JPH0724931Y2 - 自励式界磁回転形交流発電機 - Google Patents
自励式界磁回転形交流発電機Info
- Publication number
- JPH0724931Y2 JPH0724931Y2 JP1989000324U JP32489U JPH0724931Y2 JP H0724931 Y2 JPH0724931 Y2 JP H0724931Y2 JP 1989000324 U JP1989000324 U JP 1989000324U JP 32489 U JP32489 U JP 32489U JP H0724931 Y2 JPH0724931 Y2 JP H0724931Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- generator
- rotor core
- field
- waveform
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は自励式界磁回転形交流発電機に関するものであ
る。
る。
［従来の技術］ 自励式界磁回転形交流発電機は、コンデンサが並列接続
されたコンデンサ励磁巻線及び負荷が接続される出力巻
線を有する固定子と、両端に整流器が接続された界磁巻
線を有する回転子とにより構成される。第８図は従来の
この種の発電機の構成を示したもので、この発電機では
固定子側に出力巻線WLとこの巻線WLに対して90度の位相
差を持たせて巻回されたコンデンサ励磁巻線Wcとが設け
られている。これらの巻線WL及びWcは同一の鉄心に巻回
されていて、出力巻回WLの両端にはスイッチSWを介して
交流負荷Ｌが接続されている。コンデンサ励磁巻線Wcの
両端にはコンデンサＣが接続されている。
されたコンデンサ励磁巻線及び負荷が接続される出力巻
線を有する固定子と、両端に整流器が接続された界磁巻
線を有する回転子とにより構成される。第８図は従来の
この種の発電機の構成を示したもので、この発電機では
固定子側に出力巻線WLとこの巻線WLに対して90度の位相
差を持たせて巻回されたコンデンサ励磁巻線Wcとが設け
られている。これらの巻線WL及びWcは同一の鉄心に巻回
されていて、出力巻回WLの両端にはスイッチSWを介して
交流負荷Ｌが接続されている。コンデンサ励磁巻線Wcの
両端にはコンデンサＣが接続されている。
また回転子鉄心Ｋには界磁巻線Wfが巻回され、この界磁
巻線の両端に整流器Ｄが接続されている。
巻線の両端に整流器Ｄが接続されている。
この発電機では、最初界磁鉄心の残留磁気によりコンデ
ンサ励磁巻線Wcに電圧が誘起し、これによりコンデンサ
励磁巻線WcからコンデンサＣを通して進相電流Icが流れ
る。この進相電流による増磁作用により自己励磁現象が
生じ、同時にコンデンサ励磁巻線の電機子反作用により
界磁巻線Wfに生じた界磁逆相起電力によって界磁巻線Wf
から整流器Ｄを通して界磁巻線電流Ifが流れる。これに
より界磁鉄心Ｋが励磁され、出力巻線WL及びコンデンサ
励磁巻線Wcの電圧が確立される。
ンサ励磁巻線Wcに電圧が誘起し、これによりコンデンサ
励磁巻線WcからコンデンサＣを通して進相電流Icが流れ
る。この進相電流による増磁作用により自己励磁現象が
生じ、同時にコンデンサ励磁巻線の電機子反作用により
界磁巻線Wfに生じた界磁逆相起電力によって界磁巻線Wf
から整流器Ｄを通して界磁巻線電流Ifが流れる。これに
より界磁鉄心Ｋが励磁され、出力巻線WL及びコンデンサ
励磁巻線Wcの電圧が確立される。
この発電機では、スイッチSWを閉じて出力巻線WLに負荷
を接続すると負荷電流ILと進相電流Icとの合成電機子反
作用により界磁逆相起電力が増加し、これにより界磁電
流が増大するため、ブラシレスであるという利点に加え
て、負荷による出力巻線の電圧降下が抑制され、電圧変
動率が低くなるという利点が得られる。そのためこの種
の発電機はエンジンにより駆動される携帯用の発電機と
して多く用いられている。
を接続すると負荷電流ILと進相電流Icとの合成電機子反
作用により界磁逆相起電力が増加し、これにより界磁電
流が増大するため、ブラシレスであるという利点に加え
て、負荷による出力巻線の電圧降下が抑制され、電圧変
動率が低くなるという利点が得られる。そのためこの種
の発電機はエンジンにより駆動される携帯用の発電機と
して多く用いられている。
［考案が解決しようとする課題］ 近年携帯用発電機はその負荷が多様化する傾向にあり、
それに伴って出力電圧VLの波形の歪み率が問題にされる
ようになった。この種の発電機においては、回転子を円
筒形とし、固定子巻線を分布巻きにすれば、商用電源に
匹敵し得る程度に出力波形を改善することができる。し
かしながら、回転子を円筒形とし、固定子巻線を分布巻
