JPH0526955Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、コンデンサ励磁形発電機に係り、と
くに二つの主発電巻線を備え、これらの主発電巻
線の接続関係を変えて異なる電圧値の出力を得る
ことが可能なコンデンサ励磁形発電機に関する。

〔従来の技術〕 一般に、コンデンサ励磁形発電機は、回転子に
巻装された界磁巻線の両端にダイオードを接続す
るとともに、固定子に巻装された主発電巻線及び
この主発電巻線に90°の電気的位相差を有する補
助発電巻線を備え、この補助発電巻線の両端にコ
ンデンサを接続するという構成を有している。コ
ンデンサ励磁形発電機は、このような比較的簡単
な構成でありながら、出力電圧に対する安定化の
機能を有していることから、とくに小形の発電機
の分野で多く使用されている。

ところで、上述したコンデンサ励磁形発電機に
対しては、従来より、第１、第２の２つの主発電
巻線を装備し、この第１、第２の主発電巻線を相
互に直列又は並列に接続することによつて異なつ
た電圧値を有する複数の出力を得る構造のものが
ある。例えば、第１、第２の主発電巻線の巻数比
を等しい構成とすると、直列接続に対する並列接
続の出力電圧比は２：１となる。このため、１台
の発電機の多目的化を図ることができるようにな
つていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来例にあつては、例え
ば第１、第２の主発電巻線の巻数比が等しい場合
において、その接続を変えても２：１（例えば200
〔Ｖ〕：100〔Ｖ〕）の電圧比を有する出力しか得ら
れないことから、例えばユーザーが２：1.14（例
えば200〔Ｖ〕：200／√３〔Ｖ〕）の電圧比を有す
る出力を希望した場合には、巻線比を変えない限
り、そのニーズに容易に応えることが難しいとい
う状況にあつた。この場合において、種々の電圧
比を希望する小口のユーザーに対して、その都度
巻線比を変更して生産することは、製造効率が著
しく低下し、強いては製造コストの上昇を招来す
るという問題があつた。

〔考案の目的〕

本考案は、かかる従来技術の有する状況に鑑み
なされたもので、各巻線の巻数比を変更すること
なく、第１、第２の主発電巻線相互の接続状況に
係る以外の電圧値を有する出力を容易に得ること
のできるコンデンサ励磁形発電機を提供すること
を、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案では、第１及び第２の主発電巻線と、こ
の二つの主発電巻線に対し90°の電気的位相差を
もつて配設され且つ励磁用のコンデンサと閉回路
を形成する補助発電巻線と、二つの主発電巻線及
び補助発電巻線に対して磁気的に結合され且つダ
イオードを介して閉回路を形成する界磁巻線とを
備え、補助発電巻線の励磁用コンデンサに、必要
に応じて励磁用の補助コンデンサを並列接続する
と共に、第１及び第２の主発電巻線の出力端を必
要に応じて直列接続又は並列接続に切り換え接続
する出力切換手段を装備している。そして、この
出力切換手段の動作に応じて作動し、第１及び第
２の主発電巻線の出力端が並列接続された場合に
は補助コンデンサを励磁用コンデンサに並列接続
すると共に、第１及び第２の主発電巻線の出力端
が直列接続された場合には補助コンデンサを励磁
用コンデンサから解放する容量可変設定手段を装
備する、という構成を採つている。これによつて
前述した目的を達成しようとするものである。

〔作用〕

発電機が駆動されると、界磁巻線及び補助発電
巻線に付勢され、第１、第２の主発電巻線に各々
起電力が誘起され出力される。そして、負荷電流
が変わつても出力電圧の安定化が図られる。ま
た、出力切換手段によつて主発電巻線の接続関係
を変えると、これに対応して電圧の異なる出力が
得られる。

