JPS5961457A - ブラシなし三相同期発電機 - Google Patents
ブラシなし三相同期発電機Info
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- JPS5961457A JPS5961457A JP17288182A JP17288182A JPS5961457A JP S5961457 A JPS5961457 A JP S5961457A JP 17288182 A JP17288182 A JP 17288182A JP 17288182 A JP17288182 A JP 17288182A JP S5961457 A JPS5961457 A JP S5961457A
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- Japan
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- winding
- poles
- pole
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/26—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は発亀鍋の固定子に設けた励磁＠線により回転
子に設ゆた界磁巻線を励磁し、界磁巻線１ｃ誘起する交
流電圧をダイオードで半波整流して励磁班力を得るノヒ
式のブラシなし三相同期発電機に関する。
子に設ゆた界磁巻線を励磁し、界磁巻線１ｃ誘起する交
流電圧をダイオードで半波整流して励磁班力を得るノヒ
式のブラシなし三相同期発電機に関する。
界磁巻線に誘起される交流゛電圧をダイオードで整流し
て励磁゛電力を得る方式のブラシなし単相光を機は防煙
性、耐久性に優れ、保守点検も容易であるため既に実用
に供されている。ところが１これを三相同機発１１機に
応用する場合、固定子励磁巻線によって作られる逆相分
翳界による界磁誘導起電力を利用するためには三相不平
衡にする必要があり、又固定子励磁巻線によって作られ
る直流静止磁界を利用するためには固定子直流励磁巻＃
ｉｌＫ誘導する交流電流の抑制に問題がある。
て励磁゛電力を得る方式のブラシなし単相光を機は防煙
性、耐久性に優れ、保守点検も容易であるため既に実用
に供されている。ところが１これを三相同機発１１機に
応用する場合、固定子励磁巻線によって作られる逆相分
翳界による界磁誘導起電力を利用するためには三相不平
衡にする必要があり、又固定子励磁巻線によって作られ
る直流静止磁界を利用するためには固定子直流励磁巻＃
ｉｌＫ誘導する交流電流の抑制に問題がある。
そこで、直流励磁巻線な三相主巻線とは異なる極数とし
、界磁回路には各接界磁巻線を分割接続して半波整流回
路としたブラシなし三相同期発［１が提案され（例えば
、昭和５７年２月８日発行社団法人電気学会、回転機研
究会資料資料番号ＲＭ−８２’−５，等）、界磁鎖交磁
束を時間的に変化させず、はとんど一定に保持させ、主
巻線にははとんど正弦波の平衡三相交流出力を得られる
ようＫされた。ところが、この方式においても直流励磁
巻線には交流１圧が残るため、励磁巻線の電圧を制御す
る定電圧制御装置ｒｆｆｉの構ＩＩ≧が複雑になると共
に、高周波による損失のために効率が低減されるといっ
た問題があった。
、界磁回路には各接界磁巻線を分割接続して半波整流回
路としたブラシなし三相同期発［１が提案され（例えば
、昭和５７年２月８日発行社団法人電気学会、回転機研
究会資料資料番号ＲＭ−８２’−５，等）、界磁鎖交磁
束を時間的に変化させず、はとんど一定に保持させ、主
巻線にははとんど正弦波の平衡三相交流出力を得られる
ようＫされた。ところが、この方式においても直流励磁
巻線には交流１圧が残るため、励磁巻線の電圧を制御す
る定電圧制御装置ｒｆｆｉの構ＩＩ≧が複雑になると共
