JPS63117699A

JPS63117699A - 交流発電機の電圧レギュレ−タ

Info

Publication number: JPS63117699A
Application number: JP62201666A
Authority: JP
Inventors: アリステア　エー・マクファーレン
Original assignee: Marathon Electric Manufacturing Corp
Current assignee: Regal Beloit America Inc
Priority date: 1986-08-15
Filing date: 1987-08-12
Publication date: 1988-05-21
Also published as: IN166973B; US4777425A; GB8717188D0; GB2194654A

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速度感応制御装置をイ１する交流発電機用電圧
レギュレータに係り、特にコンデンサにより駆動される
かかるレギュレータに関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点交流発電
機は種々の自動小用及びその他の装置の電源に使用され
ている。エンジン駆ａ１交流発電機は種々の用途に使わ
れている。交流発電機の出力は適当な電子レギュレータ
によって調整されて所定周波数を有する所定電圧が得ら
れる。交流発電はを駆動するエンジンはエンジン速度を
閉ループ制御する調速機をＣむ。調速されたエンジンは
所望の周波数を発生し、交流発電機用電子レギュレータ
が所望の出力電圧と電流を維持する。交流発電機用レギ
ュレータは早い応答速度と短い時定数を有し交流発電機
出力の変化に対応動作する。

交流発電機の負荷はエンジンに影響し、この影響は負荷
の大きさ及びエンジンの応答時間如何では深刻なものに
なる場合がある。例えばディーゼルエンジン特にターボ
チャージ装置を備えたディーゼルエンジンは交流光＝ｉ
の電子レギュレータの応答速度あるいは時定数に比較し
て応答速度が遅く時定数が長い。このような応答特性を
有する装置で負荷が急に増加するとエンジン速度が急速
に低下してエンジンにより駆動されている交流発電機が
損傷することがある。ターボチャージを有するディーゼ
ルエンジンでは排気圧によってターボチャージャが４動
される。ターボチャージャは所定の動作速度に達するの
に長い時間がかがるため、急に負荷が加わると速度低下
の結果抽気圧がターボチャージャを所定動作速度で作動
させるのに必要なレベルよりもさがってしまうことが生
じる。

かかる事態が生じるとエンジンは失速し出力が消失して
しまう。同様な状況は他のエンジン駆動装置でも生じる
。すなわら、比較的作用が遅い調速機を備えた自然吸気
エンジンでも、エンジン速度を低下させるような負荷変
動によるエンジンへの影響を低減させるべく迅速に作用
する変形周波数応答出力電圧側聞装置を備えていても失
速が生じることがある。例えば１９８０年８月２６日に
本発明者等に付与された米国特許第４．２１９．７６９
号は交流発電機用電子レギュレータを変化させて周波数
が所定周波数以下に低下した場合に交流発電機の出力電
圧を低下せる手段を備えた交流発電機の損傷を防止する
交流発電機用レギュレータシステムを開示している。し
かし、このシステムは速度変化率が決定的に重要である
ようなエンジン駆動装胃におけるエンジンの失速を防止
できない。

上記特許はさらに一定値であることが仮定される交流発
電機出力の２乗平均値に対応する応答を生じる電圧レギ
ュレータの動作の改良を開示している。交流発電機は電
圧及び電流による発熱効果の真の値をあらわす２乗平均
平方根（ＲＭＳ）電圧値に関する定格を有する設計にな
っている。

ＲＭＳ電圧値に対する制限波形電圧平均値の比は１．１
１である。顕著なピークを有するような波形ではその比
は大きくなり平坦な波形ではこの比は小さくなる。特に
、負荷が加わっている場合などでは発電機出力波形はひ
ずみを有し、出力波形にピークが現われたりまた出力波
形かチョップされたするのが普通で平均値に対して応答
するレギュレータは真のＲＭＳ効果を増大さぜるように
作用する。ＲＭＳ出力が大きくなると電灯などの負荷に
有害な影響が生じる。また、同じ電流測定値でし不注意
に過負荷を生じさせることがある。

一般に、操作者の過失により、あるいはエンジンの機能
不良又は故障により、あるいは長時間燃料が不足したま
まエンジンを運転することよりエンジンが適正な所定速
度以下で低速運転されることがある。かかる状態でエン
ジンが長時間運転されると交流発電機巻線が焼切れたり
接続されている負荷が損傷したりあるいはレギュレータ
がｌｆｉ　（５したすする。

また、用途によっては出力電圧が交流発電（幾の周波数
の低下に比例して直線的に低Ｆする周波数比例（Ｖ／Ｈ
ｚ）誤差電圧信号が必要な場合がある。従来性なわれて
いる感知２乗平均電圧信号への低速度域電圧信号の加粋
によってはわヂがな周波数範囲を除き所望の直線的Ｖ／
Ｈｚ曲線ないし信号を得ることができない。例えば定格
速度の５０％では直流感知信号の５０％が低速度域電圧
信号より得られ５０％が２乗平均電圧から（りられる。

しかし、かかる動作点では感知電圧は全速度電圧ないし
定格速度電圧の７１％であり、低速度項の比率を増加さ
せて５０％速度点で電圧信号の５０％が得られるように
すると曲線上の伯の点で曲線及び出力が非線形になって
しまう。叙上の如く、本発明者は線形低速度域電圧と側
口するのに実際のＲＭ　Ｓ　電１］’を使用する必要が
あることを見出した。

要約すると、従来の技術によるエンジン駆動交流発電機
のレギュレータは、エンジンに急に負荷が加わった場合
エンジンの回転が負荷の大きさが最終値まで増大してし
まうよりも前に回復するように交流発電機の負荷を通常
のＶ／Ｈ２曲線ないし特性に沿うよりもはるかに急速に
減少させることができずまた例えばポンプを駆動する可
変速度同期モータを励起する場合を特徴とする特定の用
途で必要とされる正確なＶ／Ｉ」Ｚ特性に沿った制御を
行なうことができない点で不満足なものである。

問題点を解決するための手段及び作用本発明はエンジンに急に負荷が加わった場合に生じる速
度の急激な低下を回避する制御機能を有するエンジン駆
動交流発電機のレギュレータに関し、特に所定動作周波
数以下で直線的になる速度信号手段と、速度変化率及び
レベルを感知して交流発電機の負荷を制御する手段とを
有するレギュレータに関する。一般に、本発明の特つに
よれば交流発電機により駆動される磁石発電機等から出
力される速度に対応する出力信号が処即されて交流発電
機の速度に比例した周波数の周波数信号が形成される。

この周波数信号は一対の回路に供給される。すなわら、
導関数項が変化率感知器へ供給されレベル信号がレベル
シフティング増幅器などよりなるレベルモニタに供給さ
れ、これにより速度変化率及び速度変化レベルに対応す
る応答信号が形成される。各回路にはオフセットないし
しきい値制御が導入され十分に大きな速度での所定の大
きな速度変化のみに応答して電圧の低下間が最大期間に
わたり最小になるように維持される。