この場合において、出力切換手段の切換動作に
連動して容量可変手段を動作させ、補助発電巻線
の両端に接続されている励磁用のコンデンサの容
量を変えると、補助発電巻線両端の電圧が変わ
り、従つて、巻数比を変えなくてもコンデンサ容
量の変化分に対応して出力電圧を可変せしめるこ
とができる。これにより、例えば主発電巻線相互
の巻数比が等しい場合、その直列接続のときの出
力が200〔Ｖ）の電圧のものであるとすれば、その
並列接続のとき（このときコンデンサ容量を連動
して変化させる）の出力が114〔Ｖ〕（この場合、
コンデンサ容量を変えなければ100〔Ｖ〕）の電圧
を有する出力を得ることが可能となる。また、こ
の場合、コンデンサ容量の可変設定を、出力切換
手段に連動させているため、その操作が簡単化さ
れる。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図ないし第３図
に基づいて説明する。

第１図において、符号２はコンデンサ励磁方式
に係る発電機の発電機本体を示し、符号４は当該
発電機のコントロール盤を示す。発電機本体２
は、図示しないエンジン等の駆動源によつて回転
駆動する発電部６を備えている。

これを詳述すると、発電部６は、回転子（図示
せず）に巻装された界磁巻線８と、この界磁巻線
８に対抗して固定子（図示せず）に巻装された第
１、第２の主発電巻線１０Ａ，１０Ｂ及び補助発
電巻線１２とを有している。この内、補助発電巻
線１２は、第１、第２の主発電巻線１０Ａ，１０
Ｂに対して電気的に90°の位相差を有するよう巻
装されている。そして補助発電巻線１２の両端
ａ，a′には、励磁用のコンデンサ１４及び該コン
デンサ１４の容量を変える容量可変手段１６が並
設されている。また、界磁巻線８の両端ｂ，b′は
整流用のダイオード１８に接続され、閉回路が構
成されている。

一方、コントロール盤４には、発電出力を取出
すための装備がなされており又操作用の各種装備
がなされている。すなわち、コントロール盤４
は、トランスフア接点を有し相互に連動する第
１、第２の切換部２０Ａ，２０Ｂを有する第１の
スイツチである出力切換手段２０と、容量可変手
段１６の一部を構成する容量可変設定手段として
の第２のスイツチ２２と、出力取出し用の第１、
第２のコンセント２４Ａ，２４Ｂ、及びブレーカ
２６Ａ，２６Ｂとを装備している。

そして、第１の主発電巻線１０Ａの一端ｃは、
ブレーカ２６Ａ、第１のコンセント２４Ａ、ブレ
ーカ２６Ｂを順次介して第２の主発電巻線１０Ｂ
の一端d′に至る。また、ブレーカ２６Ａ，２６Ｂ
の負荷側は、各々第１、第２の切換部２０Ａ，２
０Ｂの常閉接点ｂに接続されている。

他方、第１の主発電巻線１０Ａの他端c′は、第
１の切換部２０Ａの常開接点ａ及び第２の切換部
２０Ｂの共通端子ｃに至るとともに、第２のコン
セント２４Ｂを介してブレーカ２６Ｂの負荷に至
るという構成になつている。更に、第２の主発電
巻線１０Ｂの他端ｄは、第１の切換部の共通端子
ｃに接続されている。

このため、出力切換手段２０に対し適宜切換操
作を施すと、第１、第２の主発電巻線１０Ａ，１
０Ｂからの出力経路は、等価的には第２図ないし
第３図の如くになる。即ち、第１、第２の切換部
２０Ａ，２０Ｂの接点が各々、〔ｃ−ａ〕間が
「接」（第１図中の点線状態参照）の場合（以下、
単に「直列モード」という）には、第２図に示す
ように、第１、第２のコンセント２４Ａ，２４Ｂ
から異つた電圧値の出力が取り出される。反対
に、第１、第２の切換部２０Ａ，２０Ｂの接点が
各々、〔ｃ−ｂ〕間が「接」（第１図中の実線状態
参照）の場合（以下、単に「並列モード」とい
う）には、第３図に示すように第１のコンセント
２４Ａから出力が得られることとなる。ここで、
第１のスイツチ２０の常開、常閉接点に対する接
続関係は反対にするとしてもよい。