に、高周波による損失のために効率が低減されるといっ
た問題があった。
この発明は上述の１１１１題点を改善するために成され
たものであって、回転子には主巻線の電数と同数の突惚
を設り一１各突極には界磁巻線を巻回し、各界磁巻線に
はダイオードを接続して半波整流回路を措成し、隣り合
う突極がｑいに異なる界ｔｍうｆｒ： Ｋ （ｉＤ化さ
れるようにした点に待盪がある。
たものであって、回転子には主巻線の電数と同数の突惚
を設り一１各突極には界磁巻線を巻回し、各界磁巻線に
はダイオードを接続して半波整流回路を措成し、隣り合
う突極がｑいに異なる界ｔｍうｆｒ： Ｋ （ｉＤ化さ
れるようにした点に待盪がある。
以下、図示の実施例によってこの発明を説明する。
ｉ８１図は２１Ｉ＠直流励磁４極発屯気回路を示す。
固定しＳには４似三相の主巻ｇｗ＋と２檎単相の直流励
ずみ巻、腺ＷＯとが巻回されている。ａｌ、ｂｌ、Ｃ１
、ｄ２、ｂ２、Ｃ２は主巻線の出力端子である。励磁巻
線Ｗｅは定電圧調整装＋ａ ＶＲ及び直流電源Ｂに接続
されている。一方、回転子Ｒには４個の突極が設けられ
、各突極には界磁巻線Ｗｆｌ、Ｗｆ２、Ｗｆ３、Ｗｆ４
が巻回されている。各界磁巻１ｗｆ１〜Ｗｆ４にはそれ
ぞれダイオードＤｆ＋、Ｄｆ２、Ｄｆ３、Ｄｆ４が接続
されて半波整流回路の界磁回路が構成され、各突極はＩ
ｌｎ次Ｎ、 ＳＸＮ、８の界磁極に磁化されるようにな
っている。
ずみ巻、腺ＷＯとが巻回されている。ａｌ、ｂｌ、Ｃ１
、ｄ２、ｂ２、Ｃ２は主巻線の出力端子である。励磁巻
線Ｗｅは定電圧調整装＋ａ ＶＲ及び直流電源Ｂに接続
されている。一方、回転子Ｒには４個の突極が設けられ
、各突極には界磁巻線Ｗｆｌ、Ｗｆ２、Ｗｆ３、Ｗｆ４
が巻回されている。各界磁巻１ｗｆ１〜Ｗｆ４にはそれ
ぞれダイオードＤｆ＋、Ｄｆ２、Ｄｆ３、Ｄｆ４が接続
されて半波整流回路の界磁回路が構成され、各突極はＩ
ｌｎ次Ｎ、 ＳＸＮ、８の界磁極に磁化されるようにな
っている。
この実施例において、直流励磁巻（ｊＪＷｅに直流電源
Ｂから励磁成流を流し、回転子Ｒを所定の角速度Ｗｍで
回転させると、第２図に示すように、各界磁巻線Ｗｆｌ
、Ｗｆ２．１１／ｆ３、Ｗｆ４には励磁巻、ｄｉｅの２
極直流磁界によってそれぞれ９０°位相差を有する起電
力ｅｆ＋、θｆ２、θｆ３、θｆ４が誘導される。これ
らの起電力ｅｆ１〜ｅｆ４は各ダイオードＤｆｌ〜Ｄｆ
４によって整流されるが、界磁巻線Ｗｆ１〜Ｗｆ４の純
抵抗は小さくかつインダクタンスは大きいので、各界磁
巻線Ｗｆｌ〜Ｗｆ４の界磁電流１ｆｌ、ｆｆ２、ｆｆ３
、ｆｆ４はほとんど常にダイオードＤｆ１〜Ｄｆ４を流
れると共に、各界磁回路の界磁鎖交磁束ψｆｌ、ｆｆ２
、ｆｆ５、ｆｆ４ははとんど一定に保持される。
Ｂから励磁成流を流し、回転子Ｒを所定の角速度Ｗｍで
回転させると、第２図に示すように、各界磁巻線Ｗｆｌ
、Ｗｆ２．１１／ｆ３、Ｗｆ４には励磁巻、ｄｉｅの２
極直流磁界によってそれぞれ９０°位相差を有する起電
力ｅｆ＋、θｆ２、θｆ３、θｆ４が誘導される。これ
らの起電力ｅｆ１〜ｅｆ４は各ダイオードＤｆｌ〜Ｄｆ
４によって整流されるが、界磁巻線Ｗｆ１〜Ｗｆ４の純
抵抗は小さくかつインダクタンスは大きいので、各界磁
巻線Ｗｆｌ〜Ｗｆ４の界磁電流１ｆｌ、ｆｆ２、ｆｆ３
、ｆｆ４はほとんど常にダイオードＤｆ１〜Ｄｆ４を流
れると共に、各界磁回路の界磁鎖交磁束ψｆｌ、ｆｆ２
、ｆｆ５、ｆｆ４ははとんど一定に保持される。
これにより、回転子Ｒの各突極は第１図中矢印で示す方
向に流れる整流電流ｉｆ１〜ｉｆ４によって励磁されて
４極の界磁イへを構成し、主巻線Ｗ１には三相交流出力
が得られる。一方・界磁回路は２似三相回路を構成する
ため、界磁電流の交流分による磁界は２極の逆相回転磁
界のみをつくり、巻線Ｗｅにはほとんど交流電圧が誘起
されない。
向に流れる整流電流ｉｆ１〜ｉｆ４によって励磁されて
４極の界磁イへを構成し、主巻線Ｗ１には三相交流出力
が得られる。一方・界磁回路は２似三相回路を構成する