さらに、低速度域信号に応じて速度低下点上にて周波数
比例電圧曲線から外れた電圧低下が生じる。

一実施例回路では速度感知器が永久磁石発電機の出力に
接続される。−波手段が余分な成分を除去し、整形回路
及び位相［１ツクループが信号を基本周波数にロックし
記号間隔比が正確に５０％の方形波（デユーティづイク
ルが５０％の方形波）を位相ロックループに接続された
エツジ検出回路に出力する。エツジ検出回路は方形波の
線を検出して幅のせまいパルスを出力する。エツジ検出
回路から出力されたパルス列はランプ波回路及びしぎい
値レベル以下で速度の減少にともなって直線的に増加す
る電圧を発生する比較器に供給される。

この速度信号は別の電圧信号に変換された後レベルスイ
ッチング増幅器に供給される。このレベルスイッチング
増幅器は前記別の電圧信号に応じて所定レベルのスイッ
チング信号を発生する。速度信号の導関数は速度が所定
変化率よりも小さく変化する場合レベルスイッチング増
幅器をクランプしてオフにする。従って速度変化レベル
及び速度変化率は所定のレベルを有する必要があり、こ
の状態でのみ比例信号が誤差増幅器に供給されて交流発
電機の負荷が軽減される。一般に負荷の軽減の程度は右
限でまた負荷を軽減する際の速度も限られていて回復の
際の一時的速度低下を回避する。

このように、小さな速度の低下が生じても作用はなされ
ないが大きくかつ急激な速度の低下が生じると交流発電
機の負荷が軽減され原動別の回転が回復される。

本発明の伯のｆｆ徴は、線形速度信号が発生されて真の
２乗平均平方根信号である電圧誤差信号と結合されるこ
とにある。その結果、交流発電機の通常の制御に使われ
る正確で直線性の良いＶ／ト１ｚ信丹が得られる。

２乗平均平方根信号はまず２乗平均平方値を求めた後で
得られる。平方根計算回路は演算増幅器への負帰還路へ
接続されたパルス高−幅乗算器でありインブリジット割
算回路を形成する。非反転入力端子に２乗平均信号が供
給され増幅器は乗算器の２乗出力信号を２乗平均値に一
致させ、その結果出力は実際には２乗平均値の平方根に
等しくなる。

この真の２乗平均根信号は線形速度信舅と結合されて誤
差信号を形成し、この誤７ｊ信号により出力電圧が定格
周波数において一定に維持されまた周波数が低下するに
従って真のＲＭＳ電圧信号が減少しこれに応じて電圧レ
ベルが直線的に変化する。

本発明は改良された速度感応制御を行なうことによりエ
ンジン駆動交流発゛眉機智の出力を正しく回復させまた
改良された周波数に比例する出力電圧制御を行なうレギ
ュレータを提供する。

実施例第１図を参照するに、交流発電１１は様々な負荷３に３
相交流発電機出力を供給する３相出力巻線２を有する。

本発明は勿論単相あるいは他の交流発電ｄに対しても使
用可能である。交流発電機１の出力は回転界磁巻線の励
起レベル及び回転速度により制御される。界ｔａ巻線は
内燃エンジンあるいはタービン等に結合されて駆動され
、図中では典型例としてターボチャージディーゼルエン
ジン５と結合されて駆動されるように示しである。

回転界磁巻線４は界磁巻線４に接続された励磁機６によ
り励起され、またライン７で示すように界磁巻線４を一
体的に回転される。励磁機６の出力は両波整流器８によ
って！ｉ！！流されまた励起レベルは電圧レギュレータ
９により制御される。励磁機６と電圧レギュレータ９と
はライン７で示すようにターボチャージディーゼルエン
ジン５に同じく結合されているロータ１２と、レギュレ
ータ９を介して励ｖＡ機６に接続された出力巻線１３と
を有する磁石発電機１０により駆動される。ロータ１２
は例えば同−極性の磁極が対向するように配列されたコ
ンセキュエントボールを有するロータであり交流電流を
出力する。この磁石発電ｉｆｆの出力は整流器　１４で
整流され、１ワられた直流励起電流が励磁機へ供給され
る。また磁石発電機は電圧レギュレータ９へ論理パワー
を供給する。交流発電機巻線２の出力端子には電圧レベ
ル感知回路１５が接続され回路１５の出力は特殊な回路
１６によって処理されて出力信号ライン１７上に交流発
電機９の出力電圧の２乗平均平１ノ根に比例する信号と
して出力される。さらに、交流発電Ｉｆｆ　１の周波数
出力が周波数感知回路１８により℃ニタされて出力ライ
ン１９上に所定しきい値レベルより低い周波数対応信号
が出力される。図示した実施例で周波数感知回路１８は
入力端子が磁石発電（幾１０の出力端子に接続されてお
り、交流発′？ｌ１ｌｊｌ’１及びこれに結合された駆
動エンジン５の周波数に対応する周波数信号を出力する
。周波数感知回路１８から出力信号はパルス幅ないしデ
ユーティ−サイクルが周波数に対応するパルス列よりな
る。

回路１８の出力は実際の負荷状態において大幅で急激な
速度変化が生じるとこれに応じて交流発電機１の負荷を
軽減させる負荷軽減回路２０に接続される。勿論、交流
発電機１の速度と出力周波数はエンジン５の対応する速
度変化とをあらわす。

交流発電機１の負荷を軽減することによりエンジンの負
荷も軽減され、エンジン速度が回復しエンジン及び交流
発電機が所望の速度で運転できるようになる。このよう
な制御を行なうことによりエンジンの失速が防止されま
た装置全体の有害な低速運転が防止される。

ライン１９上の速度電圧信号はさらに勾配調整用抵抗器
２２を介して加障点２３へ供給され加算点２３において
ライン１９上の速度電圧信号がライン１７上のＲＭＳ電
圧信号と加粋されてライン２４上に周波数対応電圧信号
が形成される１１本実施例ではこの周波数対応電圧信号
は微分回路２５に供給され、こ回路２５の出力が電圧レ
ギュレータの入力端子及び加算誤差増幅器２６に供給さ
れる。

図示の実施例では回路２５から出力される線形周波数対
ｇ６電圧信号が誤差増幅器２６の入力端子２７に供給さ
れる。誤差増幅器２６の他の入力端子２８は負荷軽減回
路２０に接続される。回路２０の出）ｊはライン２９上
の基準電圧信号と加締点３０で加粋されて負荷の軽減が
必要な場合の基準電圧を変化させる。

通常の状態ではライン２９十のプリセット基準電圧が誤
差増幅器２６にそのまま供給され、誤差増幅器の出力が
レギュレータ９に加えられることにより励磁機６の励起
状態が変化される。これにより交流発電機１は任意の周
波数において出力電圧（ビｊを周波数に対応する所望の
値にＩＩＩ持することができる。例えば典型的な場合交
流発電機は１８００ＰＰＭ以上の速度で４８０ボルトの
電圧を出力する。しかし、速度が１８００ＲＰＭを切る
と電圧は速度に比例して低下する。速度制御パターンが
切換ねる点の速度は容易に制御２μされ任意に設定され
る。

