JPH07108080B2 - Synchronous generator - Google Patents

Synchronous generator

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JPH07108080B2
JPH07108080B2 JP19669487A JP19669487A JPH07108080B2 JP H07108080 B2 JPH07108080 B2 JP H07108080B2 JP 19669487 A JP19669487 A JP 19669487A JP 19669487 A JP19669487 A JP 19669487A JP H07108080 B2 JPH07108080 B2 JP H07108080B2
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JP
Japan
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power generation
winding
crankshaft
ignition
generation winding
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保博 角田
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、原動力を内燃機関よりクランク軸を介して得
る単相自励形の同期発電機に関するものである。
The present invention relates to a single-phase self-excited synchronous generator that obtains motive power from an internal combustion engine via a crankshaft.

【従来の技術】[Prior art]

従来から、内燃機関(エンジン)により自励形同期発電
機の回転子を駆動し、その出力を当該内燃機関の点火用
電源として使用することが知られている。 第4図に、このような自励形同期発電機(通常「野中
式」と呼ばれている)の全体構成を示す(実開昭61−84
672号公報)。第4図において、1は主発電巻線、2は
コンデンサ巻線(励磁巻線)、3はコンデンサ、4は界
磁巻線、5はダイオード、6は固定子、7は回転子、8
は主磁極、9は主発電ユニット部、10は負荷接続用コン
セント、11はコンデンサ、12はエンジン点火用発電巻
線、13はエンジン点火回路ユニット、14は点火コイル、
15,16はダイオード、17はコンデンサ、18は点火タイミ
ングパルス発生コイル、19はサイリスタ、20はトランジ
スタ、21ないし23は抵抗、24,25は点火用磁極(永久磁
石)を表している。 この発電機の始動時の動作は次の通りである。第4図図
示の状態の場合、回転子回転始動時において、点火用磁
極24,25の磁束がエンジン点火用発電巻線12と交差する
ことからエンジン点火用発電巻線12に電圧が誘起され
る。この時ダイオード15などを介してエンジン点火用発
電巻線12内に電流が還流する。この時回転子7は回転し
ており、エンジン点火用発電巻線12内に流れる電流によ
り、界磁巻線4に電圧が誘起され、ダイオード5によっ
て整流された電流が界磁巻線4内を還流し、主磁極8の
磁極N,Sをつくる。そして、この磁極N,Sによってコンデ
ンサ巻線2に電圧が誘起され、コンデンサ巻線2に進相
電流が流れる。その結果、界磁巻線4に電圧が誘起さ
れ、前記磁極N,Sを増強するように働く。即ち、主発電
巻線1の電圧が確立される。 エンジン点火回路ユニット13は、次のように動作する。 エンジン点火用発電巻線12に、その端子T3側が負極性と
なる電圧が誘起される半周期において、図示ダイオード
15がオンしてエンジン点火用発電巻線12に還流電流を流
すと共に、同時にダイオード16もオンしてコンデンサ17
を図示極性に充電する。端子T3側が正極性となる電圧が
誘起される半周期においては、トランジスタ20は最初か
らオンされる。所定のタイミングで点火タイミングパル
ス発生コイル18からサイリスタ19のゲートに信号が入る
と、サイリスタ19はオンしてトランジスタ20をオフとす
る。その結果、点火コイル14の一次巻線には急峻な電流
が流れ、これにより二次巻線に高電圧が発生する。この
高電圧が点火プラグへ送られ、点火に使われる。第10図
に、エンジン点火回路ユニット13の各部の波形を示す。 第6図に、第4図に示されるような同期発電機の固定子
に配設する主発電巻線(MW)1,コンデンサ巻線(EXW)
