JPH034112B2

JPH034112B2 -

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Publication number: JPH034112B2
Application number: JP14813785A
Authority: JP
Inventors: Efu Denaadeisu Nikorasu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1991-01-22
Also published as: DE3524001A1; US4682103A; GB2161944B; JPS6188171A; FR2574556A1; GB2161944A; FR2574556B1; DE3524001C2; GB8516346D0

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は発電機の電流出力容量試験に関する。

〔従来の技術〕

発電機の据え付けに先立つて、その発電機が定
格出力電流で動作するか否かを確認することは重
要なことである。

通常の発電機性能試験方法は、発電機の回転子
を十分な容量の駆動電動機で駆動して発電機を始
動し、可変界磁電流を発電機に供給し、出力電圧
を監視しながら、出力電圧がその定格電圧に低下
するまで、可変負荷によつて出力電流を調整し、
その時点での出力電流を発電機の最大出力電流と
するものである。注意しなければならないのは、
駆動電動機は発電機の回転子を駆動するエネルギ
ーと、負荷を処理するのに必要なエネルギーとを
まかなうだけの十分な容量を必要とすることであ
る。

通常の発電機出力試験装置は発電機を駆動する
ためにかなりな動力を必要とするためこの方法は
費用のかさむものとなる。

ゴールドマン（Goldman）に付与された米国
特許第2758694号で知られている従来技術におい
て、迅速な試験を行なうために好適な装置が示さ
れている。彼の特許に示された試験は彼の意図が
何であるかの明確な理解を与えるものではない
が、最終的な分析において、ゴールドマンは出力
を測定しなながら発電機を停止したものと思われ
る、すなわち彼は発電機の界磁を磁気的に飽和さ
せ、磁化力を取り除き、界磁内の残留磁気に起因
する残留出力電流を測定する技法を提唱した。こ
れは発電機の動作状態の十分な指示を与えるとは
思えない。

〔発明の要約〕

先行技術における試験方法に含まれる不具合を
解消することは本発明の目的であり、要約すれ
ば、比例短絡出力電流を測定し、発電機の駆動源
として分数馬力電動機を使用し、発電機を定電流
源とみなし、磁気蓄積素子又は定電圧源とはみな
さない方法で発電機の最大出力電流容量の測定を
実施することである。

本発明の目的は、発電機の動作試験を可能なか
ぎり実際の動作状態に近い負荷で動作しているか
のようにして実施することである。

本発明のさらに他の目的は、界磁電圧と出力電
流との間に線形関係を与え、発電機の試験を行な
うことである。出力電流は磁速の励起の関数とな
り該磁速は正確に界磁励起電流に比例しこれは正
確に界磁励起電圧に比例するものである。界磁励
起電圧を選択された係数で割り該係数だけ回路内
で電流出力を計測している電流計の読みを増加さ
せることによつて、最大発電電流出力を指示させ
ながら、回転子を駆動するために必要な電力及び
模擬負荷へのエネルギーをかなり減少させること
ができ、又その結果発電機の保持装置もかなり簡
略化できる。

本発明は発電機と同様に同期発電機の試験にも
適用できる。

本本明は、発電機を短絡するように閉回路を構
成する電流計と、前記発電機の内部インピーダン
ス及び前記電流計と直列接続された前記発電機の
誘導素子とを含む回路で構成されており、該回路
は適切な電圧源を有し、該電圧源は前記発電機の
界磁に供給される励起電圧を備え、さらに前記回
路は前記励起電圧を前記発電機の定格電圧のあら
かじめ定められた比例値とする装置を有し、前記
発電機の出力電流は前記電流計を前記界磁励起電
圧に比例する線形関数として流れ、前記電流計は
ここを流れる電流が前記発電機ぎ負荷に接続され
た状態での最大出力電流に相当する指示側に変換
されるように目盛られている回路で実現されてい
る。

本発明のこれら及びその他の目的及び利点は、
添付図を参照した以下の記述の中で明確にされる
であろう。添付図において、類似の部品には全図
を通して同様の参照記号が付されている。

