JPH1084700A - 発電装置 - Google Patents
発電装置Info
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- JPH1084700A JPH1084700A JP8255272A JP25527296A JPH1084700A JP H1084700 A JPH1084700 A JP H1084700A JP 8255272 A JP8255272 A JP 8255272A JP 25527296 A JP25527296 A JP 25527296A JP H1084700 A JPH1084700 A JP H1084700A
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- winding
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 各巻線の出力電流の歪率を減少させ、発電機
の損失も低減するようにした発電装置を提供する。 【解決手段】 永久磁石１１を備えるロータと、永久磁
石１１の周囲に配置された３相の巻線を備えるステータ
とを有する永久磁石型の同期発電機１０を備えると共
に、巻線からの出力電流を整流ダイオード４ａ、４ｂと
平滑コンデンサ５とを有する順変換部で直流に変換した
後、インバータ（７）により所望の電圧、周波数の交流
電流を出力する発電装置において、ステータに、所定の
位相をもって配置された３相の巻線１２ａ〜１２ｃ、１
３ａ〜１３ｃを複数組設け、巻線の各組毎に整流ダイオ
ード４ａ、４ｂを設け、各組に対応する整流ダイオード
４ａ、４ｂの出力を直列又は並列に接続するように構成
した。
の損失も低減するようにした発電装置を提供する。 【解決手段】 永久磁石１１を備えるロータと、永久磁
石１１の周囲に配置された３相の巻線を備えるステータ
とを有する永久磁石型の同期発電機１０を備えると共
に、巻線からの出力電流を整流ダイオード４ａ、４ｂと
平滑コンデンサ５とを有する順変換部で直流に変換した
後、インバータ（７）により所望の電圧、周波数の交流
電流を出力する発電装置において、ステータに、所定の
位相をもって配置された３相の巻線１２ａ〜１２ｃ、１
３ａ〜１３ｃを複数組設け、巻線の各組毎に整流ダイオ
ード４ａ、４ｂを設け、各組に対応する整流ダイオード
４ａ、４ｂの出力を直列又は並列に接続するように構成
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、永久磁石型の同
期発電機を利用した発電装置の改良に関する。
期発電機を利用した発電装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】タービン等の高速回転する原動機を利用
する発電装置には、従来から永久磁石型の同期発電機が
利用されている。この発電機の交流出力は、一旦整流さ
れて直流に変換され、所望の電圧、周波数の交流に再度
変換されて出力される。図３は、従来の発電装置の構成
を示す回路図である。永久磁石型の同期発電機１は、回
転軸を有する図示せぬロータに固定され、周方向に磁極
が変化する永久磁石２と、この永久磁石２を囲むように
１２０度の等角度ピッチでステータに配置された３相の
巻線３ａ、３ｂ、３ｃとを有している。
する発電装置には、従来から永久磁石型の同期発電機が
利用されている。この発電機の交流出力は、一旦整流さ
れて直流に変換され、所望の電圧、周波数の交流に再度
変換されて出力される。図３は、従来の発電装置の構成
を示す回路図である。永久磁石型の同期発電機１は、回
転軸を有する図示せぬロータに固定され、周方向に磁極
が変化する永久磁石２と、この永久磁石２を囲むように
１２０度の等角度ピッチでステータに配置された３相の
巻線３ａ、３ｂ、３ｃとを有している。
【０００３】永久磁石２の回転に伴って各巻線に発生す
る誘導電流は、３相フルブリッジ構成の整流ダイオード
４と平滑コンデンサ５とから成る順変換回路により直流
に変換され、この直流電流をインバータ回路７により所
望の電圧、周波数の交流電流に再変換して出力する。
る誘導電流は、３相フルブリッジ構成の整流ダイオード
４と平滑コンデンサ５とから成る順変換回路により直流
に変換され、この直流電流をインバータ回路７により所
望の電圧、周波数の交流電流に再変換して出力する。
【０００４】なお、整流回路として上記のように、整流
ダイオード４と平滑コンデンサ５とを用いる場合、各巻
線からの出力電流は図４に示すような歪みを持ったパル
ス状になる。このパルス状の電流には、５次、７次を主
成分とする高調波が多く含まれるため、歪率は５０％〜
８０％程度となる。これらの高調波は、発電機内の磁束
にも高調波成分を発生させ、鉄損による発電機の損失を
増大させる。
ダイオード４と平滑コンデンサ５とを用いる場合、各巻
線からの出力電流は図４に示すような歪みを持ったパル
ス状になる。このパルス状の電流には、５次、７次を主
成分とする高調波が多く含まれるため、歪率は５０％〜
８０％程度となる。これらの高調波は、発電機内の磁束
にも高調波成分を発生させ、鉄損による発電機の損失を
増大させる。
【０００５】そこで、従来は、発電機１の巻線３ａ、３
ｂ、３ｃと整流ダイオード４との間に交流リアクトル８
ａ、８ｂ、８ｃを付加したり、整流ダイオード４と平滑
コンデンサ５との間に、直流リアクトル９を付加して高
調波を低減するようにしていた。図５は、リアクトルを
付加した場合の出力電流を示す。
ｂ、３ｃと整流ダイオード４との間に交流リアクトル８
