JPH10323092A - ブラシレス型発電機の高速励磁カット装置 - Google Patents
ブラシレス型発電機の高速励磁カット装置Info
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- JPH10323092A JPH10323092A JP9126731A JP12673197A JPH10323092A JP H10323092 A JPH10323092 A JP H10323092A JP 9126731 A JP9126731 A JP 9126731A JP 12673197 A JP12673197 A JP 12673197A JP H10323092 A JPH10323092 A JP H10323092A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブラシレス型発電機の長所であるスリップリ
ング（Ｓ．Ｒ）等のしゅう動接触部がないため日常保守
が容易である点を生かし、安価に、サイリスタ式の速応
励磁方式（ＰＳＳ）なみの速応励磁制御をすることがで
きるブラシレス型発電機を提供することである。 【解決手段】 固定子と回転子とを有し、交流励磁機の
出力を整流器を介して前記回転子の回転子励磁巻線に印
加するとともに前記回転子を回転させることによって発
電するブラシレス型発電機において、前記回転子励磁巻
線と並列に、前記ブラシレス型発電機の出力に基づいて
開閉可能であるバイパスを設け、このバイパスを閉じる
ことによって前記回転子励磁巻線に流れる励磁電流を減
少させるようにした。
ング（Ｓ．Ｒ）等のしゅう動接触部がないため日常保守
が容易である点を生かし、安価に、サイリスタ式の速応
励磁方式（ＰＳＳ）なみの速応励磁制御をすることがで
きるブラシレス型発電機を提供することである。 【解決手段】 固定子と回転子とを有し、交流励磁機の
出力を整流器を介して前記回転子の回転子励磁巻線に印
加するとともに前記回転子を回転させることによって発
電するブラシレス型発電機において、前記回転子励磁巻
線と並列に、前記ブラシレス型発電機の出力に基づいて
開閉可能であるバイパスを設け、このバイパスを閉じる
ことによって前記回転子励磁巻線に流れる励磁電流を減
少させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はブラシレス型発電機
の高速励磁カット装置に関する。
の高速励磁カット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のブラシレス型発電機で用
いられるブラシレス励磁方式における励磁回路構成図で
ある。
いられるブラシレス励磁方式における励磁回路構成図で
ある。
【０００３】図４において、２０は電機子巻線を有する
発電機固定子であり、２１は発電機回転子であり、２２
は小型の永久磁石式交流発電機（以下「ＰＥＸ」とい
う）であり、２３は自動電圧調整装置（以下「ＡＶＲ」
という）２８に制御されてＰＥＸ２２が発生した電圧を
調整するサイリスタであり、２４はサイリスタ２３を介
して印加された電圧で励磁され発電する交流励磁機（以
下「ＥＸ」という）であり、２５はＥＸ２４からの電圧
を整流する整流器であり、２６は整流器２５を介した電
圧を印加される回転子励磁巻線であり、２７は発電機固
定子２０からの電圧を測定する計器用変圧器（以下「Ｐ
Ｔ」という）であり、２８はＰＴ２７で測定した電圧に
基づいてサイリスタ２３を制御するＡＶＲである。
発電機固定子であり、２１は発電機回転子であり、２２
は小型の永久磁石式交流発電機（以下「ＰＥＸ」とい
う）であり、２３は自動電圧調整装置（以下「ＡＶＲ」
という）２８に制御されてＰＥＸ２２が発生した電圧を
調整するサイリスタであり、２４はサイリスタ２３を介
して印加された電圧で励磁され発電する交流励磁機（以
下「ＥＸ」という）であり、２５はＥＸ２４からの電圧
を整流する整流器であり、２６は整流器２５を介した電
圧を印加される回転子励磁巻線であり、２７は発電機固
定子２０からの電圧を測定する計器用変圧器（以下「Ｐ
Ｔ」という）であり、２８はＰＴ２７で測定した電圧に
基づいてサイリスタ２３を制御するＡＶＲである。
【０００４】ブラシレス型発電機は交流励磁機方式の回
転界磁形同期発電機である。このブラシレス型発電機
