態に近い状態とな
つても励磁電流への影響を少なくし、モータ或は
ランプ等の始動抵抗の小さな負荷の始動を容易に
することにある。
本発明の第２の目的は、前記発電機の垂下特性
に右上りの特性（負特性という）を持たせ、ガバ
ナ付エンジンにより駆動される発動発電機の出力
電圧の電圧変動率を小さくすることにある。
に右上りの特性（負特性という）を持たせ、ガバ
ナ付エンジンにより駆動される発動発電機の出力
電圧の電圧変動率を小さくすることにある。
上記目的を達成するために本発明においては、
対向する２つの磁極、及び互いに並列に連設され
る第１及び第２の磁路が一体に形成された固定子
と、該固定子の前記対向する磁極間に回転可能に
配置される回転子と、該回転子に巻回されて磁束
を発生させる界磁コイルと、前記固定子の前記第
１の磁路に集中巻に巻回されて負荷へ供給する電
力を発生させる出力コイルと、前記固定子の前記
第１の磁路に集中巻に巻回され前記界磁コイルに
励磁電流を供給する第１の励磁コイルと、前記固
定子の前記第２の磁路に前記第１の励磁コイルと
は独立して集中巻に巻回され前記界磁コイルに励
磁電流を供給する第２の励磁コイルとによつて自
励式発電機を構成し、前記第１及び第２の励磁コ
イルによる励磁電流を整流器を介して重畳させて
前記界磁コイルに供給するようにしたり、前記第
２の励磁コイルを前記第１の励磁コイルと同相の
電圧を誘起するように巻回し、前記第１及び第２
の励磁コイルによる励磁電流を重畳させて前記界
磁コイルに供給するようにしたものである。
対向する２つの磁極、及び互いに並列に連設され
る第１及び第２の磁路が一体に形成された固定子
と、該固定子の前記対向する磁極間に回転可能に
配置される回転子と、該回転子に巻回されて磁束
を発生させる界磁コイルと、前記固定子の前記第
１の磁路に集中巻に巻回されて負荷へ供給する電
力を発生させる出力コイルと、前記固定子の前記
第１の磁路に集中巻に巻回され前記界磁コイルに
励磁電流を供給する第１の励磁コイルと、前記固
定子の前記第２の磁路に前記第１の励磁コイルと
は独立して集中巻に巻回され前記界磁コイルに励
磁電流を供給する第２の励磁コイルとによつて自
励式発電機を構成し、前記第１及び第２の励磁コ
イルによる励磁電流を整流器を介して重畳させて
前記界磁コイルに供給するようにしたり、前記第
２の励磁コイルを前記第１の励磁コイルと同相の
電圧を誘起するように巻回し、前記第１及び第２
の励磁コイルによる励磁電流を重畳させて前記界
磁コイルに供給するようにしたものである。
以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳
述する。
述する。
第７図は本発明を適用したガバナ付エンジンで
駆動される自励式発電機を示し、自励式発電機１
０は単相２極発電機で、固定子１１には主磁路１
１ａと副磁路１１ｂとが回転子１２の両側に並列
に形成され、これらの主磁路１１ａの断面積Sa
と、副磁路１１ｂの断面積Sbとの比（Sa／Sb）
は所定の値に設定されている。主磁路１１ａに
は、出力コイル１３と第１の励磁コイル１４とが
同相の起電力を発生するように巻回され、副磁路
１１ｂには第２の励磁コイル１５が前記出力コイ
ル１３及び第１の励磁コイル１４と同相の起電力
を発生するように巻回されている。
駆動される自励式発電機を示し、自励式発電機１
０は単相２極発電機で、固定子１１には主磁路１
１ａと副磁路１１ｂとが回転子１２の両側に並列
に形成され、これらの主磁路１１ａの断面積Sa
と、副磁路１１ｂの断面積Sbとの比（Sa／Sb）
は所定の値に設定されている。主磁路１１ａに
は、出力コイル１３と第１の励磁コイル１４とが
同相の起電力を発生するように巻回され、副磁路
１１ｂには第２の励磁コイル１５が前記出力コイ
ル１３及び第１の励磁コイル１４と同相の起電力
を発生するように巻回されている。
回転子１２には界磁コイル１６が巻回されてお
り、この界磁コイル１６の両端はスリツプリング
１７，１７′に接続される。