とした場合には、製造が面倒で量産ができなくなるた
め、コストが著しく高くなってしまう。そのため、携帯
用の発電機では、回転子鉄心Ｋを第８図に示すような突
極形とし、固定子巻線を同心巻として量産性を高め、コ
ストの低減を図っている。
それに伴って出力電圧VLの波形の歪み率が問題にされる
ようになった。この種の発電機においては、回転子を円
筒形とし、固定子巻線を分布巻きにすれば、商用電源に
匹敵し得る程度に出力波形を改善することができる。し
かしながら、回転子を円筒形とし、固定子巻線を分布巻
とした場合には、製造が面倒で量産ができなくなるた
め、コストが著しく高くなってしまう。そのため、携帯
用の発電機では、回転子鉄心Ｋを第８図に示すような突
極形とし、固定子巻線を同心巻として量産性を高め、コ
ストの低減を図っている。
ところがこの種の発電機において、回転子鉄心Ｋを突極
形とした場合には、出力電圧の波形歪みが大きくなると
いう問題が生じる。第７図（Ａ）及び（Ｂ）は、回転子
鉄心Ｋを突極形とし、固定子巻線を同心巻とした場合の
出力電圧波形の観測結果を示したもので、同図（Ａ）は
無負荷時の波形を示し、同図（Ｂ）は負荷時の波形を示
している。これらの波形図から分かるように、回転子鉄
心Ｋを突極形とし、固定子巻線を同心巻とすると出力電
圧波形に切れ込みが生じ、波形の歪み率が大きくなる。
回転子鉄心Ｋを突極形とした場合には、固定子巻線を分
布巻とした場合にも同様な波形になるのを避けられな
い。
形とした場合には、出力電圧の波形歪みが大きくなると
いう問題が生じる。第７図（Ａ）及び（Ｂ）は、回転子
鉄心Ｋを突極形とし、固定子巻線を同心巻とした場合の
出力電圧波形の観測結果を示したもので、同図（Ａ）は
無負荷時の波形を示し、同図（Ｂ）は負荷時の波形を示
している。これらの波形図から分かるように、回転子鉄
心Ｋを突極形とし、固定子巻線を同心巻とすると出力電
圧波形に切れ込みが生じ、波形の歪み率が大きくなる。
回転子鉄心Ｋを突極形とした場合には、固定子巻線を分
布巻とした場合にも同様な波形になるのを避けられな
い。
第７図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、出力電圧波形に
切れ込みが生じるのは、界磁巻線が半波整流された脈流
波形の電流により励磁されることによると思われる。
切れ込みが生じるのは、界磁巻線が半波整流された脈流
波形の電流により励磁されることによると思われる。
また出力巻線に負荷電流が流れたときには、負荷電流に
よって出力巻線から生じる磁束の影響で、回転子鉄心か
ら生じる主磁束が回転子鉄心の両端の磁極から左右対称
に流れることができなくなって、主磁束が回転方向の遅
れ側に傾いた形で流れるため、出力電圧波形が正弦波形
から大きくずれた波形となるものと思われる。
よって出力巻線から生じる磁束の影響で、回転子鉄心か
ら生じる主磁束が回転子鉄心の両端の磁極から左右対称
に流れることができなくなって、主磁束が回転方向の遅
れ側に傾いた形で流れるため、出力電圧波形が正弦波形
から大きくずれた波形となるものと思われる。
本考案の目的は、回転子鉄心を突極形として、しかも出
力電圧波形を改善することができるようにした自励式界
磁回転形交流発電機を提供することにある。
力電圧波形を改善することができるようにした自励式界
磁回転形交流発電機を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、コンデンサが並列接続されたコンデンサ励磁
巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子と、
突極形の回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁巻線
の両端に接続された整流器とを有する回転子とを備えた
自励式界磁回転形交流発電機に係わるものである。
巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子と、
突極形の回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁巻線
の両端に接続された整流器とを有する回転子とを備えた
自励式界磁回転形交流発電機に係わるものである。
本考案においては、界磁巻線が巻回された回転子鉄心の
回転方向に対して位相が遅れた位置に短絡巻線を設け
た。
回転方向に対して位相が遅れた位置に短絡巻線を設け
た。
［作用］ 上記のように、回転子鉄心の回転方向に対して位相が遅
れた位置に短絡巻線を設けたところ、出力電圧波形に切
れ込みがなくなり、正弦波に近い波形の出力電圧が得ら
れることが実験により確認された。
れた位置に短絡巻線を設けたところ、出力電圧波形に切