ａ、８ｂ、８ｃを付加したり、整流ダイオード４と平滑
コンデンサ５との間に、直流リアクトル９を付加して高
調波を低減するようにしていた。図５は、リアクトルを
付加した場合の出力電流を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のもののように、単にリアクトルを付加するのみ
では、インダクタンスの増大による歪率の低減には限界
があり、３０〜４０％で飽和して、それ以上小さくする
ことができない。また、付加されるインダクタンスを大
きくしていくと出力電圧に対する電流の位相の遅れが大
きくなり、発電装置の力率を低下させるため、インダク
タンスの増大にも限界があるという問題点があった。
た従来のもののように、単にリアクトルを付加するのみ
では、インダクタンスの増大による歪率の低減には限界
があり、３０〜４０％で飽和して、それ以上小さくする
ことができない。また、付加されるインダクタンスを大
きくしていくと出力電圧に対する電流の位相の遅れが大
きくなり、発電装置の力率を低下させるため、インダク
タンスの増大にも限界があるという問題点があった。
【０００７】本発明は、上述した従来技術の課題（問題
点）を解決するようにした発電装置を提供することを目
的とする。
点）を解決するようにした発電装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかわる発電装
置は、上記の目的を達成させるため、永久磁石を備える
ロータと、永久磁石の周囲に配置された３相の巻線を備
えるステータとを有する永久磁石型の同期発電機を備え
ると共に、巻線からの出力電流を整流ダイオードと平滑
コンデンサとを有する順変換部で直流に変換した後、イ
ンバータにより所望の電圧、周波数の交流電流を出力す
る発電装置において、ステータに、所定の位相をもって
配置された３相の巻線を複数組設け、巻線の各組毎に整
流ダイオードを設け、各組に対応する整流ダイオードの
出力を直列又は並列に接続するように構成した。この場
合、ステータに配置される３相の巻線は３０度の位相差
のものを２組、又は２０度の位相差のものを３組、或い
は１５度の位相差のものを４組設けるように構成するこ
とができる。さらに、各組の整流ダイオードの出力側に
は、夫々バランスリアクトルを設けることが望ましい。
置は、上記の目的を達成させるため、永久磁石を備える
ロータと、永久磁石の周囲に配置された３相の巻線を備
えるステータとを有する永久磁石型の同期発電機を備え
ると共に、巻線からの出力電流を整流ダイオードと平滑
コンデンサとを有する順変換部で直流に変換した後、イ
ンバータにより所望の電圧、周波数の交流電流を出力す
る発電装置において、ステータに、所定の位相をもって
配置された３相の巻線を複数組設け、巻線の各組毎に整
流ダイオードを設け、各組に対応する整流ダイオードの
出力を直列又は並列に接続するように構成した。この場
合、ステータに配置される３相の巻線は３０度の位相差
のものを２組、又は２０度の位相差のものを３組、或い
は１５度の位相差のものを４組設けるように構成するこ
とができる。さらに、各組の整流ダイオードの出力側に
は、夫々バランスリアクトルを設けることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかわる発電装置
の実施の形態を説明する。本実施の形態の発電装置は、
図１に示すように、永久磁石型の同期発電機１０の交流
出力を、一旦整流して直流に変換し、所望の電圧、周波
数の交流に再度変換して出力する。発電機１０は、回転
軸を有する図示せぬロータに固定され、永久磁石１１
と、この永久磁石１１を囲むように１２０度の等角度ピ
ッチでステータに配置された第１組の３相の巻線１２
ａ、１２ｂ、１２ｃと、この第１組の各巻線に対して３
０度の位相差でステータに配置された第２組の３相の巻
線１３ａ、１３ｂ、１３ｃとを有している。巻線の巻数
は、出力電圧を一定にするため、全て同一に設定されて
いる。
の実施の形態を説明する。本実施の形態の発電装置は、
図１に示すように、永久磁石型の同期発電機１０の交流
出力を、一旦整流して直流に変換し、所望の電圧、周波
数の交流に再度変換して出力する。発電機１０は、回転
軸を有する図示せぬロータに固定され、永久磁石１１
と、この永久磁石１１を囲むように１２０度の等角度ピ
ッチでステータに配置された第１組の３相の巻線１２
ａ、１２ｂ、１２ｃと、この第１組の各巻線に対して３
０度の位相差でステータに配置された第２組の３相の巻
線１３ａ、１３ｂ、１３ｃとを有している。巻線の巻数
は、出力電圧を一定にするため、全て同一に設定されて
いる。
【００１０】永久磁石１１の回転に伴って第１、第２組
の巻線に発生する誘導電流は、夫々３相フルブリッジ構
成の整流ダイオード４ａ、４ｂに入力される。２組の整
流ダイオード４ａ、４ｂは、夫々バランスリアクトル６
ａ、６ｂを介して並列に接続されており、２組の巻線に
生じた電流は重畳される。
の巻線に発生する誘導電流は、夫々３相フルブリッジ構
成の整流ダイオード４ａ、４ｂに入力される。２組の整
流ダイオード４ａ、４ｂは、夫々バランスリアクトル６
ａ、６ｂを介して並列に接続されており、２組の巻線に
生じた電流は重畳される。
【００１１】整流ダイオードの接続部分には、平滑コン
デンサ５が設けられており、これら整流ダイオード４
ａ、４ｂと平滑コンデンサ５とから順変換回路が構成さ
れる。この順変換回路により直流に変換された電流は、
インバータ回路７により所望の電圧、周波数の３相交流