り、この界磁コイル１６の両端はスリツプリング
１７，１７′に接続される。
出力コイル１３の両端１３ａ，１３ｂは負荷
（図示せず）に接続される。第１の励磁コイル１
４の両端１４ａ，１４ｂは、２つの整流器１９，
２０及び平滑コンデンサＣにより構成される整流
回路の、整流器の接続点１９ａ，１９ｂに接続さ
れ、第２の励磁コイル１５の両端１５ａ，１５ｂ
は整流器２０の接続点２０ａ，２０ｂに接続され
る。整流器１９と２０との接続点１９ｃと２０
ｃ、１９ｄと２０ｄとは線２１，２２により接続
され、これらの線２１と２２との間には前記平滑
コンデンサＣが接続される。これらの線２１，２
２はスリツプリング１７，１７′に当接するブラ
シ２３，２４に接続される。尚、整流回路１８は
発電機１に内蔵される。
（図示せず）に接続される。第１の励磁コイル１
４の両端１４ａ，１４ｂは、２つの整流器１９，
２０及び平滑コンデンサＣにより構成される整流
回路の、整流器の接続点１９ａ，１９ｂに接続さ
れ、第２の励磁コイル１５の両端１５ａ，１５ｂ
は整流器２０の接続点２０ａ，２０ｂに接続され
る。整流器１９と２０との接続点１９ｃと２０
ｃ、１９ｄと２０ｄとは線２１，２２により接続
され、これらの線２１と２２との間には前記平滑
コンデンサＣが接続される。これらの線２１，２
２はスリツプリング１７，１７′に当接するブラ
シ２３，２４に接続される。尚、整流回路１８は
発電機１に内蔵される。
以下に上記構成の発電機１の作動をモデル的に
説明する。
説明する。
先ず、無負荷状態においては、第７図に示すよ
うに回転子１２で発生された主磁束Φは大部分図
示のように固定子１１の主磁路１１ａに流れ、副
磁路１１ｂには流れない。即ち、磁路長をｌ、透
磁率をμ、磁路断面積をＳとすると、磁気抵抗
Rmは、 Rm＝ｌ／μ・Ｓ で与えられ、固定子１１の副磁路１１ｂの磁路長
は主磁路１１ａの磁路長に比べて短いが、断面積
Sbは前述したように主磁路１１ａの断面積Saよ
りも小さい（約数分の１程度）ために、副磁路１
１ｂの磁気抵抗が主磁路１１ａの磁気抵抗よりも
大きく、回転子１２から発生される主磁束Φは副
磁路１１ｂには殆ど流れない。
うに回転子１２で発生された主磁束Φは大部分図
示のように固定子１１の主磁路１１ａに流れ、副
磁路１１ｂには流れない。即ち、磁路長をｌ、透
磁率をμ、磁路断面積をＳとすると、磁気抵抗
Rmは、 Rm＝ｌ／μ・Ｓ で与えられ、固定子１１の副磁路１１ｂの磁路長
は主磁路１１ａの磁路長に比べて短いが、断面積
Sbは前述したように主磁路１１ａの断面積Saよ
りも小さい（約数分の１程度）ために、副磁路１
１ｂの磁気抵抗が主磁路１１ａの磁気抵抗よりも
大きく、回転子１２から発生される主磁束Φは副
磁路１１ｂには殆ど流れない。
主磁路１１ａに磁束Φが流れることにより出力
コイル１３、第１励磁コイル１４に夫々起電力が
誘起され、電圧V1，V2が発生する。電磁コイル
１４から出力される電流は整流回路１８の整流器
１９で整流されて回転子１２の界磁コイル１６に
供給され、当該界磁コイル１６を励磁する。この
結果、回転子１２の発生する主磁束Φが増大し、
充分な主磁束Φが発生される。即ち、回転子１２
の界磁コイル１６への励磁電流Ifは励磁コイル１
４から供給される。
コイル１３、第１励磁コイル１４に夫々起電力が
誘起され、電圧V1，V2が発生する。電磁コイル
１４から出力される電流は整流回路１８の整流器
１９で整流されて回転子１２の界磁コイル１６に
供給され、当該界磁コイル１６を励磁する。この
結果、回転子１２の発生する主磁束Φが増大し、
充分な主磁束Φが発生される。即ち、回転子１２
の界磁コイル１６への励磁電流Ifは励磁コイル１
４から供給される。
出力コイル１３に負荷が接続されて出力が取り
出されると、負荷電流により第８図に示すように
主磁路１１ａに主磁束Φを打ち消す方向に磁束
Φcが発生する。この結果、主磁路１１ａに流れ
る主磁束はΦからΦa（＜Φ）に減少する。そし
