JPS61161942A - 単相同期発電機の電圧補償回路 - Google Patents

単相同期発電機の電圧補償回路

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JPS61161942A
JPS61161942A JP27584484A JP27584484A JPS61161942A JP S61161942 A JPS61161942 A JP S61161942A JP 27584484 A JP27584484 A JP 27584484A JP 27584484 A JP27584484 A JP 27584484A JP S61161942 A JPS61161942 A JP S61161942A
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JP
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winding
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compensation
voltage
slot
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JP27584484A
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Hideki Ikegami
池上 秀喜
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Denyo Co Ltd
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Denyo Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/26Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings
    • H02K19/30Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings for compounding

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  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は同期発電機の電圧補償回路に関する。
〔従来の技術〕
従来この種装置としては、変流器とりアクタや自動電圧
調整器を用いる方式の他に、小型回転電機子型において
はわずかに磁極に直巻巻線を施し、負荷電流を整流器を
介してこの直接直巻巻線に通電して電源補償をするもの
が4囁であ7た。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の電圧補償手段は上記のように各種装置を用いるの
で、必要スペースが広くなり、コスト高ともなるもので
あった。本発明はこれら問題点を解消するためになされ
たもので、上記各種装置を一切用いることなく、従って
、その骨構造簡単、必要スペースも小さく、低コストと
なる外に、製作上作業性もよい同期発電器の電圧補償回
路を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段とその作用〕本発明は上
記問題点の解消のために、界磁極極面の所定位置にスロ
ットを設け、このスロットに電圧補償用巻線を巻装して
なるもので、単相、多相の同期発電機であれば、回転界
磁極方式、回転電機子方式の何れにも適用可能で、負荷
電流に基づく電圧降下分を補償することを特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。まず
、第1実施例として、単相同期発電機の電圧補償回路を
第1図ないし第8図に基づいて説明する。
まず、第1図に示すように、界磁鉄心1に補償巻線用ス
ロット2を形成し、該スロット2に第2図に示すように
補償巻線3を巻装する。なお、4は界磁巻線であり、5
はロータのシャフトである。
上記補償巻線3の両端は第3図の、整流器6に接続され
、この整流器6の出力は界磁巻線4に接続される。上記
整流器6は界磁鉄心lに固設され、界磁巻線4、補償巻
線3と共にロータ50を形成する。なお、7はスリップ
リング8を介して界磁巻線4に接続される励磁電源であ
り、9は電機子巻線である。
ただし、界磁鉄心1に形成されるスロット2の位置は、
電機子巻線9の分布状態において、スロット2に収設さ