は、図４に示すように、交流励磁機（ＥＸ）２４と整流
器２５が主機の回転子部に収納されており、主機の回転
子部にスリップリング（以下「Ｓ．Ｒ」という）等のし
ゅう動接触部がないので日常保守が容易であるため、中
小型発電機に積極的に採用されている。
転界磁形同期発電機である。このブラシレス型発電機
は、図４に示すように、交流励磁機（ＥＸ）２４と整流
器２５が主機の回転子部に収納されており、主機の回転
子部にスリップリング（以下「Ｓ．Ｒ」という）等のし
ゅう動接触部がないので日常保守が容易であるため、中
小型発電機に積極的に採用されている。
【０００５】ブラシレス型発電機において、交流励磁機
（ＥＸ）２４の励磁は、自動電圧調整装置（ＡＶＲ）２
８の出力でサイリスタ２３を制御することによって調節
された、主機と同軸上に設置された小型の永久磁石式交
流発電機（ＰＥＸ）２２からの出力を、交流励磁機（Ｅ
Ｘ）２４の固定子に供給することによって行われる。ま
た、主機の回転子部に設置されている回転子励磁巻線２
６には、交流励磁機（ＥＸ）２４の出力を整流器２５で
直流化した直流電圧が印加される。
（ＥＸ）２４の励磁は、自動電圧調整装置（ＡＶＲ）２
８の出力でサイリスタ２３を制御することによって調節
された、主機と同軸上に設置された小型の永久磁石式交
流発電機（ＰＥＸ）２２からの出力を、交流励磁機（Ｅ
Ｘ）２４の固定子に供給することによって行われる。ま
た、主機の回転子部に設置されている回転子励磁巻線２
６には、交流励磁機（ＥＸ）２４の出力を整流器２５で
直流化した直流電圧が印加される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来のブ
ラシレス型発電機は、励磁制御の応答性が悪く、一般的
なその時定数は２００ｍＳ程度以上である。このため、
たとえば商用電源系統に自家用電源としてのブラシレス
発電機を系統連系して稼働させているような場合、商用
電源系統側に短絡事故等が発生したときにブラシレス型
発電機の励磁制御が間に合わず系統に大電流を継続的に
流してしまうので、発電機が過大なトルクを継続し原動
機に悪影響を及ぼすことがあった。
ラシレス型発電機は、励磁制御の応答性が悪く、一般的
なその時定数は２００ｍＳ程度以上である。このため、
たとえば商用電源系統に自家用電源としてのブラシレス
発電機を系統連系して稼働させているような場合、商用
電源系統側に短絡事故等が発生したときにブラシレス型
発電機の励磁制御が間に合わず系統に大電流を継続的に
流してしまうので、発電機が過大なトルクを継続し原動
機に悪影響を及ぼすことがあった。
【０００７】そこで、ブラシレス型発電機のＡＶＲの制
御を高速化し、ＥＸの電気定数を改良し、これによっ
て、励磁制御の応答性を向上することが考えられる。し
かし、このような改善を行ったとしても、励磁制御の時
定数は１００ｍＳ程度までしか改善できず、抜本的な改
善対策とはならなかった。
御を高速化し、ＥＸの電気定数を改良し、これによっ
て、励磁制御の応答性を向上することが考えられる。し
かし、このような改善を行ったとしても、励磁制御の時
定数は１００ｍＳ程度までしか改善できず、抜本的な改
善対策とはならなかった。
【０００８】これに対して、励磁制御の応答性を向上す
るサイリスタ式の速応励磁方式（以下「ＰＳＳ」とい
う）が従来から知られている。このＰＳＳでは、発電機
が発生する電圧と電流とを随時検出することにより電力
の変位ΔＰを算出し、これに基づいた制御を行うことに
より、発電機の励磁電流を１０〜２０ｍＳ程度の時定数
で高速に制御することができる。このＰＳＳでは、系統
の短絡電流の増大を防止することができて系統の安定化
に貢献し、発電機が過大なトルクを発生するのを防止す
ることができるので原動機に悪影響を与えずに済む。
るサイリスタ式の速応励磁方式（以下「ＰＳＳ」とい
う）が従来から知られている。このＰＳＳでは、発電機
が発生する電圧と電流とを随時検出することにより電力
の変位ΔＰを算出し、これに基づいた制御を行うことに
より、発電機の励磁電流を１０〜２０ｍＳ程度の時定数
で高速に制御することができる。このＰＳＳでは、系統
の短絡電流の増大を防止することができて系統の安定化
に貢献し、発電機が過大なトルクを発生するのを防止す
ることができるので原動機に悪影響を与えずに済む。