一方、容量可変設定手段としての第２のスイツ
チ（常閉スイツチ）２２は、付加用の補助コンデ
ンサ２８と直列接続されて容量可変手段１６の一
部を構成している。この容量可変手段１６は前述
した励磁用のコンデンサ１４に並列接続されてい
る。この内、補助コンデンサ２８は発電機本体２
に内装されている。また、前述した容量可変設定
手段としての第２のスイツチ２２は、第１のスイ
ツチ２０に連動してオン・オフする構成となつて
いる。

このため、前述した「直列モード」の場合に
は、第２のスイツチ２２がオフとなつて第２図の
如く、コンデンサ１４のみが励磁用として作用
し、「並列モード」の場合には、第２のスイツチ
２２がオンとなつて第３の如くコンデンサ１４及
び２８が励磁用として作用する回路構成となつて
いる。

すなわち、本実施例にあつては、補助発電巻線
１２の励磁用コンデンサ１４に、必要に応じて励
磁用の補助コンデンサ２８を並列接続すると共
に、第１及び第２の主発電巻線１０Ａ，１０Ｂの
出力端を必要に応じて直列接続又は並列接続に切
り換え接続する出力切換手段２０が装備されてい
る。そして、この出力切換手段２０の動作に応じ
て作動し、第１及び第２の主発電巻線１０Ａ，１
０Ｂの出力端が並列接続された場合には補助コン
デンサ２８を励磁用コンデンサ１４に並列接続す
ると共に、第１及び第２の主発電巻線１０Ａ，１
０Ｂの出力端が直列接続された場合には補助コン
デンサ２８を励磁用コンデンサ１４から解放する
容量可変設定手段としての第２のスイツチ２２が
装備された構成となつている。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず、図示しない駆動源によつて当該発電機を
駆動せしめると、回転子の有する残留磁気によつ
て補助発電巻線１２に起電力が生じ、この起電力
によつてコンデンサ１４、又は、コンデンサ１４
及び補助コンデンサ２８に進相電流が流れる。こ
の進相電流に基づく補助発電巻線１２と界磁巻線
８との誘導作用によつて該界磁巻線８にも電圧が
誘起される。この電圧による電流はダイオード１
８により整流され、回転子には一定方向の磁界が
発生する。そして、回転子が回転されているので
回転磁界となり、第１、第２の主発電巻線１０
Ａ，１０Ｂに起電力が誘起され、負荷に供給され
る。この場合、負荷状態が変わり、負荷電流が変
動しても、その出力電圧の安定化が図られるよう
になつている。

ここで、仮に第１、第２の主発電巻線１０Ａ，
１０Ｂの巻数比が等しく、前述した「直列モー
ド」（第２図の状態）のとき、第１のコンセント
２４Ａから200〔Ｖ〕、第２のコンセント２４Ｂか
ら100〔Ｖ〕の出力電圧が得られるよう各回路定数
が設定されているものとし、その場合のコンデン
サ１４の容量をCeとする。これを「並列モード」
（第３図の状態）のとき、第１のコンセント２４
Ａから114〔Ｖ〕の出力電圧を得たい場合には、出
力電圧はそのコンデンサ容量に略比例することか
ら、前述した補助コンデンサ２８の容量CxをCe
の14％ないし15％程度としておけばよい。

これにより、第１のスイツチである出力切換手
段２０を切換えれば、第１のコンセント２４Ａか
らは「直列モード」及び「並列モード」に対応し
て「200V」及び「114V」の交流出力が得られ
る。逆に、補助コンデンサ２８を付加しない場合
には、「直列モード」及び「並列モード」におい
ても、第１のコンセント２４Ａからは200〔Ｖ〕及
び100〔Ｖ〕の交流出力しか得られない。

このように、本実施例では、出力電圧が高い直
列接続時には励磁電流を低くすると共に、出力電
圧が低い並列接続時には励磁電流を大きくするこ
とにより、例えばエンジン発電機におけるエンジ
ンに負担をかけることなく出力電圧を例えば
200V，100V及び中間の114Vと３種類のものが得
られるようになつている。