れ込みがなくなり、正弦波に近い波形の出力電圧が得ら
れることが実験により確認された。
回転子鉄心の回転方向に対して位相が遅れた位置に短絡
巻線を設けると、該短絡巻線を流れる電流により生じた
磁束が出力電圧を抑制する方向に働いて、界磁巻線を流
れる半波整流波形の電流の落ち込みにより生じる誘起電
圧のピークを鈍らせるため、波形の切れ込みが少なくな
ると思われる。
巻線を設けると、該短絡巻線を流れる電流により生じた
磁束が出力電圧を抑制する方向に働いて、界磁巻線を流
れる半波整流波形の電流の落ち込みにより生じる誘起電
圧のピークを鈍らせるため、波形の切れ込みが少なくな
ると思われる。
また、上記のように回転子鉄心の回転方向に対して位相
が遅れた位置に短絡巻線を設けると、短絡巻線を流れる
電流により生じる磁束が、負荷電流が流れたときの主磁
束の回転方向の遅れ側への傾きを抑制するように働くの
で、負荷時の波形が改善されるものと思われる。
が遅れた位置に短絡巻線を設けると、短絡巻線を流れる
電流により生じる磁束が、負荷電流が流れたときの主磁
束の回転方向の遅れ側への傾きを抑制するように働くの
で、負荷時の波形が改善されるものと思われる。
［実施例］ 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明する。
第１図及び第２図は本考案の実施例で用いる２極の突極
形回転子鉄心Ｋを示したもので、この回転子鉄心Ｋは、
固定子鉄心に対向する極片部１及び２を両端に有し、極
片部1,2と回転軸取付け用の孔３との間にそれぞれコイ
ル巻装部4,5を有している。この回転子鉄心は鋼板の積
層体からなっていてコイル巻装部4,5にそれぞれ合成樹
脂製のボビン6,7が取付けられ、両ボビン6,7にそれぞれ
巻線Wf1及びWf2が集中巻きされている。これらの巻線W
f1及びWf2が直列に接続されて界磁巻線Wfが構成され、
界磁巻線Wfの両端に整流器Ｄが接続されている。
形回転子鉄心Ｋを示したもので、この回転子鉄心Ｋは、
固定子鉄心に対向する極片部１及び２を両端に有し、極
片部1,2と回転軸取付け用の孔３との間にそれぞれコイ
ル巻装部4,5を有している。この回転子鉄心は鋼板の積
層体からなっていてコイル巻装部4,5にそれぞれ合成樹
脂製のボビン6,7が取付けられ、両ボビン6,7にそれぞれ
巻線Wf1及びWf2が集中巻きされている。これらの巻線W
f1及びWf2が直列に接続されて界磁巻線Wfが構成され、
界磁巻線Wfの両端に整流器Ｄが接続されている。
本考案においては、回転子鉄心Ｋの各極片部の回転方向
に対して位相が遅れた位置に短絡巻線を設ける。本実施
例の回転子鉄心Ｋの極片部１はコイル巻装部４の両側に
突出した突出端部1a,1bを有し、極片部２はコイル巻装
部５の両側に突出した突出端部2a,2bを有している。本
実施例では、回転子が第１図において反時計方向（矢印
Ｒ方向）に回転するものとし、第４図に示したように、
極片部1,2（第４図には極片部１側のみが示されてい
る。）の回転方向に対して位相が遅れた側の突出端部1
b,2bとコイル巻装部4,5との間の角部に鉄心の積層方向
に伸びる溝８が設けられている。また極片部1,2の外周
寄りの部分には、鉄心Ｋを積層方向に貫通した孔９が設
けられ、溝８の中心と孔９の中心とを結ぶ線が極片部1,
2の対向方向（界磁巻線の軸線方向）に対して所定の角
度θだけ回転方向の前方側に傾くように溝８及び孔９の
位置が設定されている。そして溝８と孔９とにコイル導
体が挿入されて１ターンの短絡巻線WSが構成されてい
る。角度θは出力電圧波形の歪みを最小にするように適
宜に設定する。
に対して位相が遅れた位置に短絡巻線を設ける。本実施
例の回転子鉄心Ｋの極片部１はコイル巻装部４の両側に
突出した突出端部1a,1bを有し、極片部２はコイル巻装
部５の両側に突出した突出端部2a,2bを有している。本
実施例では、回転子が第１図において反時計方向（矢印
Ｒ方向）に回転するものとし、第４図に示したように、
極片部1,2（第４図には極片部１側のみが示されてい
る。）の回転方向に対して位相が遅れた側の突出端部1
b,2bとコイル巻装部4,5との間の角部に鉄心の積層方向
に伸びる溝８が設けられている。また極片部1,2の外周
寄りの部分には、鉄心Ｋを積層方向に貫通した孔９が設
けられ、溝８の中心と孔９の中心とを結ぶ線が極片部1,
2の対向方向（界磁巻線の軸線方向）に対して所定の角
度θだけ回転方向の前方側に傾くように溝８及び孔９の
位置が設定されている。そして溝８と孔９とにコイル導
体が挿入されて１ターンの短絡巻線WSが構成されてい
る。角度θは出力電圧波形の歪みを最小にするように適
宜に設定する。
固定子側の構成は第８図に示した従来の発電機と同様で