電流に再変換されて出力される。
デンサ５が設けられており、これら整流ダイオード４
ａ、４ｂと平滑コンデンサ５とから順変換回路が構成さ
れる。この順変換回路により直流に変換された電流は、
インバータ回路７により所望の電圧、周波数の３相交流
電流に再変換されて出力される。
【００１２】第１組の巻線１２ａ、１２ｂ、１２ｃから
の出力電流Ｉ1は、図２（Ａ）に示すような歪みを持つ
パルス状になる。また、第２組の３相の巻線１３ａ、１
３ｂ、１３ｃからの出力電流Ｉ2は、図２（Ｂ）に示す
ように出力電流Ｉ1に対して位相が３０度遅れた同様の
パルス状になる。夫々のパルス状の電流には、５次、７
次を主成分とする高調波が多く含まれている。
の出力電流Ｉ1は、図２（Ａ）に示すような歪みを持つ
パルス状になる。また、第２組の３相の巻線１３ａ、１
３ｂ、１３ｃからの出力電流Ｉ2は、図２（Ｂ）に示す
ように出力電流Ｉ1に対して位相が３０度遅れた同様の
パルス状になる。夫々のパルス状の電流には、５次、７
次を主成分とする高調波が多く含まれている。
【００１３】但し、２組の巻線の出力電流を足し合わせ
ると、高調波による歪み部分が互いに打ち消され図２
（Ｃ）にＩ1＋Ｉ2で示されるように、歪みの少ない出力
が得られる。この場合、歪率は１０％〜３０％程度まで
低減される。したがって、巻線に流れる電流による発電
機１０内の磁束についても高調波が低減され、鉄損を低
減して発電機１０の損失を小さくすることができる。
ると、高調波による歪み部分が互いに打ち消され図２
（Ｃ）にＩ1＋Ｉ2で示されるように、歪みの少ない出力
が得られる。この場合、歪率は１０％〜３０％程度まで
低減される。したがって、巻線に流れる電流による発電
機１０内の磁束についても高調波が低減され、鉄損を低
減して発電機１０の損失を小さくすることができる。
【００１４】なお、上記の実施の形態では、複数組の巻
線を並列に接続しているが、これらを直列に接続した場
合にも、同様に高調波を低減することができる。また、
巻線の組数は、上記のような２組のみでなく、３組の巻
線を２０度の位相差で設け、或いは、４組の巻線を１５
度の位相差で設けても良い。この場合、整流ダイオード
も巻線の組数分設ける必要がある。巻線の組数が多くな
る程、高調波成分をより効率よく低減することができ
る。
線を並列に接続しているが、これらを直列に接続した場
合にも、同様に高調波を低減することができる。また、
巻線の組数は、上記のような２組のみでなく、３組の巻
線を２０度の位相差で設け、或いは、４組の巻線を１５
度の位相差で設けても良い。この場合、整流ダイオード
も巻線の組数分設ける必要がある。巻線の組数が多くな
る程、高調波成分をより効率よく低減することができ
る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定の位相差を持って配置された複数組の巻線を接続し
て電流を重畳することにより、各巻線の出力電流に含ま
れる高調波の成分を打ち消すことができ、出力電流の歪
率を低減し、永久磁石型の同期発電機の損失を抑えるこ
とができるという優れた効果を有する。
所定の位相差を持って配置された複数組の巻線を接続し
て電流を重畳することにより、各巻線の出力電流に含ま
れる高調波の成分を打ち消すことができ、出力電流の歪
率を低減し、永久磁石型の同期発電機の損失を抑えるこ
とができるという優れた効果を有する。
【図１】本発明の一実施の形態にかかわる発電装置の回
路図である。
路図である。
【図２】図１に示す発電装置の巻線の出力電流を示す波
形図である。
形図である。
【図３】従来のこの種、発電装置の回路図である。
【図４】図３に示す発電装置の巻線の出力電流を示す波
形図である。
形図である。
【図５】従来の発電装置にリアクトルを設けた場合の巻
線の出力電流を示す波形図である。
線の出力電流を示す波形図である。
１０：永久磁石型の同期発電機 １１：永久磁石 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ：第１組の巻線 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ：第２組の巻線 ４ａ、４ｂ：整流ダイオード ５：平滑コンデンサ ７：インバータ回路
Claims (3)
- 【請求項１】 永久磁石を備えるロータと、前記永久磁
石の周囲に配置された３相の巻線を備えるステータとを
有する永久磁石型の同期発電機を備えると共に、前記巻
線からの出力電流を整流ダイオードと平滑コンデンサと
を有する順変換部で直流に変換した後、インバータによ
り所望の電圧、周波数の交流電流を出力する発電装置に
おいて、 前記ステータに、所定の位相をもって配置された３相の
巻線を複数組設け、該巻線の各組毎に前記整流ダイオー
ドを設け、各組に対応する整流ダイオードの出力を直列
又は並列に接続するようにしたことを特徴とする発電装
置。 - 【請求項２】 前記ステータに配置される前記３相の巻
線は、３０度の位相差のものを２組又は２０度の位相差
のものを３組、或いは１５度の位相差のものを４組設け
るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の発電装
置。 - 【請求項３】 前記各組の整流ダイオードの出力側に、
夫々バランスリアクトルを設けるようにしたことを特徴