【０００９】ところが、このＰＳＳは、かなり高価（数
億円）であり数１０万ｋＷ以上の出力の大型発電機にし
か採用されておらず、主機の回転子部にスリップリング
（Ｓ．Ｒ）等のしゅう動接触部がない中小型発電機には
採用されていなかった。
億円）であり数１０万ｋＷ以上の出力の大型発電機にし
か採用されておらず、主機の回転子部にスリップリング
（Ｓ．Ｒ）等のしゅう動接触部がない中小型発電機には
採用されていなかった。
【００１０】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、ブラシレス型発電機の長所であるスリップリング
（Ｓ．Ｒ）等のしゅう動接触部がないため日常保守が容
易である点を生かし、安価に、サイリスタ式の速応励磁
方式（ＰＳＳ）なみの速応励磁制御をすることができる
ブラシレス型発電機を提供することを目的とする。
ので、ブラシレス型発電機の長所であるスリップリング
（Ｓ．Ｒ）等のしゅう動接触部がないため日常保守が容
易である点を生かし、安価に、サイリスタ式の速応励磁
方式（ＰＳＳ）なみの速応励磁制御をすることができる
ブラシレス型発電機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、固定子と回転子とを有し、交流励磁機の
出力を整流器を介して前記回転子の回転子励磁巻線に印
加するとともに前記回転子を回転させることによって発
電するブラシレス型発電機において、前記回転子励磁巻
線と並列に、前記ブラシレス型発電機の出力に基づいて
開閉可能であるバイパスを設け、このバイパスを閉じる
ことによって前記回転子励磁巻線に流れる励磁電流を減
少させるようにしたことを特徴とする。
成するために、固定子と回転子とを有し、交流励磁機の
出力を整流器を介して前記回転子の回転子励磁巻線に印
加するとともに前記回転子を回転させることによって発
電するブラシレス型発電機において、前記回転子励磁巻
線と並列に、前記ブラシレス型発電機の出力に基づいて
開閉可能であるバイパスを設け、このバイパスを閉じる
ことによって前記回転子励磁巻線に流れる励磁電流を減
少させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１３】図１は、本発明によるブラシレス型発電機
の一実施の形態で用いられるブラシレス励磁方式におけ
る励磁回路構成図である。
の一実施の形態で用いられるブラシレス励磁方式におけ
る励磁回路構成図である。
【００１４】図１において、１は電機子巻線を有する発
電機固定子であり、２は発電機回転子であり、３は小型
の永久磁石式交流発電機（以下「ＰＥＸ」という）であ
り、４は自動電圧調整装置（以下「ＡＶＲ」という）９
に制御されてＰＥＸ３が発生した電圧を調整するサイリ
スタであり、５はサイリスタ４を介して印加された電圧
で励磁され発電する交流励磁機（以下「ＥＸ」という）
であり、６はＥＸ５からの電圧を整流するとともにＬＥ
Ｄ１２の光を検出して回転子励磁巻線７と並列な電流経
路を設ける短絡バイパスＳＷ付き整流器であり、７は短
絡バイパスＳＷ付き整流器６を介した電圧を印加される
回転子励磁巻線であり、８は発電機固定子１からの電圧
を測定する計器用変圧器（以下「ＰＴ」という）であ
り、９はＰＴ８で測定した電圧に基づいてサイリスタ４
を制御するＡＶＲであり、１０は発電機固定子１からの
電流を測定する変流器（以下「ＣＴ」という）であり、
１１はＰＴ８で測定した電圧およびＣＴ１０で測定した
電流に基づいて、短絡事故を検出し、ＬＥＤ１２の点灯
および消灯を制御する制御部であり、１２は制御部１１
に制御されて点灯および消灯する発光手段としてのＬＥ
Ｄである。
電機固定子であり、２は発電機回転子であり、３は小型
の永久磁石式交流発電機（以下「ＰＥＸ」という）であ
り、４は自動電圧調整装置（以下「ＡＶＲ」という）９
に制御されてＰＥＸ３が発生した電圧を調整するサイリ
スタであり、５はサイリスタ４を介して印加された電圧
で励磁され発電する交流励磁機（以下「ＥＸ」という）
であり、６はＥＸ５からの電圧を整流するとともにＬＥ
Ｄ１２の光を検出して回転子励磁巻線７と並列な電流経
路を設ける短絡バイパスＳＷ付き整流器であり、７は短
絡バイパスＳＷ付き整流器６を介した電圧を印加される
回転子励磁巻線であり、８は発電機固定子１からの電圧
を測定する計器用変圧器（以下「ＰＴ」という）であ