て、主磁束Φのうち主磁路１１ａに流れなくなつ
た分の磁束Φb（＝Φ−Φa）は副磁路１１ｂに流
れこ込む。更に、前記磁束Φcも第８図に示すよ
うに回転子１２には流れ込まずに副磁路１１ｂに
流れ、当該副磁路１１ｂに流れる磁束が（Φb＋
Φc）と増大する。
出されると、負荷電流により第８図に示すように
主磁路１１ａに主磁束Φを打ち消す方向に磁束
Φcが発生する。この結果、主磁路１１ａに流れ
る主磁束はΦからΦa（＜Φ）に減少する。そし
て、主磁束Φのうち主磁路１１ａに流れなくなつ
た分の磁束Φb（＝Φ−Φa）は副磁路１１ｂに流
れこ込む。更に、前記磁束Φcも第８図に示すよ
うに回転子１２には流れ込まずに副磁路１１ｂに
流れ、当該副磁路１１ｂに流れる磁束が（Φb＋
Φc）と増大する。
主磁路１１ａの主磁束Φの減少に伴ない出力コ
イル１３、励磁コイル１４の起電力が低下し、出
力電圧V1，V2が低下する。この結果、励磁コイ
ル１４から界磁コイル１６に供給する励磁電流If
が減少しようとする。ところが、副磁路１１ｂに
流れる磁束により励磁コイル１５に起電力が誘起
され、電圧V3が発生される。この励磁コイル１
５から出力される電流I3は整流回路１８の整流器
２０を介して回転子１２の界磁コイル１６に供給
される。この結果、回転子１２の界磁コイル１６
に供給される励磁電流Ifが増加し、回転子１２の
起磁力が増加し、主磁路１１ａへの主磁束Φaを
増加させる。
イル１３、励磁コイル１４の起電力が低下し、出
力電圧V1，V2が低下する。この結果、励磁コイ
ル１４から界磁コイル１６に供給する励磁電流If
が減少しようとする。ところが、副磁路１１ｂに
流れる磁束により励磁コイル１５に起電力が誘起
され、電圧V3が発生される。この励磁コイル１
５から出力される電流I3は整流回路１８の整流器
２０を介して回転子１２の界磁コイル１６に供給
される。この結果、回転子１２の界磁コイル１６
に供給される励磁電流Ifが増加し、回転子１２の
起磁力が増加し、主磁路１１ａへの主磁束Φaを
増加させる。
よつて、主磁束Φaを打ち消す磁束Φcが発生し
ても主磁束Φaが増加しているために出力コイル
１３の出力電圧V1は低下しない、出力コイル１
３から負荷電流を取り出す励磁コイル１５の励磁
電流I3が増加し、界磁コイル１６に供給される励
磁電流Ifが増加する。
ても主磁束Φaが増加しているために出力コイル
１３の出力電圧V1は低下しない、出力コイル１
３から負荷電流を取り出す励磁コイル１５の励磁
電流I3が増加し、界磁コイル１６に供給される励
磁電流Ifが増加する。
出力コイル１３の両端１３ａ，１３ｂが第９図
に示すように短絡された場合には、負荷電流が極
めて大きくなり、当該負荷電流により発生される
磁束により回転子１２から発生される主磁束Φa
は略零となる。しかしながら、回転子１２から発
生される副磁束Φaは副磁路１１ｂを流れ、励磁
コイル１５が電圧V3を発生する。この励磁コイ
ル１５の出力電圧V3により回転子１２の界磁コ
イル１６に励磁電流Ifを供給することができ、こ
の結果、出力コイル１３に短絡電流が充分に流れ
る。従つて、モータ起動、ランプ起動等の短絡状
態に近い状態でもこれらの負荷に充分に電流を供
給することができ、容易に起動させることが可能
となる。勿論、この状態においては励磁コイル１
４の出力電圧V2は殆ど０であり、当該励磁コイ
ル１４から界磁コイル１６への励磁電流Ifの供給
はなされない。
に示すように短絡された場合には、負荷電流が極
めて大きくなり、当該負荷電流により発生される
磁束により回転子１２から発生される主磁束Φa
は略零となる。しかしながら、回転子１２から発
生される副磁束Φaは副磁路１１ｂを流れ、励磁
コイル１５が電圧V3を発生する。この励磁コイ
ル１５の出力電圧V3により回転子１２の界磁コ
イル１６に励磁電流Ifを供給することができ、こ
の結果、出力コイル１３に短絡電流が充分に流れ
る。従つて、モータ起動、ランプ起動等の短絡状
態に近い状態でもこれらの負荷に充分に電流を供