2,エンジン点火用発電巻線(MgW)12等の従来の分布配
置を示す(但し、この図では交流出力の他に直流出力を
も得ることを目的として直流出力巻線DCWが設けてある
例を示す)。第6図は、スロットの数が24の場合で、円
周上の番号は、スロット番号を示している。従って、隣
接するスロット間隔は15゜となる。ここで「ピーク」或
いは「ニュートラル」と記してある位置は、回転子の磁
極中心がこの位置に対向したとき、各巻線の出力がそれ
ぞれ最大あるいはゼロとなる位置を表している。 点火用磁極24,25は同極性であり、これらによって設定
された電圧が相加わるようにエンジン点火用発電巻線12
に結線される。そのように結線してあるから、主磁極8
によって誘起される電圧は打ち消し合う。点火用磁極2
4,25は、同極性であるため、これらにより主発電巻線1
に誘起される電圧も打ち消し合う。 第9図に、固定子各巻線の巻線図を示す。各端子、巻線
の番号は第4図のものに対応している。主発電巻線1が
端子T1,T1′間に2極構成で巻回され、端子T4,T4′間に
直流出力巻線26(第9図には図示されていない)が巻回
されている。また、端子T2,T2′の間にコンデンサ巻線
2が巻回されている。更に、端子T3,T3′間には、エン
ジン点火用発電巻線12が、主発電巻線1と同位相の電圧
を発生するように巻回されている。図示したように、主
発電巻線1は隣接するスロットに連続して配置(例え
ば、スロット10から15まで連続して配置)されるのが従
来一般的であった。これが全スロットの50〜70%を占め
る。そして、残りのスロットに他の巻線が挿入される。 このような同期発電機の回転子をエンジンのクランク軸
に取り付けて駆動するのであるが、その取り付けの位置
関係は第7図のようにしていた。 第7図において、DKはクランク軸基準方向,DHは上死点
位置,DPは主磁極中心方向,8は主磁極,30はパルサコイル
を示す。クランク軸基準方向DKとは、クランク軸の回転
中心からクランク軸に対して決めた特定の方向であり、
クランク軸の回転位置(回転角度)を示すのに用いる。
第7図においては、クランク軸が回転して、クランク軸
基準方向DKが上死点位置DHと記した位置まで来た時、ピ
ストンは上死点に来ているということを意味している。 第7図(a)は、エンジンの点火瞬時におけるクランク
軸と回転子の位置関係を示す。エンジンの点火は燃料の
爆発力を有効に使うため、上死点より所定角度aだけ前
の時点で行われる(この例では、その角度aを23゜とし
ている)。このことより、点火瞬時においては、クラン
ク軸基準方向DKは、上死点位置DHより左へ角度aの位置
になければならないことが分かる。第8図は、第7図
(a)の上死点位置付近の拡大図である。そして、この
時、主磁極中心方向DPが、固定子に配設されている主発
電巻線1のピーク位置にほぼ一致するよう回転子を位置
決めして、クランク軸に取り付けていた。主発電巻線1
のピーク位置は、第6図に示したように、X方向から1
スロット分つまり15゜左回転した位置であるが、第7図
(a)の例では、主磁極中心方向DPをこれに近い11.5゜
になるような位置関係にして、クランク軸に取り付けて
いる。 エンジンが点火されるとピストンは爆発力に押されるか
ら、クランク軸の回転速度は急激に増大する。4サイク
ルエンジンにおいては、ピストンが上死点にあった位置
から所定角度bだけ回転した時、クランク軸の回転速度
は最大になる。第7図(b)では、その所定角度bが17
0゜の例を示している。従って、点火瞬時のクランク軸
基準方向DKの位置からみると、193゜回転したことにな
る。この時、主磁極中心方向DPは、図示するように、X
の負方向から1.5゜右回転した位置に来ることになる。
この位置は主発電巻線1のもう一方のピーク位置の近傍
となる。
BACKGROUND ART It has been conventionally known to drive a rotor of a self-excited synchronous generator by an internal combustion engine (engine) and use its output as a power source for ignition of the internal combustion engine. Fig. 4 shows the overall configuration of such a self-excited synchronous generator (usually called the "Nonaka-type") (Actual No. Sho 61-84).
