JPS6033710Y2 - 単相同期発電機の過熱保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、単相同期発電機の過熱保護装置に関し、特に
、過負荷電流等の原因により発電機の各巻線が過熱され
た場合にこれらの絶縁物の熱劣化を防止するように保護
する装置に関するものである。

従来、単相同期発電機をエンジン等の原動機で駆動する
エンジン発電機は、第１図に示す如く、固定子に電機子
巻線１及び補助発電巻線２を巻回し、回転子に界磁巻線
３を巻回する。

上記補助発電巻線２は主発電巻線である電機子巻線１と
電気的に略９０°位相差のある位置に設けられている。

そして補助発電巻線２には全波整流器５が接続されてお
り、該補助発電巻線２に誘起された交流電圧を該全波整
流器５で整流して、その整流出力をスリップリング等の
適当な手段により界磁巻線３に供給するように構成され
ている。

いまこの発電機の回転子を小型エンジンなどの原動機に
より回転すれば、回転子鉄心に生じている残留磁気によ
りわずかな電圧がまず電機子巻線１及び補助発電巻線２
に発生する。

。この補助発電巻線２に発生した電圧は全波整流器５に
よって整流される。

該全波整流器５には、回転子に巻回された界磁巻線３が
接続されているので、上記補助発電巻線２に発生した電
圧により、界磁巻線３には一定方向の電流が流れ、これ
により回転子にそれまでの残留磁気による磁界に比較し
て強い磁界が発生される。

そして該磁界により補助発電巻線２にはそれまでより大
きな電圧が誘起され、その結果回転子には一層強い磁界
が生ずる。

このような作用の繰り返しにより、回転子の回転が規定
回転に達すると電機子巻線１には規定電圧が確立され、
負荷４に負荷電流を供給することができる。

しかしながらこの種の発電機において過負荷状態で使用
した場合には電機子巻線１に過負荷電流が流れて該電機
子巻線１を過熱し、その結果巻線の温度上昇をもたらし
て許容値を越え、該電機子巻線の絶縁破壊や焼損などの
致命的な被害をもたらすに至る。

このような現象は、調速機の不備などによりエンジンの
回転数が規定値を越え、発電機を過回転状態で使用した
ときにも、電機子巻線１における誘起電圧が規定値より
も大きくなるので、上記の場合と同様な損傷をもたらす
ことになる。

本考案は、このような問題点を解決することを目的とす
るものであって、固定子と、該固定子に巻回された電機
子巻線及び複数の補助発電巻線と、回転子と、該回転子
に巻回された界磁巻線とを備え、上記複数の補助発電巻
線を並列接続し、該複数の補助発電巻線と上記界磁巻線
を直列接続して構成され、上記複数の補助発電巻線の出
力を整流して上記界磁巻線を励磁するとともに、上記補
助発電巻線の少なくとも１つを残して他に熱応動リレー
を接続し、該熱応動リレーを上記電機子巻線の発熱に応
動して動作するように設けたことを特徴とする単相同期
発電機の過熱保護装置を提供するものである。

以下本考案の一実施例を、第２図について説明する。

図中、第１図と同一符号のものは同一部分を示し、６，
６′は整流器、７は、例えばバイメタル式スイッチの如
き熱応動リレーである。

補助発電巻線は２つの部分２及び２′に分割され、該補
助発電巻線２，２′の接続点に界磁巻線３の一端が接続
されている。

補助発電巻線２の他端には整流器６が接続されているが
、他方の補助発電巻線２′の他端は熱応動リレー７が接
続され、この熱応動リレー７の反対側の端子が整流器６
′と接続されている。

そして整流器６及び６′の共通接続点と上記界磁巻線３
の他端とが接続されている。

熱応動リレー７は電機子巻線１の過熱状態を検出してこ
れにより応動するものであるから、電機子巻線１の内部
に配置してもよいし、また該電機子巻線１に非常に近い
位置の固定子溝内に配置することもできる。

上記熱応動リレー７は、発電機に異常がない場合にはそ
の接点を閉成している。

いま回転子が原動機により回転されれば、回転子鉄心に
生じている残留磁気によりわずかな電圧が補助発電巻線
２及び２′に発生する。

この補助発電巻線２，２′に発生した起電力が、整流器
６，６′により整流され、界磁巻線３に界磁電流として
供給されて回転子により強力な磁界を発生させる。

次いでこのより強力な磁界により補助発電巻線２，２′
により大きな起電力が発生し、このような相互作用の繰
返しにより、回転子が規定回転で回転されたとき電機子
巻線１に規定の出力電圧が発生することは、第１図に示
した発電機と同様である。