給することができ、容易に起動させることが可能
となる。勿論、この状態においては励磁コイル１
４の出力電圧V2は殆ど０であり、当該励磁コイ
ル１４から界磁コイル１６への励磁電流Ifの供給
はなされない。
励磁コイル１４又は１５のみによる当該発電機
１０の負荷電流対出力電圧特性は第１０図の曲線
又はのように夫々表され、２つの励磁コイル
１４と１５とを使用した場合の出力電圧V1は曲
線のように表される。第３図に示す従来の自励
式発電機１の垂下特性に比し、一時的に短絡状態
になるような負荷に対して極めて有効に対応し得
る。
１０の負荷電流対出力電圧特性は第１０図の曲線
又はのように夫々表され、２つの励磁コイル
１４と１５とを使用した場合の出力電圧V1は曲
線のように表される。第３図に示す従来の自励
式発電機１の垂下特性に比し、一時的に短絡状態
になるような負荷に対して極めて有効に対応し得
る。
さて、発電機１０の励磁コイル１４，１５の各
巻線数Na，Nb或は前述したようにこられの各励
磁コイル１４，１５が巻回される主磁路１１ａ，
副磁路１１ｂの各断面積Sa，Sbを選定すること
により、出力コイル１３の負荷電流が増加したと
きに出力電圧V1が上昇するような特性、即ち、
垂下特性に右上りの特性を持たせることができ
る。因みに、励磁コイル１４，１５の巻線数Na，
Nbの比を（Na：Nb＝１：10）、主磁路１１ａ、
副磁路１１ｂの断面積Sa，Sbの比を（Sa：Sb＝
６：１）とした場合、第１１図に示すような垂下
特性が得られた。この垂下特性から明らかなよう
に、出力コイル１３の負荷電流が０から定格電流
4Aまでの間に右上りの特性即ち、負特性を持た
せることができる。
巻線数Na，Nb或は前述したようにこられの各励
磁コイル１４，１５が巻回される主磁路１１ａ，
副磁路１１ｂの各断面積Sa，Sbを選定すること
により、出力コイル１３の負荷電流が増加したと
きに出力電圧V1が上昇するような特性、即ち、
垂下特性に右上りの特性を持たせることができ
る。因みに、励磁コイル１４，１５の巻線数Na，
Nbの比を（Na：Nb＝１：10）、主磁路１１ａ、
副磁路１１ｂの断面積Sa，Sbの比を（Sa：Sb＝
６：１）とした場合、第１１図に示すような垂下
特性が得られた。この垂下特性から明らかなよう
に、出力コイル１３の負荷電流が０から定格電流
4Aまでの間に右上りの特性即ち、負特性を持た
せることができる。
このように、垂下特性に負特性を持たせること
により、前述した第５図に示すような負荷の増加
に伴ない減少する回転数特性を有するガバナ付エ
ンジンで駆動される発動発電機として使用した場
合、これら両者の特性が相殺し合い、発電機の出
力電圧が第１２図に示すように定格負荷6A程度
まで略一定となり、自動電圧調整器を設ける等に
よる特別な制御を行うことなしに出力電圧変動を
極めて小さくすることが可能となる。
により、前述した第５図に示すような負荷の増加
に伴ない減少する回転数特性を有するガバナ付エ
ンジンで駆動される発動発電機として使用した場
合、これら両者の特性が相殺し合い、発電機の出
力電圧が第１２図に示すように定格負荷6A程度
まで略一定となり、自動電圧調整器を設ける等に
よる特別な制御を行うことなしに出力電圧変動を
極めて小さくすることが可能となる。
第１３図は本発明の自励式発電機の他の実施例
を示し、発電機１０′の固定子１１′に、回転子１
２′に対して同じ側に主磁路１１a′及び副磁路１
１b′を並列に形成し、主磁路１１a′には出力コイ
ル１３及び第１の励磁コイル１４を、副磁路１１
b′には第２の励磁コイル１５を、回転子１２′に
は界磁コイル１６を巻回したものである。出力コ
イル１３の両端１３ａ，１３ｂは負荷に、第１及
び第２の各励磁コイル１４及び１５の各出力端子
１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂは夫々第７図
に示すように整流回路１８の各整流器１９及び２
０に接続され、界磁コイル１６の両端子１６ａ，