れる補償巻線3による電機子巻線9出力の電圧補償が最
も効果的である所定位置、すなわち単相同期発電機にお
いては、界磁極の極面の中央部からロータの回転方向側
端部間に選択されるものである。
次に、動作を説明する。
まず、発電機を無負荷で運転し、出力端子へ負荷を接続
すると、負荷電流が電機子巻線9を流れ、第4図に示す
ように、反作用磁束φaがステータ鉄心10から界磁極
鉄心1を通って流れる。なお、φ0は界磁磁束である。
単層の場合、電機子反作用磁束φaは出力周波数と同じ
周波数で電機子巻線9の巻線位置により一定の所で増減
を繰り返し、電機子巻線9の上記一定の所は電機子反作
用磁束の発生部として一種の磁極となる。この見かけの
界磁極に対応し、界磁鉄心1の極面にスロットを設けて
巻線を施すようにしたので、負荷電流に比例した反作用
磁束により、この巻線に誘起する起電力もまた負荷電流
に比例して発生し、この起電力は整流器6を介して界磁
巻線4に供給され、出力端子電圧を補償するように作動
する。
第5図から第6図は電機子出力端子の電圧の補償効果か
らみて、界磁極極面に形成される補償巻線スロットの最
も望ましい位置を実験的に求めた資料である。
第5図(a)は界磁鉄心1のN極、S極に形成される補
償巻線収納スロットの位置を示し、同図(b)は補償巻
線の巻装位置を示す。なお、界磁鉄心1の回転方向は矢
印に示すように反時計方向と仮定する。第5図(a)に
おいて、界磁鉄心1のN極の磁極曲面にはスロット11
−.12・・・16を形成すると共に、S極の磁極曲面
にはスロット17.18・・・22を形成する。各スロ
ットには夫々第5図(b)に示すように、補償巻線11
a。
12a、−16a、17a、18a−22aを収設し、
巻線11a−18a(a線端子A−8)。
巻線tza−i7a (巻線端子C−D>、巻線13a
−20a (巻線端子E−F)、巻線14a−19a 
 (巻線端子G−H)、巻線15a−22a(巻線端子
1−J)、巻線16a−21a (巻線端子に−L)を
形成する。
第6図は上記各補償巻線(例えば補償巻線11a−18
3)を設けた場合において、負荷電流を0^、10^、
20^、25A  に変えた時の、補償巻線負荷電流と
負荷電圧との関係(例えば、第6図の曲線31゜32.
33.34)を示す補償巻線負荷特性図である。
第6図、に示された各特性曲線を見ると、巻線11a−
18a、巻線12a−17a、巻線13a−20a、巻
線14a−19aは負荷電流が25Aに増大したとき、
界MIt!L線出力電圧がほぼ同じ程度の電圧値まで上
昇し、特に巻線11a−18a、巻線14a−17aが
最も良好である。換言すれば、単相同期発電器のロータ
が反時計方向に回転する場合には、ロータ回転方向の界
磁磁極面に補償巻線を収設するスロットを形成すると出
力電圧 。
の補償効果が大きいことを実験結果が示している。
第7図は補償巻線3を界磁鉄心1の所定位置に形成した
スロット2に収設した場合と、補償巻線3を設けない場
合における実験結果による負荷特性の比較を示すもので
ある。同図において、e I +i、は補償回路なしの
場合の電機巻線9の出力端子電圧と界磁電流を示し、e
7.12、は夫々補償回路を設けた場合の出力端子電圧
と界磁電流を示す。
次に本発明の第2実施例として三相同期発電機の電圧補
償回路を説明する。第8図は一実施例の界磁鉄心31で
あり、32は該鉄心に形成されたスロットを示す。第9
図は第8図に示された界磁鉄心31に補償巻線33を巻
装した図であり、34は界磁巻線、35はシャフトを示
す。第10図は各巻線の接続を示すもので補償巻線33
の両端は整流器36を介して界磁巻線34に接続され、
該界磁巻線34には、スリップリング38を介して直流
電源37に接続されている。
ただし、前記界磁鉄心31に形成されるスロット32の
位置は、電機子巻線39の分布伏態において、上記スロ
ットに収設される補償巻線33による出力端子の電圧補
償が最も効果のある所定の位置、すなわち三相同期発電
機の界磁極極面の同極上に選択される。
第2実施例は上記のように補償巻線を施し、下記の実験
結果に示すごとく、単相同期発電機の場合と異なり、同
極に補償用巻線を施すことによって、負荷電流の増大に
よる出力端子電圧の降下に対し、補償作用をする。第1
1図、第12図は、電機子出力端子電圧の補償効果から
みて、界磁極極面に形成される補償巻線スロットの最も
望ましい位置を実験的に求めた資料である。
第12図(a)は界磁鉄心31のN極、S極に形成され
る位置を示し、同図(b)は補償巻線の巻装位置を示す
。なお、界磁鉄心31の回転方向は矢印に示すように反
時計方向と仮定する。第12図(a)において、界磁鉄