(Publication No. 672). In FIG. 4, 1 is a main power generation winding, 2 is a capacitor winding (excitation winding), 3 is a capacitor, 4 is a field winding, 5 is a diode, 6 is a stator, 7 is a rotor, 8
Is a main pole, 9 is a main power generation unit, 10 is a load connection outlet, 11 is a capacitor, 12 is an engine ignition power generation winding, 13 is an engine ignition circuit unit, 14 is an ignition coil,
Reference numerals 15 and 16 are diodes, 17 is a capacitor, 18 is an ignition timing pulse generating coil, 19 is a thyristor, 20 is a transistor, 21 to 23 are resistors, and 24 and 25 are ignition magnetic poles (permanent magnets). The operation at the time of starting this generator is as follows. In the case of the state shown in FIG. 4, when the rotor starts rotating, the magnetic fluxes of the ignition magnetic poles 24 and 25 intersect the engine ignition power generation winding 12, so that a voltage is induced in the engine ignition power generation winding 12. . At this time, a current flows back into the engine ignition power generation winding 12 via the diode 15 and the like. At this time, the rotor 7 is rotating, a voltage is induced in the field winding 4 by the current flowing in the engine ignition power generation winding 12, and the current rectified by the diode 5 flows in the field winding 4. It recirculates to form the magnetic poles N and S of the main magnetic pole 8. Then, a voltage is induced in the capacitor winding 2 by the magnetic poles N and S, and a phase advance current flows in the capacitor winding 2. As a result, a voltage is induced in the field winding 4 and acts to enhance the magnetic poles N and S. That is, the voltage of the main power generation winding 1 is established. The engine ignition circuit unit 13 operates as follows. In the engine ignition power generation winding 12, in the half cycle in which a voltage whose terminal T 3 side has a negative polarity is induced, the diode shown in the figure
When 15 turns on and the return current flows through the engine ignition power generation winding 12, the diode 16 also turns on and the capacitor 17
Is charged to the polarity shown. In the half cycle in which the voltage having the positive polarity on the terminal T 3 side is induced, the transistor 20 is turned on from the beginning. When a signal is input from the ignition timing pulse generating coil 18 to the gate of the thyristor 19 at a predetermined timing, the thyristor 19 turns on and the transistor 20 turns off. As a result, a steep current flows in the primary winding of the ignition coil 14, which causes a high voltage in the secondary winding. This high voltage is sent to the spark plug and used for ignition. FIG. 10 shows the waveform of each part of the engine ignition circuit unit 13. Fig. 6 shows the main generator winding (MW) 1 and the capacitor winding (EXW) arranged on the stator of the synchronous generator as shown in Fig. 4.
2, the conventional distribution arrangement of the engine ignition power generation winding (MgW) 12 etc. is shown (however, in this figure, a DC output winding DCW is provided for the purpose of obtaining DC output in addition to AC output) Indicates). FIG. 6 shows the case where the number of slots is 24, and the numbers on the circumference indicate the slot numbers. Therefore, the interval between adjacent slots is 15 °. Here, the position described as "peak" or "neutral" indicates the position where the output of each winding becomes maximum or zero when the magnetic pole center of the rotor faces this position. The ignition magnetic poles 24 and 25 have the same polarity, and the engine ignition power generation winding 12 is arranged so that the voltages set by them are added.
Is connected to. Since the connection is made in this way, the main magnetic pole 8
The voltages induced by them cancel each other out. Ignition magnetic pole 2
Since 4,25 have the same polarity, the main generator winding 1
The voltages induced in the cells also cancel each other out. FIG. 9 shows a winding diagram of each winding of the stator. The numbers of the terminals and windings correspond to those in FIG. The main generator winding 1 is wound between terminals T 1 and T 1 ′ in a two-pole configuration, and a DC output winding 26 (not shown in FIG. 9) is wound between terminals T 4 and T 4 ′. It has been turned. The capacitor winding 2 is wound between the terminals T 2 and T 2 ′. Further, an engine ignition power generation winding 12 is wound between the terminals T 3 and T 3 ′ so as to generate a voltage having the same phase as the main power generation winding 1. As shown in the figure, the main power generation winding 1 is generally arranged continuously in adjacent slots (for example, continuously arranged in slots 10 to 15). This accounts for 50 to 70% of all slots. Then, another winding is inserted into the remaining slot. The rotor of such a synchronous generator is mounted on the crankshaft of the engine for driving, and the positional relationship of the mounting is as shown in FIG. In FIG. 7, D K is the crankshaft reference direction, D H is the top dead center position, D P is the main magnetic pole center direction, 8 is the main magnetic pole, and 30 is the pulsar coil. The crankshaft reference direction D K is a specific direction determined with respect to the crankshaft from the rotation center of the crankshaft,
It is used to indicate the rotation position (rotation angle) of the crankshaft.