ため、界磁電流の交流分による磁界は２極の逆相回転磁
界のみをつくり、巻線Ｗｅにはほとんど交流電圧が誘起
されない。
なお、第６図はこの実施例において回転速度１８００ｒ
ｐｍで三相抵抗負荷をかけた際の各部の波形を示すオシ
ログラムである。
ｐｍで三相抵抗負荷をかけた際の各部の波形を示すオシ
ログラムである。
次に、回転子Ｈの突極り数がｎを６以上の奇数とした場
合に２ｎで表わされる数の場合の一例を説明する。第４
図は６極発ｉ！機の回転子回路を示す。この場合、回転
軸を中心に軸対称位置にある突極は異なる界磁極に磁化
させることになるため各突慎ごとに界磁回路を構成せず
、軸対称位置の突極に巻回される一対の巻線な直列従続
してダイオードＤｆ１、Ｄｆ２、Ｄｆ５を接続している
。これにより、各２Ａ極ごとに界磁回路を構成した場合
と実質的に同一になり、しかもダイオードの数が半分に
減少する。
合に２ｎで表わされる数の場合の一例を説明する。第４
図は６極発ｉ！機の回転子回路を示す。この場合、回転
軸を中心に軸対称位置にある突極は異なる界磁極に磁化
させることになるため各突慎ごとに界磁回路を構成せず
、軸対称位置の突極に巻回される一対の巻線な直列従続
してダイオードＤｆ１、Ｄｆ２、Ｄｆ５を接続している
。これにより、各２Ａ極ごとに界磁回路を構成した場合
と実質的に同一になり、しかもダイオードの数が半分に
減少する。
この回転子只の各巻線Ｗｆ１、Ｗｆ２、Ｗｆ６には２極
直流励磁巻線によって、第５図に示すように１２０位相
差を有する起電力ｅｆｌ、θｆ２、θｆ６が誘起される
。したがって、その半波整流電流により、６極の界磁極
が構成されると共に、２檎三相の回転磁界が形成される
。
直流励磁巻線によって、第５図に示すように１２０位相
差を有する起電力ｅｆｌ、θｆ２、θｆ６が誘起される
。したがって、その半波整流電流により、６極の界磁極
が構成されると共に、２檎三相の回転磁界が形成される
。
以上述べたように、この発明は回転子には主巻線の極数
と同数の突極を設け、各突極には界磁巻線を巻回し、各
界磁巻線にはダイオードを接続して半波整流回路の界磁
回路を構成し隣り合う突極が互いに異なる界磁極に磁化
されるようにしているので、直流励磁＠梅に対して回転
子側が多相短経回路を構成する。これにより、直流励磁
巻線に誘導する交流”電圧が低減し、（すｊ６ｋｉｍ流
及び励＆１厄圧は脈動分の少いぼ流になるので、励磁巻
線の電圧を制御する定亀圧１間御表ぼの構成が面素化さ
れしかも七〇制僻が容易になる。又、晶ｒＪ剤波による
損失が減少するので効率が上昇する。
と同数の突極を設け、各突極には界磁巻線を巻回し、各
界磁巻線にはダイオードを接続して半波整流回路の界磁
回路を構成し隣り合う突極が互いに異なる界磁極に磁化
されるようにしているので、直流励磁＠梅に対して回転
子側が多相短経回路を構成する。これにより、直流励磁
巻線に誘導する交流”電圧が低減し、（すｊ６ｋｉｍ流
及び励＆１厄圧は脈動分の少いぼ流になるので、励磁巻
線の電圧を制御する定亀圧１間御表ぼの構成が面素化さ
れしかも七〇制僻が容易になる。又、晶ｒＪ剤波による
損失が減少するので効率が上昇する。
なお、実施例では２惚励磁による４億及び６極発屯様に
ついて示しであるが、４他励磁８愼発ｔｉ機等の多極励
磁多似発ｍ機にもｊ０用りｆＭ＠である。
ついて示しであるが、４他励磁８愼発ｔｉ機等の多極励
磁多似発ｍ機にもｊ０用りｆＭ＠である。
又、この発明ではブラシなし三相同期発電１ｉについて
述べているが、第６図にボす固定子直流励磁ブラシなし
単相同、期発屯機（例として２樟直流励ｍ１４極発電機
を示す）のよ５に、負荷巻線Ｗａと同じ極数の回転子Ｒ
に対して異なった極数（図では２極）の直流励磁巻線Ｗ
θを固定子に設けて単相ｉｔｔ 様子反作用の通相分回
転磁界を界磁半波整流回路で有効に利用する場合も実質
的に同一となる。
述べているが、第６図にボす固定子直流励磁ブラシなし
単相同、期発屯機（例として２樟直流励ｍ１４極発電機
