JPS6011759Y2 - ブラシレス交流発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回転軸上に装荷したサイリスタに対して回転変
圧器を介して点弧信号を供給するようにしたブラシレス
交流発電機に関する。

この種のブラシレス交流発電機は第１図で代表されてい
る。

図において、■は交流発電機であり、電機子コイル１１
と回転界磁コイル１２とを有し、この界磁コイル１２は
回転軸２５上に装着した回転整流器Ｕを介して交流励磁
機土工から界磁電流を供給されるようになっている。

回転整流器■は例えばサイリスタ１５〜１７とダイオー
ド１８〜２０とを混合ブリッジ接続したもので、サイリ
スタ１５〜１７のゲート信号は第１の回転変圧器２１を
介して自動電圧調整装置（以下ＡＶＲ２２と呼ぶ）内の
点弧パルス発生装置２３から供給される。

なお図中１４ａは交流励磁機の電機子、１４ｆは界磁コ
イル、モして２４は励磁機交流電圧の同期信号を検出す
る第２回転変圧器、２６は計器用変圧器である。

この第１図で示す回路の欠点はパルス伝達回路すなわち
点弧信号発生装置２３からサイリスク１５〜１７のゲー
トに至るまでの回路に第１の回転変圧器２１によるエア
ーギャップが存在することである。

エアーギャップが存在すると、その部分に磁束洩れが生
じて２次側に誘起される点弧信号の立ち上がり特性が悪
くなり、サイリスクの点弧に際して不具合を生じるおそ
れがある。

すなわちブラシレス交流発電機は今後ますます大容量化
する傾向にあり、しかも超速応励磁が要求されてくると
、界磁回路の電流容量も増加することになる。

このため回転整流器１３の各アームは１個の整流素子で
は電流容量が不足し、どうしても２個〜４個の整流素子
を並列接続しなくてはならなくなる。

このような目的のためにサイリスタを並列接続する場合
、各素子の点弧特性がなるべく揃うように素子を組み合
わせるが、それでもなお若干不揃になる。

特性の不揃のサイリスタ群に立ち上がり特性の鈍い点弧
信号を一斎に供給すると点弧時期がばらばらになり、は
じめにターンオンした素子が破壊するおそれがある。

しかし立ち上がりの急峻な点弧信号を用いれば、素子間
に多少の点弧特性の不揃いがあってもほぼ同時に点弧さ
せ得ることが知られている。

従って回転変圧器□の２次側で立ち上がり特性の鈍い点
弧信号を立ち上がり特性の急峻な点弧信号に波形変換す
れば、サイリスタ素子の点弧特性に多少の不揃いがあっ
てもサイリスタ素子をほぼ一斉に点弧することができる
。

本考案は回転変圧器を介して回転軸上のサイリスタ素子
に点弧信号を与えるようにしたものにおいて、回転変圧
器の２次側に波形整形回路を設けることにより、立ち上
がり特性の急峻な点弧信号でサイリスタ素子を点弧する
ようにしたブラシレス交流発電機を得ることを目的とす
るものである。

以下図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

ただし第１図と対応する部分については同一符号をつけ
て詳細な説明は省略する。

第２図において、第１図と相違するのは第１の回転変圧
器２１の２次側に波形整形回路２７を追加したことにあ
る。

この波形整形回路ｚ１の一例を第３図に示す。

回転変圧器２１の２次巻線２１Ｓの両端子にそれぞれ導
体３１および３２を接続し、この導体３１．３２間にま
ずＰＮＰ形の第１トランジスタ３３および抵抗３４の直
列回路を接続し、この第１トランジスタ３３のベースを
ツェナーダイオード３５を介して分圧抵抗３６および３
７の中間接続点３８に接続する。

そしてトランジスタ３３のコレクタ５９を抵抗３９を介
してＮＰＮ形の第２トランジスタ４０のベースに接続す
ると共に後述するトリガー回路に接続する。

第２トランジスタ４０はコレクタ５８を抵抗４１を介し
て導体３１に接続すると共にエミッタを導体３２に直に
接続する。

更に前記コレクタをコンデンサ４２および抵抗４３とか
ら戊る直列回路（（を介して第１トランジスタ３３のベ
ースに接続し、第２トランジスタ４０の出力が第１トラ
ンジスタ３３に正帰還するように構成する。

４５および４６は分圧抵抗であり、その中間接点４７は
それぞれダイオード４８．４９を介して前記第２トラン
ジスタ４０のコレクタ５８および第３トランジスタ５０
のベースに接続する。

この第３トランジスタ５０は点弧指令の初頭に回転変圧
器２１，２次巻線２１Ｓに流れる負荷電流の大部分をバ
イパスさせる作用をするもので、低インピーダンスの抵
抗５１を介して導体３１．３２間に接続されている。

５２はトリカー回路であり、例えばトランジスタ５３．
５４をダーリントン接続し、出力電流をサイリスタアー
ム１５内のサイリスタ素子１５□、１５□および１５３
に供給するように構成されている。