あり、出力巻線WL及びコンデンサ励磁巻線Wcは同一の固
定子鉄心のスロットに90度の位相差を持たせて同心巻き
してある。第５図は出力巻線及びコンデンサ励磁巻線と
スロットとの関係の一例を示す展開図で、同図において
Slは円筒状に形成された固定子鉄心（積層鋼板からな
る）の内周に設けられたスロットである。第５図におい
て各スロットに付した番号はスロット番号を示してお
り、この例では24個のスロットが設けられている。出力
巻線WL及びコンデンサ励磁巻線Wcはそれぞれの磁極中心
を同心的に囲むように順次所定のスロットにコイル導体
を挿入していくことにより同心的に巻回され、出力巻線
WLの両端及びコンデンサ励磁巻線Wcの両端からそれぞれ
端子TWL，TWL′及びTWC，TWC′が導出されている。本実
施例の発電機は極数が２であるので、出力巻線及びコン
デンサ励磁巻線がそれぞれ固定子鉄心の内周の180度離
れた対称位置に２個の磁極中心を有している。例えば出
力巻線WLは６番のスロットと７番のスロットとの間及び
18番のスロットと19番のスロットとの間にそれぞれ磁極
中心を有している。
あり、出力巻線WL及びコンデンサ励磁巻線Wcは同一の固
定子鉄心のスロットに90度の位相差を持たせて同心巻き
してある。第５図は出力巻線及びコンデンサ励磁巻線と
スロットとの関係の一例を示す展開図で、同図において
Slは円筒状に形成された固定子鉄心（積層鋼板からな
る）の内周に設けられたスロットである。第５図におい
て各スロットに付した番号はスロット番号を示してお
り、この例では24個のスロットが設けられている。出力
巻線WL及びコンデンサ励磁巻線Wcはそれぞれの磁極中心
を同心的に囲むように順次所定のスロットにコイル導体
を挿入していくことにより同心的に巻回され、出力巻線
WLの両端及びコンデンサ励磁巻線Wcの両端からそれぞれ
端子TWL，TWL′及びTWC，TWC′が導出されている。本実
施例の発電機は極数が２であるので、出力巻線及びコン
デンサ励磁巻線がそれぞれ固定子鉄心の内周の180度離
れた対称位置に２個の磁極中心を有している。例えば出
力巻線WLは６番のスロットと７番のスロットとの間及び
18番のスロットと19番のスロットとの間にそれぞれ磁極
中心を有している。
上記のように、回転子鉄心Ｋの各極片部の回転方向に対
して位相が遅れた位置に短絡巻線WSを設けた場合の出力
電圧波形をそれぞれ観測したところ、無負荷時の波形は
第６図（Ａ）の通りであり、負荷時の波形は第６図
（Ｂ）の通りであった。これらの波形図から明らかなよ
うに、回転子鉄心Ｋの各極片部の回転方向に対して位相
が遅れた位置に短絡巻線WSを設けることにより、出力電
圧の波形の切れ込みを無くすことができ、波形を改善で
きることが実験により確認された。
して位相が遅れた位置に短絡巻線WSを設けた場合の出力
電圧波形をそれぞれ観測したところ、無負荷時の波形は
第６図（Ａ）の通りであり、負荷時の波形は第６図
（Ｂ）の通りであった。これらの波形図から明らかなよ
うに、回転子鉄心Ｋの各極片部の回転方向に対して位相
が遅れた位置に短絡巻線WSを設けることにより、出力電
圧の波形の切れ込みを無くすことができ、波形を改善で
きることが実験により確認された。
上記の実施例では、回転子鉄心Ｋの極片部の外周寄りの
位置に孔９を設けてこの孔とコイル巻装部側の溝８とに
短絡巻線を挿入したが、孔９に代えて回転子鉄心Ｋの極
片部の外周面に溝を設けて、該外周面の溝とコイル巻装
部側の溝８とに短絡巻線を挿入するようにしてもよい。
また溝８はコイル巻装部より極片部の端部側に離れた位
置に設けてもよい。更に溝８に代えて鉄心を貫通する孔
を設けてもよい。
位置に孔９を設けてこの孔とコイル巻装部側の溝８とに
短絡巻線を挿入したが、孔９に代えて回転子鉄心Ｋの極
片部の外周面に溝を設けて、該外周面の溝とコイル巻装
部側の溝８とに短絡巻線を挿入するようにしてもよい。
また溝８はコイル巻装部より極片部の端部側に離れた位
置に設けてもよい。更に溝８に代えて鉄心を貫通する孔
を設けてもよい。
［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、回転子鉄心の回転方向
に対して位相が遅れた位置に短絡巻線を設けたことによ
り、出力電圧波形を改善することができ、正弦波に近い
電圧波形を必要とする負荷を駆動できる自励式界磁回転
形交流発電機を低コストで提供できる利点がある。
に対して位相が遅れた位置に短絡巻線を設けたことによ
り、出力電圧波形を改善することができ、正弦波に近い
電圧波形を必要とする負荷を駆動できる自励式界磁回転
形交流発電機を低コストで提供できる利点がある。
第１図は本考案の実施例で用いる回転子鉄心の正面図、
第２図は同回転子鉄心の側面図、第３図は同回転子鉄心
