JPS6125359Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ブラシレス自励形単相同期発電機に
関し、特にその過回転保護装置に関する。

従来のブラシレス自励形単相同期発電機を、第
１図について説明する。１は固定子に巻回された
補助発電巻線、２は該補助発電巻線１に直列接続
されたコンデンサ、３は回転子、４は回転子３に
巻回された界磁巻線、５は該界磁巻線４に接続さ
れた整流器、６は固定子に巻回された電機子巻
線、７は負荷を示す。いま回転子３を、例えばエ
ンジンにより回転させれば、回転子３の残留磁気
により補助発電巻線１に起電力を発生させ、この
起電力によりコンデンサ２に進相電流が流れる。
該進相電流により補助発電巻線１には磁束が発生
し、このため今度は界磁巻線４にも起電力が生じ
る。該界磁巻線４には整流器５が接続され、界磁
巻線４に半波電流が流れるので、回転子３には一
定方向の磁界が発生する。界磁巻線４に一定方向
の電流が流れる結果生じた回転子３の磁界によ
り、補助発電巻線１には一層大きな電圧が誘起さ
れ、コンデンサ２には一層大きな進相電流が流
れ、補助発電巻線１には更に大きな磁束が発生
し、この結果回転子３の界磁巻線４には更に大き
な電圧が誘起されることになる。そしてこのよう
な現象の繰返しの結果、回転子３の磁界により固
定子に巻回された電機子巻線６に出力電圧が確立
され、負荷７に負荷電流を流すことになる。上記
補助発電巻線１は、主発電巻線である電機子巻線
６とは電気的に90゜位相差を有する位置に配置さ
れており、電機子巻線６に悪影響を与えないよう
に設けられている。

しかしながら、上記電機子巻線６より得られる
出力電圧は、第２図にＡとして示すように、回転
子３の回転数の２乗に比例した値になる。それ
故、エンジン発電機として使用した場合には、エ
ンジンの回転が正常のときは出力電圧も正常値を
保持しているが、ガバナの不調等により時々過回
転になるので、このときには電機子巻線６の出力
電圧が、エンジンの回転数の２乗に比例して、大
巾に上昇し、負荷の焼損等の問題を生ずる。勿論
エンジンの過回転により上記電機子巻線６からの
出力電圧のみが大巾に上昇するのみでなく、補助
発電巻線１及び界磁巻線４に発生する電圧も、同
じくエンジンの回転数の２乗に比例して上昇す
る。例えば補助発電巻線１の誘起電圧は、第２図
においてＢ曲線として示される。（図では回転数
が基準のτ_０よりわずかに増加してτ_１になれ
ば、電機子巻線６及び補助発電巻線１に誘起され
る電圧はそれぞれVm及びVsとなり大きく増大す
る様子が示されている。）したがつて、補助発電
巻線１及び界磁巻線４に発生された誘起電圧の大
きさも、これまたエンジンの過回転により大巾に
上昇し、その結果コンデンサ２及び整流器５等の
破壊を生ずる欠点がある。

本考案では、上述した如く、エンジンの過回転
等により、各巻線の発生電圧が急激に上昇した場
合に生ずる上記の問題的を改善するため、ブラシ
レス自励形単相同期発電機の過回転保護装置を、
固定子と、該固定子に巻回された電機子巻線及び
補助発電巻線と、該補助発電巻線に接続されたコ
ンデンサと、回転子と、該回転子に巻回された界
磁巻線と、該界磁巻線に接続された整流器と、上
記補助発電巻線に接続された変成器、上記コンデ
ンサに並列接続された抵抗とサイリスタの直列回
路を設け、エンジンの回転が過回転になつたとき
に上記コンデンサの進相電流成分を減少するよう
にしたことを特徴とするものであつて、その結
果、エンジンが過回転状態にあつても発電機の各
巻線の発生電圧を減少して負荷の焼損等を防止す
るものである。

本考案の実施例を第３図について説明する。図
において、８はサイリスタ、９は抵抗、１０は変
成器である。なお、第１図と同一符号の部分は同
一部分を示す。

補助発電巻線１に接続されたコンデンサ２に
は、サイリスタ８と抵抗９との直列回路が並列接
続され、また補助発電巻線１の一部には変成器１
０が接続されている。そして変成器の出力電圧が
サイリスタのゲートに印加されている。

エンジンの回転が正常であつて、規定範囲にあ
るときは、電機子巻線６の出力電圧や、補助発電
巻線１及び界磁巻線４の各誘起電圧は、いずれも
所定の範囲にあり、このときの変成器１０の出力
電圧ではサイリスタ８は導通しないように構成さ
れている。したがつてこの状態ではサイリスタ８
及び抵抗９の直列回路の存在とは無関係に、補助
発電巻線１の誘起電圧はコンデンサ２のみに進相
電流を供給している。

いま、エンジンが例えばガバナの不調等により
過回転状態になれば、回転子３はそれにより過回
転され、その結果、補助発電巻線１に誘起される
電圧も高くなる。この高誘起電圧が変成器１０を
介してサイリスタ８のゲート電極に印加され、サ
イリスタは導通状態になる。該サイリスタ８の導
通の結果、コンデンサ２はサイリスタ８と抵抗９
の直列回路により短絡され、補助発電巻線１には
該短絡電流が流れる。しかし補助発電巻線１の内
部抵抗により、このため電圧降下が生じ、コンデ
ンサ２に流れる進相電流は減少する。この結果補
助発電巻線１より発生する磁束も減少し、界磁巻
線４に誘起される電圧も小さく抑制され、電機子
巻線６に発生する出力電圧の低下する。したがつ
て、もしもエンジンの回転が何等かの原因により
過回転状態になつたとしても、上記の如く各巻線
に発生される電圧は抑制され、その結果、負荷を
焼損したり、コンデンサや整流器を破損すること
はない。

以上説明した如く、本考案によれば、ブラシレ
ス自励形単相同期発電機の出力電圧が、回転子の
回転数の２乗に比例するため、わずかな回転数の
増加でも各巻線に生ずる発生電圧が規定値を大巾
に超過し、その結果生ずる多くの問題、例えば負
荷の焼損や整流器の破損等を、補助発電巻線の電
圧を直接検出してサイリスタを制御し抵抗をコン
デンサに並列接続するというきわめて簡単な構成
により未然に、有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ブラシレス自励形単相同期発電機の
構成を示し、第２図は該発電機の回転子の回転数
と電機子巻線及び補助発電巻線にそれぞれ誘起さ
れる電圧との関係を示し、第３図は本考案の一実
施例を示す。 図中１は補助発電巻線、２はコンデンサ、３は
回転子、４は界磁巻線、５は整流器、６は電機子
巻線、７は負荷、８はサイリスタ、１０は変成器
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定子と該固定子に巻回された電機子巻線及び
   補助発電巻線と、該補助発電巻線に接続されたコ
   ンデンサと、回転子と、該回転子に巻回された界
   磁巻線と、該界磁巻線に接続された整流器と、上
   記補助発電巻線に接続された変成器と、上記コン
   デンサに並列接続された抵抗とサイリスタの直列
   回路を設け、エンジンの回転が過回転になつたと
   きに上記サイリスタを導通させて上記コンデンサ
   の進相電流成分を減少するように構成したことを
   特徴とするブラシレス自励形単相同期発電機の過
   回転保護装置。