を示す）のよ５に、負荷巻線Ｗａと同じ極数の回転子Ｒ
に対して異なった極数（図では２極）の直流励磁巻線Ｗ
θを固定子に設けて単相ｉｔｔ 様子反作用の通相分回
転磁界を界磁半波整流回路で有効に利用する場合も実質
的に同一となる。
第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、第１１Ｊ
は２極ＩＩＪざｔ励磁４憧発亀機の回路図、第２図はそ
の界磁鎮交磁束と電圧電流の関係な示す波形図、＠６図
は三相抵０１負荷時の板形を示すオシログラムである。 第４図及び第５１Ａはこ磁鎖交磁束と′電圧電流の関係
を示す波形図、第６図は２極直流励磁４極発電機の回路
図である。 Ｗｌ・・・主巷線、Ｗ２・・・励磁巻線Ｗｆ １、ＷＦ
２、ＷＦ５、ＷＦ４・・・界磁巻線Ｄｆｊ、Ｄｆ２、Ｄ
ｆ５、Ｄｆ４・・・ダイオードＥ ａ ｂ ％ Ｆｉ
ｂ Ｑ ％ Ｆ！ Ｑ ＆４ｉ！ＦＩＫＬ圧ｉｆｊ・・
・界磁電流の直流平均値 特許出願人 野中作太部 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図 第２図 第３図 Ｏ 第４図 第５図 手続補正書（方式） ％式％ １事件の表示 昭和５７年特許願第１７２８８１、 発明の名称 ブラシなし三相同期発電機 ａ補正をする者 事件との関係 特許出願人 屯補正命令の日付 昭和５８年２月２日 別紙の煽り（ｉｍｍ、明細温及び図面の浄書、内容に変
更なし） 手続補正淋（自発） 昭和５８年３月ノ、Ｊ１１１日 Ｌ＄注の表示 昭和５７年待ＩＦ帽第１７２８８１、 発明の名称 ブラシなし三相同期発電機 ａ補正をする者 小１牛との関係 特許出願人 屯補正の対象 明細書全文 明 細 書 り発明の名称 ブラシなし三相同期発電機 ２、特許請求の範囲 固定子に三相の主巻線と偶ｔ１１．極を有する直流励磁
巻線とを設け、主巻線の極数を励ｌ１Ｆ１巻線の＋＋ｉ
に対しそれより多い整数倍とすると共に１回転子には主
巻線の極数と同数の突極を設け、各突極には界磁巻線を
巻回し、各界磁巻線にはダイオードを接続して半波整流
回路の界磁回路を構成し隣り合う突極が互いに異なる界
磁ｉ＆ Ｋ磁化されるようにしたブラシなし三相同期発
電機。 ３、発明の詳細な説明 この発明は発電機の固定子に設けた励磁巻線により同転
子に設ゆた界磁巻線を励磁し、界磁巻線に８起する交流
電圧をダイオードで半波整流して励磁電力を得る形式の
ブラシなし三相同期発電機に関する。 界磁巻線ＫＭ起される交流電圧をダイオードで整流して
励磁車力を得る方式のブラシなし単相発鼠機は防爆性、
耐久性に優れ、保守点検も容易であるため既に実用に供
されている。ところが、これを三相同期発電機に応用す
る場合、固定子励磁巻線によって作られる逆相分磁界に
よる界磁誘導起電力を利用するためには三相不平衡にす
る必要があり、又固定子励磁巻＃！！罠よって作られる
直流静止磁界を利用するためには固定子直流励磁巻線に
誘導する交流電流の抑１ｂ１１に間伽がある。 そこで、直流励磁巻線を三相主巻線とは異なる極数とし
、界磁回路には各極界ｇｉ看紳を分割接続して半波整流
回路としたブラシなし三相同期発電機が提案され（例え
ば、昭和５７年２月８日発行社団法人選気学会、回転機
研究会資料、資料番号ｘＭ−８２−５、等）、界磁鎖交
磁束を時間的に変化させず、はとんど一定に護持させ、
主＠紛にはほとんど正弦波の平衡三相交流出力を得られ
るようにされた。ところが、この方式においても直流励
磁巻線には交流電圧が残るため、励磁巻欅の電圧を制御
する定電圧制御装置の構成が複雑になると共に、高周波
による損失のために効率が低減されるといった問題があ
った。 この発明は上述の問題点を改善するために成されたもの
であって、回転子には主巻線の極すと同数の突極を設け
、各突極には界磁巻線を巻回し、各界磁巻線にはダイオ
ードを接続して半波整流回路を構成し、隣り合う突極が
斤いに異なる界磁極に磁化されるようにした点に特徴が