５５．５６および５７はゲート電流がほぼ平均して配分
するようにした抑制抵抗である。

次に第４図を参照して本考案の動作説明に入る。

第４図において時離。で回転変圧器２１の１次巻線２１
ＰにＶｐ波形で示すパルス信号が加えられると、ｖ８で
示すような波形の電圧が２次巻線２１Ｓに生じ、このた
めまずはじめに第３トランジスタ５０が導通し、２次電
流の大部分はｉｄとなってこのトランジスタ５０に流れ
る。

時刻ｔ１以前では第１トランジスタ３３が導通しないの
でトリガー回路５２への信号は供給されない。

時刻（になって分圧抵抗３６の電圧降下がツェナーダイ
オード３５のツェナー電圧Ｖｚｏ以上になるとツェナー
ダイオード３５が導通し、第１トランジスタ３３は導通
する。

すると第２トランジスタ４０にベース信号が与えられ、
第２トランジスタ４０は導通する。

この第２トランジスタ４０が導通すると、第３トランジ
スタ５０がオフすると同時に抵抗４３．コンデンサ４２
の直列回路４４を介して第１トランジスタ３３に正帰還
がかかり、トランジスタ３３および４０は急速に飽和状
態になる。

このためトリガー回路５２には急峻な電流が与えられ、
トリガー回路５２からサイリスタ１５１．１５□および
１５３にも急峻な点弧信号ＩＬが与えられ、これらサイ
リスタはほとんど同時に点弧するようになる。

すなわち第３図の波形整形回路２７を回転変圧器２次巻
線２１Ｓとサイリスタ素子のゲート間に設けることによ
り、２次電流がサイリスタゲートを点弧するために十分
な量となるまでの間は、第３トランジスタ５０に大部分
を流し、十分な量となった時に、トランジスタ３３．４
０の導通により第３トランジスタ５０をオフさせ、２次
電流の大半をトリガー回路に切換えて流すようにしたの
で、サイリスタ１５．．１５□および１５３のゲートに
は急峻な立ち上がりの点弧信号が加わり、これらをほぼ
−斉に点弧するようになる。

なお、第４図における液物１？ ”２ｔ ■３９および
■、はそれぞれ第３図中の接続点３８、接続点５８およ
び５９の電位である。

このように第３図の波形整形回路を使用すると、固定側
のゲートパルス発生器２３の信号も第４図１のような立
ち上がりの速い波形である必要はなくなる。

また点弧パルス発生時点ｔ。から実際のゲートパルス信
号の発生時点ｔ□まで約２０〜３０〔μ５ｅｃ）おくれ
たとしても、回転整流器且の励磁電源の周期は通常２
（ｍｓｅｃ）以上であり、この時間遅れは交流側から直
流側への交換効率には大きな影響は及ぼさない。

更に波形整形回路２７も回転整流器同様に回転体に装荷
する必要があるが、この中で数アンペアの電流を流す素
子は抵抗５１、トランジスタ５０および５４だけであり
、これら素子の通電時間は短かくしかも回転体に装荷す
るため放熱効果は非常に良い事等の理由により、この波
形整形回路２７は構造的に小さくできるため回転体構造
に大きな影響を及ぼさずにすむ。

以上述べた実施例は回転変圧器Ｚ１の洩れ磁束が非常に
大きい場合でもサイリスタ素子へのゲート信号を急峻な
立ち上がり特性が得られるように、２次’ＦＤｆＥバイ
パス用の第３トランジスタ５゜および正帰還回路４４を
設けるようにしたが、洩れ磁束がそれほど大きくない場
合は第３トランジスタ回路あるいは正帰還回路を省略す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成国、第２図は本考案によるブラ
シレス交流発電機の構成国、第３図は波形整形回路の一
例を示す図、第４図は第３図で示す回路の各部波形図で
ある。 １０・・・・・・交流発電機、２５・・・・・・回転軸
、１２・・・・・・界磁コイル、１３・・一回転整流器
、１５〜１７・・・・・・サイリスタ、１４・・・・・
・交流励磁機、２１・・・・・・回転変圧器、２３・・
・・・・ゲートパルス発生器、２７・・・・・・波形整
形回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転界磁形の交流発電機と、この発電機の界磁コイルと
   共に回転軸上に装荷されかつサイリスクを内蔵し、前記
   界磁コイルに界磁電流を供給する回転整流器と、前記回
   転軸上に電機子コイルを装荷するとともに、前記回転整
   流器に交流電力を供給する交流励磁機と、１次巻線を固
   定側に設け、２次巻線を前記回転軸上に装荷して１次巻
   線からの信号を前記回転整流器内のサイリスタに点弧信
   号として伝達する回転変圧器とから成るものにおいて、
   前記回転変圧器の２次巻線とサイリスタゲートとの間に
   設けられ、前記１次巻線からの信号によって生じる前記
   ２次巻線の信号が予め定められた値を越えたとき、前記
   点弧信号を出力する波形整形回路を備えたことを特徴と
   するブラシレス交流発電機。