JPS61269646A - ブラシレス発電機 - Google Patents

ブラシレス発電機

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JPS61269646A
JPS61269646A JP11140085A JP11140085A JPS61269646A JP S61269646 A JPS61269646 A JP S61269646A JP 11140085 A JP11140085 A JP 11140085A JP 11140085 A JP11140085 A JP 11140085A JP S61269646 A JPS61269646 A JP S61269646A
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JP
Japan
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winding
windings
exciter
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rotor
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JP11140085A
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JPH0550222B2 (ja
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Masahiro Osada
雅裕 長田
Hiroshi Kobiyama
小檜山 博
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61269646A publication Critical patent/JPS61269646A/ja
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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
    • H02K19/28Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings for self-excitation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (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、ブラシレス発電機、特に電機子反作用の磁束
を利用する単相同期ブラシレス発電機において9発電機
の回転数が変動することにより出力電力が変動するのを
抑制するようにしたブラシレス発電機に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
単相同期ブラシレス発電機、特に電機子反作用の磁束を
利用する。いわゆる胃中式といわれるブラシレス発電機
は、第7図に示された様な構成が採られている。すなわ
ち、第7図において9口、−タ1に巻回された界1巻線
2の両端に整流用のダイオード3が設けられ、ステータ
4にはメイン巻NlA3とエキサイタ巻線6とが電気角
で90°をなす位置にそれぞれ巻回されている。エキサ
イタ巻線6の両端には進相用のコンデンサ7が接続され
る。なお8は負荷を表わしている。
エキサイタ巻線6に接続されたコンデンサ7によりエキ
サイタ巻線6に進相電流が流れ、該進相電流が作る磁束
と鎖交する界磁巻線2に誘起電圧が発生し、界磁巻&’
i 2に界磁電流が流れ自己励磁を行う。またメイン巻
線5に負荷電流が流れることにより生じる電機子反作用
の起磁力は、交番磁界を発生させ、該交番磁界と鎖交す
る界磁巻線2には同期速度の2倍の周波数を有する交流
電圧が発生する。この交流電圧をダイオード3で整流す
ることにより、界磁巻線2に界磁電流が流れ、負荷によ
り低下しようとする出力電圧の低下を補償するように動
作し、負荷の変動に対してほぼ一定の電圧が保持される
ようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第7図に示された従来のブラシレス発電機は。
構造が簡単で優れた特性を備えているが1発電機の回転
変動に対しては無負荷時は勿論、負荷時に、おいても出
力電圧が変動する。この出力電圧の変動に対し、エキサ
イタ巻線6に流れる電流1cを制御することにより電圧
変動に対処することができるが、エキサイタ巻線6のL
とコンデンサ7のCとのLC回路の断続制御を実現する
のは余り得策ではない。
従来のブラシレス発電機に構造が簡単で、かつ簡易な回
路構成を付加することにより回転変動に対処できるブラ
シレス発電機の実現が望まれる。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、エキサイタ巻
線をブリッジ状に結線すると共に、該ブリッジの中性点
から各エキサイタ巻線に励磁電流を供給すると同時に、
ロータに信号検出用の信号検出巻線を設け、該信号検出