ある。 以下、図示の実施例によってこの発明を説明する。 第１図は２極直流励磁４極発＠機の回路を示す。固定子
Ｓには４極三和の主巻線Ｗ１と２極単相の直流励磁巻線
Ｗｅとが巻回されている。 ａｌ、ｂｌ、ｃｌ、ａ２、ｂ２、Ｃ２は主巻線の出力端
子である。励磁巻線Ｗ９は定ｒし圧調整装置ＶＢ及び直
流電源ＢＫ従接続れている。一方、回転子Ｈには４個の
突極が設けられ、各突極には界磁巻線Ｗｆ１、Ｗｆ２、
Ｗｆ３、Ｗｆ４が巻回されている。各界磁巻線Ｗｆ１〜
Ｗｆ４にはそれぞれダイオードＤｆ１、Ｄｆ２、Ｄｆ３
、Ｄｆ４が接玩されて半波整流回路の界磁回路が構成さ
れ、各突極は順次Ｎ、Ｓ、ＮＳＳの界磁極に磁化される
ようになっている。 この実施例において、直流励磁巻線Ｗｅに直流電源Ｂか
ら励磁電流を流し、回転子Ｒを所定の角速度Ｗｍで回転
させると、第２図に示すように、各界磁巻線Ｗｆ１、Ｗ
ｆ２、Ｗｆ６、Ｗｆ４には励磁巻線Ｗｅの２極直流磁界
によってそれぞれ９０°位相差を有する起電力ｅｆ１、
ｅｔ２、ｅｒ３、ｅｆ４が誘導される。これらの起電力
ｅｆｔ〜＠ｆ４は各ダイオードＤｆ＋〜Ｄｆ４によって
整流されるが、界磁巻１Ｗｆ１〜Ｗｆ４の抵抗は小さく
かつインダクタンスは大きいので、各界磁巻４１ＪＷｆ
１〜Ｗｆ４の界磁電流ｔ ｆ １ 、ｊ、 ｔ ２．１
ｒ３、ｉｆ４ははとんど常にダイオードＤｆｌ〜Ｄｆ４
を流れると共に、各界磁回路の界磁鎖交磁束ｆｆ１、ψ
ｆ２ｖ／ｆ６、ψｆ４はほぼ一定に保持される。 これにより、回転子Ｒの各突極は第１図中矢印で示す方
向に流れる整流電流１ｆｌ〜ｉｆ４によって励磁されて
４極の界磁極を構成し、主巻＆！Ｗ１には三相交流出力
が得られる。一方・固定子２極直流励磁巻線Ｗθに対し
て界磁１Ｍ路は２極二相回路を構成するため、界磁電流
の交流会による磁界は回転子上で２極の逆相回転磁界す
なわち空間的には静止磁界のみをつくり、巻線Ｗｅには
ほとんど交流電圧が誘起されない。 なお、第３図はこの実施例においてＭ転速度１８００
ｒ ｐ ’ｍで三相抵抗負荷をかけた際の各部の波形を
示すオシログラムである。 次に、回転子Ｒの突極の数がｎを３以上の奇数とした場
合に２ｎで表わされる数の場合の一例を説明する。第４
図は６極発電機の回転子回路を示すっこの場合、回転軸
を中心に軸２Ｊ称位置にある突極は異なる界磁極に磁化
させることになるため各突極ごとに界磁回路を構成せず
、軸対称位１にの突極に巻回される一対の巻線を直列接
続してダイメートＤｆ１、Ｄｆ２、Ｄｆ３を接続してい
る。これＫより、各′！Ａ愼ごとに界磁回路を６ｆｊ成
した場合と実質的に同一になり、しかもタイオードの数
が半分に減少する。 この回転子Ｒの各巻烏ｊＷｆ＋、Ｗｆ２、Ｗｆ６には２
極直流励磁巻腓によって、第５図に示すように１２０°
位相差を有する起電力ｅｆＪ、ｅｆ２、ｅｆ３が誘起さ
れる。したがって、その半波整流電流により、６Ｊ＃、
の界磁極が構成されると共に、２極三相交流分によって
回転子上に逆相回転磁界が形成され、固定子静止磁界を
打ち消すように作用する。 以上述べたように、この発明は回転子には主巻線の極数
と同数の突極を設け、各突極には界磁巻線を巻回し、各
界磁巻線にはダイオードを接続して半波整流回路の界磁
回路を構成し隣り合う突極が互いに異なる界磁極に磁化
されるよ直流励磁巻線に誘導する交流電圧が低減し、励
磁電流及び励磁足圧は脈動分の少い直流、になるので、
励磁巻線の゛電圧を制御する定電圧制御装置のニ９戒が
１６１素化されしかもその制御が容易になる。又、高調
波による損失が減少するので効率が向上する。 なお、実施例では２極励磁による４掘及び６極発電機に
ついて示しであるが、４極励磁８極発電機等の多極励磁
多極発電機にも応用可能である。 又、この発明ではブラシなし三相同期発ｍ機について述
べているが、第６図に示す固定子直流励磁ブラシなし単
相同期発＠ｅｌｆ（例として２極直流励磁４極発電機を
示す）のように、負荷巻線Ｗａと同じ極数の回転子Ｒに