In FIG. 7, when the crankshaft rotates and the crankshaft reference direction D K reaches the position described as the top dead center position D H , it means that the piston is at the top dead center. There is. FIG. 7 (a) shows the positional relationship between the crankshaft and the rotor at the instant of ignition of the engine. In order to effectively use the explosive force of the fuel, the engine is ignited a predetermined angle a before the top dead center (in this example, the angle a is 23 °). From this, it is understood that at the ignition instant, the crankshaft reference direction D K must be at the position of the angle a to the left of the top dead center position D H. FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the top dead center position of FIG. 7 (a). At this time, the rotor was positioned and attached to the crankshaft so that the main magnetic pole center direction D P substantially coincided with the peak position of the main power generation winding 1 arranged on the stator. Main power winding 1
As shown in FIG. 6, the peak position of is 1 from the X direction.
Although it is a position rotated by 15 ° to the left by the slot, in the example of FIG. 7 (a), the main magnetic pole center direction D P is mounted on the crankshaft in a positional relationship such that it is 11.5 ° close to this. . When the engine is ignited, the piston is pushed by the explosive force, so that the rotational speed of the crankshaft rapidly increases. In a four-cycle engine, when the piston rotates a predetermined angle b from the position at the top dead center, the rotation speed of the crankshaft becomes maximum. In FIG. 7 (b), the predetermined angle b is 17
An example of 0 ° is shown. Therefore, when viewed from the position of the crankshaft reference direction D K at the instant of ignition, the rotation is 193 °. At this time, the main magnetic pole center direction D P is, as shown in the figure, X
It will come to a position rotated 1.5 ° to the right from the negative direction of.
This position is near the other peak position of the main power generation winding 1.

【発明が解決しようとしている問題点】[Problems to be solved by the invention]

(問題点) 前記した従来の技術には、発生するピーク電圧が交互に
大きくなったり、小さくなったりするという問題点があ
った。 (問題点の説明) 第5図(a)に、4サイクルエンジンにおけるクランク
軸の回転速度の変化を示す。クランク軸の回転速度は、
圧縮工程においてピストンが上死点に達する所で最小と
なり、爆発工程において増大し、該工程の終わり近くで
最大となる(第7図(b)参照)。 クランク軸への回転子の取り付け位置関係が従来のよう
であると、主発電巻線1より得られる交流出力電圧波形
は第5図(b)のようになる。即ち、該電圧はクランク
軸の回転に従い、吸入工程の終わりの時期に正の第1の
ピーク,爆発工程の終わりの時期に正の第2のピークを
迎える。爆発工程の終わりの時期は、クランク軸が最大
速度で回転する(第7図(b))のに対し、吸入工程の
終わりの時期の速度は小さい。そのため、第2のピーク
と第1のピークの電圧差ΔVは大きくなる。電圧差ΔV
が大きいと、交流出力を照明用機器等の電源として使用
したとき、フリッカを生じ易くなる。 なお、第5図(b)の16.5゜は、第7図(b)の15゜+
1.5゜の16.5゜に対応している。 本発明は、クランク軸への回転子の取り付け位置関係と
主発電巻線等の配設位置に起因する上記のような電圧差
ΔVを低減することを目的とするものである。
(Problem) The above-mentioned conventional technique has a problem that the generated peak voltage is alternately increased or decreased. (Explanation of Problems) FIG. 5 (a) shows changes in the rotational speed of the crankshaft in a 4-cycle engine. The rotation speed of the crankshaft is
It becomes the minimum in the compression process where the piston reaches the top dead center, increases in the explosion process, and becomes maximum near the end of the process (see FIG. 7 (b)). If the positional relationship of the rotor to the crankshaft is conventional, the AC output voltage waveform obtained from the main power generation winding 1 will be as shown in FIG. 5 (b). That is, the voltage reaches a positive first peak at the end of the suction stroke and a positive second peak at the end of the explosion stroke according to the rotation of the crankshaft. At the end of the explosion process, the crankshaft rotates at the maximum speed (Fig. 7 (b)), whereas the speed at the end of the suction process is small. Therefore, the voltage difference ΔV between the second peak and the first peak becomes large. Voltage difference ΔV
When the value is large, flicker is likely to occur when the AC output is used as a power source for lighting equipment or the like. In addition, 16.5 ° in FIG. 5 (b) is 15 ° + in FIG. 7 (b)
It corresponds to 16.5 ° of 1.5 °. An object of the present invention is to reduce the voltage difference ΔV as described above due to the positional relationship between the rotor and the crankshaft and the position where the main power generation winding and the like are arranged.