巻線に誘起する電圧に基づいて界磁巻線に遺れる界磁電
流を制御することにより2発電機の回転変動によって変
動する出力電圧を定電圧化され得るブラシレス発電機を
提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
そしてそのため本発明のブラシレス発電機は。
2極の磁極を形成する界磁巻線の両端にダイオードを備
え、該界磁巻線に誘起された電圧を整流して自己励磁す
るロータと、ロータの磁界と鎖交して起電力を発生させ
るメイン巻線及び進相用コンデンサが接続されたエキサ
イタ巻線と、これらのメイン巻線及びエキサイタ巻線が
巻装されるステータとを備えた単相同期ブラシレス発電
機において、上記ステータはメイン巻線に対して結線の
仕方により位相差をもちうる4つに分割されたエキサイ
タ巻線を持ち上記分割されたエキサイタ巻線をブリッジ
状に結線すると共に、結線されたブリッジの中性点から
各エキサイタ巻線へ励磁用の直流電流を供給する直流電
源を備え、上記ロータは各種の1部にスロットを設ける
と共に該スロットに信号検出用の信号検出巻線を設け、
さらに信号検出巻線に誘起された電圧に基づき上記界磁
巻線に流れる界磁電流を制御する制御回路部を設け。
発電機の回転数の変動に基づく出力電圧の変動を抑制す
るようにしたことを特徴としている。以下図面を参照し
つつ説明する。
〔実施例〕
第1図(AL (B)は本発明に係るブラシレス発電機
の一実施例構成、第2図は本発明に係るブラシレス発電
機の磁束の流れ方を説明している磁束説明図、第3図は
各巻線接続説明図、第4図はエキサイタ巻線の具体的結
線の一実施例説明図。
第5図は本発明に係るブラシレス発電機の回路構成例、
第6図は本発明に係るブラシレス発電機の具体的一実施
例回路構成を示している。
第1図(A)、 (B)、第2図において、符号11は
ステータであり、同一形状のステータ・コアー12が積
層されたものである。ステータ・コアー12は、同図図
示の如く角型コアーの内部に対向して凸形の磁極12a
、12bと12C,12dとが形成され、磁極12aと
12b及び磁極12Cと12dの各中央部には巻線が挿
入されるスロット13a、13bが設けられている。該
スロット13aを用いて第1図、第2図図示の如く、磁
極12aにはエキサイタ巻線W0が巻回され、磁極12
bにはエキサイタ巻線W、□が巻回されている。同様に
して、スロット13bを用い磁極12Cにはエキサイタ
巻線W、が巻回され、磁極12dにはエキサイタ巻線W
、4が巻回されている。そしてエキサイタ巻線W、、、
W、の外周にメイン巻線W、が巻回され、エキサイタ巻
線W m3t Wm4の外周にメイン巻線Wb□が巻回
されている。ステータ11の中央位置に界磁巻線15が
巻回されたロータ14が回転自在に設けられている。該
ロータ14は第1図(B)図示の如く2極構造のロータ
であり、該ロータ14に巻回された界磁巻線15の両端
にはダイオード16(第1図(A)、 (B)には図示
されていない)が接続された構成となっている。またロ
ータ14の各種、すなわち各極低の1部にスロット14
a、14bが第1図(B)図示の如く設けられ、これら
のスロット14a。
14bに信号検出用の4極の信号検出巻線P1ないしP
4がステータ11に設けられた磁極12aないし12d
に各々対応して巻回されている。これらの4極の信号検
出巻線P1ないしP4は直列、に接続されており、2極
の磁束変化に対しては両隣の信号検出巻線に誘起する電
圧が逆電圧となり全体で相殺され、直列に接続された4
極の信号検出巻線の両端には、いかなる場合にも電圧が
現われない。すなわち直列接続された4極の信号検出巻
線の両端には2極磁束変化に対し常に電位差が零である
。一方4極の磁束変化に対しては各信号検出巻線P1な
いしP4の各々に誘起した電圧が加算された形で直列接
続された4極の信号検出巻線の両端に現われる。
上記エキサイタ巻線W0ないしWm4及びメイン巻線W
bl、Wb2のステータ11への巻装は、予め角型ボビ
ンに集中して巻線を行い、エキサイタ巻vAW □、W
 a zを磁極12a、12bに挿入した後。
メイン巻線Wb1をエキサイタ巻線W、、、W、、の外
周に挿入して組み付ける。他のメイン巻線W、2につい
ても全く同様にして組み付ける。
今、エキサイタ巻線Wa+ないしW、4.メイン巻線W
b1. wi、□を第2図図示の方向に電流が流れるよ
うに結線し、かつ第3図図示の如く結線すると。
直列に接続されたWbIとWb□とのメイン巻線W。
と、プリフジ状に接続されたWoないしWm4のエキサ
イタ巻線W、とにそれぞれ誘起される電圧の位相差は9
0″となる。従ってブリッジ状に接続されたエキサイタ
巻線W1の両端に進相用のコンデンサ17を接続するこ
とにより、いわゆる野牛式といわれるブラシレス発電機
を構成することができる。
野牛式のブラシレス発電機を構成したとき、電機子反作
用による磁束は、負荷18の大きさに応じて第2図図示
の実線の如く流れるが、各エキサイタ巻線W、ないしW
m4の巻回数をW□”’ W @ a rW、2=W、
3に選んでおけば、その電圧においてもW□=W、4.
W、□=W13の関係が保たれ、第3図のx、y間の電
位差は零となる。すなわちx、  yは中性点となる。