対して異なった極ｖ！ｉ（図では２極）の直流励磁巻＃
Ｊ！Ｗθを固定子に設ゆて単相電機子反作用の逆相回転
磁界を界磁半波整流回路で有効に利用する場合も実質的
に同一となる。 表図面の簡単な説明 第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
２価直流励磁４極発亀機の回路図、第２しＪはその界ｅ
〈鎖交磁束と電圧硫滞、の関係を示す波ノ１」図、第６
図は三相抵わ１．負荷時の波１１手を示すオシログラム
である。第４図及び第５図はこの発明の別の実施例を示
し、第４図は２極直流励耐６体発屯機の回転子の回路図
、第５図はその界磁鎖交磁束と電圧電流の関係を示す波
ル図、第６図は２４へ直流励磁４極発電機の回路図であ
る。 Ｗｌ・・・主巻線、Ｗ２・・・励磁巻線ｗｆ１、ｗｆ２
、Ｗｆ５、Ｗｆ４・・・界磁巻線Ｄｆｌ、Ｄｆ２、Ｄｆ
３、Ｄｆ４・・・ダイオードＤａｂ、Ｅｂｃ、１ｃａ−
糎間電圧 ｉ、 ｆ ｊ・・・界磁電流の直流平均置特許出卯人
野中作太部
は２極ＩＩＪざｔ励磁４憧発亀機の回路図、第２図はそ
の界磁鎮交磁束と電圧電流の関係な示す波形図、＠６図
は三相抵０１負荷時の板形を示すオシログラムである。 第４図及び第５１Ａはこ磁鎖交磁束と′電圧電流の関係
を示す波形図、第６図は２極直流励磁４極発電機の回路
図である。 Ｗｌ・・・主巷線、Ｗ２・・・励磁巻線Ｗｆ １、ＷＦ
２、ＷＦ５、ＷＦ４・・・界磁巻線Ｄｆｊ、Ｄｆ２、Ｄ
ｆ５、Ｄｆ４・・・ダイオードＥ ａ ｂ ％ Ｆｉ
ｂ Ｑ ％ Ｆ！ Ｑ ＆４ｉ！ＦＩＫＬ圧ｉｆｊ・・
・界磁電流の直流平均値 特許出願人 野中作太部 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図 第２図 第３図 Ｏ 第４図 第５図 手続補正書（方式） ％式％ １事件の表示 昭和５７年特許願第１７２８８１、 発明の名称 ブラシなし三相同期発電機 ａ補正をする者 事件との関係 特許出願人 屯補正命令の日付 昭和５８年２月２日 別紙の煽り（ｉｍｍ、明細温及び図面の浄書、内容に変
更なし） 手続補正淋（自発） 昭和５８年３月ノ、Ｊ１１１日 Ｌ＄注の表示 昭和５７年待ＩＦ帽第１７２８８１、 発明の名称 ブラシなし三相同期発電機 ａ補正をする者 小１牛との関係 特許出願人 屯補正の対象 明細書全文 明 細 書 り発明の名称 ブラシなし三相同期発電機 ２、特許請求の範囲 固定子に三相の主巻線と偶ｔ１１．極を有する直流励磁
巻線とを設け、主巻線の極数を励ｌ１Ｆ１巻線の＋＋ｉ
に対しそれより多い整数倍とすると共に１回転子には主
巻線の極数と同数の突極を設け、各突極には界磁巻線を
巻回し、各界磁巻線にはダイオードを接続して半波整流
回路の界磁回路を構成し隣り合う突極が互いに異なる界
磁ｉ＆ Ｋ磁化されるようにしたブラシなし三相同期発
電機。 ３、発明の詳細な説明 この発明は発電機の固定子に設けた励磁巻線により同転
子に設ゆた界磁巻線を励磁し、界磁巻線に８起する交流
電圧をダイオードで半波整流して励磁電力を得る形式の
ブラシなし三相同期発電機に関する。 界磁巻線ＫＭ起される交流電圧をダイオードで整流して
励磁車力を得る方式のブラシなし単相発鼠機は防爆性、
耐久性に優れ、保守点検も容易であるため既に実用に供
されている。ところが、これを三相同期発電機に応用す
る場合、固定子励磁巻線によって作られる逆相分磁界に
よる界磁誘導起電力を利用するためには三相不平衡にす
る必要があり、又固定子励磁巻＃！！罠よって作られる
直流静止磁界を利用するためには固定子直流励磁巻線に
誘導する交流電流の抑１ｂ１１に間伽がある。 そこで、直流励磁巻線を三相主巻線とは異なる極数とし
、界磁回路には各極界ｇｉ看紳を分割接続して半波整流
回路としたブラシなし三相同期発電機が提案され（例え
ば、昭和５７年２月８日発行社団法人選気学会、回転機
研究会資料、資料番号ｘＭ−８２−５、等）、界磁鎖交
磁束を時間的に変化させず、はとんど一定に護持させ、