【問題点を解決するための手段】[Means for solving problems]

前記問題点を解決するため、本発明では、交流出力を得
るための主発電巻線とエンジン点火用発電巻線とが少な
くとも設けられた固定子と、主磁極とこれに対し直角な
方向に点火用磁極とを有し且つ該内燃機関のクランク軸
に連結されて駆動される回転子とを備えた同期発電機に
おいて、該クランク軸の最大回転速度時における主発電
巻線の交流出力電圧値がほぼゼロとなるように、クラン
ク軸と回転子の取り付け位置関係および主発電巻線の配
置を定めると共に、前記エンジン点火用発電巻線のニュ
ートラル位置が前記主発電巻線のピーク位置に略一致す
るよう前記エンジン点火用発電巻線を配設することとし
た。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a stator provided with at least a main power generation winding for obtaining an AC output and a power generation winding for engine ignition, a main magnetic pole, and ignition in a direction perpendicular to the main magnetic pole. In a synchronous generator having a magnetic pole for use and a rotor that is driven by being connected to the crankshaft of the internal combustion engine, the AC output voltage value of the main generator winding at the maximum rotation speed of the crankshaft is The mounting positional relationship between the crankshaft and the rotor and the arrangement of the main power generation windings are determined so that they are substantially zero, and the neutral position of the engine ignition power generation windings substantially matches the peak position of the main power generation windings. Thus, the engine ignition power generation winding is arranged.

【作用】[Action]

クランク軸の最大回転速度時における主発電巻線の交流
出力電圧値がほぼゼロとなるように、クランク軸と回転
子の取り付け位置関係および主発電巻線の配置を定める
ことにより、交互に現れる交流出力のピークの電圧差が
低減される。 また、エンジン点火用発電巻線のニュートラル位置が前
記主発電巻線のピーク位置に略一致するよう前記エンジ
ン点火用発電巻線を配設することにより、従来と同様の
点火性能が確保される。
Alternating alternating current by determining the mounting positional relationship between the crankshaft and the rotor and the arrangement of the main generator windings so that the AC output voltage value of the main generator windings at the maximum rotation speed of the crankshaft is almost zero. The voltage difference at the output peak is reduced. Further, by disposing the engine ignition power generation winding so that the neutral position of the engine ignition power generation winding substantially coincides with the peak position of the main power generation winding, the same ignition performance as the conventional one is secured.