り、９はＰＴ８で測定した電圧に基づいてサイリスタ４
を制御するＡＶＲであり、１０は発電機固定子１からの
電流を測定する変流器（以下「ＣＴ」という）であり、
１１はＰＴ８で測定した電圧およびＣＴ１０で測定した
電流に基づいて、短絡事故を検出し、ＬＥＤ１２の点灯
および消灯を制御する制御部であり、１２は制御部１１
に制御されて点灯および消灯する発光手段としてのＬＥ
Ｄである。
【００１５】ここで、短絡バイパスＳＷ付き整流器６に
ついて詳しく説明する。
ついて詳しく説明する。
【００１６】図２は図１に示した短絡バイパスＳＷ付き
整流器６の一例の回路図である。
整流器６の一例の回路図である。
【００１７】図２に示すように、短絡バイパスＳＷ付き
整流器６は、たとえばダイオードによる整流器６ａと光
サイリスタ付き抵抗器６ｂとから成り、光サイリスタ付
き抵抗器６ｂは回転子励磁巻線７と並列に接続される。
整流器６は、たとえばダイオードによる整流器６ａと光
サイリスタ付き抵抗器６ｂとから成り、光サイリスタ付
き抵抗器６ｂは回転子励磁巻線７と並列に接続される。
【００１８】光サイリスタ付き抵抗器６ｂは、通常（Ｌ
ＥＤ１２が消灯しているとき）は開放状態となってお
り、ＬＥＤ１２からの光を検出すると内部の光サイリス
タが通電し、光サイリスタと直列な光サイリスタ付き抵
抗器６ｂ内の抵抗器が回転子励磁巻線７と並列に接続さ
れることになる。この光サイリスタ付き抵抗器６ｂ内の
抵抗器は低抵抗のものがよく、整流器６ａを介して電圧
が印加されたときに、たとえば、回転子励磁巻線７に流
れる励磁電流が瞬時にその際の３０％程度以下になるよ
うにするため、光サイリスタ付き抵抗器６ｂ内の抵抗器
としては回転子励磁巻線７の抵抗値の５０％程度以下の
抵抗値を有する抵抗器にするのがよい。
ＥＤ１２が消灯しているとき）は開放状態となってお
り、ＬＥＤ１２からの光を検出すると内部の光サイリス
タが通電し、光サイリスタと直列な光サイリスタ付き抵
抗器６ｂ内の抵抗器が回転子励磁巻線７と並列に接続さ
れることになる。この光サイリスタ付き抵抗器６ｂ内の
抵抗器は低抵抗のものがよく、整流器６ａを介して電圧
が印加されたときに、たとえば、回転子励磁巻線７に流
れる励磁電流が瞬時にその際の３０％程度以下になるよ
うにするため、光サイリスタ付き抵抗器６ｂ内の抵抗器
としては回転子励磁巻線７の抵抗値の５０％程度以下の
抵抗値を有する抵抗器にするのがよい。
【００１９】また、ＬＥＤ１２からの光を、光サイリス
タ付き抵抗器６ｂ内の光サイリスタで確実に検出するこ
とができるようにするため、ＬＥＤ１２としては高発光
出力のＬＥＤを用いるのがよい。
タ付き抵抗器６ｂ内の光サイリスタで確実に検出するこ
とができるようにするため、ＬＥＤ１２としては高発光
出力のＬＥＤを用いるのがよい。
【００２０】制御部１１は、ＰＴ８で測定した電圧およ
びＣＴ１０で測定した電流に基づいてＬＥＤ１２の点灯
および消灯を制御するが、この制御方法について以下に
説明する。
びＣＴ１０で測定した電流に基づいてＬＥＤ１２の点灯
および消灯を制御するが、この制御方法について以下に
説明する。
【００２１】ブラシレス型発電機の出力の通常時の変動
は、出力電流は定格の１１０％程度であり、出力電圧は
定格の９０％程度である。そこで、制御部１１では、Ｃ
Ｔ１０で測定した電流が定格の１２０％程度以上になり
且つＰＴ８で測定した電圧が定格の８５％程度以下にな
ったときに、異常状態であると判断し、ＬＥＤ１２を点
灯させるように制御する。すなわち、制御部１１では、
たとえば、ＣＴ１０で測定した三相電流のうちのいずれ
かが定格の１２０％程度以上になり且つＰＴ８で測定し
た三相電圧のうちのいずれかが定格の８５％程度以下に
なったときに、ＬＥＤ１２を点灯させるように制御すれ
ばよい。
は、出力電流は定格の１１０％程度であり、出力電圧は
定格の９０％程度である。そこで、制御部１１では、Ｃ
Ｔ１０で測定した電流が定格の１２０％程度以上になり
且つＰＴ８で測定した電圧が定格の８５％程度以下にな
ったときに、異常状態であると判断し、ＬＥＤ１２を点
灯させるように制御する。すなわち、制御部１１では、
たとえば、ＣＴ１０で測定した三相電流のうちのいずれ
かが定格の１２０％程度以上になり且つＰＴ８で測定し
た三相電圧のうちのいずれかが定格の８５％程度以下に
なったときに、ＬＥＤ１２を点灯させるように制御すれ