いま何等かの原因により、例えばエンジンの調速機の不
備により過回転状態で使用されて出力電圧が過電圧にな
ったり、或いは負荷４が変化して過負荷状態になれば、
電機子巻線１に過電流が流れる。

この過電流状態がある時間継続すれば電機子巻線１は過
熱状態になり、その周辺の固定子の温度も上昇する。

この電機子巻線１の温度上昇がある値に達すれば、該電
機子巻線１の内部式るいは固定子溝内に配置されている
熱応動リレー７が動作し、その接点を開放する。

この結果、補助発電巻線２′から供給されていた界磁電
流がなくなるので、界磁巻線３より発生する磁束は減少
し、電機子巻線１の起電力を抑制してその出力電圧を低
下させ、その結果過電流状態を解消し、電機子巻線１や
他の巻線、その他の部分等の絶縁劣化を生じたり、焼損
するような事故を未然に防止できる。

しかも、本考案では、熱応動リレー７が動作してその接
点を開放しても、補助発電巻線２′側のみが開放され補
助発電巻線２側より整流器６を通って界磁巻線３に励磁
電流を供給できるので、電機子巻線１の出力電圧はある
程度の値を保つことができ、完全な停電状態になること
はない。

自動電圧調整器付の場合は、出力電圧はかなり低下する
が、出力電圧はわずか低くなる程度である。

しかも熱応動リレー７は補助発電巻線２′側に挿入され
ているので、大電流回路を断続することはなく、小形の
ものを使用できる。

そのため熱応動リレー７を電機子巻線１内に配置するこ
とも、また固定子溝内に配置することも簡単にできる。

熱応動リレー７を配置する場所としては、電機子巻線４
内や固定子溝内に限定されるものではなく、電機子巻線
１に発生した熱が短時間で伝達される場所が適当である
。

また熱応動リレー７としてはバイメタル形、水銀形等種
種のものが考えられるが、熱応動リレーの設定場所や発
電機の使用状態等に応じて適宜任意の特性のものを選択
できる。

またバイメタル式のものを使用した場合にはリセット式
のものを使用すると動作復帰時間が短かくてよい。

また、第３図イ及び口に示す如く、補助発電巻線を、第
２図に記載したものに比較して更に分割して２．２’、
２″とし、その１つに熱応動リレー７を接続する如く構
成することもできる。

この場合には熱応動リレー７が動作したときこの発電機
の出力電圧の変動を、第２図の場合に比較して小さくす
ることができる。

以上の如く、本考案によれば、補助発電巻線を複数設け
てこれ等を並列接続し、各補助発電巻線の出力を整流器
により整流して界磁巻線に供給するとともに、これらの
補助発電巻線の少なくとも１つを残して他に熱応動リレ
ーを接続し、該熱応動リレーを電機子巻線より発生され
る熱により応動するように構成したので、何等かの原因
により電機子巻線に過電流が継続的に流れたことを確実
に検出して、停電状態にすることなく発電機の出力電圧
を抑制し、該過電流状態を直ちに解消するので、電機子
巻線の焼損や絶縁劣化等の事故を未然に防止できる。

しかも電流が小さい補助発電巻線回路を、その一部のみ
遮断するために熱応動リレーも小形のものが使用でき、
その結果、電機子巻線内に該熱応動リレーを配置するこ
とも可能となる等、異常温度検出をきわめて効果的に行
うことができ、発電機を速やかに保護するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の単相同期発電機を示し、第２図及び第３
図は本考案による単相同期発電機の過熱保護装置を示す
。 図中、１は電機子巻線、２゜２′、２″は補助発電巻線
、３は界磁巻線、４は負荷、５は全波整流器、６．６’
、６″は整流器、７は熱応動リレーを示す。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）固定子と、該固定子に巻回された電機子巻線及び
   複数の補助発電巻線と、回転子と、該回転子に巻回され
   た界磁巻線とを備え、上記複数の補助発電巻線を並列接
   続し、該複数の補助発電巻線と上記界磁巻線を直列接続
   して構成され、上記複数の補助発電巻線の出力を整流し
   て上記界磁巻線を励磁するとともに上記補助発電巻線の
   少なくとも１つを残して他に熱応動リレーを接続し、該
   熱応動リレーを上記電機子巻線の発熱に応動して動作す
   るように設けたことを特徴とする単相同期発電機の過熱
   保護装置。
2. （２）上記熱応動リレーを電機子巻線内式るいは固定子
   溝内に配置したことを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第（１）項記載の単相同期発電機の過熱保護装置。