１６ｂは第７図に示すようにスリツプリング１
７，１７′に接続される。この自励式発電機１
０′の特性も前述した自励式発電機１０の特性と
同様となる。
を示し、発電機１０′の固定子１１′に、回転子１
２′に対して同じ側に主磁路１１a′及び副磁路１
１b′を並列に形成し、主磁路１１a′には出力コイ
ル１３及び第１の励磁コイル１４を、副磁路１１
b′には第２の励磁コイル１５を、回転子１２′に
は界磁コイル１６を巻回したものである。出力コ
イル１３の両端１３ａ，１３ｂは負荷に、第１及
び第２の各励磁コイル１４及び１５の各出力端子
１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂは夫々第７図
に示すように整流回路１８の各整流器１９及び２
０に接続され、界磁コイル１６の両端子１６ａ，
１６ｂは第７図に示すようにスリツプリング１
７，１７′に接続される。この自励式発電機１
０′の特性も前述した自励式発電機１０の特性と
同様となる。
尚、以上の説明では動作原理を簡略化するため
に、電機子反作用の影響による双方の励磁コイル
の出力位相関係については省略している。
に、電機子反作用の影響による双方の励磁コイル
の出力位相関係については省略している。
また、本実施例において整流回路１８内に平滑
コンデンサＣを設けているが、界磁コイル１６の
インダクタンスにより平滑効果が得られるため
に、このような平滑コンデンサを特に設けなくと
もよい。
コンデンサＣを設けているが、界磁コイル１６の
インダクタンスにより平滑効果が得られるため
に、このような平滑コンデンサを特に設けなくと
もよい。
しかしながら、このように平滑コンデンサを設
けることにより、誤まつて発電機の出力端子側に
商用電源が接続された場合の変圧機作用によるサ
ージ電流を一時的に吸収し、出力側に設けられる
NFB（ノンヒユーズブレーカ）等の保護器が作動
するまでの遅れ時間を補う保護機能を持たせるこ
ともできる。
けることにより、誤まつて発電機の出力端子側に
商用電源が接続された場合の変圧機作用によるサ
ージ電流を一時的に吸収し、出力側に設けられる
NFB（ノンヒユーズブレーカ）等の保護器が作動
するまでの遅れ時間を補う保護機能を持たせるこ
ともできる。
更に、本実施例においてはガバナ付エンジンで
駆動する発動発電機に使用する自励式発電機の場
合について記述したが、これに限るものではな
く、他の発電装置に適用し得ることは勿論であ
る。
駆動する発動発電機に使用する自励式発電機の場
合について記述したが、これに限るものではな
く、他の発電装置に適用し得ることは勿論であ
る。
以上説明したように本発明によれば、対向する
２つの磁極、及び互いに並列に連設される第１及
び第２の磁路が一体に形成された固定子と、該固
定子の前記対向する磁極間に回転可能に配置され
る回転子と、該回転子に巻回されて磁束を発生さ
せる界磁コイルと、前記固定子の前記第１の磁路
に集中巻に巻回されて負荷へ供給する電力を発生
させる出力コイルと、前記固定子の前記第１の磁
路に集中巻に巻回され前記界磁コイルに励磁電流
を供給する第１の励磁コイルと、前記固定子の前
記第２の磁路に前記第１の励磁コイルとは独立し
て集中巻に巻回され前記界磁コイルに励磁電流を
供給する第２の励磁コイルとによつて自励式発電
機を構成し、前記第１及び第２の励磁コイルによ
る励磁電流を整流器を介して重畳させて前記界磁
コイルに供給するようにしたり、前記第２の励磁
コイルを前記第１の励磁コイルと同相の電圧を誘
起するように巻回し、前記第１及び第２の励磁コ
イルによる励磁電流を重畳させて前記界磁コイル
に供給するようにしたので、出力コイルの出力電
流が増大すると、第１の励磁コイルによつて界磁
コイルに供給される励磁電流が減少する一方、第
２の励磁コイルによつて供給される励磁電流が増
大し、垂下特性を大幅に改善することができ、モ
ータ負荷、ランプ負荷等の起動時に一時的に短絡
状態になるような負荷に対しても充分に負荷電流