このX+Yから第4図、第5図図示の如く直流電圧を加
え、エキサイタ巻線W□ないしW34に直流電流を流す
ことにより、磁極12a、12b。
12c、12dには静磁界が発生する。この静磁界中を
第1図(A)、 (B)図中のロータ14が回転するた
め、該ロータ14に巻回されている信号検出巻線P、な
いしP4が上記静磁界を切る形となり、該静磁界に基づ
く電圧が誘起される。この信号検出巻線P1ないしP4
に誘起された電圧を基に、後に説明する第6図の制御回
路部33を介して界磁巻線15に流れる界磁電流を制御
することにより2発電機の回転変動による出力電圧の変
動を抑制することができる。
第5図は本発明に係るブラシレス発電機の回路構成例を
示しており、エキサイタ巻線W0ないしW、4及びメイ
ン巻線Wb1. Wb□を第2図、第4図図示の電流の
向きになるように、かつ第5図図示の如く結線し、エキ
サイタ巻線W、の両端にコンデンサ17を接続すれば、
上記説明の如く野牛式ブラシレス発電機となる。そして
エキサイタ巻線の中性点x−y間に直流電源19で可変
抵抗20の調整により各エキサイタ巻線W81ないしW
14へ直流電流を流す。上述した如くエキサイタ巻線W
11ないしW34に流れる直流電流により、各磁極12
aないし12dに4極静磁界が発生し、ロータ14に巻
回された信号検出巻線P1ないしP4にロータ14の回
転数に対応した電圧が誘起される。
この信号検出@線PlとP4との両端に現われる電圧に
基づき、制御回路部33は発電機の回転変動、すなわち
ロータ14の回転変動に対応して界磁巻vA15に流れ
る界磁電流を制御するように動作し、メイン巻線Wbl
とWb2との両端の出力電圧を定電圧化させる。
なお、負荷18の変動に対しては、メイン巻線に負荷電
流が流れると、電機子反作用による磁束が負荷の増大に
伴って増加する。一方、エキサイタ巻線に流れる進相電
流に基づいて破線で示された磁束が生じるが、該磁束は
ロータ14の界磁巻線15によって発生する磁束を増加
させる増磁方向に作用するとともに、実線で示された負
荷電流による電機子反作用による磁束も増磁方向に作用
することとなるのでいわゆる野牛式のブラシレス発電機
として、出力電圧が一定に保たれるよう動作することは
言うまでもない。
、 第6図は本発明に係るブラシレス発電機の具体的一
実施例回路構成を示している。
同図において、界磁巻線15に流れる界磁電流を制御す
る制御回路部33は、界磁巻線15を短絡させるトラン
ジスタ34.直列接続された信号検出巻線P、ないしP
4に誘起された電圧を整流する整流器35.トランジス
タ34のオン・オフ時間幅を定める定電圧ダイオード3
6.コンデンサ37.抵抗38.39で構成されている
直流電源19から各エキサイタ巻線W8□ないしW、4
に直流電流を流しておけば、ステータ11の各磁極12
aないし12dには静磁界が発生する。
今1例えば発電機の回転数、すなわちロータ14の回転
数が増大すると、上記静磁界を切る直列接続の信号検出
巻線の両端に誘起される電圧が増大する。従って該電圧
を整流器35で全波整流された直流電圧は、定電圧ダイ
オード36をオン状態にする時間幅が長くなり、トラン
ジスタ34がオンとなる。すなわち界磁巻線15を短絡
させる時間幅が長くなる。これにより界磁巻線15に2
倍の周波数で誘起される電圧をダイオード16で整流し
、界磁巻線15へ流す界磁電流が減少するように制御さ
れる。よってメイン巻線Wb、、W、2に発生する電圧
が降下し、この電圧の降下分とロータ14の回転数の増
加に伴う電圧の上昇分と相殺され、出力電圧が定電圧化
されるように動作する。
また逆に発電機の回転数が減少すると、トランジスタ3
4のオン状態となる時間が短かくなり、界磁巻線15に
流れる界磁電流を増加させる。該界磁電流の増加による
出力電圧の上昇分と1発電機の回転数が減少することに
よりメイン巻線Wb、。
W5□に発生する電圧の降下分とが相殺され、出力電圧
が一定に保たれるように動作して1発電機の回転変動に
対し出力電圧は一定に保たれる。
なお、制御回路部33のトランジスタ34がオフのとき
、従来の胃中式ブラシレス発電機として動作し、負荷1
8の変動に対する出力電圧の電圧変化を補償し一定の出
力電圧に保持しようとする働らきを備えていることは言
うまでもない。
上記説明においては、電機子側の巻線が集中巻、きにな
っているものとし、かつロータ側が凸極になっているも
のとして説明した。しかし2本発明はこれに限られるも
のではなく、電機子側の巻線を第8図図示の如き構成に
変更したり、ロータ側を第9図図示の如き構成に変更し
たりしてもよいことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明した如く1本発明によれば、N単な構造で、か
つ簡易な回路構成を付加することにより。
回転変動に伴なう出力電圧の電圧変動を一定にするブラ
シレス発電機を実現することができる。また同時に負荷
変動と回転変動に基づく出力電圧の電圧変動に対しても
、その出力電圧を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、 (B)は本発明に係るブラシレス発電
機の一実施例構成、第2図は本発明に係るブラシレス発
電機の磁束の流れ方を説明している磁束説明図、第3図
は各巻線接続説明図、第4図はエキサイタ巻線の具体的
結線の一実施例説明図。 第5図は本発明に係るブラシレス発電機の回路構成例、
第6図は本発明に係るブラシレス発電機の具体的一実施
例回路構成、第7図は従来のブラシレス発電機の構成例
、第8図は本発明における電機子の変形例、第9図は同
じく本発明におけるロータの変形例を示している。 図中、■はロータ、2は界磁巻線、3はダイオード、4
はステータ、5はメイン巻線、6はエキサイタ巻線、7
はコンデンサ、8は負荷、11はステータ、12はステ
ータ・コアー、12a、12 b、  12 c、  
12 dは磁極、13a、13bはスロット、14はロ
ータ、14a、14bはスロット、15は界磁巻線、1
6はダイオード、17はコンデンサ、18は負荷、19
は直流電源、20は可変抵抗、33は制御回路部、34
はトランジスタ、35は整流器、36は定電圧ダイオー
ド。 37はコンデンサ、38.39は抵抗、 W、、、 W
a2+ Wilff+ ’ Waaはエキサイタ巻線、
 wb、、 wb□は、メイン巻線、PITPg、P3
.P4は信号検出巻線を表わしている。 特許出願人   澤藤電機株式会社 代理人弁理士  森 1) 寛(外2名)(A、$1[
Zl 第2区 W麺2 W&4  Waa Wし2 第 3t2] 第4図 $ 5 図 $ 6 図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2極の磁極を形成する界磁巻線の両端にダイオードを備
    え、該界磁巻線に誘起された電圧を整流して自己励磁す
    るロータと、ロータの磁界と鎖交して起電力を発生させ
    るメイン巻線及び進相用コンデンサが接続されたエキサ
    イタ巻線と、これらのメイン巻線及びエキサイタ巻線が
    巻装されるステータとを備えた単相同期ブラシレス発電
    機において、上記ステータはメイン巻線に対して結線の
    仕方により位相差をもちうる4つに分割されたエキサイ
    タ巻線を持ち上記分割されたエキサイタ巻線をブリッジ
    状に結線すると共に、結線されたブリッジの中性点から
    各エキサイタ巻線へ励磁用の直流電流を供給する直流電
    源を備え、上記ロータは各極の1部にスロットを設ける
    と共に該スロットに信号検出用の信号検出巻線を設け、
    さらに信号検出巻線に誘起された電圧に基づき上記界磁
    巻線に流れる界磁電流を制御する制御回路部を設け、発
    電機の回転数の変動に基づく出力電圧の変動を抑制する
    ようにしたことを特徴とするブラシレス発電機。
JP11140085A 1985-05-24 1985-05-24 ブラシレス発電機 Granted JPS61269646A (ja)

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JP11140085A JPS61269646A (ja) 1985-05-24 1985-05-24 ブラシレス発電機

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JP11140085A JPS61269646A (ja) 1985-05-24 1985-05-24 ブラシレス発電機

Publications (2)

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JPS61269646A true JPS61269646A (ja) 1986-11-29
JPH0550222B2 JPH0550222B2 (ja) 1993-07-28

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ID=14560190

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63220746A (ja) * 1987-03-09 1988-09-14 Sawafuji Electric Co Ltd ブラシレス発電機
JP2020523195A (ja) * 2017-06-15 2020-08-06 アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー 遠心分離機、および遠心分離機を動作させる方法

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US11998931B2 (en) 2017-06-15 2024-06-04 Alfa Laval Corporate Ab Centrifugal separator having a generator for generating an electric current

Also Published As

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JPH0550222B2 (ja) 1993-07-28

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