〔実施例〕

参照の目的で図示されているのは限流発電機で
ある。現在製造されているほとんどすべての発電
機はこの型のものである。

第１図の配線図は上述の目的を達成するための
本発明の例証であり、定格電圧の分電圧が発電機
の界磁電圧として供給され、１つの電流計が発電
機の出力端子の間に接続されている、発電機を定
電流源として拠い、電流計は低減された界磁電圧
比の逆数で目盛られていて、発電機の定格電流出
力を直読できるようになつている。発電機は短絡
されているので、使用されている電流計の目盛付
けによつて定格出力電流に比例した出力値が読み
とれる。

第１図の回路は１０で示されている。発電機１
１の誘導素子１７は、発電機の電機子又は固定子
であり、図示された例では、直列に内部集中イン
ピーダンス１８を有し、直接低インピーダンス電
流計１９に接続されている。該電流計の電流範囲
は前記発電機の出力電流値に適合するものであ
る。従つて前記電流計は前記発電機の短絡配線と
なつている。

界磁電流１６は開閉器１５に接続され、例えば
６ボルト、12ボルト、36ボルト又はその他の適切
な電圧を有する、番号１２，１２ａ，１２ｂ及び
１２ｃで示される調整電圧源と選択的に接続され
る。この目的は試験対象の発電機の定格出力電圧
に比例する界磁励起電圧を界磁１６に供給するた
めである。

第１図に接続されているように発電機は定電流
発電機として動作している。前記電流計１９で測
定される出力電流は１６における界磁励起電圧に
線形的に比例した関数となる。界磁励起電圧が定
格出力電圧に等しい時には、電流計１９で測定さ
れる発電機の出力電流は従来技術による回路で測
定されるような定格出力電流を示す。

駆動動力源は第１図に２０で示されていて、回
転子を駆動しており、運転上必要とされるのは、
発電機１１の内部集中インピーダンス及び電流計
１９で消費される電力損失を十分供給できる動力
を有することである。

記述されている試験方法は十分検証したもので
あり、結果として示されている精度を十分保証し
ている。

第２図は先に述べた界磁電圧Ｄに対する短絡出
力電流Ｃの関係を示すグラフである。界磁１６に
加えられる界磁電圧Ｂは変数であり、零ボルトか
ら、発電機の最大定格出力電圧Ａまで変化する。
発電機の最大出力電圧は発電機の特性として決ま
る出力電圧で、最大出力電流が測定される時点で
の出力電圧である。短絡出力電流は界磁励起電圧
の線形関数となる。

先述の試験出力電圧から重要な利点が得られ
る。従来技術による試験装置で使用される大きな
負荷抵抗器は比較的安価な電流計で置換えること
ができ、これは使用者の調整を必要とせずに最大
出力電流を容易にかつ本質的に自動的に指示す
る。駆動動力源及びその付帯設備もかなり軽減で
き、動力源は単に発電機１１の内部インピーダン
ス及び電流計１９の損失を供給するだけで十分で
ある。

第１図及び第２図において、第１図に示すよう
に発電機を接続することによつて、出力電流１９
と界磁励起電圧１６との間に線形関係を成立させ
ることができる。釣り合いをとりながら界磁励起
電圧１６を減少させ、電流計１９の表示電流値を
増加させることによつて、電流計を駆動動力源２
０としての比較的小さな駆動電動機で発電機の最
大出力電流容量を指示するように目盛付けするこ
とができる。

例えば130アンペア12ボルトの発電機で内部集
中インピーダンス0.040オームかつ負荷インピー
ダンスが12V／130Aすなわち0.0923オームである
と、消費電力は（I²−Ｚ）すなわち130A²＊
（0.040Z＋０・0923Z）、従つて2236ワツト、又は
22236W／（746W／Ｈ・Ｐ）従つて３馬力の駆動
動力を必要とする。

電流計１９で短絡電流を測定することによつ
て、負荷抵抗は実際上零オームに減るので必要な
駆動動力は130A²＊（0.040Z）／746すなわち0.91
馬力まで減少できる。

さらに、界磁電圧を6.0ボルトまで減じること
によつて、実際の出力電流は130アンペアの６／
12すなわち65アンペアとなる。電流計１９の目盛
を実際値の12／６倍で目盛ることによつて、それ
までどうり130アンペアを示すことができる。実
電流は半分となるので、必要電力I²Zは 65A²＊（0.040）／746すなわち0.226馬力まで
減少する。従つて最大出力電流を示すために必要
な駆動動力は0.226／３×100すなわち12ボルトの
発電機に対して従来技術で必要とする値の7.55％
まで減ずることができ、最大出力電流はそのまま
精密に指示させることができる。