心31のN極の界磁極極面にはスロソ1−41.42・
・・46を形成し、S極の極面にはスロット47.48
・・・52を形成する。
各スロットには第11図(b)に示すように補償巻線4
1a、42a、・・・46a 、47a、48a、・・
・52aを収設し、巻線41a−44a−50a−47
a  (端子A−A′) 、巻線43a−46a−52
a−49a  (端子B−B′)、巻線42a−43a
−49a−48a  (端子C−C1、巻線44a−4
5a−51a−50a (端子D−D′) 、巻線41
a−42a−48a−47a  (端子E−E′) 、
巻線45a−46a−52a−51a  (端子F−F
”)を形成する。
第12図(a)〜(f)は上記各補償巻線(例えばA−
A’)を設けた場合において、負荷電流をO^、 5A
、 IOA、 12.5^、に変えたときの補償巻線の
負荷特性曲線図である。この第12図(a)・・・(f
)に示された各特性曲線をみると、第12図(a)にし
めされる巻線41a−44a−50a−47a  (端
子A−A ’と第12図Cf)に示された巻線42a−
43a−49a−48a(端子C−C′)が負荷電流が
12.5Aに増大したときに補償巻線の出力がほぼ同じ
程度まで上昇し、出力端子電圧の補償上、最も望ましい
。換言すれば、三相同期発電機のロータが反時計方向に
回転する場合には、ロータの回転方向の界磁極極面の中
央から回転方向側の端部間に補償巻線を収設するスロッ
トを形成すると出力電圧の補償効果が大きいことを実験
結果が示している。ロータの回転方向が時計方向のとき
も同時にスロットの位置はロータの回転方向の界磁極極
面の中央から回転方向側の端部間に設けるのが望ましい
本実施例は回転界磁形に付いて述べたが、回転電機子形
でも同様であり、更に三相同期発電機に限定されること
なく多相交流同期発電機でも同様である。
〔発明の効果〕
以上の説明のように、本発明は界磁鉄心の極弧面にスロ
7)を設け、該スロットに補償巻線を施すだけでよいの
で、従来例が必要とした自動電圧調整器が不要となるの
で、その分コスト安となり、装置全体の構造が簡単とな
る。更に、自動電圧調整器を必要としない場合は、変流
器、リアクタを必要とし、この分コスト高となり、製作
上作業性が悪くなる等の従来の欠点はすべて除去できる
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし、第7図は本発明第1実施例に係る図面、
第8図ないし第12図は本発明第2実施例に関する図面
で、第1図、第8図は補償巻線スロットが形成された界
磁鉄心を示す正面図、第2図、第9図は補償巻線、界磁
巻線を含めたロータの説明図、第3図、第10図は各巻
線の接続図、第4図は第1実施例の界磁磁束、反作用磁
束の関係を示す図、第5図(a)、(b)、第11図(
a)、(b)は夫々第1実施例、第2実施例についての
補償巻線用スロットの形成位置と補償巻線の各種の巻装
を示す図、第6図、及び第′12図は夫々第1実施例、
第2実施例の各種補償巻線の負荷特性曲線図、第7図は
第1実施例の出力負荷特性曲線図である。 l、31・・・・・・界磁鉄心    2,32・・・
・・・スロット3.33・・・・・・補償巻線    
4,34・・・・・・界磁巻線6.36・・・・・・整
流器     9,39・・・・・・電機子巻線11〜
22.41〜52・・・スロット11a 〜221a、
 41a 〜52a −補償巻線特許出願人    デ
ンヨー株式会社 第3図士方、Il+ 牙5図  (G) (b) n&             56 牙7図 (ナ オ8図 手続補正書(1釦 昭和60年 2月13日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 同期配電機において、界磁極極面の所定の位置にスロッ
    トを設け、該スロットに電圧補償用巻線を施し、単相発
    電機の場合は異極間を結んで電圧補償用巻線を巻装し、
    多相発電機の場合は同極同志を結んで電圧補償用巻線を
    巻装するようにしたことを特徴とする同期発電機の電圧
    補償回路。
JP27584484A 1984-12-29 1984-12-29 単相同期発電機の電圧補償回路 Granted JPS61161942A (ja)

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JPH0546783B2 JPH0546783B2 (ja) 1993-07-14

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