【実 施 例】【Example】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 先ず、クランク軸への回転子の取り付け位置関係につい
て述べる。 第2図は、本発明におけるクランク軸基準方向DKと主磁
極中心方向DPの関係を示す。第2図(a)は点火瞬時の
場合を示し、第2図(b)はクランク軸最大回転速度時
の場合を示す。 クランク軸の回転速度が最大になる時というのは、第7
図(b)で説明したように、クランク軸が上死点位置DH
を通過した後、所定角度b(例、170゜)回転した時で
ある。今仮に、スロット数が24で、主発電巻線1のニュ
ートラル位置が、従来と同様の位置に出来るように主発
電巻線1が配設されているとすると、ニュートラル位置
の1つは、第2図(b)図示の位置にある。クランク軸
が最高速度で回転する時に、主発電巻線1の出力電圧が
略ゼロとなるようにするためには、この時回転子の主磁
極中心方向DPが上記ニュートラル位置付近を通過するよ
うにしてやればいい。そこで回転子を、クランク軸基準
方向DKが第2図(b)図示の位置まで回転した状態のク
ランク軸に、回転子の主磁極中心方向DPが上記のニュー
トラル位置に略一致するように回転子の姿勢を決めて取
り付ける(第2図(b)の例では、ニュートラル位置と
は1.5゜ずれているだけ)。第5図(c)は、このよう
に取り付けた本発明の場合の主発電巻線1の出力波形を
示す。第5図(c)の1.5゜は、第2図(b)の1.5゜に
対応している。第5図(c)から分かるように、出力電
圧の正の第1のピークは圧縮工程の中頃に出来、正の第
2のピークは排気工程の中頃に出来る。両者の時期のク
ランク軸の回転速度の差は、一方が最高速度であった従
来の場合より少なくなる。そのため、第1のピークと第
2のピークとの電圧差ΔVは低減される。 点火瞬時の回転子の位置は、第2図(b)の状態から、
先ず角度b(170゜)逆転させ、更に角度a(23゜)逆
転させた位置になるから、第2図(a)のようになる。 ところで、クランク軸への回転子の取り付け方を前述の
ようにした場合、固定子の巻線の配設を第6図のような
従来のままとすると、同等の点火性能(エンジン点火用
発電巻線12より得られる点火用電圧の大きさ)を得るこ
とが出来ない。 その理由は、点火瞬時において点火用磁極24,25が、エ
ンジン点火用発電巻線12に対して従来と同等の位置には
存在しなくなるからである。即ち、従来の場合、第6図
のような巻線の配設に対して点火瞬時における点火用磁
極24は第7図(a)に示したようにYの正方向から左に
11.5゜の位置にあり、これはエンジン点火用発電巻線12
のピーク位置に11゜隔たった位置である。これに対し、
固定子の巻線配置を第6図のままとし、回転子が点火瞬
時に第2図(a)のような姿勢をとるものとすると、点
火用磁極24はスロット24番付近に対向することになる。
しかし、この付近は、エンジン点火用発電巻線12からは
遥か離れた位置であり、とうてい従来と同等の点火性能
は得られない。 同等の点火性能を得るためには、第2図(a)の点火用
磁極24に対して従来と同様な位置関係になるようにエン
ジン点火用発電巻線12を配設してやる必要がある。点火
用磁極24,25は、主磁極8と直角になっているから、結
局主発電巻線1のピーク位置とエンジン点火用発電巻線
12のニュートラル位置とを略一致するよう配設してやれ
ばよいことになる。 第1図は、そのように巻線を配設した固定子の巻線分布
を示す。主発電巻線1を一部移動して、そこにエンジン
点火用発電巻線12を配設することになるので、主発電巻
線1の巻線ピッチは従来より大となる。その結果、出力
電圧のピークが低減される。このことは負荷に対する安
全性を向上させるのに寄与する。 第1図のように配設した固定子巻線の巻線図を、第3図
に示す。各端子,巻線の番号は、従来の第9図のものに
対応している。 以上のように、本発明は、クランク軸の回転速度が最高
の時に主発電巻線1の出力電圧が略ゼロとなるよう、ク
ランク軸と回転子の取り付け位置関係を決めると共に、
そのように取り付けたことにより点火性能が低下しない
ようエンジン点火用発電巻線12の配設位置を移動させる
ことを主眼としている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the positional relationship between the rotor and the crankshaft will be described. FIG. 2 shows the relationship between the crankshaft reference direction D K and the main magnetic pole center direction D P in the present invention. FIG. 2 (a) shows the case at the moment of ignition, and FIG. 2 (b) shows the case at the maximum crankshaft rotation speed. When the rotation speed of the crankshaft becomes maximum,
As explained in Fig. (B), the crankshaft moves to the top dead center position D H.