を供給することが可能となり、前記負荷を容易に
起動させることができる。
２つの磁極、及び互いに並列に連設される第１及
び第２の磁路が一体に形成された固定子と、該固
定子の前記対向する磁極間に回転可能に配置され
る回転子と、該回転子に巻回されて磁束を発生さ
せる界磁コイルと、前記固定子の前記第１の磁路
に集中巻に巻回されて負荷へ供給する電力を発生
させる出力コイルと、前記固定子の前記第１の磁
路に集中巻に巻回され前記界磁コイルに励磁電流
を供給する第１の励磁コイルと、前記固定子の前
記第２の磁路に前記第１の励磁コイルとは独立し
て集中巻に巻回され前記界磁コイルに励磁電流を
供給する第２の励磁コイルとによつて自励式発電
機を構成し、前記第１及び第２の励磁コイルによ
る励磁電流を整流器を介して重畳させて前記界磁
コイルに供給するようにしたり、前記第２の励磁
コイルを前記第１の励磁コイルと同相の電圧を誘
起するように巻回し、前記第１及び第２の励磁コ
イルによる励磁電流を重畳させて前記界磁コイル
に供給するようにしたので、出力コイルの出力電
流が増大すると、第１の励磁コイルによつて界磁
コイルに供給される励磁電流が減少する一方、第
２の励磁コイルによつて供給される励磁電流が増
大し、垂下特性を大幅に改善することができ、モ
ータ負荷、ランプ負荷等の起動時に一時的に短絡
状態になるような負荷に対しても充分に負荷電流
を供給することが可能となり、前記負荷を容易に
起動させることができる。
また、前記第１及び第２の磁路の各断面積、前
記第１及び第２の各励磁コイルの巻数等を選定す
ることにより垂下特性に負特性を持たせることが
可能となり、特にガバナ付エンジンのように、負
荷の減少に伴つて毎分回転数が増大する特性を示
す傾向のある内燃機関で駆動される発動発電機に
適用した場合には出力電圧変動率を極めて小さく
することができ、このため自動電圧調整器の容量
を小さくしたり、用途によつては自動電圧調整器
等を使用する必要をなくすことも可能となる出力
電圧特性の良好な自励式発電機を提供することが
できる。
記第１及び第２の各励磁コイルの巻数等を選定す
ることにより垂下特性に負特性を持たせることが
可能となり、特にガバナ付エンジンのように、負
荷の減少に伴つて毎分回転数が増大する特性を示
す傾向のある内燃機関で駆動される発動発電機に
適用した場合には出力電圧変動率を極めて小さく
することができ、このため自動電圧調整器の容量
を小さくしたり、用途によつては自動電圧調整器
等を使用する必要をなくすことも可能となる出力
電圧特性の良好な自励式発電機を提供することが
できる。
更に、第１の磁路に並列に第２の磁路を形成し
て第２の励磁コイルを巻回するという、従来の固
定子に僅かな変更を加える程度の簡単な構成でよ
いことから、製造コストの上昇を抑えることがで
きる。
て第２の励磁コイルを巻回するという、従来の固
定子に僅かな変更を加える程度の簡単な構成でよ
いことから、製造コストの上昇を抑えることがで
きる。
第１図及び第２図は従来の自励式発電機の一例
を示す図、第３図乃至第６図は第１図に示す自励
式発電機の特性を示す図、第７図は本発明に係る
自励式発電機の一実施例を示す図、第８図及び第
９図は第７図に示す自励式発電機の負荷時におけ
る作動図、第１０図乃至第１２図は第７図に示す
自励式発電機の特性の一例を示す図、第１３図は
本発明に係る自励式発電機の他の実施例を示す図
である。 １０，１０′…自励式発電機、１１，１１′…固
定子、１２，１２′…回転子、１３…出力コイル、
１４，１５…励磁コイル、１６…界磁コイル、１
６，１７…スリツプリング、１８…整流回路、１
９，２０…整流器、２３，２４…ブラシ。
を示す図、第３図乃至第６図は第１図に示す自励
式発電機の特性を示す図、第７図は本発明に係る
自励式発電機の一実施例を示す図、第８図及び第
９図は第７図に示す自励式発電機の負荷時におけ
る作動図、第１０図乃至第１２図は第７図に示す
自励式発電機の特性の一例を示す図、第１３図は