に界磁巻線を巻回して構成した回転子を示した正面図、
第４図は第１図の回転子鉄心の一方の極片部付近を拡大
して示した要部拡大正面図、第５図は固定子側の巻線構
成を示す展開図、第６図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本
考案の実施例の発電機の無負荷時及び負荷時の出力電圧
波形を示す波形図、第７図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ
従来の発電機の無負時荷及び負荷時の出力電圧波形を示
す波形図、第８図は従来の発電機の構成を示す構成図で
ある。 Ｋ…回転子鉄心、Wf…界磁巻線、Ｄ…整流器、WL…出力
巻線、Wc…コンデンサ励磁巻線、WS…短絡巻線。
第２図は同回転子鉄心の側面図、第３図は同回転子鉄心
に界磁巻線を巻回して構成した回転子を示した正面図、
第４図は第１図の回転子鉄心の一方の極片部付近を拡大
して示した要部拡大正面図、第５図は固定子側の巻線構
成を示す展開図、第６図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本
考案の実施例の発電機の無負荷時及び負荷時の出力電圧
波形を示す波形図、第７図（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ
従来の発電機の無負時荷及び負荷時の出力電圧波形を示
す波形図、第８図は従来の発電機の構成を示す構成図で
ある。 Ｋ…回転子鉄心、Wf…界磁巻線、Ｄ…整流器、WL…出力
巻線、Wc…コンデンサ励磁巻線、WS…短絡巻線。
Claims (1)
- 【請求項１】コンデンサが並列接続されたコンデンサ励
磁巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子
と、突極形の回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁
巻線の両端に接続された整流器とを有する回転子とを備
えた自励式界磁回転形交流発電機において、 前記界磁巻線が巻回された回転子鉄心の回転方向に対し
て位相が遅れた位置に短絡巻線が設けられていることを
特徴とする自励式界磁回転形交流発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989000324U JPH0724931Y2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 自励式界磁回転形交流発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989000324U JPH0724931Y2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 自励式界磁回転形交流発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0291475U JPH0291475U (ja) | 1990-07-19 |
| JPH0724931Y2 true JPH0724931Y2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=31199249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989000324U Expired - Lifetime JPH0724931Y2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 自励式界磁回転形交流発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724931Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61116954A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-04 | Sawafuji Electric Co Ltd | 発電機 |
| JPH0642772B2 (ja) * | 1984-11-09 | 1994-06-01 | 澤藤電機株式会社 | 回転電機 |
-
1989
- 1989-01-06 JP JP1989000324U patent/JPH0724931Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0291475U (ja) | 1990-07-19 |
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