ばよい。
【００２２】また、ＣＴ１０で測定した三相電流のうち
のすべてが定格の４０％程度以下になった場合には、制
御部１１では、事故等から復帰したとみなして、ＬＥＤ
１２を消灯させるように制御する。このほか、制御部１
１では、事故等から復帰するまでの時間を考慮して、Ｌ
ＥＤ１２を点灯させてから３秒間程度経過した場合に
も、ＬＥＤ１２を消灯させるように制御する。この３秒
間という時間は、事故等による電源系統の瞬時電圧低下
の継続時間の最大が２秒間であることから、これより長
い時間であり、ＥＸ５および整流器６ａの標準的な熱的
過電流耐量を考慮して余裕をみて定めた時間である。ま
た、光サイリスタ付き抵抗器６ｂ内の光サイリスタや抵
抗器の熱的過電流耐量は余裕をみて５秒間程度であるこ
とが望ましい。
のすべてが定格の４０％程度以下になった場合には、制
御部１１では、事故等から復帰したとみなして、ＬＥＤ
１２を消灯させるように制御する。このほか、制御部１
１では、事故等から復帰するまでの時間を考慮して、Ｌ
ＥＤ１２を点灯させてから３秒間程度経過した場合に
も、ＬＥＤ１２を消灯させるように制御する。この３秒
間という時間は、事故等による電源系統の瞬時電圧低下
の継続時間の最大が２秒間であることから、これより長
い時間であり、ＥＸ５および整流器６ａの標準的な熱的
過電流耐量を考慮して余裕をみて定めた時間である。ま
た、光サイリスタ付き抵抗器６ｂ内の光サイリスタや抵
抗器の熱的過電流耐量は余裕をみて５秒間程度であるこ
とが望ましい。
【００２３】以上説明した本発明のブラシレス型発電機
の励磁制御方式によれば、たとえば電源系統の事故時
に、発電機の励磁電流を高速に（５ｍＳ程度以下の時定
数で）定格の３０％程度以下にするように制御すること
ができ、不要な過電流や過渡トルクが発生することがな
い。
の励磁制御方式によれば、たとえば電源系統の事故時
に、発電機の励磁電流を高速に（５ｍＳ程度以下の時定
数で）定格の３０％程度以下にするように制御すること
ができ、不要な過電流や過渡トルクが発生することがな
い。
【００２４】図３は、本発明によるブラシレス型発電機
の一実施の形態におけるＬＥＤ１２および光サイリスタ
付き抵抗器６ｂの配置について説明する図であり、ブラ
シレス型発電機を発電機回転子２の回転軸と垂直にＬＥ
Ｄ１２の部分で切断して示した概略断面図である。
の一実施の形態におけるＬＥＤ１２および光サイリスタ
付き抵抗器６ｂの配置について説明する図であり、ブラ
シレス型発電機を発電機回転子２の回転軸と垂直にＬＥ
Ｄ１２の部分で切断して示した概略断面図である。
【００２５】発電機回転子２は常に回転しているため、
発電機回転子２に取付けた光サイリスタ付き抵抗器６ｂ
内の光サイリスタが、発電機固定子１の内面のどの部分
と対向している場合であっても、発電機固定子１に取付
けたＬＥＤ１２からの光を必ず受光できるようにするの
が望ましい。
発電機回転子２に取付けた光サイリスタ付き抵抗器６ｂ
内の光サイリスタが、発電機固定子１の内面のどの部分
と対向している場合であっても、発電機固定子１に取付
けたＬＥＤ１２からの光を必ず受光できるようにするの
が望ましい。
【００２６】本実施の形態では、たとえば図３に示すよ
うに、発電機固定子１の内面の円周に、回転軸を中心と
した角度を３０度程度の間隔で配置した合計１２個程度
のＬＥＤでＬＥＤ１２を構成する。一方、発電機回転子
２には光サイリスタ付き抵抗器６ｂへの集光手段が設け
られている。この集光手段は、たとえば図３に示すよう
に、複数の光ファイバ１３で構成され、回転軸を中心と
して７０度程度の角度で広がって配置され、ＬＥＤ１２
からの光を光サイリスタ付き抵抗器６ｂ内の光サイリス
タに集光する。
うに、発電機固定子１の内面の円周に、回転軸を中心と
した角度を３０度程度の間隔で配置した合計１２個程度
のＬＥＤでＬＥＤ１２を構成する。一方、発電機回転子
２には光サイリスタ付き抵抗器６ｂへの集光手段が設け
られている。この集光手段は、たとえば図３に示すよう
に、複数の光ファイバ１３で構成され、回転軸を中心と
して７０度程度の角度で広がって配置され、ＬＥＤ１２
からの光を光サイリスタ付き抵抗器６ｂ内の光サイリス
タに集光する。
【００２７】このように構成することによって、発電機
回転子２が回転してどのような向きにあるときであって
も、ＬＥＤ１２からの光を光サイリスタ付き抵抗器６ｂ
