JPS598480Y2

JPS598480Y2 - 発電機用電圧調整装置

Info

Publication number: JPS598480Y2
Application number: JP1977049626U
Authority: JP
Inventors: 美津彦原; 朗前川
Original assignee: 株式会社精工社製作所
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1984-03-15
Also published as: JPS53144010U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は例えば集魚灯用発電機として使用される発電機
用電圧調整装置に関するものである。

さらに詳しくは漁船に搭載された発電機等では、集魚灯
の照度を広範囲に調整する必要があり、そのため、出力
電圧を例えば９０〜２８０■などのように大巾に調整で
きることが要求される。

本考案はこのような場合、制御回路を構或する起動用リ
レーや半導体等の制御部品を正確に作動させるために、
発電出力電圧が大巾に変化しても常に一定電圧を印加さ
せようとするものである。

従来、半導体を使用した自励式の発電機においては、主
機の発電電力をとり出し、サイリスタを介して界磁コイ
ルに直流電流を流すようにするとともに、サイリスタの
ゲート回路は、発電電圧に対応して、オン、オフするト
ランジスタによって制御するようになっていた。

このような従来の回路では、起動用リレーや、前記発電
電圧制御用トランジスタ等は、発電電圧が一定の場合あ
まり問題ないが、上述のように、発電電圧を大巾に変化
させる場合には、これら制御部品の動作電圧が変化する
と、正確な制御ができなくなるという問題があった。

また、トランジスタは、サイリスタのゲート回路と直列
に挿入されているので、このトランジスタが不良となり
短絡状態になるとサイリスタは常時オンとなり、界磁コ
イルの励磁電流が増大し、それに伴い発電電圧も上昇し
、ついには負荷の故障等の事故になっていた。

また、トランジスタが頻繁にオン、オフを繰返すため、
このトランジスタに供給される整流後の直流電圧変動が
大きく、正確な制御ができなかった。

さらに、回路中に挿入された抵抗が発熱するため、装置
全体の小型化を防げるなどの種々の欠点があった。

本考案は、このような点に鑑みなされたもので、発電出
力配線と界磁コイルの間にサイリスタを挿入し、このサ
イリスタのアノードとゲート間に起動用接点を接続し、
電源回路の後段に発電出力電圧設定用可変抵抗と前記起
動用接点の駆動リレーコイルを結合し、このリレーコイ
ルを、ゲート回路と、ゲート回路に並列なスイッチング
回路とに接続してなるものである。

そして、発電電圧が所定以下のときはスイッチング回路
をオフにしてゲート回路にゲート電流を流してサイリス
タをオンにして界磁コイルの励磁電流を停止し発電機の
電圧を降下させるものである。

本考案の一実施例を図面について説明する。

１は３相交流発電機で、この発電機１は、出力配線２に
よって負荷３に接続されている。

この出力配線２の途中から分岐して電源スイッチ４に接
続され、この電源スイッチ４からさらに分岐してサイリ
スタ５と電源回路６に接続されている。

前記サイリスタ５は、界磁コイル７とダイオード８の並
列回路を経て前記発電機１の中性点９に接続されている
。

前記電源回路６は、電源トランス１０、３相全波整流器
１１および平滑コンテ゛ンサ１２よりなり、この電源回
路６は、抵抗１３とツエナーダイオード１４とで定電圧
回路を構威して後述のスイッチング回路１５に定電圧を
供給し、また、電圧設定抵抗１６を通して抵抗１７．
１８に接続し、この抵抗１７．１８によって分圧された
制御電圧■。

がスイッチング回路１５を制御するようになっている。

スイッチング回路１５は、ダーリントン接続されたトラ
ンジスタ１９，２０、抵抗２１，２２、ツエナーダイ
オード２３およびダイオード２４からなり、これはＩＣ
化された回路をそのまま利用することもできる。

前記電圧設定抵抗１６と抵抗１７との接続点から分岐し
た制御電流路には、起動時におけるサイリスタ５のゲー
ト回路２５を制御するリレーコイル２６が挿入され、こ
のリレーコイル２６の後は２方に分岐され、一方は、ダ
イオード２７と抵抗２８とからなる前記ゲート回路２５
に接続され、他方は、前記スイッチング回路１５に接続
されている。