従つて、従来技術で用いられたような大きな負
荷及び大きな動力源の必要性を除去し、数分の１
馬力の動力源を用い、負荷の代りに電流計を接続
することによつて、かなり単純化できることがわ
かるであろう。この単純化によつて大きな機械的
駆動部品や、発電機の大きな保持取付け具も不要
となり、試験設備の大きさもそれに比例して小さ
くなる。比較的小さなな駆動電動機を使用するこ
とによつて、試験の安全性が増加し、必要とされ
る電力が減少することによつて、標準の117VA.
C電源コンセントが使用できるようになる。

第１図は当該技術分野で習熟した技術者にとつ
ては試験回路の細目情報をも示している。

第１１図の回路は、ここに記術した方法とは別
の工合に使用することもできて、単に電圧を界磁
に供給し、発電機を回転させ、その出力電流を従
来型電子式電源と、測定装置の外部で比率変換を
実現する電流計とを用いて、測定することもでき
る。さらに、第１図の回路は本発明の概念から離
れることなく、種々の構成をした発電機試験装置
に組み込むことも可能である。

第１図の変形が第３図に示されている。第３図
に示す回路は広範な種類の発電機の試験を可能と
し、例えば以下の発電機の種類に容易に適応す
る：接地の正負の極性；A.B.及び絶縁型又は内
部調圧制御型界磁；自己又は外部界磁励起そして
あらゆる出力電圧に適合する。

第３図において、回路図７０は第１図において
先に記述した試験装置と原理的に同じである実施
例を示しており、構成部品の詳細回路図を示して
いる。この変形回路において、発電機は最初に電
圧モードで発電機が完全に機能するか否かを確認
するために試験される、次に、発電機は電流モー
ドで試験され、その出力電流が定格出力電流に等
しいか否かを確認するために測定する。

種々の発電機の構成に適応するために第３図で
は、単一調整器又は電子スイツチ６２（図に示さ
れている）の使用を強調している。スイツチ６２
の計測回路は電流容量測定に際しては第１図と同
様に界磁に対して供給される界磁電圧を計測し、
電圧モードでは、発電機を試験するために発電機
の出力端子を計測することもできる。第３図の明
らかな長所は発電機試験の経済性を最大にするこ
とである。第３図の回路は又指示計を有しこれは
電圧モードでは出力電圧を、又電流モードでは出
力電流を指示する。

第３図の回路は参照番号７０で示されており、
これは発電機１１に第１図の回路と同様に接続さ
れ、前記発電機の出力端子１１ａに接続された開
閉器接点５３と、前記発電機の界磁１１ｂに接続
された開閉器接点５４とを有している。接点６５
は発電機の接地端子１１ｄに接続する。開閉器、
５３−５４の動作は校正された電流出力が先に記
述したように、発電機の定格電流出力に相当する
指示器４７（電流計として機能している）上で読
み取れるように接続することである。

第３図において、参照番号９は浮動電源を示
し、回路内の全電圧は回路コモン５５を基準とし
ている。

接地極性選択スイツチ２１，５６はそれぞれ、
浮動電源の極性を正又は負接地発電機に応じて切
り換える。

図示されている電子式開閉器６２への入力は界
磁選択器から与えられ、開閉器２３，５８は手動
操作で、試験される発電機の界磁回路に合わせて
設定される。界磁励起接続スイツチ２２，５７は
自己励起又は外部励起型の場合外部電源９に接続
するためのものである。

スイツチ６２は両方向性電流電圧制限光絶縁型
制御スイツチとして示されている。

該スイツチ６２は図に示されるように、２つの
並列接続されたNPN２４及びPNP２５パワート
ランジスタを有し、これらのトランジスタのベー
ス・エミツタ回路２４ａ及び２５ａは増幅器３０
から共通のバイアス電流が供給され２つのトラン
ジスタが同時にON又はOFFとなるように接続さ
れている。ダイオード２６及び２７は極性を有す
る界磁電流を特定の電力型トランジスタに選択的
に導く。

電流検出抵抗器２８及び増幅器２９は従来から
知られている方法で増幅器３０を制御し、トラン
ジスタ２４及び２６をその安全動作範囲内で動作
させる。

浮動電源３１は前記スイツチ６２の１部品であ
つて、該スイツチに電力を供給し、該スイツチが
前記接地基準点５５の上や下の電位に浮動できる
ようにしている。

光学的に連結された絶縁器３３は電子式継電器
として動作し、前記スイツチ６２をON OFFす
る。

キヤパシタ３２は遷移速度を定め、この間に前
記スイツチ６２は切り換わるので発電機界磁回路
内の帰線ダイオード（flyback diode）が不要と
なる。

前記スイツチ６２の周辺回路として絶対電圧比
較器３４があつてこれは電圧モードでは基準電圧
を電源３５から得、比較対象電圧は、分圧回路３
６，３７、発電機電圧選択スイツチ３８電圧／電
流選択スイツチ３９、減衰抵抗器４２、試験スイ
ツチ５３を経て発電機の出力端子１１ａから得て
いる。

電圧選択スイツチ３８は第１図のスイツチ１５
と同様であり、これは試験される発電機に応じて
適切な電圧源に接続される、例えば３７ａは６ボ
ルトの基準電圧、３７ｂは12ボルトそして３７ｃ
は可変電圧源といつたものである。

負荷抵抗器４４は駆動動力源６３で測定される
発電機の軽負荷となり、正確な電圧調整を行なう
ために発電機の精密負荷となるように適合され
る。

前記指示計４７は双極型の極性表示を備えた好
適なデイタル指示計であり、電圧モードでは分圧
器４５，４６に電圧／電流切換スイツチ４１を介
して接続され、発電機の出力電圧を表示する。

トライアツク６４は負荷抵抗器４４とコモン５
５との間に接続されていて、比較器３４からの指
令を受けて、負荷低抗器４４を併入し、発電機出
力が定格電圧の約90％に達すると、駆動動力源６
３を低始動トルク特性で開始し、発電機試験の費
用をさらに低減する。

発光ダイオード表示器６１は固定子１１ｃ出力
電圧が生じると点灯するように用意されている。

電圧試験モードにおいて、電圧／電流切換スイ
ツチ３９，４０及び４１は、第３図に示すように
左側に倒れている、これは電圧動作の検証を行な
うための電圧試験位置であり、出力は指示計４７
で読まれ指示計は図に示されるように電圧計とし
て機能する。

電流モードにおいて、電圧／電流切換スイツチ
３０，４０及び４１は、図中で右側に切換えら
れ、以下に示す機能を実現する。スイツチ３９は
比較器３４を発電機の界磁回路に接続する。電子
式スイツチ６２及び比較器３４の動作は発電機の
界磁電圧を試験電圧値に調整するものであり、こ
の試験電圧値は前記発電機の定格出力電圧に比例
している。

スイツチ４０は負荷抵抗器４４及びトライアツ
ク６４を短絡するように配置されており、電流計
分流器４８を発電機の出力端子間に効果的に接続
している、これは、第１図の電流計１９と同様な
配置である。

スイツチ４１は指示計４７を増幅器４９側に切
換える。この増幅器は分流電圧４８を増幅する。
その増幅率は定格出力電圧と減圧された界磁電圧
との比であつて、校正された定格出力が指示計４
７で指示されるようにしている。減衰器４３は減
圧された界磁電圧と定格電圧との比が設定されて
おり、この界磁電圧は比例励起電圧である。従つ
て第３図の回路は記述されるように第１図の回路
と関連づけられる。

連結された試験スイツチ５３，５４を動作させ
ることによつて、回路は発電機に接続され、定格
出力電流は、現在電流計として機能している前記
指示計４７に表示される。前記スイツチは好適に
バネを有する瞬時形スイツチである。

回路の動作は以上の記述から理解されたであろ
う。試験中に発電機を好便に保持する装置は図示
されておらず又これは本発明の範囲外である。試
験の容易さ及び簡便さは発電機の出力電力に比例
した電力を発電機を動作させるための入力として
使用することに由来しており、これは、発電機の
界磁に発電機の定格出力電圧に比例した電圧を加
え、電流計を直接出力端子間に配置し、発電機を
定電流源とみなし電流計の指示目盛を減圧された
界磁電圧比の逆数倍で目盛り、発電機の定格出力
電流容量を直読できるようにすることで実現でき
る。

種々の変更を製品の形状、細部、配列及び比率
等にわたつて本出願人による発明の範囲からはず
れることなく行なえることは明白であろう。本発
明の範囲とは、添付の特許請求の範で記述され限
定されるように、先に述べた目的を実現すること
のできる製品の内に存している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回路の模式的配線図；第
２図は界磁電圧に対する短絡出力電流の関係を示
すグラフ；そして第３図は第１図の詳細回路図で
ある。符号の説明、９……浮動電源、１０……試験回
路、１１……発電機、１６……界磁、１７……電
機子、１８……内部インピーダンス、１９，４７
……指示計、３３……光アイソレータ、３４……
比較器、４８……分流器、６２……電子式スイツ
チ。

Claims

【特許請求の範囲】１比例短絡電流出力を測定することによる、発
電機の出力容量試験装置において、該試験装置は発電機と閉回路を構成する電流計と、前記発電
機の内部インピーダンス及び前記電流計と直列接
続され前記発電機を短絡する前記発電機の誘導素
子とを有する回路とで構成され、該回路は適切な
電圧源を有し、該電圧源は前記発電機の界磁に供
給される励起電圧を備え、さらに前記回路は前記
励起電圧を前記発電機の定格電圧のあらかじめ定
められた比例値とする装置を有し、前記発電機の
出力電流は前記電流計を前記界磁励起電圧に比例
する線形関数として流れ、前記電流計はここを流
れる電流が前記発電機が負荷に接続された状態で
の最大出力電流に相当する指示値に変換されるよ
うに目盛られていることを特徴とする発電機出力
試験装置。２前記発電機を定電流源として動作させるよう
に接続する回路を有する特許請求の範囲第１項に
記載の発電機出力試験装置。３前記発電機の内部インピーダンスと前記電流
計とで消費される電力のみを供給するのに十分な
動力を有する前記発電機の駆動動力回路を具備し
た特許請求の範囲第１項に記載の発電機出力試験
装置。４前記電流計が低インピーダンスである特許請
求の範囲第１項に記載の発電機出力試験装置。５前記電流計の目盛が前記界磁励起電圧と、前
記発電機の定格出力電圧との比の逆数倍で目盛ら
れている、特許請求の範囲第１項に記載の発電機
出力試験装置。６電子式スイツチと、該スイツチに含まれ
PNPトランジスタに接続されたNPNトランジス
タと、前記それぞれのトランジスタを同時に
ON、OFF制御する共通バイアス電流を具備する
装置と、前記スイツチを制御する継電器として動
作する単一の光アイソレータと、該アイソレータ
を制御するための絶対値比較器とを有する特許請
求の範囲第１項に記載の発電機出力試験装置。７共通電圧源を基準とする絶対値比較器と、前
記発電機の出力電圧を監視するために比較器に分
圧器を選択接続するスイツチとを有する特許請求
の範囲第１項に記載の発電機出力試験装置。８前記回路に接続された浮動電源を有する特許
請求の範囲第１項に記載の発電機出力試験装置。９前記回路への浮動電源と、前記電源の基準と
なる前記回路に含まれる共通接地線とを有する特
許請求の範囲第１項に記載の発電機出力試験装
置。１０分圧回路網に接続され、基準電圧を発生す
る基準電圧源と、前記発電機に前記基準電圧に比例した負荷を与
える、負荷抵抗器と、前記負荷抵抗器と同一回路
に含まれ、前記発電機の出力電圧があらかじめ定
められた値に達すると、励起される装置と、前記
負荷抵抗器に接続される比較器と、前記負荷抵抗
器と共に前記発電機の出力端子を短絡する電流計
分流器に接続されるスイツチと、励起界磁電圧に
比例して生じる定格出力電圧によつて前記分流器
に発生する電圧を増幅する増幅器に前記分流器を
切換接続する装置と、を有し、前記分圧回路は励
起電圧に比例した界磁電圧を設定し、前記電流計
を流れる出力電流がまるで負荷に接続された際の
出力電流を示すように回路を完結させるスイツチ
とで構成された特許請求の範囲第１項に記載の発
電機出力試験装置。１１前記発電機に接続された電子式スイツチ
と、前記スイツチを動作させる継電器と、を有
し、前記継電器が光学式アイソレータで構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の発電機出力試験装置。１２前記負荷抵抗器と、前記比較器とに接続さ
れたトライアツクを有する特許請求の範囲第１０
項に記載の発電機出力試験装置。