内の光サイリスタが確実に受けることができる。
回転子２が回転してどのような向きにあるときであって
も、ＬＥＤ１２からの光を光サイリスタ付き抵抗器６ｂ
内の光サイリスタが確実に受けることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブラシレス型発電機の長所であるスリップリング（Ｓ．
Ｒ）等のしゅう動接触部がなく日常保守が容易である点
を生かしたままで、安価に、大型発電機にしか用いられ
ていないサイリスタ式の速応励磁方式（ＰＳＳ）なみの
速応励磁制御を実現することができるブラシレス型発電
機を提供することができる。
ブラシレス型発電機の長所であるスリップリング（Ｓ．
Ｒ）等のしゅう動接触部がなく日常保守が容易である点
を生かしたままで、安価に、大型発電機にしか用いられ
ていないサイリスタ式の速応励磁方式（ＰＳＳ）なみの
速応励磁制御を実現することができるブラシレス型発電
機を提供することができる。
【００２９】また、本発明によれば、たとえば電源系統
の事故時に、発電機の励磁電流を高速に（５ｍＳ程度以
下の時定数で）定格の３０％程度以下にするように制御
することができ、不要な過電流や過渡トルクが発生する
ことがない。
の事故時に、発電機の励磁電流を高速に（５ｍＳ程度以
下の時定数で）定格の３０％程度以下にするように制御
することができ、不要な過電流や過渡トルクが発生する
ことがない。
【００３０】また、本発明によれば、ブラシレス型発電
機の励磁巻線への入力用の整流回路の後段に、励磁巻線
と並列になるように、光サイリスタとこの光サイリスタ
に直列な低抵抗器とを設けているので、大幅な構造の変
更をすることなく、高速励磁制御を実現することができ
る。
機の励磁巻線への入力用の整流回路の後段に、励磁巻線
と並列になるように、光サイリスタとこの光サイリスタ
に直列な低抵抗器とを設けているので、大幅な構造の変
更をすることなく、高速励磁制御を実現することができ
る。
【００３１】また、本発明によれば、事故等が発生して
いない通常状態ではＬＥＤが点灯せず、光サイリスタは
動作せずにＯＦＦ状態であるので、通常時の誤動作の心
配がない。さらに、電源系統の事故時等に発生する瞬時
電圧低下により、連系した発電機出力の過電流や電圧低
下を検出したときのみＬＥＤが点灯し、光サイリスタが
動作してＯＮ状態になるので、制御の確実性が高い。
いない通常状態ではＬＥＤが点灯せず、光サイリスタは
動作せずにＯＦＦ状態であるので、通常時の誤動作の心
配がない。さらに、電源系統の事故時等に発生する瞬時
電圧低下により、連系した発電機出力の過電流や電圧低
下を検出したときのみＬＥＤが点灯し、光サイリスタが
動作してＯＮ状態になるので、制御の確実性が高い。
【００３２】また、本発明によれば、光サイリスタが動
作してＯＮ状態になった場合の励磁電流は、定格の３０
％程度以下に低減させることができるので、発電機の直
近の短絡事故であっても過電流および過渡トルクは定格
の１８０％程度以下に抑えることができ、短絡事故から
の復帰時にも系統と同期を保って運転を継続することが
できる。本発明によらない従来の発電機の三相短絡電流
と単相短絡時の過渡トルクは、発電機の初期過渡Ｚが１
５％程度の場合には、それぞれ６００％程度になってし
まう。本発明ではこの６００％程度の値を１８０％程度
に抑えることができるわけである。
作してＯＮ状態になった場合の励磁電流は、定格の３０
％程度以下に低減させることができるので、発電機の直
近の短絡事故であっても過電流および過渡トルクは定格
の１８０％程度以下に抑えることができ、短絡事故から
の復帰時にも系統と同期を保って運転を継続することが
できる。本発明によらない従来の発電機の三相短絡電流
と単相短絡時の過渡トルクは、発電機の初期過渡Ｚが１
５％程度の場合には、それぞれ６００％程度になってし
まう。本発明ではこの６００％程度の値を１８０％程度
に抑えることができるわけである。
【００３３】また、本発明によれば、光サイリスタが動
作してＯＮ状態になった後に、発電機の出力電流が定格
の４０％程度以下になってから、光サイリスタをＯＦＦ
状態にするので、仮に出力電流がこの４０％程度をしば
らく継続したとしても、光サイリスタがＯＦＦ状態にな
ったときに発電機の出力電流を１２０％程度以下に抑制