上述した機能は、第１、第２の主発電巻線１０
Ａ，１０Ｂの巻数が相異なる場合又は意図する交
流出力が200〔Ｖ〕，100〔Ｖ〕，114〔Ｖ〕以外の場合
であつても同様である。

なお、上記実施例では、主発電巻線として第
１、第２の２つの場合について示したが、必要に
応じて３つ以上に増やしてもよい。また、巻線接
続切換用の第１のスイツチ２０の接続を変えて、
「並列モード」のときに第２のコンセント２４Ｂ
から、及び「直列モード」のとき第１のコンセン
ト２４Ａから各々出力を取り出すよう構成しても
よい。また、励磁用のコンデンサ１４に対して
は、付加の可変用コンデンサを並列若しくは直列
又は直並列に連結せしめて、全体の容量を変える
ようにしてもよい。また、第１のスイツチ２０と
第２のスイツチ２２の連動は必要に応じて行うこ
とも可能であり、それらは同一スイツチに収める
構成としてもよい。

また、第１図に示す第１のスイツチである出力
切換手段２０及びコンセント２４Ａ，２４Ｂの部
分における接続回路については、例えば第４図に
示す如く変化させて使用してもよい。ここで符号
２０Ｃは他の切換スイツチを示す。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案は、出力切換手段の切換
動作に連動させて容量可変設定手段を動作せし
め、励磁用のコンデンサの全体的容量を可変設定
させるようにしたので、各巻線の巻数比及び主発
電巻線の接続状況により定められる出力電圧値の
ほか、必要とする出力電圧値を所定範囲内で段階
的に自動設定することができ、このため、出力電
圧の多様なニーズに対し各巻線の巻数比等を変更
することなく応え得ることから、とくに小口の需
要に対しても迅速に対応することができ、また汎
用性が大となるとともに、出力切換手段と容量可
変設定手段とを連動させていることから、その所
望の出力に対する切換操作も簡単に行うことがで
き、しかも二つの主発電巻線の出力端を直列接続
した場合には励磁用の補助コンデンサを解放する
ようにしたので、発電機の出力の急増を抑制し駆
動側からみた負荷の増大を抑えることができ、従
つて発電機全体の容量を変えることなく出力電圧
値を所定範囲内で可変設定し得るという従来にな
い実用的なコンデンサ励磁形発電機を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２
図は第１図の「直列モード」に係る等価的な回路
図、第３図は第１図の「並列モード」に係る等価
的な回路図、第４図は第１図の実施例における変
形例を示す回路図である。 ８……界磁巻線、１０Ａ，１０Ｂ……第１、第
２の主発電巻線、１２……補助発電巻線、１４…
…コンデンサ、１６……容量可変手段、１８……
ダイオード、２０……出力切換手段としての第１
のスイツチ、２２……容量可変設定手段としての
第２のスイツチ、２８……補助コンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 第１及び第２の主発電巻線と、この二つの主発
   電巻線に対し90°の電気的位相差をもつて配設さ
   れ且つ励磁用のコンデンサと閉回路を形成する補
   助発電巻線と、前記二つの主発電巻線及び補助発
   電巻線に対して磁気的に結合され且つダイオード
   を介して閉回路を形成する界磁巻線とを備え、 前記補助発電巻線の励磁用コンデンサに、必要
   に応じて励磁用の補助コンデンサを並列接続する
   と共に、前記第１及び第２の主発電巻線の出力端
   を必要に応じて直列接続又は並列接続に切り換え
   接続する出力切換手段を装備し、 この出力切換手段の動作に応じて作動し、前記
   第１及び第２の主発電巻線の出力端が並列接続さ
   れた場合には前記補助コンデンサを前記励磁用コ
   ンデンサに並列接続すると共に、前記第１及び第
   ２の主発電巻線の出力端が直列接続された場合に
   は前記補助コンデンサを前記励磁用コンデンサか
   ら解放する容量可変設定手段を装備したことを特
   徴とするコンデンサ励磁形発電機。