すなわち、ゲート回路２５とスイッチング回路１５は並
列に接続されている。

また、前記電源スイッチ４とゲート回路２５との間には
、起動時に閉じているリレーコイル２６の接点２９と逆
流阻止用のダイオード３０が挿入されている。

つぎに本考案の作用を説明する。

まず発電機１を起動し、自動電圧調整のための電源スイ
ッチ４を入れると、発電機１の立上りのときは閉或して
いる接点２９を通り、さらにダイオード３０、抵抗２８
を経てゲート回路２５にゲート電流ｉｇを流し、サイリ
スタ５をオンして発電機１の残留磁気により発電させる
。

発電電圧が上昇し、リレーコイル２６が励磁され、その
接点２９が開放して自動調整に移る。

自動調整に入った状態で、発電電圧が設定値よりも下る
と、すなわち、抵抗１８の両端の電圧■。

がツエナーダイオード２３とトランジスタ１９．２０
のベース電圧降下分を加えた電圧よりも下ると、ダイオ
ード２４側へ電流ｉｄが流れ、抵抗２１による電圧降下
のため、ツエナー電圧まで達しないので、ツエナーダイ
オード２３側への電流１７は流れない。

したがって、トランジスタ１９．２０のベース電流ｉ
ｂが流れずスイッチング回路１５は遮断され、電流Ｉｓ
は流れない。

このことは、制御電流は、リレーコイル２６を通してゲ
ート回路２５へ流れるので、サイリスタ５がオンして界
磁コイル７に励磁電流ｉｆが流れて、発電電圧を上昇さ
せる。

つぎに、発電電圧が所定以上に上昇すると、すなわち、
抵抗１８の両端の電圧■。

が上昇すると、ダイオード２４側への電流ｉ．ｄが流れ
ず、ツエナーダイオード２３側へ電流ｉ，，が流れ、そ
のため、ベース電流ｉｂが流れてトランジスタ１９，２
０、すなわちスイッチング回路１５がオンする。

そのため、スイッチング回路１５側へのみ電流１８が流
れてゲート回路２５へのゲート電流ｉｇは流れず、サイ
リスタ５はオフとなり、界磁コイル７へは励磁電流ｉｆ
が流れなくなって発電電圧は下降する。

以上の動作を交互に繰返して発電電圧は一定に保たれる
。

つぎに、発電出力電圧を所定電圧に可変するには電圧設
定抵抗１６を調整する。

具体的には発電出力電圧を高い電圧に設定するには、電
圧設定抵抗１６の抵抗値が高くなるように可変する。

可変直後、まだ発電電圧が低い間は電圧■。

も低いので、スイッチング回路１５がオフしたままであ
り、その間サイリスタ５がオンを継続して発電電圧が除
々に上昇し、この発電電圧の上昇により電圧■。

が一定値に達すると、発電電圧も設定値となる。

逆に低い電圧に設定するには、電圧設定抵抗１６の抵抗
値が低くなるように可変する。

可変直後、まだ発電電圧が高い間は電圧ＶＣも高いので
、スイッチング回路１５がオンしたままであり、その間
、サイリスタ５がオフを継続して発電電圧が除々に下降
し、この発電電圧の下降により電圧■。

が一定値になると発電電圧も設定値となる。

この場合、発電電圧の設定値が高くともまた低くとも設
定電圧に安定している状態では、スイッチング回路１５
に印加される電圧も、またリレーコイル２６に印加され
る電圧も一定である。

すなわち、抵抗１６を可変して発電電圧を可変したとき
の制御回路における電圧の変化分は抵抗１３および１６
で負担し、スイッチング回路１５とゲート回路２５には
影響を与えない。