本発明に係る自励式発電機の他の実施例を示す図
である。 １０，１０′…自励式発電機、１１，１１′…固
定子、１２，１２′…回転子、１３…出力コイル、
１４，１５…励磁コイル、１６…界磁コイル、１
６，１７…スリツプリング、１８…整流回路、１
９，２０…整流器、２３，２４…ブラシ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 対向する２つの磁極、及び互いに並列に連設
される第１及び第２の磁路が一体に形成された固
定子と、該固定子の前記対向する磁極間に回転可
能に配置される回転子と、該回転子に巻回されて
磁束を発生させる界磁コイルと、前記固定子の前
記第１の磁路に集中巻に巻回されて負荷へ供給す
る電力を発生させる出力コイルと、前記固定子の
前記第１の磁路に集中巻に巻回され前記界磁コイ
ルに励磁電流を供給する第１の励磁コイルと、前
記固定子の前記第２の磁路に前記第１の励磁コイ
ルとは独立して集中巻に巻回され前記界磁コイル
に励磁電流を供給する第２の励磁コイルとを設
け、前記第１及び第２の励磁コイルによる励磁電
流を整流器を介して重畳させて前記界磁コイルに
供給するように構成することを特徴とする自励式
発電機。 ２ 前記第２の磁路は前記磁極に対して前記第１
の磁路の反対側に並列に連設されて成ることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の自励式発電
機。 ３ 前記第２の磁路は前記磁極に対して前記第１
の磁路と同じ側に並列に連設されて成ることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の自励式発電
機。 ４ 前記第２の磁路の磁気抵抗を前記第１の磁路
の磁気抵抗より大きく設定することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の自励式発電機。 ５ 対向する２つの磁極、及び互いに並列に連設
される第１及び第２の磁路が一体に形成された固
定子と、該固定子の前記対向する磁極間に回転可
能に配置される回転子と、該回転子に巻回されて
磁束を発生させる界磁コイルと、前記固定子の前
記第１の磁路に集中巻に巻回されて負荷へ供給す
る電力を発生させる出力コイルと、前記固定子の
前記第１の磁路に集中巻に巻回され前記界磁コイ
ルに励磁電流を供給する第１の励磁コイルと、前
記固定子の前記第２の磁路に前記第１の励磁コイ
ルとは独立して前記第１の励磁コイルと同相の電
圧を誘起するように集中巻に巻回され前記界磁コ
イルに励磁電流を供給する第２の励磁コイルとを
設け、前記第１及び第２の励磁コイルによる励磁
電流を重畳させて前記界磁コイルに供給するよう
に構成することを特徴とする自励式発電機。 ６ 前記第２の磁路は前記磁極に対して前記第１
の磁路の反対側に並列に連設されて成ることを特
徴とする特許請求の範囲第５項記載の自励式発電
機。 ７ 前記第２の磁路は前記磁極に対して前記第１
の磁路と同じ側に並列に連設されて成ることを特
徴とする特許請求の範囲第５項記載の自励式発電
機。 ８ 前記第２の磁路の磁気抵抗を前記第１の磁路
の磁気抵抗より大きく設定することを特徴とする
特許請求の範囲第５項記載の自励式発電機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59076780A JPS60219946A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 自励式発電機 |
| US06/723,855 US4663582A (en) | 1984-04-17 | 1985-04-16 | Self-excited generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59076780A JPS60219946A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 自励式発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60219946A JPS60219946A (ja) | 1985-11-02 |