主＠紛にはほとんど正弦波の平衡三相交流出力を得られ
るようにされた。ところが、この方式においても直流励
磁巻線には交流電圧が残るため、励磁巻欅の電圧を制御
する定電圧制御装置の構成が複雑になると共に、高周波
による損失のために効率が低減されるといった問題があ
った。 この発明は上述の問題点を改善するために成されたもの
であって、回転子には主巻線の極すと同数の突極を設け
、各突極には界磁巻線を巻回し、各界磁巻線にはダイオ
ードを接続して半波整流回路を構成し、隣り合う突極が
斤いに異なる界磁極に磁化されるようにした点に特徴が
ある。 以下、図示の実施例によってこの発明を説明する。 第１図は２極直流励磁４極発＠機の回路を示す。固定子
Ｓには４極三和の主巻線Ｗ１と２極単相の直流励磁巻線
Ｗｅとが巻回されている。 ａｌ、ｂｌ、ｃｌ、ａ２、ｂ２、Ｃ２は主巻線の出力端
子である。励磁巻線Ｗ９は定ｒし圧調整装置ＶＢ及び直
流電源ＢＫ従接続れている。一方、回転子Ｈには４個の
突極が設けられ、各突極には界磁巻線Ｗｆ１、Ｗｆ２、
Ｗｆ３、Ｗｆ４が巻回されている。各界磁巻線Ｗｆ１〜
Ｗｆ４にはそれぞれダイオードＤｆ１、Ｄｆ２、Ｄｆ３
、Ｄｆ４が接玩されて半波整流回路の界磁回路が構成さ
れ、各突極は順次Ｎ、Ｓ、ＮＳＳの界磁極に磁化される
ようになっている。 この実施例において、直流励磁巻線Ｗｅに直流電源Ｂか
ら励磁電流を流し、回転子Ｒを所定の角速度Ｗｍで回転
させると、第２図に示すように、各界磁巻線Ｗｆ１、Ｗ
ｆ２、Ｗｆ６、Ｗｆ４には励磁巻線Ｗｅの２極直流磁界
によってそれぞれ９０°位相差を有する起電力ｅｆ１、
ｅｔ２、ｅｒ３、ｅｆ４が誘導される。これらの起電力
ｅｆｔ〜＠ｆ４は各ダイオードＤｆ＋〜Ｄｆ４によって
整流されるが、界磁巻１Ｗｆ１〜Ｗｆ４の抵抗は小さく
かつインダクタンスは大きいので、各界磁巻４１ＪＷｆ
１〜Ｗｆ４の界磁電流ｔ ｆ １ 、ｊ、 ｔ ２．１
ｒ３、ｉｆ４ははとんど常にダイオードＤｆｌ〜Ｄｆ４
を流れると共に、各界磁回路の界磁鎖交磁束ｆｆ１、ψ
ｆ２ｖ／ｆ６、ψｆ４はほぼ一定に保持される。 これにより、回転子Ｒの各突極は第１図中矢印で示す方
向に流れる整流電流１ｆｌ〜ｉｆ４によって励磁されて
４極の界磁極を構成し、主巻＆！Ｗ１には三相交流出力
が得られる。一方・固定子２極直流励磁巻線Ｗθに対し
て界磁１Ｍ路は２極二相回路を構成するため、界磁電流
の交流会による磁界は回転子上で２極の逆相回転磁界す
なわち空間的には静止磁界のみをつくり、巻線Ｗｅには
ほとんど交流電圧が誘起されない。 なお、第３図はこの実施例においてＭ転速度１８００
ｒ ｐ ’ｍで三相抵抗負荷をかけた際の各部の波形を
示すオシログラムである。 次に、回転子Ｒの突極の数がｎを３以上の奇数とした場
合に２ｎで表わされる数の場合の一例を説明する。第４
図は６極発電機の回転子回路を示すっこの場合、回転軸
を中心に軸２Ｊ称位置にある突極は異なる界磁極に磁化
させることになるため各突極ごとに界磁回路を構成せず
、軸対称位１にの突極に巻回される一対の巻線を直列接
続してダイメートＤｆ１、Ｄｆ２、Ｄｆ３を接続してい
る。これＫより、各′！Ａ愼ごとに界磁回路を６ｆｊ成
した場合と実質的に同一になり、しかもタイオードの数
が半分に減少する。 この回転子Ｒの各巻烏ｊＷｆ＋、Ｗｆ２、Ｗｆ６には２
極直流励磁巻腓によって、第５図に示すように１２０°
位相差を有する起電力ｅｆＪ、ｅｆ２、ｅｆ３が誘起さ
れる。したがって、その半波整流電流により、６Ｊ＃、
の界磁極が構成されると共に、２極三相交流分によって
回転子上に逆相回転磁界が形成され、固定子静止磁界を
打ち消すように作用する。 以上述べたように、この発明は回転子には主巻線の極数
と同数の突極を設け、各突極には界磁巻線を巻回し、各
界磁巻線にはダイオードを接続して半波整流回路の界磁
回路を構成し隣り合う突極が互いに異なる界磁極に磁化
されるよ直流励磁巻線に誘導する交流電圧が低減し、励