回路１８は速度変化をモニタし、低速度検出回路３１と
負荷軽減回路２０とを含む。回路２０は一時的な速度変
化の稈度を判定する。すなわち、速度変化が一時的なも
のであれば修正は必要なく装置は通常の周波数対応電圧
パターンに従った速度変化のモニタを継続する。一方速
度変化が極く一時的なもの以上の変化である場合、回路
２０は速度変化の幅及び変化率が交流発電１ｉ１及びエ
ンジンの負荷軽減を要する程のものか否かを判定する。

負荷軽減が必要と判断されると回路２０は負荷を軽減さ
れる。一方、速度変化が一時的な変化ではないが変化幅
と変化率が負荷軽減を要する程のらのでない場合は回路
３１が線形周波数対応制御信号を出力し、出力電圧を直
線関数に従って変化させる。

レギュレータ９はＲＭ　Ｓ　Ｍ迂回路１６を２機能速度
周波数モータ回路１８と結合することによりエンジン駆
動交流発電機等の最適動作を維持する改良された手段を
得ることができ、これにより真のＲＭＳ電圧制御が可能
になり、非常に直線性の良い周波数対電圧制御を行なう
ことができ、また速度の「落ち込み」を克服する制御を
行なうことが可能になる。

本発明の好ましい実施例を第２図に示す。

第２図及び速度検出回路を参照するに、入力信号が磁石
発電ｉｉｏの出力巻ｔｆＡ１３（第１図）から供給され
る。出力巻線１３には無線周波数干渉除去ｐ波器（ＲＦ
Ｉ）３２が接続されろ波交流信号は周波数信号ライン３
３に導かれる。梯形濾波器３４は周波数信号ライン３３
に接続され回路１８中により良い波形を出力する。レギ
ュレータ９は電界効果トランジスタ等の装置を磁石発電
機１０の出力及び励１１機界磁巻線制御装置３７（第１
図）に直列接続して使用して励磁機６及び交流発電機１
の励起を制御する。梯形びｉ波器３４は供給ラインに直
列接続された複数の抵抗器３５と並列接続されたコンデ
ン＋ｊ３６とよりなる公知の構成を有する。切換信号等
の波形は梯形濾波器３４により一波選別されて波形整形
され真の周波数対応信号が出力される。

梯形ｐ波器３４の出力はシュミットトリガ回路よりなる
整形回路３８に供給される。この整形回路３８は梯形濾
波器に接続されている演算差動比較器３９と適当な帰還
抵抗器４２を有する出力インバータ９０とを含む。さら
に抵抗器４９を介して差動増幅器に正帰還が加えられ平
衡ヒステリシスが形成される。このシュミットトリガ回
路は方形波信号を出力する。整形回路３８の出力は位相
ロックループ集積回路４３に供給される。回路４３は記
号間隔比（デユーティ−サイクル）が正確に５０％の方
形波信号を発生しこの信号は磁石発電機及び交流発電機
の基本周波数に直接に対応する。この位相ロックループ
回路４３はコンセキュエントボール構成に巻線を形成さ
れた磁石発電様で特に必要になる。かかる磁石発電機１
０は特に低速状態において相当に大きな高調波成分を含
むことがある。かかかる高調波成分を除去しないと方形
波信号を後続の回路で処理する際に以下誂明するような
予期されざるトリガ制御がなされることがある。

位相ロックループ回路４３Ｇよ標準的な回路装置である
。この位相ロックループ回路４３の出力端子にはさらに
エツジ検出及び周波数逓倍回路４４が接続される。周波
数ダブラは、−の入力端子がコンデンサ４６を介して位
相ロックループ回路４３に接続され第２の入力端子が同
じ位相［１ツクル一プ回路にコンデンサ４７とインバー
タ回路４８とを介して接続されている。ＮＡＮＤゲート
４５を含む。ＮＡＮＤ入力端子及びコンデンサ４６．４
７はまた同様な抵抗器５０．５１を介して３叩電圧供給
電源４９ａに接続される。この論理電圧は図示の実施例
では磁石発電機の整流出力から取られるが勿論他の電源
より１することもできる。整流出力は適当な回路４９に
供給されて３通りの論理電圧、すなわち一般に信号Ｖｓ
ｓで示した基本接地レベルないしピロレール基準レベル
、Ｖｏｏ　（４９ａ）で示したゼロレールレベルに対す
る最大正電圧レベル、及びＶｏｏ／２に等しい中心電圧
レベルが得られる。例えば第２図の回路では速度感知回
路はげロレールラインへの共通接続点を有するが、電圧
感知回路は中心電圧レベルラインに共通接続されている
。個々の接続・配線は使用部品及び回路に応じて適宜定
まるものであり、かかる電源装置は公知の技術より容易
に得られる。すなわち、論］！Ｉ！電圧供給電源回路の
詳細は論理制御に必要な部分を除き本発明の特徴をなす
ものではなく、説明を明確かつ簡潔にするために個々の
接続の多くの部分に特に符号を付して説明することは省
略した。

ＮＡＮＤゲート４５の出力信号は位相ロックループ４３
から出力される方形波信号の各縁に対応する正の出力パ
ルスである。パルス幅は方形波パルスの立上り線に作用
する部品抵抗器５１及びコンデンサ４７及び立下り縁に
作用する同様な抵抗器５０及びコンデンサ４６により決
定される。このパルス出力信号は幅がせまいパルスであ
り略等しい値を有する。各パルスは供給方形波のゼロ点
で略対応し２倍の周波数を有する。

集積回路よりなるスイッチ５３はパルス回路４４の出力
端子に接続された入力端子を有する。

スイッチ５３は傾斜充電回路５４に接続されてこの動作
を制御する。特に、コンデン＋＋　５５は抵抗器５６及
び可変抵抗器５７に直接接続されて論理電圧供給電源に
接続される。ポテンショメータ５７は本発明回路の動作
域／低速度域しきい値点を設定する。集積スイッチ５３
はコンデンサ５５に並列接続される。スイッチ５３が開
じるとコンデンサ５５は急速にｔｌｉ電して＋２０？１
ｆｆｉ圧レールレベルまで下る。スイッチが開くとコン
デンサは正電圧レールの方向へ充電を開始し、その際の
時定数が固定抵抗器５６と低速ポテンショメータ５７に
より決定される。周波数が所定しきい値より高いとコン
デンサ５５は充放電をくりかえしコンデンサの電圧が所
定トリガレベルよりも高くなるが防止される。しかし、
周波数が減少するとスイッチ５３が閉じる頻度が低下し
コンデンサはより高いレベルに充電されるようになる。

低速度域ポテンショメータ５７により設定される所定周
波数においてコンデンサ５５はしきい値レベルまで充電
される。このしきい値レベルは最大供給レベルを２で割
った値に設定される。