It is the time when a predetermined angle b (for example, 170 °) is rotated after passing through. Assuming that the number of slots is 24 and the main power generation winding 1 is arranged so that the neutral position of the main power generation winding 1 can be set at the same position as the conventional one, one of the neutral positions is 2 It is in the position shown in FIG. In order that the output voltage of the main power generation winding 1 becomes substantially zero when the crankshaft rotates at the maximum speed, at this time, the main magnetic pole center direction D P of the rotor should pass near the neutral position. You can do it. Therefore, the rotor is rotated so that the crankshaft reference direction D K is rotated to the position shown in FIG. 2B so that the main magnetic pole center direction D P of the rotor is substantially coincident with the neutral position. Decide the position of the rotor and attach it (in the example of Fig. 2 (b), it is only displaced by 1.5 ° from the neutral position). FIG. 5 (c) shows the output waveform of the main generator winding 1 in the case of the present invention attached in this way. 1.5 ° in FIG. 5 (c) corresponds to 1.5 ° in FIG. 2 (b). As can be seen from FIG. 5 (c), the first positive peak of the output voltage is formed in the middle of the compression process, and the second positive peak is formed in the middle of the exhaust process. The difference in the rotational speed of the crankshaft between the two times is smaller than that in the conventional case in which one has the maximum speed. Therefore, the voltage difference ΔV between the first peak and the second peak is reduced. The position of the rotor at the moment of ignition is determined from the state shown in FIG. 2 (b).
First, the position is reversed by the angle b (170 °) and then by the angle a (23 °), so that it becomes as shown in FIG. 2 (a). By the way, when the rotor is attached to the crankshaft as described above, if the winding arrangement of the stator is kept as the conventional arrangement as shown in FIG. 6, the same ignition performance (engine ignition power generation winding The magnitude of the ignition voltage obtained from the line 12 cannot be obtained. The reason is that the ignition magnetic poles 24 and 25 do not exist at the same position as the conventional one with respect to the engine ignition power generation winding 12 at the instant of ignition. That is, in the conventional case, with respect to the arrangement of the windings as shown in FIG. 6, the ignition magnetic pole 24 at the instant of ignition is moved from the positive direction of Y to the left as shown in FIG. 7 (a).
Located at 11.5 °, this is the generator winding 12 for engine ignition.
It is 11 ° apart from the peak position. In contrast,
Assuming that the winding arrangement of the stator remains as shown in FIG. 6 and the rotor assumes the posture as shown in FIG. 2 (a) at the moment of ignition, the ignition magnetic pole 24 faces the vicinity of the slot 24. Become.
However, this vicinity is a position far away from the engine ignition power generation winding 12, so that ignition performance equivalent to that of the conventional case cannot be obtained. In order to obtain equivalent ignition performance, it is necessary to dispose the engine ignition power generation winding 12 so as to have the same positional relationship as that of the conventional one with respect to the ignition magnetic pole 24 of FIG. Since the ignition magnetic poles 24 and 25 are at right angles to the main magnetic pole 8, the peak position of the main power generation winding 1 and the engine ignition power generation winding are eventually determined.
The 12 neutral positions should be arranged so as to substantially coincide with each other. FIG. 1 shows the winding distribution of a stator having such windings. Since the main power generation winding 1 is partially moved and the engine ignition power generation winding 12 is disposed there, the winding pitch of the main power generation winding 1 becomes larger than in the conventional case. As a result, the peak output voltage is reduced. This contributes to improving the safety against load. A winding diagram of the stator windings arranged as shown in FIG. 1 is shown in FIG. The numbers of the terminals and windings correspond to those of the conventional FIG. As described above, the present invention determines the mounting positional relationship between the crankshaft and the rotor so that the output voltage of the main power generation winding 1 becomes substantially zero when the rotation speed of the crankshaft is the highest, and