前記ゲート電流ｉｇとスイッチング回路１５への電流１
８とは略等しい。

制御電流路には、抵抗２８が低い値の安定抵抗であるた
め電圧降下が少く（１■以下）、ほとんどリレーコイ
ル２６の抵抗値により決定される電流が流れる。

なお、前記実施例では、３相交流発電機の場合について
説明したが、これに限定されるものではなく、直流発電
機であっても回路の一部を変更すればそのまま利用でき
る。

本考案は上述のように構或したので、可変抵抗１６によ
って、発電電圧を大巾に可変でき、特に漁船の集魚灯用
として使用するときに好適である。

また、発電電圧が大巾に可変しても、リレーコイル２６
とスイッチング回路１５に印加される電圧は一定である
から、極めて安定した制御が可能である。

ちなみに、リレーコイル２６は、発電設定電圧が可変し
ても例えば常にリレーコイル作動電圧の約８０％で作動
するように設定でき、かつサイリスタ５のゲート制御も
発電電圧の設定値の高低にも拘らず安定した一定の電流
で行なうことができた。

このように、スイッチング回路１５に印加される電圧が
一定であるから故障がなくなるが、もし、スイッチング
回路１５を構或する半導体が故障して短絡したときは（
半導体の故障は短絡する場合がほとんどである）スイッ
チング回路１５が閉じた状態となるから、スイッチング
回路１５側にだけ電流が流れることとなって、ゲート回
路２５側へは流れず、したがって励磁電流も流れず急速
に発電を停止する。

具体的には、トランジスタ１９，２０、ツエナーダイ
オード２３のいずれか一つが故障して短絡しても発電を
停止する。

また、電源回路６のダイオード１１や定電圧を供給する
ツエナーダイオード１４の短絡事故によっても同様に励
磁電流が流れなくなって発電を停止する。

また、交流発電機の場合であってサイリスタ５が短絡し
たときには、界磁コイル７に交流が流れることとなって
この場合も発電を停止する。

このように、回路中のいずれの半導体が短絡事故を生じ
ても発電を停止するため、負荷が過電圧で事故となった
り、損傷したりすることがない。

また、ゲート回路２５とスイッチング回路１５とを並列
に接続したため、制御電流がいずれか一方に必ず流れ、
その量も略一定であるから、電源回路６の２次側に発生
する検出電圧にリツプルがほとんどなく安定しており、
したがって正確な制御かで゛きる。

さらに、制御電流路に、抵抗に代えてリレーコイル２６
を挿入したので、発熱が少く、全体を小型化できるとと
もに電力損失も極めて少くなるほどのすぐれた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案による発電機用電圧調整装置の一実施例を
示す電気回路図である。１・・・発電機、３・・・負荷、５・・・サイリスタ、
６・・・電源回路、７・・・界磁コイル、１１・・・ダ
イオード、１４・・・ツエナーダイオード、１５・・・
スイッチング回路、１６・・・電圧設定抵抗、２３・・
・ツエナーダイオード、２５・・・ゲート回路、２６・
・・リレーコイル、２９・・・接点。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）交流発電機１と負荷３とを結合する出力配線
２の途中と界磁コイル７との間にサイリスタ５を結合し
、このサイリスタ５のアノードとゲート間に起動用接点
２９を接続してなるものにおいて、前記出力配線２に、
電源回路６を結合し、この電源回路６の正側から発電出
力電圧設定用可変抵抗１６、前記起動用接点２９の駆動
用リレーコイル２６を介して、前記サイリスタ５のゲー
ト側に結合するとともに、スイッチング回路１５を形威
するトランジスタ２０のコレクタ側に結合し、前記電源
回路６の正側から抵抗１３，２１，ツエナーダイオード
２３のカソード、アノード、前記トランジスタ２０のべ
一文、エミッタを通して前記電源回路６の負側に結合し
、前記可変抵抗１６とリレーコイル２６の結合点と、電
源回路６の負側との間に、分圧抵抗１７．１８を結合
し、前記ツエナーダイオード２３のカソードと、前記分
圧抵抗１７．１８の結合点とを順方向のダイオードを介
して結合してなることを特徴とする発電機用電圧調整装
置。
（２）スイッチング回路１５のトランジスタ２０のベー
スにダーリントン接続されたトランジスタ１９を結合し
てなる実用新案登録請求の範囲第１項記載の発電機用電
圧調整装置。