とする請求項１又は２に記載の発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255272A JPH1084700A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255272A JPH1084700A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1084700A true JPH1084700A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17276450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8255272A Pending JPH1084700A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1084700A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007040268A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Shinko Electric Co Ltd | 風力発電装置 |
| JP2007110790A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 分散電源用永久磁石型発電機の巻線方法 |
| JP2007116898A (ja) * | 2000-08-14 | 2007-05-10 | Aloys Wobben | 風力設備 |
| JP2009524382A (ja) * | 2006-01-17 | 2009-06-25 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 燃料／電気駆動システム |
| JP5600788B1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 中央電子システム株式会社 | 高効率出力安定化発電装置及び流水式小水力発電システム |
| WO2014157719A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 中央電子システム株式会社 | 高効率出力安定化発電装置及び流水式小水力発電システム |
| CN104883070A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-09-02 | 北京天诚同创电气有限公司 | 多绕组永磁直驱发电机的变流系统及变流控制方法 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP8255272A patent/JPH1084700A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007116898A (ja) * | 2000-08-14 | 2007-05-10 | Aloys Wobben | 風力設備 |
| JP2011160657A (ja) * | 2000-08-14 | 2011-08-18 | Aloys Wobben | 風力設備 |
| JP2007040268A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Shinko Electric Co Ltd | 風力発電装置 |
| JP2007110790A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 分散電源用永久磁石型発電機の巻線方法 |
| JP2009524382A (ja) * | 2006-01-17 | 2009-06-25 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 燃料／電気駆動システム |
| JP4944127B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2012-05-30 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | 燃料／電気駆動システム |
| JP5600788B1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 中央電子システム株式会社 | 高効率出力安定化発電装置及び流水式小水力発電システム |
| JP5600789B1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 中央電子システム株式会社 | 高効率出力安定化発電装置及び流水式小水力発電システム |
| WO2014157719A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 中央電子システム株式会社 | 高効率出力安定化発電装置及び流水式小水力発電システム |
| CN104883070A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-09-02 | 北京天诚同创电气有限公司 | 多绕组永磁直驱发电机的变流系统及变流控制方法 |
| CN104883070B (zh) * | 2015-04-29 | 2017-08-11 | 北京天诚同创电气有限公司 | 多绕组永磁直驱发电机的变流系统及变流控制方法 |
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