The main purpose is to move the arrangement position of the engine ignition power generation winding 12 so that the ignition performance is not deteriorated by such mounting.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上述べた如く、本発明によれば、次のような効果を生
じる。 クランク軸の回転速度が最大の時に、交流出力電圧
波形が略ゼロとなるようにしたので、ピーク値の電圧差
ΔVが従来のものに比し低減され、フリッカが小さくな
る。 点火性能を同等に保つようエンジン点火用発電巻線
12の配設を考慮した結果、主発電巻線1の巻線ピッチが
広くなるので、主発電巻線1の出力電圧の波形のピーク
が低減でき、負荷に対する安全性が向上する。
As described above, according to the present invention, the following effects are produced. Since the AC output voltage waveform is set to be substantially zero when the crankshaft rotation speed is maximum, the peak voltage difference ΔV is reduced as compared with the conventional one, and flicker is reduced. Power generation winding for engine ignition to keep ignition performance equal
As a result of taking the arrangement of 12 into consideration, the winding pitch of the main power generation winding 1 is widened, so that the peak of the waveform of the output voltage of the main power generation winding 1 can be reduced and the safety against load is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図…本発明の固定子巻線分布図 第2図…本発明のクランク軸と回転子の位置関係を示す
図 第3図…本発明の固定子巻線図 第4図…自励形単相同期発電機の全体構成図 第5図…クランク軸の速度変動と主発電巻線(交流)出
力との関係を示す図 第6図…従来の固定子巻線分布図 第7図…従来のクランク軸と回転子との位置関係を示す
図 第8図…第7図(a)の一部拡大図 第9図…従来の固定子巻線図 第10図…点火回路における各部の電圧電流波形図 図において、1は主発電巻線、2はコンデンサ巻線(励
磁巻線)、3はコンデンサ、4は界磁巻線、5はダイオ
ード、6は固定子、7は回転子、8は主磁極、9は主発
電ユニット部、10は負荷接続用コンセント、11はコンデ
ンサ、12はエンジン点火用発電巻線、13はエンジン点火
回路ユニット、14は点火コイル、15,16はダイオード、1
7はコンデンサ、18は点火タイミングパルス発生コイ
ル、19はサイリスタ、20はトランジスタ、21ないし23は
抵抗、24,25は点火用磁極である。
Fig. 1 ... Stator winding distribution diagram of the present invention Fig. 2 ... Diagram showing the positional relationship between the crankshaft and rotor of the present invention Fig. 3 ... Stator winding diagram of the present invention Fig. 4 Self-excited type Overall configuration of single-phase synchronous generator Fig. 5 Fig. 6 shows the relationship between crankshaft speed fluctuations and main generator winding (AC) output Fig. 6 Conventional stator winding distribution diagram Fig. 7 Conventional Showing the positional relationship between the crankshaft and the rotor of Fig. 8 ... Partially enlarged view of Fig. 7 (a) Fig. 9 Conventional stator winding Fig. 10 Voltage and current of each part in the ignition circuit In the waveform diagram, 1 is a main power generation winding, 2 is a capacitor winding (excitation winding), 3 is a capacitor, 4 is a field winding, 5 is a diode, 6 is a stator, 7 is a rotor, and 8 is Main pole, 9 main generator unit, 10 load outlet, 11 capacitor, 12 engine ignition power generation winding, 13 engine ignition circuit unit DOO, 14 an ignition coil, 15 and 16 diodes, 1
Reference numeral 7 is a capacitor, 18 is an ignition timing pulse generating coil, 19 is a thyristor, 20 is a transistor, 21 to 23 are resistors, and 24 and 25 are ignition magnetic poles.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流出力を得るための主発電巻線とエンジ
ン点火用発電巻線とが少なくとも設けられた固定子と、
主磁極とこれに対し直角な方向に点火用磁極とを有し且
つ該内燃機関のクランク軸に連結されて駆動される回転
子とを備えた同期発電機において、該クランク軸の最大
回転速度時における主発電巻線の交流出力電圧値がほぼ
ゼロとなるように、クランク軸と回転子の取り付け位置
関係および主発電巻線の配置を定めると共に、前記エン
ジン点火用発電巻線のニュートラル位置が前記主発電巻
線のピーク位置に略一致するよう前記エンジン点火用発
電巻線を配設したことを特徴とする同期発電機。
1. A stator having at least a main power generation winding for obtaining an AC output and an engine ignition power generation winding,
In a synchronous generator having a main magnetic pole and a rotor having an ignition magnetic pole in a direction perpendicular to the main magnetic pole and connected to and driven by a crankshaft of the internal combustion engine, at a maximum rotation speed of the crankshaft. In order to make the AC output voltage value of the main power generation winding at approximately zero, the mounting positional relationship between the crankshaft and the rotor and the arrangement of the main power generation winding are determined, and the neutral position of the engine ignition power generation winding is set to the above-mentioned value. A synchronous generator in which the engine ignition power generation winding is arranged so as to substantially coincide with a peak position of the main power generation winding.
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