することができ、発電機や原動機に与える影響を極小化
することができて安全である。
作してＯＮ状態になった後に、発電機の出力電流が定格
の４０％程度以下になってから、光サイリスタをＯＦＦ
状態にするので、仮に出力電流がこの４０％程度をしば
らく継続したとしても、光サイリスタがＯＦＦ状態にな
ったときに発電機の出力電流を１２０％程度以下に抑制
することができ、発電機や原動機に与える影響を極小化
することができて安全である。
【００３４】また、本発明によれば、回転子部の素子
（光サイリスタ）と固定子部の素子（ＬＥＤ）とは、光
でリンクされて制御されているので、電磁ノイズ当の影
響を受けず、信頼性が高い。
（光サイリスタ）と固定子部の素子（ＬＥＤ）とは、光
でリンクされて制御されているので、電磁ノイズ当の影
響を受けず、信頼性が高い。
【００３５】また、本発明は、副励磁機であるＰＥＸが
ない副巻式のブラシレス型発電機（ＰＥＸの代りに発電
機出力に設置した可飽和合成変成器でＥＸに励磁する方
式の発電機）にも容易に適用することができ、汎用性が
高い。
ない副巻式のブラシレス型発電機（ＰＥＸの代りに発電
機出力に設置した可飽和合成変成器でＥＸに励磁する方
式の発電機）にも容易に適用することができ、汎用性が
高い。
【００３６】また、本発明は、自動電圧調整装置（ＡＶ
Ｒ）を改造することなく適用することができるので、発
電機の通常時の制御特性に影響を与えずに済むという効
果もある。
Ｒ）を改造することなく適用することができるので、発
電機の通常時の制御特性に影響を与えずに済むという効
果もある。
【図１】本発明によるブラシレス型発電機の一実施の形
態で用いられるブラシレス励磁方式における励磁回路構
成図である。
態で用いられるブラシレス励磁方式における励磁回路構
成図である。
【図２】図１に示した短絡バイパスＳＷ付き整流器の一
例の回路図である。
例の回路図である。
【図３】ブラシレス型発電機を発電機回転子の回転軸と
垂直にＬＥＤの部分で切断して示した概略断面図であ
る。
垂直にＬＥＤの部分で切断して示した概略断面図であ
る。
【図４】従来のブラシレス型発電機で用いられるブラシ
レス励磁方式における励磁回路構成図である。
レス励磁方式における励磁回路構成図である。
１、２０ 発電機固定子 ２、２１ 発電機回転子 ３、２２ 永久磁石式交流発電機（ＰＥＸ） ４、２３ サイリスタ ５、２４ 交流励磁機（ＥＸ） ６ 短絡バイパスＳＷ付き整流器 ６ａ、２５ 整流器 ６ｂ 光サイリスタ付き抵抗器 ７、２６ 回転子励磁巻線 ８、２７ 計器用変圧器（ＰＴ） ９、２８ 自動電圧調整装置（ＡＶＲ） １０ 変流器（ＣＴ） １１ 制御部 １２ ＬＥＤ １３ 光ファイバ
Claims (13)
- 【請求項１】 固定子と回転子とを有し、交流励磁機の
出力を整流器を介して前記回転子の回転子励磁巻線に印
加するとともに前記回転子を回転させることによって発
電するブラシレス型発電機において、 前記回転子励磁巻線と並列に、前記ブラシレス型発電機
の出力に基づいて開閉可能であるバイパスを設け、該バ
イパスを閉じることによって前記回転子励磁巻線に流れ
る励磁電流を減少させるようにしたことを特徴とするブ
ラシレス型発電機。 - 【請求項２】 前記バイパスを閉じたときに、前記回転
子励磁巻線に流れる励磁電流が定格の３０％程度以下に
抑制されることを特徴とする請求項１に記載のブラシレ
ス型発電機。 - 【請求項３】 前記バイパスは抵抗器を有し、前記バイ
パスを閉じたときの抵抗値が、前記回転子励磁巻線の抵
抗値の５０％程度以下であることを特徴とする請求項１
に記載のブラシレス型発電機。 - 【請求項４】 前記バイパスは、該バイパスに設けられ
た光サイリスタが光を受けた状態でＯＮすることによっ
て閉じ、前記光サイリスタが光を受けない状態でＯＦＦ
することによって開くことを特徴とする請求項１に記載
のブラシレス型発電機。 - 【請求項５】 前記バイパスの開閉は、前記固定子の内
面に設けた発光手段を点灯および消灯させることによっ
て、前記光サイリスタをＯＮおよびＯＦＦさせて行うこ
とを特徴とする請求項４に記載のブラシレス型発電機。 - 【請求項６】 前記発光手段は、前記固定子の内面の円
周に、回転軸を中心とした角度を３０度程度の間隔で配
置した合計１２個程度のＬＥＤから成ることを特徴とす
る請求項５に記載のブラシレス型発電機。 - 【請求項７】 前記発光手段からの光を前記光サイリス