コンデンサ５５の電圧は差動増幅器５８の非反転入力端
子に供給される。一方、反転入力端子にはＲＣ回路５４
を介してしきい値電圧５２が供給される。増幅器５８は
コンデンサ５５がしきい値電圧レベルに達した場合に正
出力を発生する。この出力電圧はそのパルス幅がコンデ
ンサ５５がしぎい値レベルま充電されるに要する時間に
対応し周波数に逆比例する記号間隔比すなわちデューテ
ィーリイクルを有する。すなわち、半分の速度において
信号のデユーティ−サイクルは５０％になり２５％の速
度だと信号デューティーリイクルが７５％になる。出力
ライン６０に出力される出力電圧パルスは負荷軽減回路
２０に供給されまた集積スイッチ回路６１、可変勾配制
御抵抗器２２、固定抵抗器６３を経て第１図に図示した
加算点２３にてＲＭＳ電圧信号と加算される。。

増幅器５８の出力ｔよまた集積スイッチ回路６４を介し
て低速運転状態を表示するＬＥＤ６４ａを駆動する回路
にも供給される。ｔ−Ｅ　Ｄ　６４　ａはアナログスイ
ッチ６４の出力に接続されているアナログスイッチ６５
とパルスイツチング回路６４ａに直列接続されている。

ＬＥＤ６４　ａはその際低速度域設定ポテンショメータ
により設定されたし・ぎい値以下の電圧パルスに応じて
動性される。

負荷軽減回路２０はＵロレール電圧に直列接続された抵
抗器６６とコンデンサ６７とよりなる平滑回路を含む。

回路２０は低速度域設定ポテンショメータ５７により設
定されたしきい圃以下で速度の減少と共に直線的に増大
する電圧を発生する。

負荷軽減回路２０は低速動負検出器３１から出力される
速度信号の変化率を求める速度感知回路６８と、電圧レ
ベルすなわら速度変化幅ないし変化缶な求めるレベル感
知回路６９とを含む。

変化率及びレベル感知回路６８．６９は結合されて共に
負荷軽減回路２０を制御し負ｖｊ＋１減回路２０が小さ
な速度の低下や長時間持続する速度低下に対して応答し
ないようにする１、一方、大きくて急激な速度の低下な
いし落ちこみは変化率感知回路６８とレベル感知回路６
９の双方の応答を引起し、誤差増幅器２６へ入力される
。基準入力信号２８を適当に減少させることにより迅速
に交流発電機１の負荷を減少させる制御信号を出力する
。

速度感知回路６８は微分コンデンサ７０と抵抗器７１と
を含む。コンデンサ７０と抵抗器７１の接続点７２μ差
動増幅器７４の非反転入力端子７３に接続される。この
非反転入力端子はさらにオフセット抵抗器７５を介して
ゼロレール電源Ｖｓｓに接続され小さな速度変化に応じ
て増幅器７４のスイッチングが生じるのが防止される。

しかし急激な速度変化が生じると演算増幅器７４の出力
電圧が正の側に低速信号の変化率に比例したＲだけ変位
される。この演算増幅器の出力電圧はダイオード７６及
び抵抗器７７を介してゼロ電圧レールに一端が接続され
たコンデンサ７８に供給されてこれを充電する。これに
よりコンデンサ７８の両端に電圧が加わりこれが以下説
明する出力レベル感知回路６９に供給される。

ＲＣ回路６６及び６７からの電圧信号は可変抵抗器５７
によって設定されたしきい値以下の領域で発電開速度に
逆比例し、抵抗器７９を介してレベル変位差動増幅器８
０の非反転入力端子に印加される。

コンデンサ６７に生じる接地レベルを基準として測られ
る直流電圧は基Ｑ−電圧ライン８１へ接続することによ
り装置基準電圧を基準として正方向へ変位される。この
装置１電圧ライン８１は安定化電源レールから増幅器７
４及び８０をバイアスする電圧バッファ増幅器８２を介
して（７られた有効基準電圧に接続される。

抵抗器７９は増幅器８０の供給される信号に小さなオフ
セットを生じ、これにより回路の動作が電圧信号が低速
度条件設定ポテンショメータの設定しきい値の数ヘルツ
下まで増加するまで抑止される。

増幅器８０は大幅な速度変化に応じて出力信号を生じる
。増幅器８０の出力は通常ダイオード８３、抵抗器７７
ａ及び抵抗器８３ａを介して速度感知回路をバイパスす
る。一方、コンデンサ７８が変化率感知回路によって充
電されるとダイオード８３が逆バイアスされる。ダイオ
ード８３が逆バイアスされるとレベル切換用差動増幅器
８４ａからの比例信号が抵抗器８３ａを介してバッファ
増幅器８４に加えられる。バッファ増幅器８４の出力は
直列接続されたダイオード８５と抵抗３８６を介して誤
差増幅器２６の４１反転入力端子あるいは基準入力ライ
ン２つに供給される。この基準入力ライン２９は誤差増
幅器の基準個入力端子である。抵抗器８６の値は基準電
圧の低下を装置仕様に応じた割合に制限し負荷軽減の程
度を限定するように選定される。例えば実際の使用で基
ｔ￥雷電圧低下が約２７％である場合、ＫＶＡで約５０
％に達する負荷の軽減が生じる。コンデン＋ｊ８７がバ
ッファ増幅器８４の出力ラインを最大供給電圧を２で割
った電圧レベル（Ｖｏｏ／２＞に接続しまた同様なコン
デンサ８８が基準ライン２９を同一供給電圧に接続する
。コンデンサ８７及び８８は負荷軽減作用の速さを制限
して出力が回復する際に別の一時的出力急降下が生じる
のを防止し装置の動恰を設５１仕様内に収める。

従って、図示した負荷軽減回路は速度の一時的な変化あ
るいはわずかな低下に対する応答を実質的に除去する。

しかし、大幅でかつ急激な速度の変化ないし低下が生じ
ると速度変化幅に比例した基準電圧の低下が生じ速度低
下の幅及び変化率に比例した時間にわたり接続する。非
常に大きな低下が生じると最低値への低下が最大持続時
間例えば５〜１０秒間生じる。これによりエンジン駆動
交流発電機１の最適動作が確保され、エンジン５の負荷
３に急な変化が生じても回復することが可能で、一方こ
のような状態が生じない場合は交流発電機の通常の電圧
制御がなされる。

先に説明したように、ライン６０上を伝送される非常に
直線的な速度変化信号は加悼点２３でライン１７上のＲ
ＭＳ信号と結合されて真に直線的な周波数比例ＲＭＳ電
圧制御信号を形成し、これにより交流発電機の出力電圧
の制御がなされる。

コンデンサ５５を充放電する回路の出力パルス列は交流
発電機の速度変化レベルに直接に対応する。パルス列信
号はライン６０を介してスイッチ６１に供給される。ス
イッチ６１は直列接続された勾配調整用ポテンショメー
タないし可変抵抗詣２２と固定抵抗器６３とを介してゼ
ロ電圧レベルを加算点２３に印加して加算点２３にパル
ス幅変調信号を形成する。このようにして形成されたパ
ルス列信号は固定抵抗器６３に接続されているＰ波コン
デンサ８つにより一渡されて比例直流信号を形成し、こ
の信号は電圧モニタ信号と加算されて周波数比例線形電
圧信号を形成する。この信号は差動増幅器８９ａに供給
される。Ｐ；置は信号を微分することによって変化に応
答し、増幅器８９ａからの元の信号にかかる微分信号を
加算して得た信号を高利得誤差増幅器２６に供給する。

階段状の変化が生じる場合、パルス信号が誤差増幅器に
供給されて増幅器が周波数対電圧制御関数に従って制御
される。この関数は実質的には直線関数でありその勾配
がポテンショメータ２２によって精密に制御される。電
圧回路１６の出力信号は定常状態では交流発電ｔ１１の
ＲＭＳ電圧出力と直線的に対応する直流電圧になる。

本発明では電圧感知回路１６はライン１７及び加算点２
３に真のＲＭＳ制御信号を出力する。

回路１６は本出願人による前記米国特許第４．２１９、
７６９号に記載の教示に従って２乗平均信弓を出力する
。第１図及び第２図を参照するに、交流発電機１の出力
電圧は第１図中に分圧器として図示した電圧感知回路１
５によって感知され、これにより多相交流発電機の各相
の電圧が求められる。

電圧感知回路１５の出力は多重化′Ｆ１９０に接続され
各相の電圧が所定の速度で順次感知される。多重化器９
０の出力は図示の例では可変利１ワ増幅器９１に供給さ
れて各相の電圧に対応する信呂が１ｑられる。

増幅器９１は増幅器の利得を制御しまた通常の調整使用
がなされる通常の上限電圧を制御する概略的電圧調整用
ポテンショメータ９１ａを含む。

増幅器９１の出力は利得切換増幅器９２及びパルス幅変
調器９３に供給される。パルス幅変調器９３はまた利得
切換増幅器９２にも接続され、これにより利得切換増幅
器９２は入力電圧の２乗値を出力する。パルス幅変調器
９３の出力はさらに３で割る回路９４へ供給され、これ
により多重化器が交流発電機から出力される３相電圧の
逐次的で連続的なサンプリングを実行する。パルス幅変
調器９３の出力はさらに適当なカウンタ９４を駆動しこ
のカウンタ９４の出力により多重化器１５が駆動される
ことにより所望の逐次動作が行なわれる。

利得切換増幅器９２からの２乗電圧信号は２乗平均信号
を発生する第２図中にＲＣ回路で示した低域−波器９５
に供給される。これについては前記米Ｉη特許中に詳細
な説明が記載されている。−般に利得切換増幅器９２は
上記米国特許中に詳細に記載したように利得を等しい大
きさながら符号を正と負の間で切換える増幅器段を含ん
でいる。

パルス幅変調器は連続動作する方形波発振器であり充ｔ
ｌｉｉがなされるコンデンサを有している。利得切換増
幅器９２から出力される出力信号は振幅が感知電圧に比
例し時間比が感知電圧に比例するパルス列である濾波器
９５はパルス列を平均化しこれにより感知信号の２乗平
均値を得る。

本発明教示によれば、２乗平均回路９５の出力電圧が平
方根回路９６に供給され低域び’＊器９５の出力に現わ
れる２乗平均電圧信号の平方根に比例する出力信号が得
られる。

図示の平方根回路９６は負帰還回路９８を備えた演算増
幅ｉ’！！；９７を含む。またパルス幅変調器９９が増
幅器９７の出力に接続される。パルス幅変調器９９は、
乗算器よりなるしきい値電圧及び帰還回路１０２に接続
された非反転入力端子１０１を備えた演算増幅器１００
を含むスイッチ１０３と協働して増幅器９７の出力値が
増加するにつれ（中心電圧に対して負の）パルス幅変調
器９９の出力が出力中のデユーティ−サイクルを減少さ
せる。パルス幅変調器９９の出力は集積アナログスイッ
チ回路に接続される。スイッチ１０３は増幅器９７の負
帰還回路９８に接続されて帰還信号を変化させる。従っ
て、回路９８ａはパルス幅変調器増幅器の出力がハイで
ある間中心電圧に接続される帰還抵抗器１０５ｂを含む
。帰還回路９８はまた演算増幅器の出力端子と反転入力
端子との間に接続された帰還コンデンサ１０５と、反転
入力端子と中心電圧接続スイッチとの間に接続された抵
抗器１０５ａとを含む。負帰還接続における電圧は演算
増幅器の出力電圧に比例し、その平均値は出力電圧の２
乗に比例する。

図示のパルス幅変調器９９は公知のもので抵抗器１００
を介して非反転入力端子に到る正帰還ループを備えた通
常の演算増幅器発振器よりなる。

非反転入力端子１０１上の信号は反転入力端子上のコン
デンサの充放電サイクル信号と比較される。

要約すると、負帰還ループにパルス幅−パルス高乗峰器
９６が接続された演算増幅器９７はインブリジット割算
回路を形成し、演算増幅器９７の出力を２乗して２乗信
号を形成する。この２乗信号は負ないし反転入力端子に
供給される。２乗平均１３号は非反転入力端子に供給さ
れた先行の回路より得られる。演算増幅器９７は乗算さ
れた電圧をかかる２乗乗？１電圧に等しくし、これによ
りライン１７の出力電圧は２乗平均電圧の平方根に等し
くなる。

図示の回路は筒中で信頼性が高く容易に構成できる平方
゛根発生回路を提供する。勿論集積化された乗の器や他
の平方根発生回路を使うこともできるがかかる従来の回
路は非常に高価であり高温での動作特性のドリフトが大
きく、またかかる平方根発生回路の入力に供給される３
相伝号を形成するのに３相の信号を別々に感知しなけれ
ばならない問題点を有している。本発明は、本発明中で
使用することを勿論できる従来の回路の問題点を有しな
い信頼性の高い効果的な平方根発生回路を提供する。

増幅器９７から出力されるＲＭＳ出力信号は微調整ポテ
ンショメータ１０７を含む抵抗分圧回路に供給される。

一対の端子１０７ａの間に遠隔操作ポテンショメータ１
０７ｂが接続される。この端子間にはポテンショメータ
１０７ｂを使用しない場合はジャンパワイヤが接続され
る。装置利得制御回路１０８が回路１０６の出力側に接
続される。微調整回路１０６は入力可変利得差動増幅器
９１のポテンショメータ９１ａにより設定される概略的
設定範囲内でさらに微調整を可能にする。

微調整ＲＭ　Ｓ　（７７号はバッファ増幅器１０９を介
して勾配調整ポテンショメータを含む加算点２３へ供給
され加算点２３にあいこの信号は一定の周波数対応電圧
信号と加埠される。

加算点の出力信号はＲＭＳ信号と一定周波数対応電圧信
号とよりなり微分増幅器２５の入力に接続される。この
微分増幅器２５は出力信号を電圧信号の実際の正時間微
分の加算値に従って出力信号を出力するように構成され
ておりＲＭＳ電圧信号と線形速度制御電圧信号の加算値
に比例した出力信号を出力する。これにより、直線関数
に従う真の周波数対応電圧制御信号が得られる。本装置
はこのように所定周波数以十で一定出力電圧動作を維持
し周波数が減少するにつれてこれに比例して電圧出力を
減少させる動作を行なう。レギュレータはしきい値信号
以上で動作して正常な電圧調整を行なう。しきい値信号
以下では一時的信号変化は無視され交流発電機の負荷軽
減動作は行なわれない。一方大きな信号が実質的な時間
接続して現われたり急な速度変化が生じると交流発電法
の負荷が部分的に軽減されエンジンの回転が回復し装置
全体の動作が正常に戻る。

増幅器２６は帰還路中に境界制御回路１１２を含む。通
常の制御条件下で通常の電圧変動しか生じていない場合
演算増幅器２６の入力端子に供給される電圧の変化は増
幅器の直流利１ｑが１０００以上と非常に高いため非常
に甲い応答を生じる１゜そこでこの増幅器に急に大きな
信号が持続的に加わるとこれに対応して大きな値の出力
誤差及び駆動信号が増幅器をいずれかの方向に飽和させ
るように作用する。例えば発電機負荷を急速に軽減して
全負荷スイッチをオフするような場合は出力を所望限界
を超えて駆動させるような出力信号が形成され、これに
より装置全体の回復が近れる望ましくない効果が生じる
。境界回路１１２は利１ｑ及び誤差増幅器の出力動性を
特定の電圧利得制６０に関係した一定の限度内に維持す
る。回路１１２は電圧）Ａロワ１１３と、増幅器２６及
び論理雷源に接続されて増幅器２６の出力スウィングと
レベルとを制限するＲＣ回路１１４とを含む。

低速度域信号は勿論負荷軽減を生じるような任意の急激
な速度変化に対して作用する。図示の実施例ではライン
６０上の出力レベル速度パルス列信号が境界回路１１２
に供給されてこれを低速度回路から供給のレベル信号に
応じて変化させる。

本発明実施例では図示のアナログスイッヂ１１５が境界
制御回路１１２中の帰還路の帰還信号供給回路１１４に
接続される。これにより境界制御回路が変化されて誤差
増幅器２６の出力信号が変化されこれにより望ましくな
い誤差の大きい信号が励起駆動回路に供給されるのが制
限される。このように、急に負荷軽減信号あるいは負荷
変化が現われると境界制御回路１１２が同時に動作され
て誤差増幅器２６の出力、特に利得を制限しこれにより
交流光？［の出力が余りに下りすぎて以後適正な時間サ
イクルないし時間内に回復するのが妨げられるように事
態が防止される。

以上説明した本発明速度変化感知装置は特に速度に直接
に関係する交流電流を出力する交流発電機の電圧レギュ
レータに応用される。また本発明は他にも例えば交流電
圧レギュレータ及び励磁機等の駆動を始め、交流発電機
の出力電圧を直接に感知して関連する制御信号を発生す
る手段を有する他の交流発電機装置にも応用可能である
。また、本発明は交流電流信号を発生する手段を備えこ
の信号をモニタして速度変化の振幅に関連した速度変化
関連信号を形成する他の任意の回転装置に応用可能であ
る。その際、適当な信号が形成されて相互接続されてレ
ベル感知制御及び変化率感知制御を規定する相互関連し
た制御信号が形成される。

本発明はまた印加されることによりレギュレータの誤差
増幅器に印加される入力基準電圧を直接に変化させて負
荷軽減を行なう出力電圧制御信号を開示するが、他の制
御信号を勿論使用可能である。さらに、印加されて遮断
を行なう別の制御信号によって適当なυ報装置を差動さ
せ操作者に速度変化が生じたことを知らせるようにして
もよい。

従って、適当な条件下では使用者は係りにシステム全体
に重大な支障が生じ得えるような危険がある場合でも運
転を継続することができるようになる。また勿論使用者
は制ｔｉｌｌ信号により適当な情報が生じると装置を全
面的に遮断することも可能である。

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本
発明範囲内で様々な実Ｍ態様が可能である。

要約すると、本発明は急激な速度低下が生じるとエンジ
ンの回復を可能にする速度落込み制御装置と、交流発電
機のＲＭＳ電圧を制御する直線的周波数対応電圧信号を
発生する電圧（ｉｉ号回路と速度信号回路とを含む。磁
石発電機の出力に速度感知器が接続される。この信号は
正確に５０％の記号間隔比を有するろ彼方形波信号であ
りピロ点で一致するパルス列に変換される。しきい値検
出器に後続して傾斜波回路が設けられ１．濾波器が速度
の減少とともに直線的に増大する電圧を発生する。

レベル増幅器は所定レベルの出力を発生する。速度増幅
器が速度信号の微係数に応じてレベル増幅器を速度変化
率が所定値以下である場合にクランプオフする。大幅で
急速な速度変化により誤差増幅器が基準側へ供給される
出力信号が発生し交流発電機の負荷が軽減される。負荷
軽減の程度と変化率は制限される。直線的速度信号が直
線的ＲＭＳ電圧誤差信号と加粋されて非常に直線的な周
波数対応電圧信号が形成される。感知出力電圧の２乗平
均値より２乗平均平方根信号が得られる。平方根回路は
パルス高−パルス幅乗算器であり演算増幅器の負帰還回
路内に接続されてインブリジット割算回路と形成する。

演算増幅器の非反転入力端子には２乗平均信号が接続さ
れ増幅器は２乗出力信号を２乗平均値に等しくし、これ
により事実上２乗平均値をあらわす出力が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明教示により構成された速度制限レギュレ
ータを有する交流発電機のブ［１ツク図、第２図は第１
図中の回路の概略図である。１・・・交流発電機、２．１３・・・出力巻線、３・・
・負荷、４・・・回転回磁巻線、５・・・エンジン、５
・・・励磁機、７，１７，１９，２４．２９．３３．６
０゜８１・・・ライン、８，１４・・・整流器、９・・
・レギュレータ、１０・・・磁石発電様、１２・・・ロ
ータ、１５・・・電圧レベル感知回路、１６．３１．１
１２・・・回路、１８・・・周波数感知回路、２０・・
・負荷軽減回路、２２．３５．４１，４２．５０．５１
．５６゜６３．６６．７１．７５．７７．７７ａ、７９
゜８３ａ、８６，１０５ａ、１０５ｂ−・・抵抗器、２
３．３０・・・加算点、２５・・・微分増幅器、２６・
・・誤差増幅器、２７．２８・・・入力端子、３２・・
・ＲＦＩ、３４・・・濾波器、３６．４６．４７．５５
゜６７．７０，７８，８７．８８・・・コンデンサ、３
７・・・励ｔａｔｌ界磁巻線制御装置、３８・・・整形
回路、３つ・・・差動増幅器、４０．４８・・・インバ
ータ、４３・・・ＰＬＬ、４４・・・周波数逓倍回路、
４５・・・ＮＡＮＤゲート、４９．４９ａ・ａｓ源回路
、５２−・・しきい値電圧、５３，６１，６４，６５．
１０３・・・スイッチ、５４・・・充電回路、５７．６
２・・・可変抵抗器、５８・・・増幅器、６４ａ・・・
ＬＥＤ、６８・・・速度感知回路、６９・・・レベル感
知回路、７２・・・接続点、７３．１０１・・・ノ１反
転入力端子、７４゜８０．８４．８４ａ、８９ａ、９１
，９２．９７゜１００・・・演韓増幅器、７６．８３．
８５・・・ダイオード、８２，１０９・・・バッファ増
幅器、９０・・・ＭＵＸ、９１ａ、１０７．１０７’ｏ
・・・ポテンショメータ、９３．９９・・・パルス幅変
調器、９４・・・割算回路、９５・・・ＬＰＦ、９６・
・・平方根回路、９８・・・負帰還回路、１０２・・・
帰還回路、１０６・・・微調整回路、１０７ａ・・・端
子、１０８・・・利得制御回路、１１３・・・電圧フォ
ロワ、１１４・・・ＲＣ回路、１１５・・・アブログス
イッチ。特許出願人　マラソン　エレクトリックマニｌファクグ
ーヤリングコーポレーション

Claims

【特許請求の範囲】

（１）交流発電機に接続されて該交流発電機の出力を感
知し該交流発電機をその出力に従つて制御する第１の感
知手段と、該交流発電機の速度に対応する低速度域信号を生成する
周波数感知手段と、該周波数感知手段に接続されて速度
変化率に対応する変化率信号を生成する変化率感知手段
と、該周波数感知手段に接続されて出力レベルに比例す
る出力信号を出力し該変化率感知手段と結合・協働して
所定変化率を超える速度変化及び所定レベルを超えるレ
ベル出力に応じて制御信号を発生するレベル感知手段と
、該制御信号を供給され該制御信号の供給に応じて出力
信号を生成する出力手段とよりなることを特徴とする、
交流発電機の出力を制御する電圧レギュレータ。
（２）該交流発電機はエンジンにより駆動され、該出力
手段は該交流発電機及びこれを駆動するエンジンの負荷
を迅速に減少させることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の電圧レギュレータ。
（３）該変化率感知手段及び該レベル感知手段は該交流
発電機出力に生じる小さな一時的変化に対する応答を抑
止するオフセット手段を含むことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の電圧レギュレータ。
（４）該交流発電機は界磁巻線を有し、該界磁巻線は磁
石発電機により励起され、励磁機がレギュレートされた
出力電圧を維持し、該周波数感知手段は磁石発電機の出
力に接続されて交流発電機の速度及び周波数を検出し、
該出力手段は励磁機へ供給される励起電流を制御して該
交流発電機の励起を制御することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の電圧レギュレータ。
（５）該出力手段は制御入力端子と基準入力端子とを有
する誤差増幅器を含み、該レベル感知手段は出力信号に
より該誤差増幅器の巻線レベルを調整して該交流発電機
の負荷を著しく軽減させるレベル感知増幅器を含み、該
速度感知手段は該速度信号の変化率が所定変化率よりも
小である場合に作動して該レベル感知手段をディスエー
ブル化することを特徴とする特許請求範囲第１項記載の
電圧レギュレータ。
（６）該負荷軽減作用の程度を限定する手段を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電圧レギュレ
ータ。
（７）該負荷軽減作用の早さを限定する手段を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電圧レギュレ
ータ。
（８）該レベル感知手段は該発電機負荷を該速度変化幅
に比例して減少させまた該速度変化率に比例した期間減
少させることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
電圧レギュレータ。
（９）該周波数感知手段は交流発電機の周波数に比例し
た周波数を有するパルス列を発生する手段と、充電回路
を形成するコンデンサと、該コンデンサを放電させるべ
く接続され該パルス列を入力されて該パルス列の周波数
と逆比例するコンデンサ電圧を発生する論理スイッチと
、周波数が所定周波数より小さく信号間隔比が速度の低
下と共に直線的に増加するパルス列を出力するしきい値
検出器と、該しきい値検出器に接続されて速度の低下と
共に直線的に増加する電圧を発生する平滑手段と、該平
滑手段を該変化率感知手段に接続する微分手段と、該レ
ベル感知手段を該平滑手段に接続する手段とを含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電圧レギュレ
ータ。
（１０）出力手段を有し２乗平均平方根電圧に比例する
直線的に変化する電圧を発生する電圧感知手段と、該２
乗平均平方根電圧と該直線的に変化する低速度域電圧と
を加算して周波数対応信号を発生する加算手段と、該加
算手段に接続されて該交流発電機を制御する励起制御手
段とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の電圧レギュレータ。
（１１）該励起制御手段は該加算された２乗平均平方根
電圧と周波数対応電圧信号の差に比例した増幅誤差制御
信号を出力する高利得増幅器と、該誤差増幅器の出力を
制限する基準境界回路手段とを含み、該周波数感知手段
は該境界回路を該出力信号に従って調整することを特徴
とする特許請求範囲第１０項記載の電圧レギュレータ。
（１２）界磁巻線を有する交流発電機を制御して交流発
電機の励起を制御しレギュレートされた出力電圧を維持
する電圧レギュレータであって：交流発電機の出力電圧
を感知すべく交流発電機に接続された電圧感知手段より
なり、該交流発電機の出力電圧の絶対値の２乗に相当す
る２乗平均信号を発生する回路手段と、該２乗平均信号
出力を供給されて該交流発電機出力電圧の２乗平均値に
直線的に比例する出力電圧信号を生じる平方根回路と、
該交流発電機の励起を制御して所定の２乗平均平方根出
力電圧を所定値に維持する手段とを含むことを特徴とす
る電圧レギュレータ。
（１３）該交流発電機の出力に接続されて速度の変化に
応じて直線的な速度電圧信号を発生する速度回路と、該
直線的出力電圧を該直線速度電圧と結合して直線的周波
数対応ＲＭＳ電圧信号を出力する手段とを有することを
特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の電圧レギュレ
ータ。
（１４）該速度回路は速度の周波数の２倍の周波数を有
するパルス列を発生する手段と、該パルス列に同期して
開閉してしきい値検出器を介して所定周波数から低下し
た速度低下量に対応する記号間隔比を有する低速度域電
圧を発生するコンデンサ放電回路と、該コンデンサ放電
回路の平滑濾波器と、該濾波器に接続されて該速度変化
率に関連した信号及び該定速度域信号に結合された該低
速度電圧信号を発生して該低速度信号が所定レベルを超
えた場合にのみ出力信号を出力し、該レベル感知手段に
接続されてこれをオフに保持し速度変化率の大きさが所
定変化率を超えるとレベル感知手段のオフ状態への保持
を解除してレベル信号を伝送する第１の微分回路手段と
、該レベル信号に応じて該励起回路の動作を変化させ、
該交流発電機の励起を減少させることにより該交流発電
機及び駆動エンジンの負荷を軽減させる手段とを含むこ
とを特徴とする特許請求範囲第１３項記載の電圧レギュ
レータ。
（１５）該レギュレータに出力供給する磁石発電機と、
該磁石発電機の出力に接続されて該磁石発電機の周波数
に対応する周波数信号を出力する梯形濾波器と、梯形ろ波器の出力に接続されて該周波数信号に対応する
周波数の方形波信号を出力するシユミットトリガ回路と
、該シュミットトリガ回路に接続されて方形波信号を磁石
発電機出力の基本周波数にロックする位相ロックループ
と、該位相ロックループの出力に接続されて該方形波信号の
ゼロ点に実質的に一致するパルス列を発生する周波数タ
プラ回路と、該パルス列を供給されこれに周期して開閉
するソリッドステートスイッチと、該スイッチが並列接
続された該コンデンサに接続されて該コンデンサを該パ
ルス列の周波数に対応して充電する速度制御コンデンサ
充電回路と、第１の入力端子に基準電圧が供給され第２
の入力端子に該制御コンデンサが接続されて低速度域し
きい値電圧を検出しパルス幅が速度電圧に対応した対応
出力パルス列を出力するしきい値検出器と、該しきい値
検出器及び該変化率感知回路及び該レベル感知手段に接
続された手段とを有することを特徴とする特許請求の範
囲第１２項記載の電圧レギュレータ。
（１６）該速度感知手段は制御演算増幅器と、該制御増
幅器の出力を該変化率感知増幅器の非反転入力端子に供
給して所定速度変化をあらわす信号の供給に応じた出力
を発生させる微分回路手段とを含み、該レベル検出手段
は低速度域信号と基準信号とを供給されて該制御手段へ
出力信号を供給する差動増幅器を含み、該変化率感知手
段は該レベル感知差動増幅器に接続されて速度変化率が
最小である状態で低速度域信号が供給されない場合に該
増幅器をオフに保持する手段を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第１４項記載の電圧レギュレータ。
（１７）該しきい値周波数よりわずかに低い所定周波数
において該変化率感知手段及び該レベル感知手段に対す
る応答を抑止するオフセット手段を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第１５項記載の電圧レギュレータ。
（１８）該速度感知手段は制御演算増幅器と、該制御演
算増幅器出力端子と該変化率感知増幅器の非反転入力端
子の間に介在して所定速度信号の供給に応じた出力を発
生させる微分回路手段とを含み、該レベル検出手段は低
速度域信号と基準信号とを供給されて該制御手段へ出力
信号を供給する差動増幅器を含み、該変化率感知手段は
該レベル感知差動増幅器に接続されて速度変化率が最小
である状態で低速度域信号が供給されない場合に該増幅
器をオフに保持する手段を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第１２項記載の電圧レギュレータ。
（１９）交流発電機の出力手段に接続されて交流発電機
出力電圧の２乗平均値に比例した２乗平均信号を出力す
る手段と、該感知手段に接続されて該２乗平均信号の平
方根に比例した平方根信号を出力する平方根回路と、該
平方根回路に接続されて交流発電機を制御する制御手段
とよりなることを特徴とする、一定ＲＭＳ電圧を出力す
る出力手段を有する交流発電機の電圧レギュレータ。
（２０）該平方根回路は、該２乗平均平方根電圧信号を
供給される非反転入力端子を有する入力演算増幅器と、
該演算増幅器の出力端子と該演算増幅器の反転入力端子
との間に挿入された負帰還回路と、該演算増幅器出力端
子及び該帰還回路に接続されて該反転入力端子に大きさ
が反転入力端子に加えられる出力電圧の２乗値と該入力
増幅力に等しい帰還信号を形成するパルス幅パルス高乗
算器とを含み、該２乗電圧は非反転入力端子に加えられ
た該２乗平均電圧に等しく、出力電圧を入力増幅器へ入
力される２乗平均電圧信号の平方根に等しくすることを
特徴とする特許請求範囲第１９項記載の電圧レギュレー
タ。
（２１）該乗算器は該入力増幅器の出力に接続されたパ
ルス変調器と、該負帰還回路を基準電圧源に接続して帰
還回路を短絡するスイッチ手段とを含み、該パルス変調
器の出力は該スイッチ手段に接続されて該スイッチ手段
を作動させ増幅器出力がハイである間中帰還信号をゼロ
に切換えこれにより出力電圧に比例した高さとパルス高
を有する電圧を発生することを特徴とする特許請求の範
囲第１９項記載の電圧レギュレータ。
（２２）該制御手段は出力電圧を一定に維持−レギュレ
ートする電圧制御信号を供給される反転入力端子と基準
電圧を供給される非反転入力端子とを有する誤差増幅器
と、速度と直線的に関係する信号を形成しまた該基準入
力を供給されて基準信号を減少させこれにより駆動信号
を減少させて速度の急減を示す信号が生じた場合に該交
流発電機の負荷を軽減させる速度感知手段と、該速度感
知手段からの出力を該平方根回路出力と結合して周波数
に直線的に対応する出力電圧を形成する結合手段と、該
結合手段を該誤差増幅器の反転入力端子に接続する差動
増幅器とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１９
項記載の電圧レギュレータ。
（２３）該誤差増幅器は高利得増幅器であり、出力境界
回路が該誤差増幅器に接続されて該増幅器の出力を制限
し、これにより該交流発電機の制御の際過大な出力信号
が生じるのが防止されることを特徴とする特許請求の範
囲第２２項記載の電圧レギュレータ。
（２４）該速度感知手段は境界回路を調整すべく接続さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第２３項記載
の電圧レギュレータ。
（２５）回転速度に比例した交流電流信号を発生させる
巻線手段と出力巻線を有する交流発電機とよりなる回転
装置の速度感応制御装置であつて、交流電流出力巻線に
接続されるべく適合された入力感知手段と、該入力手段
に接続され該出力巻線に生じる交流電流の２乗平均値に
対応する２乗平均信号を形成する回路手段と、該２乗平
均回路に接続されて該２乗平均信号の２乗に対応する平
方根信号を形成する平方根回路と、入力端子が該平方根
回路に接続され平方根信号に従つて制御信号を出力する
誤差増幅器とよりなる制御装置。
（２６）該平方根回路は該２乗平均回路に接続された非
反転入力端子を有する演算増幅器と、該演算増幅器の出
力をその反転入力端子に帰還させる負帰還回路とを含み
、該負帰還回路は該演算増幅器の出力信号を平方してこ
れを反転入力端子に印加するパルス幅パルス高乗算器を
含み、該差動増幅器はその出力を２乗平均信号の平方根
に一致させることを特徴とする特許請求の範囲第２５項
記載の制御装置。
（２７）該負帰還回路は該演算増幅器の出力端子と該演
算増幅器の反転入力端子との間に接続された複数の抵抗
器とコンデンサとを含み、該パルス幅パルス高乗算器は
該演算増幅器の出力端子に接続された入力端子を有しま
たパルス出力により該帰還回路の接続を周期的に変化さ
せて電圧を制御し該演算増幅器に該演算出力電圧を２乗
した電圧を出力させるパルス幅変調器を含むことを特徴
とする特許請求の範囲第２６項記載の制御装置。