磁電流及び励磁足圧は脈動分の少い直流、になるので、
励磁巻線の゛電圧を制御する定電圧制御装置のニ９戒が
１６１素化されしかもその制御が容易になる。又、高調
波による損失が減少するので効率が向上する。 なお、実施例では２極励磁による４掘及び６極発電機に
ついて示しであるが、４極励磁８極発電機等の多極励磁
多極発電機にも応用可能である。 又、この発明ではブラシなし三相同期発ｍ機について述
べているが、第６図に示す固定子直流励磁ブラシなし単
相同期発＠ｅｌｆ（例として２極直流励磁４極発電機を
示す）のように、負荷巻線Ｗａと同じ極数の回転子Ｒに
対して異なった極ｖ！ｉ（図では２極）の直流励磁巻＃
Ｊ！Ｗθを固定子に設ゆて単相電機子反作用の逆相回転
磁界を界磁半波整流回路で有効に利用する場合も実質的
に同一となる。 表図面の簡単な説明 第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
２価直流励磁４極発亀機の回路図、第２しＪはその界ｅ
〈鎖交磁束と電圧硫滞、の関係を示す波ノ１」図、第６
図は三相抵わ１．負荷時の波１１手を示すオシログラム
である。第４図及び第５図はこの発明の別の実施例を示
し、第４図は２極直流励耐６体発屯機の回転子の回路図
、第５図はその界磁鎖交磁束と電圧電流の関係を示す波
ル図、第６図は２４へ直流励磁４極発電機の回路図であ
る。 Ｗｌ・・・主巻線、Ｗ２・・・励磁巻線ｗｆ１、ｗｆ２
、Ｗｆ５、Ｗｆ４・・・界磁巻線Ｄｆｌ、Ｄｆ２、Ｄｆ
３、Ｄｆ４・・・ダイオードＤａｂ、Ｅｂｃ、１ｃａ−
糎間電圧 ｉ、 ｆ ｊ・・・界磁電流の直流平均置特許出卯人
野中作太部
Claims (1)
- 固定子に三相の主巻線と偶数極を有する直流励磁巻線と
を設け、主巻線の極数を励磁巻線の４ｆｉ敗に対しそれ
より多い整数倍とすると共に、回転子に・は主巻線の極
数と同数の突極を設ゆ、各突極には界磁巻線を巻回し、
各界磁＠線にはダイオードを接続して半波整流回路の界
磁回路を構成し瞬り合う突極が互いに異なる界磁極に磁
化されるようにしたブラシなし三相同期発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17288182A JPS5961457A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ブラシなし三相同期発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17288182A JPS5961457A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ブラシなし三相同期発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961457A true JPS5961457A (ja) | 1984-04-07 |
Family
ID=15950040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17288182A Pending JPS5961457A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | ブラシなし三相同期発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961457A (ja) |
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-
1982
- 1982-09-30 JP JP17288182A patent/JPS5961457A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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