| JPH033461B2 true JPH033461B2 (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=13615106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59076780A Granted JPS60219946A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 自励式発電機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4663582A (ja) |
| JP (1) | JPS60219946A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617273U (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-17 | 澤藤電機株式会社 | 発電機 |
| JP2533398Y2 (ja) * | 1988-07-01 | 1997-04-23 | 東洋電装 株式会社 | 自励式単相交流発電機 |
| US6094011A (en) * | 1995-06-26 | 2000-07-25 | Kokusan Denki Co., Ltd | Discharge lamp lighting device driven by internal combustion engine |
| WO2001008287A1 (fr) * | 1999-07-22 | 2001-02-01 | Toshiharu Kawakami | Generateur |
| US20040164701A1 (en) * | 2003-02-26 | 2004-08-26 | William Hallidy | Electrodynamic machines and components therefor and methods of making and using same |
| US8085003B2 (en) * | 2009-01-19 | 2011-12-27 | Hamilton Sundstrand Corporation | Voltage regulated permanent magnet generator |
| DE102014016452B4 (de) * | 2014-11-06 | 2019-03-28 | Audi Ag | Verfahren zum Ermitteln einer Statorwicklungstemperatur einer elektrischen Maschine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US549644A (en) * | 1895-11-12 | Regulation of alternating generators |
-
1984
- 1984-04-17 JP JP59076780A patent/JPS60219946A/ja active Granted
-
1985
- 1985-04-16 US US06/723,855 patent/US4663582A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60219946A (ja) | 1985-11-02 |
| US4663582A (en) | 1987-05-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |