JPH0510558Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の技術分野） 本考案は多相発電機、特に例えば２相自励式発
電機において、不平衡電流が流れても出力電圧が
一定に保持される電圧調整装置を備えた多相発電
機に関するものである。

（考案の背景と問題点） 従来、例えばエンジン駆動の自励式発電機は、
第３図に示された回路構成の電圧調整装置を用い
て出力電圧を定電圧化していた。第３図におい
て、エキサイタ巻線３に発生した電圧は全波整流
器８で整流され、コンデンサ１２で平滑された直
流電圧となる。この電流電圧は制御トランジスタ
４と直列に接続されている界磁巻線２へ界磁電流
を供給する直流源である。界磁巻線２に流れる界
磁電流によつて出力巻線１の両端に出力電圧が発
生するが、該出力巻線１の途中から出力電圧の変
動を検出するための中間タツプが出されており、
該中間タツプで抽出された電圧は全波整流器９，
抵抗１５，１６及びコンデンサ１３で構成された
出力電圧検出回路５から直流の検出電圧となつて
出力される。この検出電圧は定電圧ダイオード１
０を介してトランジスタ７を制御し、該トランジ
スタ７は界磁巻線２と直列に接続されている制御
トランジスタ４を制御する。出力電圧検出回路５
からの検出電圧によつて定電圧ダイオード１０が
オン・オフし、これにより制御トランジスタ４が
オン・オフとなる。従つて界磁巻線３に流れる界
磁電流が制御され、出力巻線１の端子間電圧は定
電圧に保持される。なお界磁巻線２に並列に接続
されたダイオード１１は逆起電力を流すフリーホ
イールダイオードであり、符号６は制御トランジ
スタ制御回路、１２はコンデンサ、１４は抵抗を
表している。

ところで、第３図図示の電圧調整装置を備えた
発電機の場合、単相発電機や平衡負荷を有する多
相発電機に関しては有効である。しかしながら不
平衡電流が流れる多相発電機に関しては、充分な
電圧調整を行いえない。すなわち第４図に示され
たサイリスタ１９，２０のゲートを制御して、第
５図図示の実線の如く出力巻線１７からは半周期
休んでは１周期負荷２１に電流を供給し、また出
力巻線１８からは逆に１周期休んでは半周期負荷
２１に電流を供給する。このようにして負荷２１
に所定の周波数の電流を供給する多相発電機で
は、出力巻線１７，１８に流れる電流が不平衡と
なる。各出力巻線１７，１８に設けられている電
圧検出用の中間タツプB₁，B₂間の電圧e₀は各出
力巻線１７，１８の中間タツプB₁，B₂に発生す
る電圧e₁，e₂の和である。各出力巻線１７，１８
の巻線数、中間タツプの巻線数が各相でそれぞれ
等しい場合においても、上記説明の如く不平衡電
流が流れると、中間タツプB₁，B₂に発生する電
圧e₁，e₂は異なつてくる。

従来の多相自励式発電機は、第４図図示の中間
タツプB₁，B₂間の電圧を第３図に示された端子
A₁，A₂に接続していたため、第４図図示の２相
巻線１７，１８に不平衡電流が流れると出力電圧
の電圧変動率が悪い欠点があつた。この原因を説
明すると次の如くである。すなわち各出力巻線１
７，１８の中間タツプB₁，B₂に発生した電圧を
仮に全波整流すると、その電圧波形は第６図，
のようになり、定電圧ダイオード１０のツエナ
電圧を越えるときの電圧e_xとしたとき、制御トラ
ンジスタ４を制御するベースに電圧、すなわち制
御トランジスタ４をオフにする電圧波形は、第６
図，のようになる。一方出力電圧を定電圧化
させるべく制御トランジスタ４をオフとするに必
要なベース電圧は、各出力巻線１７，１８のうち
負荷電流が流れた側の中間タツプB₁（又はB₂）に
ついて当該中間タツプB₁（又はB₂）に発生する電
圧のうち定電圧ダイオード１０のツエナ電圧に対
応する電圧e_xを越えた時間幅T_tで示される第６図
図示の電圧波形であるべきである。ところが第
３図に示された端子A₁，A₂には、出力巻線１７，
１８の中間タツプB₁，B₂間の検出電圧e₀＝e₁＋e₂
が印加されているため、負荷電流が流れて電圧降
下が生じている出力巻線の検出電圧と負荷電流が
流れていない出力巻線の検出電圧との和の見掛け
上検出電圧が上昇した形の第７図図示の電圧波
形が印加される。その結果定電圧ダイオード１０
のツエナ電圧に対応する上記電圧e_xを超え制御ト
ランジスタ４をオフとする電圧波形は、第７図
図示の如くなり、その時間幅T_fは上記説明の第
６図図示の電圧波形の時間幅T_tより広くなる。
従つて界磁巻線２に流れる界磁電流が不足するよ
うになり、出力電圧が一定に保持されなくなる。
このような現象は不平衡電流の値が大きくなるに
伴つて出力電圧の降下が増大し、電圧変動率が悪
くなる欠点があつた。

（考案の目的と構成） 本考案は上記の欠点を解決することを目的とし
ており、、不平衡電流が流れ、その値が大きくな
つても出力電圧が一定に保持される電圧調整装置
を備えた多相発電機を提供することを目的として
いる。そしてそのため本考案の電圧調整装置を備
えた多相発電機はタツプによつて区分された出力
巻線１７，１８であつて当該出力巻線１７，１８
から夫々負荷に給電する複数個の出力巻線１７，
１８、界磁巻線２該界磁巻線２に界磁電流を流す
ための直流源、界磁巻線２に直列に接続され該界
磁巻線に流れる界磁電流を制御する制御トランジ
スタ４、出力電圧の電圧変動を検出する出力電圧
検出回路、及び該出力電圧検出回路の検出電圧に
基づいて上記制御トランジスタ４を制御する制御
トランジスタ制御回路を備え、出力電圧の電圧変
動に応じて制御トランジスタ４を制御し出力電圧
を定電化する多相発電機において、 上記出力巻線１７，１８の夫々の出力電圧を中
間タツプによつて分圧した電圧を夫々整流する整
流器２２，２３と、 当該整流された直流電圧が夫々導かれる比較器
２４，２５と、 当該夫々の比較器２４，２５に供給される基準
電圧と上記整流された直流電圧とが比較された結
果の上記比較器の出力が供給されるオア回路２６
と を有する出力電圧検出回路をもうけ、 当該出力電圧検出回路の出力にもとづいて、上
記制御トランジスタ４を制御するようにした ことを特徴としている。以下図面を参照しつつ説
明する。

（考案の実施例） 第１図は本考案の一実施例回路構成、第２図は
第１図の動作を説明する動作波形図を示してい
る。

第１図において、符号２ないし４，８，１１，
１２は既に説明した第３図のものに対応し、１７
ないし２１は第４図のものに対応している。２
２，２３は全波整流器、２４，２５は比較器、２
６はオア回路、２７は定電圧ダイオード、２８，
２９は抵抗を表している。

全波整流器２２，２３の交流端子には出力巻線
１７，１８の各々に設けられている中間タツプ
と、出力巻線１７，１８の接続点との電圧、すな
わち各相の出力電圧の一部を抽出して検出電圧と
し、この各相についての検出電圧が印加されてい
る。そして全波整流器２２，２３で整流された脈
流の電圧は、全波整流器２２，２３に対応して設
けられている比較器２４，２５で定電圧ダイオー
２７による基準電圧e_sと比較され、その出力のい
ずれか一方がオア回路２６で選択される。オア回
路２６で選択された比較器２４，２５のいずれか
一方の出力は、制御トランジスタ４をオン・オフ
し、界磁巻線２に流れる界磁電流を制御する。

今、負荷２１に供給する電流をサイリスタ１
９，２０のゲートを適宜制御して第４図で説明し
た如く、出力巻線１７からは半周期休んでは１周
期負荷２１に供給し、また出力巻線１８からは逆
に１周期休んでは半周期負荷２１に供給するもの
とする。負荷電流が流れることによりその出力巻
線の出力に電圧降下が生じるので、全波整流器２
２，２３の直流出力に現れる電圧波形は、例えば
第２図，図示のようになる。T₁とT₂，T₄と
T₅の期間では出力巻線１７から負荷２１に電力
が供給され、T₃，T₆の期間では出力巻線１８か
ら負荷２１に電力が供給されることを示してい
る。同図，における１点鎖線は比較器２４，
２５の基準電圧e_sのレベルを表しており、全波整
流器２２，２３の直流出力が当該基準電圧e_sと比
較される結果、比較器２４，２５から同図，
に示された電圧波形がそれぞれ出力される。この
電圧波形の信号がオア回路２６に入力するから、
当該オア回路２６からは同図に示された電圧波
形の信号が得られる。このオア回路２６から得ら
れた電圧波形の論理「Ｈ」の信号は、同図から明
らかな様に、負荷２１に電力を供給している出力
巻線の検出電圧の内、比較器２４，２５の基準電
圧e_sを超えた時間幅と一致している。そしてオア
回路２６から出力された電圧波形の論理「Ｈ」の
信号は、制御トランジスタ４をオフに動作させ
る。従つて界磁巻線２への界磁電流の供給はこの
論理「Ｈ」の信号の間断たれるが、これは既に説
明した第６図に示された時間T_tに一致してい
る。そして負荷２１に流れる電流が増大するにつ
れ、当該オア回路２６から出力される電圧波形の
論理「Ｌ」の信号が断続する期間は短くなる方向
に作用し、出力電圧の電圧降下を補償するに足る
界磁電流が界磁巻線２に流れる。従つて平衡電流
が流れる場合はもとより、不平衡電流が流れる場
合においても、各相の出力電圧は一定に保持さ
れ、電圧変動率が改善される。

（考案の効果） 以上説明した如く、本考案によれば、出力巻線
の相毎に検出電圧を抽出すると共に、比較器を設
け、負荷電流が流れている相の検出電圧に基づい
て界磁電流を制御する制御トランジスタを制御す
るようにしたので、出力電圧が定電圧に保持さ
れ、電圧変動率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例回路構成、第２図は
第１図の動作を説明する動作波形図、第３図は従
来の電圧調整装置を備えた単相発電機の回路構
成、第４図は従来の多相発電機における検出電圧
の抽出位置を説明している検出電圧抽出説明図、
第５図は不平衡電流の発生を説明している電流波
形説明図、第６図、第７図は従来の検出電圧の抽
出に基づく定電圧化が不充分であることを説明す
る電圧波形説明図を示している。 図中、１は出力巻線、２は界磁巻線、３はエキ
サイタ巻線、４は制御トランジスタ、５は出力電
圧検出回路、６は制御トランジスタ制御回路、７
はトランジスタ、８，９は全波整流器、１０は定
電圧ダイオード、１１はダイオード、１２，１３
はコンデンサ、１４ないし１６は抵抗、１７，１
８は出力巻線、１９，２０はサイリスタ、２１は
負荷、２２，２３は全波整流器、２４，２５は比
較器、２６はオア回路、２７は定電圧ダイオー
ド、２８，２９は抵抗を表している。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 タツプによつて区分された出力巻線１７，１８
   であつて当該出力巻線１７，１８から夫々負荷に
   給電する複数個の出力巻線１７，１８、界磁巻線
   ２、該界磁巻線２に界磁電流を流すための直流
   源、界磁巻線２に直列に接続され該界磁巻線に流
   れる界磁電流を制御する制御トランジスタ４、出
   力電圧の電圧変動を検出する出力電圧検出回路、
   及び該出力電圧検出回路の検出電圧に基づいて上
   記制御トランジスタ４を制御する制御トランジス
   タ制御回路を備え、出力電圧の電圧変動に応じて
   制御トランジスタ４を制御し出力電圧を定電化す
   る多相発電機において、 上記出力巻線１７，１８の夫々の出力電圧を中
   間タツプによつて分圧した電圧を夫々整流する整
   流器２２，２３と、 当該整流された直流電圧が夫々導かれる比較器
   ２４，２５と、 当該夫々の比較器２４，２５に供給される基準
   電圧と上記整流された直流電圧とが比較された結
   果の上記比較器の出力が供給されるオア回路２６
   と を有する出力電圧検出回路をもうけ、 当該出力電圧検出回路の出力にもとづいて、上
   記制御トランジスタ４を制御するようにした ことを特徴とする電圧調整装置を備えた多相発電
   機。