タに集光するための集光手段が設けられていることを特
徴とする請求項６に記載のブラシレス型発電機。 - 【請求項８】 前記集光手段は、複数の光ファイバの束
で構成され、回転軸を中心として７０度程度の角度で広
がって配置されていることを特徴とする請求項７に記載
のブラシレス型発電機。 - 【請求項９】 前記ブラシレス型発電機の出力の過電流
状態および前記ブラシレス型発電機の出力の電圧低下状
態の両方を検出したときに、前記バイパスを閉じること
を特徴とする請求項２に記載のブラシレス型発電機。 - 【請求項１０】 前記ブラシレス型発電機の出力の三相
電流のうちのいずれかが定格の１２０％程度以上になり
且つ前記ブラシレス型発電機の出力の三相電圧のうちの
いずれかが定格の８５％程度以下になったときに、前記
バイパスを閉じることを特徴とする請求項９に記載のブ
ラシレス型発電機。 - 【請求項１１】 前記バイパスが閉じた状態で３秒程度
経過したならば、前記バイパスを開くことを特徴とする
請求項９に記載のブラシレス型発電機。 - 【請求項１２】 前記バイパスが閉じた状態で、前記ブ
ラシレス型発電機の出力の過電流状態が解除されたなら
ば、前記バイパスを開くことを特徴とする請求項９に記
載のブラシレス型発電機。 - 【請求項１３】 前記バイパスが閉じた状態で、前記ブ
ラシレス型発電機の出力の三相電流のうちのすべてが定
格の４０％程度以下になった場合には、前記バイパスを
開くことを特徴とする請求項１０に記載のブラシレス型
発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9126731A JPH10323092A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | ブラシレス型発電機の高速励磁カット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9126731A JPH10323092A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | ブラシレス型発電機の高速励磁カット装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323092A true JPH10323092A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14942495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9126731A Withdrawn JPH10323092A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | ブラシレス型発電機の高速励磁カット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10323092A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104362919A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-02-18 | 南车资阳机车有限公司 | 一种同步主辅发电机用励磁装置及其控制方法 |
| JP2017184513A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 自動電圧調整器 |
-
1997
- 1997-05-16 JP JP9126731A patent/JPH10323092A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104362919A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-02-18 | 南车资阳机车有限公司 | 一种同步主辅发电机用励磁装置及其控制方法 |
| JP2017184513A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 自動電圧調整器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |