JP2002272072A - 直流発電装置および直流電力供給設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡潔で複数種類の直流電圧値が得ら
れ、発電電力に変動があっても適正に電気負荷に電力が
供給できる直流発電装置を提供することである。 【解決手段】 ロータ３にはＮ極およびＳ極の２極の整
数倍の磁極を形成し、ステータ１には３極の整数倍の端
子を設け、各々の極にそれぞれ電機子巻線２を施し、そ
の電機子巻線２に個別に整流器４を設ける。そして、整
流器４を直列接続して整流直列回路６を形成し、その整
流直列回路６を直並列して出力端子７を取り出し、その
主力端子から直流電圧を取り出す。これにより、整流子
やブラシを必要とせず複数個の直流電圧を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力を発電し
自家用の電気負荷に直流電力を供給する直流発電装置お
よび直流電力供給設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家庭用の電力は電力事業者から
交流電力を購入して賄うようにしているが、近年におい
ては、各家庭に自家発電設備を設置し自家発電設備によ
り家庭用の電力を賄うことが検討されている。家庭用の
自家発電設備としては、従来から自然に優しい風力発電
や水力発電あるいは太陽光発電等が検討され、さらに、
燃料電池やマイクロガスタービンによる自家発電設備も
検討されている。

【０００３】このような家庭用の自家発電設備では、電
力系統が小規模となることから直流系統が採用されるこ
とが多い。太陽光発電や燃料電池発電では発電電力自体
が直流であるので、そのまま直流系統に電力を供給する
ことになる。

【０００４】一方、風力発電や水力発電では直流発電機
を用いて直流電力を発電し、その直流電力を直流系統に
供給するか、交流発電機を用いて交流電力を発電し、そ
の交流電力を直流電力に変換して直流系統に供給するこ
とになる。

【０００５】風力発電や水力発電による発電設備では、
発電エネルギーである風量や水量が安定供給されない場
合があるので、バッテリーが設けられ、風量や水量の変
動があっても電気負荷に電力が安定供給できるようにし
ている。すなわち、発電電力が過剰の時はバッテリーに
充電し、発電電力が不足するときはバッテリーから電力
を放電して電気負荷に供給する。これにより、電気負荷
に対し安定的に電力を供給できるようにしている。

【０００６】ここで、風量や水量の変動に対して、バッ
テリーの充電や放電は、使用する発電機の種類によりそ
れぞれ以下のように制御される。

【０００７】（１）通常の直流発電機を使用した場合 一般に、直流発電機は、ステータ側のコイルに励磁電流
を供給し、ロータのコイルに発生した電力を整流子とブ
ラシとで取り出すように構成されている。このような通
常の直流発電機を使用した場合には、風量や水量が減少
してロータの回転速度が遅くなり発電電力が減少したと
きは、レギュレータによりバッテリーへの充電電流をオ
フし、バッテリーから直流発電機への逆流を防ぐ。一
方、風量や水量が増加してロータの回転速度が速くなり
発電電力が増加したときは、コントローラで励磁電流を
制御して、その出力電圧を適正な直流電圧値に保持しつ
つ直流電力をバッテリーに充電する。

【０００８】（２）永久磁石式の直流発電機を使用した
場合 永久磁石式の直流発電機は、ステータ側にマグネットを
設置し、ロータのコイルに発生した電力を整流子とブラ
シとで取り出すように構成される。この永久磁石式の直
流発電機を使用した場合には励磁電流の制御ができない
ので、励磁電流を制御するコントローラに代えて、別の
レギュレータを設け、バッテリーに過大な直流電圧が印
加されないように制御する。

【０００９】すなわち、直流発電機の出力電圧が正常電
圧の範囲にあるときはバッテリーに充電しつつ電気負荷
に直流電力を供給し、風量や水量が減少して発電電力が
減少し直流発電機の出力電圧が正常電圧の範囲以下とな
ったときは、レギュレータによりバッテリーへの充電電
流をオフし、バッテリーから直流発電機への逆流を防
ぐ。一方、風量や水量が増加して発電電力が増加し直流
発電機の出力電圧が正常電圧の範囲を超えたときは、別
のレギュレータにより、バッテリーへの充電電流をオフ
し、バッテリーに過大な直流電圧が印加されないように
制御する。

【００１０】（３）回転界磁式の交流発電機を使用した
場合 回転界磁式の交流発電機は、ロータに取り付けたコイル
に２個一対のスリップリングにブラシを介して直流の励
磁直流を供給し、ロータの回転によりステータ側のコイ
ルに交流電力を発生させるものであり、その交流電力は
整流回路やコンバータを通じて直流電力に変換され取り
出される。

【００１１】このような回転界磁式の交流発電機を使用
した場合には、通常の直流発電機を使用した場合と同様
に、風量や水量が減少して発電電力が減少したときは、
コンバータまたはレギュレータによりバッテリーへの充
電電流をオフし、バッテリーから電気負荷に電力を供給
する。一方、風量や水量が増加して発電電力が増加した
ときは、コントローラで励磁電流を制御して、その出力
電圧を適正な直流電圧値に保持しつつ直流電力をバッテ
リーに充電する。

【００１２】（４）永久磁石式の交流発電機を使用した
場合 永久磁石式の交流発電機は、ロータの表面にマグネット
を取り付け、ロータの回転によりステータ側のコイルに
交流電力を発生させるものであり、その交流電力は整流
回路やコンバータを通じて直流電力に変換され取り出さ
れる。

【００１３】この永久磁石式の交流発電機を使用した場
合には励磁電流の制御ができないので、永久磁石式の直
流発電機の場合と同様に、別のレギュレータを設け、バ
ッテリーに過大な直流電圧が印加されないように制御す
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のこの
ような発電機を用いた発電設備では、電圧階級として一
種類の電圧値しか得られないように構成されているの
で、複数種類の電圧値を得ることができない。このこと
から、定格電圧の異なる各種電気負荷の使用ができず用
途が狭い。

【００１５】また、発電機の発電電力は風量や水量によ
り変動するにもかかわらず、一種類の電圧値を得るよう
に構成されているので、バッテリーに充電する際にその
一種類の電圧値に対応してコントローラやレギュレータ
で調整しながら充電しなければならない。

【００１６】複数種類の電圧値を得ようとする場合に
は、チョッパやコンバータを追加して設ける必要があ
り、さらには電圧階級に応じた複数種類のバッテリーを
用意しなければならない。そうした場合には、設備が複
雑になり高価になる。また、直流発電機を使用した場合
には、整流子およびブラシが必要となり、そのメンテナ
ンスを必要とする。

【００１７】そこで、本発明の目的は、構成が簡潔で複
数種類の直流電圧値が得られ、発電電力に変動があって
も適正に電気負荷に電力が供給できる直流発電装置およ
び直流電力供給設備を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
直流発電装置は、Ｎ極およびＳ極の２極の磁極が形成さ
れたロータと、３極の各々の極にそれぞれ電機子巻線が
施されたステータと、前記各々の電機子巻線の出力電圧
を整流する整流器と、前記整流器を直列接続して形成さ
れた整流直列回路と、前記整流直列回路から合成した直
流電圧を取り出す出力端子とを備えたことを特徴とす
る。

【００１９】請求項２の発明に係わる直流発電装置は、
Ｎ極およびＳ極の２極の整数ｎ倍の２ｎ極の磁極が形成
されたロータと、３極の整数ｎ倍の３ｎ極の各々の極に
電機子巻線が施されたステータと、前記各々の電機子巻
線の出力電圧を整流する整流器と、相互に隣接する３極
の整流器を直列接続して形成された整流直列回路と、前
記整流直流回路を直列または並列に接続した出力回路
と、前記出力回路から直流電圧を取り出す出力端子とを
備えたことを特徴とする。

【００２０】請求項３の発明に係わる直流発電装置は、
請求項１または請求項２の発明において、前記ステータ
の各々の極に複数個の電機子巻線を施したことを特徴と
する。

【００２１】請求項４の発明に係わる直流発電装置は、
請求項２または請求項３の発明において、前記出力回路
は、前記整流直列回路を直列または並列に接続した接続
点に切替スイッチを有し、前記切替スイッチの切り替え
により前記出力端子から取り出す直流電圧を可変にした
ことを特徴とする。

【００２２】請求項５の発明に係わる直流電力供給設備
は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項の直流発電装
置と、前記直流発電装置で発電された直流電力を充電す
ると共に電気負荷に直流電力を供給する複数個のバッテ
リーと、前記複数個のバッテリーの直列回路または並列
回路を形成し前記電気負荷の定格電圧に見合った電圧の
直流電力を前記電気負荷に供給する接続回路とを備えた
ことを特徴とする。

【００２３】請求項６の発明に係わる直流電力供給設備
は、請求項５の発明において、前記複数個のバッテリー
の一部を定格電圧の異なるバッテリーで構成し、前記接
続回路は、前記直流発電装置の複数種類の出力電圧のう
ち電圧が一致する出力端子にそれぞれ接続することを特
徴とする。

【００２４】請求項７の発明に係わる直流電力供給設備
は、請求項５の発明において、前記複数個のバッテリー
の一部を定格電圧の異なるバッテリーで構成し、前記直
流発電装置の出力電圧の変動に応じて直流電力を充電す
るバッテリーを選択することを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる直流発
電装置の説明図である。本発明の直流発電装置は、交流
発電機の各々の電機子巻線にそれぞれ整流器を接続し、
各々の電機子巻線の交流出力電圧をそれぞれ単相全波整
流した後に合成し、直流電圧を得るようにしたものであ
る。

【００２６】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態
に係わる直流発電装置の構成図である。ステータ１は３
極の端子を有し、各極間は電気角で２π／３の位置にあ
り、各々の極には電機子巻線２がそれぞれ施されてい
る。

【００２７】一方、ロータ３にはＮ極およびＳ極の２極
の磁極が形成され、このロータ３は原動機で駆動され
る。例えば風車や水車で駆動され、このロータ３の回転
によりステータ２側の電機子巻線２に起電力（誘起電
圧）を発生させる。ロータ３は、樹脂と磁石材料を混合
したプラスチックマグネット（Plastic Magnet）で形成
される。これより、ロータ３の直径を事実上可能な限り
最小径にし、風量や水量が少ない場合あっても回転可能
としている。

【００２８】各々の電機子巻線２には、図１（ｂ）に示
すように整流器４が接続されている。この整流器４は、
４個の整流素子５がブリッジ接続され、出力端子から電
機子巻線２に発生した電圧を整流した単相全波整流波形
を出力する。以下の説明では、特に指定しない限り、こ
の整流器４が接続された電機子巻線（整流器付き電機子
巻線）を単に電機子巻線２と呼ぶことにする。

【００２９】そして、これら３極の各極の電機子巻線２
を図１（ｃ）に示すように直列接続する。これにより、
各極の電機子巻線２で得られた直流電圧の合成した直流
電圧を取り出す。ここで、図１（ｃ）に示す３極の各極
の電機子巻線２を直列接続したものを、以下、整流直列
回路６と呼ぶこととし、これを１単位として取り扱う。
この整流直列回路６の両端にはそれぞれ出力端子７が設
けられ、この出力端子７から各極の電機子巻線２で得ら
れた直流電圧の合成した直流電圧を取り出すことにな
る。

【００３０】この第１の実施の形態によれば、整流子や
ブラシを必要とせず直流電圧が得られるので、特にメン
テナンスを必要としない。また、各極の電機子巻線２に
整流器４を設けて単独で整流するようにしているので、
必要に応じて単相全波整流波形を取り出すことができ、
電圧値の異なる直流電圧を取り出すことができる。ま
た、各極の電機子巻線２は電気角が２π／３だけ移動し
た位置に設置されているので、これらの単相全波整流波
形を合成した場合には、脈動の少ない直流電圧となる。

【００３１】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図２は本発明の第２の実施の形態に係わる直流発電
装置の説明図である。図２（ａ）は、本発明の第２の実
施の形態に係わる直流発電装置の構成図であり、ステー
タ１には６極の端子を設け、ロータ３には４極の磁極を
設けたものである。

【００３２】この場合には、隣り合う３極の電機子巻線
２を直列接続して２個の整流直列回路６を形成する。例
えば、第１極、第２極、第３極の電機子巻線２を直列接
続して１個目の整流直列回路６Ａを形成し、第４極、第
５極、第６極の電機子巻線２を直列接続して２個目の整
流直列回路６Ｂを形成する。

【００３３】そして、図２（ｂ）に示すように、２個の
整流直列回路６Ａ、６Ｂを直列接続して出力回路８を形
成し出力端子７を引き出す。あるいは、図２（ｃ）に示
すように、２個の整流直列回路６Ａ、６Ｂを並列接続し
て出力回路８を形成し出力端子７を引き出す。２個の整
流直列回路６Ａ、６Ｂを直列接続した場合には２倍の直
流電圧が得られる。２個の整流直列回路６Ａ、６Ｂを並
列接続した場合には、整流直列回路６の単独の場合と同
一の直流電圧値であるが直流電流は２倍となる。

【００３４】この第２の実施の形態によれば、出力回路
８での整流直列回路６Ａ、６Ｂの接続の仕方によって、
整流直列回路６単独の場合の２倍の直流電圧が得られ
る。また、出力回路８の出力端子７を整流直列回路６の
直列接続点から取り出すと、整流直列回路６の単独の場
合の直流電圧およびその２倍の直流電圧の２種類の直流
電圧が得られる。

【００３５】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第３の実施の形態に係わる直流発電
装置の説明図である。図３（ａ）は、本発明の第３の実
施の形態に係わる直流発電装置の構成図であり、ステー
タ１には９極の端子を設け、ロータ３には６極の磁極を
設けたものである。

【００３６】この場合も第２の実施の形態の場合と同様
に、隣り合う３極の電機子巻線２を直列接続して３個の
整流直列回路６Ａ、６Ｂ、６Ｃを形成する。例えば、第
１極、第２極、第３極の電機子巻線２を直列接続して１
個目の整流直列回路６Ａを形成し、第４極、第５極、第
６極の電機子巻線２を直列接続して２個目の整流直列回
路６Ｂを形成し、第７極、第８極、第９極の電機子巻線
２を直列接続して３個目の整流直列回路６Ｃを形成す
る。

【００３７】そして、図３（ｂ）に示すように３個の整
流直列回路６Ａ、６Ｂ、６Ｃを直列接続して出力回路８
を形成し出力端子７を引き出す。あるいは、図３（ｃ）
に示すように２個の整流直列回路６Ａ、６Ｂを並列接続
してそれに１個の整流直列回路６Ｃを直列接続し出力回
路を８を形成し出力端子７を引き出す。あるいは、図３
（ｄ）に示すように、３個の整流直列回路６Ａ、６Ｂ、
６Ｃを並列接続して出力回路を８を形成し出力端子７を
引き出す。

【００３８】３個の整流直列回路６Ａ、６Ｂ、６Ｃを直
列接続した場合には３倍の直流電圧が得られる。２個の
整流直列回路６Ａ、６Ｂを並列接続しそれに１個の整流
直列回路６Ｃを直列接続した場合には２倍の直流電圧が
得られる。３個の整流直列回路６Ａ、６Ｂ、６Ｃを並列
接続した場合には、整流直列回路６の単独の場合の直流
電圧値であるが直流電流は３倍となる。

【００３９】この第３の実施の形態によれば、出力回路
８での整流直列回路６Ａ、６Ｂ、６Ｃの接続の仕方によ
って、整流直列回路６の単独の場合の２倍あるいは３倍
の直流電圧が得られる。また、図３（ｂ）に示した出力
回路８の出力端子７を整流直列回路６Ａ、６Ｂ、６Ｃの
それぞれの直列接続点から取り出すと、整流直列回路６
が単独の場合の直流電圧、その２倍の直流電圧、その３
倍の直流電圧の３種類の直流電圧が得られる。

【００４０】ここで、以上の説明から分かるように、本
発明の直流発電装置は、図１に示した第１の実施の形態
におけるステータ側１の３極およびロータ３側の２極
を、それぞれ整数ｎ倍して構成している。ｎの数が多く
なればなるほど複数種類の直流電圧が得られるが、実用
的には、ｎは１〜３程度である。

【００４１】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図４は本発明の第４の実施の形態に係わる直流発電
装置の説明図であり、図４（ａ）はその構成図、図４
（ｂ）は整流直列回路の説明図である。この第４の実施
の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、ステ
ータ１の各々の極に２個の電機子巻線２ａ、２ｂを施
し、各々の極からその２個の整流直列回路６Ａ、６Ｂを
形成するようにしたものである。

【００４２】図４（ａ）において、ステータ１は３極の
端子を有し、各極間は電気角で２π／３の位置に配置さ
れている。そして、各々の極には２個の電機子巻線２
ａ、２ｂがそれぞれ施されている。一方、ロータ３には
Ｎ極およびＳ極の２極の磁極が形成され、このロータ３
の回転によりステータ２側の２個の電機子巻線２ａ、２
ｂの双方に起電力を発生させる。

【００４３】これら３極の各極の電機子巻線２ａ、２ｂ
は、図４（ｂ）に示すように、それぞれ直列接続して２
個の整流直列回路６Ａ、６Ｂを形成し、各極の電機子巻
線２ａ、２ｂで得られた直流電圧の合成した直流電圧を
取り出す。つまり、整流直列回路６Ａ、６Ｂの出力端子
７から各極の電機子巻線２ａ、２ｂで得られた直流電圧
の合成した直流電圧を取り出す。

【００４４】この第４の実施の形態によれば、ステータ
１の各々の極に２個の電機子巻線２ａ、２ｂを施したの
で、ステータ１の極数を増やすことなく２個の整流直列
回路６Ａ、６Ｂを得ることができる。従って、前述した
第２の実施の形態と同様に、出力回路８で２個の整流直
列回路６Ａ、６Ｂを直列接続すると、整流直列回路６の
単独の場合の２倍の直流電圧が得られ、また、出力回路
８の出力端子７を整流直列回路６Ａ、６Ｂの直列接続点
から取り出すと、整流直列回路６の単独の場合の直流電
圧およびその２倍の直流電圧の２種類の直流電圧が得ら
れる。

【００４５】以上の説明では、２個の電機子巻線２ａ、
２ｂをステータ１の各極に設けるようにしたが、３個以
上の複数個の電機子巻線２をステータ１の各極に設ける
ようにしても良い。

【００４６】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
る。図５は本発明の第５の実施の形態に係わる直流発電
装置の構成図である。この第５の実施の形態は、ステー
タ１には９極の端子を設け、ロータ３には６極の磁極を
設け、さらにステータ１の各々の極にはそれぞれ３個の
電機子巻線２ａ、２ｂ、２ｃを施したものである。

【００４７】この第５の実施の形態では、９個の整流直
流回路が得られる。すなわち、隣り合う３極の第１極、
第２極、第３極の電機子巻線２ａ、２ｂ、２ｃを直列接
続して３個の整流直列回路を形成し、第４極、第５極、
第６極の電機子巻線２ａ、２ｂ、２ｃを直列接続して別
の３個の整流直列回路を形成する。さらに第７極、第８
極、第９極の電機子巻線２ａ、２ｂ、２ｃを直列接続し
てさらに別の３個の整流直列回路を形成する。

【００４８】この第５の実施の形態によれば、ステータ
１の各々の極に３個の電機子巻線２ａ、２ｂ、２ｃを施
したので、ステータ１の隣り合う３極から３個の整流直
列回路を得ることができ、ステータの極数が９極である
ので、９個の整流直列回路が得られる。

【００４９】これら９個の整流直列回路を適宜組み合わ
せて直列接続したり並列接続したりして出力回路８を形
成する。９個の整流直列回路をすべて直列接続した場合
には、整流直列回路６単独の場合の９倍の直流電圧が得
られる。また、出力回路８の出力端子７を整流直列回路
の接続点から適宜取り出すと、整流直列回路の単独の場
合の直流電圧が９個取り出せる。

【００５０】次に、出力回路８について説明する。図６
は、図２に示した第２の実施の形態に係わる直流発電装
置の出力回路８を示している。すなわち、２個の整流直
列回路６Ａ、６Ｂから異なる出力電圧を取り出す場合を
示している。

【００５１】整流直列回路６Ａ、６Ｂの単独の直流電圧
Ｖを得る場合には、出力端子７Ａ１、７Ａ２の間、出力
端子７Ｂ１、７Ｂ２の間からその直流電圧Ｖを取り出
す。または、スイッチＳＷ１をオンしたときには、出力
端子７Ａ１、７Ｂ２の間から直流電圧Ｖを取り出すこと
ができ、同様に、スイッチＳＷ２をオンしたときには、
出力端子、７Ｂ１、７Ａ２の間から直流電圧Ｖを取り出
すことができる。

【００５２】一方、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフで、
スイッチＳＷ３をオンしたときには、整流直列回路６
Ａ、６Ｂが直列接続されるので、出力端子７Ａ１、７Ｂ
２の間から直流電圧Ｖの２倍の直流電圧２Ｖを取り出す
ことができる。この状態で、出力端子７Ａ１、７Ａ２の
間、出力端子７Ｂ１、７Ｂ２の間から直流電圧Ｖを取り
出すことができことは言うまでもない。

【００５３】このように、出力回路８にスイッチＳＷを
設けて、このスイッチＳＷの切り替えにより出力回路８
の出力端子７から複数種類の出力電圧を取り出すことが
できる。

【００５４】図７は、６個の整流直列回路６Ａ〜６Ｆか
ら異なる出力電圧を取り出す場合の出力回路８を示して
いる。６個の整流直列回路６Ａ〜６Ｆを形成するには、
例えば、図３に示した第３の実施の形態の直流発電装置
に対し、各極に２個の電機子巻線２を施すと得られる。

【００５５】図７において、整流直列回路６Ａ〜６Ｆの
単独の直流電圧Ｖを得る場合には、スイッチＳＷ２１、
ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ３１、ＳＷ３２をオフし、ス
イッチＳＷ１〜ＳＷ６をオンして、出力端子７Ａ１、７
Ａ２の間、出力端子７Ｂ１、７Ｂ２の間、出力端子７Ｃ
１、７Ｃ２の間、出力端子７Ｄ１、７Ｄ２の間、出力端
子７Ｅ１、７Ｅ２の間、出力端子７Ｆ１、７Ｆ２の間か
らそれぞれ出力電圧Ｖを取り出す。

【００５６】直流電圧Ｖの２倍の直流電圧２Ｖを取り出
すには、スイッチＳＷ３１、ＳＷ３２をオフし、ＳＷ２
１およびＳＷ１をオンして出力端子７Ａ１、７Ｂ２の
間、ＳＷ２２およびＳＷ３をオンして出力端子７Ｃ１、
７Ｄ２の間、ＳＷ２３およびＳＷ５をオンして出力端子
７Ｅ１、７Ｆ２の間からそれぞれ出力電圧２Ｖを取り出
す。

【００５７】直流電圧Ｖの３倍の直流電圧３Ｖを取り出
すには、スイッチＳＷ２２をオフし、ＳＷ２１、ＳＷ３
１およびＳＷ１をオンして出力端子７Ａ１、７Ｃ２の
間、ＳＷ２３、ＳＷ３２およびＳＷ４をオンして出力端
子７Ｄ１、７Ｆ２の間からそれぞれ出力電圧３Ｖを取り
出す。

【００５８】直流電圧Ｖの４倍の直流電圧４Ｖを取り出
すには、スイッチＳＷ３２をオフし、ＳＷ２１、ＳＷ２
２、ＳＷ３１およびＳＷ１をオンして出力端子７Ａ１、
７Ｄ２の間、または、スイッチＳＷ２１、ＳＷ２３をオ
フし、ＳＷ２２、ＳＷ３１、ＳＷ３２およびＳＷ２をオ
ンして出力端子７Ｂ１、７Ｅ２の間、または、スイッチ
ＳＷ３１をオフし、ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ３２およ
びＳＷ３をオンして出力端子７Ｃ１、７Ｆ２の間から出
力電圧４Ｖを取り出す。

【００５９】直流電圧Ｖの５倍の直流電圧５Ｖを取り出
すには、スイッチＳＷ２３をオフし、ＳＷ２１、ＳＷ２
２、ＳＷ３１、ＳＷ３２およびＳＷ１をオンして出力端
子７Ａ１、７Ｅ２の間、または、スイッチＳＷ２１をオ
フし、ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ３１、ＳＷ３２および
ＳＷ２をオンして出力端子７Ｂ１、７Ｆ２の間から出力
電圧５Ｖを取り出す。

【００６０】直流電圧Ｖの６倍の直流電圧６Ｖを取り出
すには、ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ３１、Ｓ
Ｗ３２およびＳＷ１をオンして出力端子７Ａ１、７Ｆ２
の間から出力電圧６Ｖを取り出す。

【００６１】このように、出力回路８にスイッチＳＷを
設けて、このスイッチＳＷの切り替えにより出力回路８
の出力端子７から複数種類の出力電圧を取り出すことが
できる。

【００６２】次に、以上述べた直流発電装置を用いて電
気負荷に直流電力を供給する直流電力供給設備について
説明する。以下の説明では、直流発電装置は原動機とし
て風車により駆動されるものとする。

【００６３】図８は、本発明の第６の実施の形態に係わ
る直流電力供給設備の構成図である。本発明では直流発
電装置で発電した直流発電を複数個の小容量のバッテリ
ーに分割して充電する。この場合、１個のバッテリー
は、風速が最低限のときであっても充電できる容量とす
る。直流発電装置Ｇｅｎの端子電圧Ｖは、風速が変化し
た場合に変動するので、この変動分をバッテリーに充電
することにより吸収することになる。

【００６４】図８では、定格電圧が１２Ｖの直流発電装
置Ｇｅｎから、定格電圧が６Ｖの２個のバッテリー６Ｖ
１、６Ｖ２に直流電力を充電すると共に、２個の６Ｖの
電気負荷６ＶＳ１、６ＶＳ２および１個の１２Ｖの電気
負荷１２ＶＳ１に直流電力を供給するものを示してい
る。

【００６５】接続回路は、ダイオードＤ１、Ｄ２を有
し、直流発電装置Ｇｅｎで発電された直流電力をバッテ
リー６Ｖ１、６Ｖ２にダイオードＤ２を介して直列にて
充電すると共に、電気負荷６ＶＳ１、６ＶＳ２が入りと
なっているときは、充電と同時にバッテリー６Ｖ１、６
Ｖ２または直流発電装置Ｇｅｎから電気負荷６ＶＳ１、
６ＶＳ２に直流電力を供給する。また、電気負荷１２Ｖ
Ｓ１が入りとなっているときは、直流発電装置Ｇｅｎか
ら電気負荷１２ＶＳ１に直流電力を供給する。一方、バ
ッテリー６Ｖ１、６Ｖ２からもダイオードＤ１を介して
電気負荷１２ＶＳ１に直流電力を供給する。

【００６６】この第６の実施の形態によれば、小容量の
２個のバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２を用意し、直流発電装
置Ｇｅｎの発電電力を充電するようにし、電気負荷６Ｖ
Ｓ１、６ＶＳ２にはバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２から直流
電力を供給し、電気負荷１２ＶＳ１にはバッテリー６Ｖ
１、６Ｖ２および直流発電装置Ｇｅｎの双方から直流電
力を供給できるようにしているので、直流発電装置Ｇｅ
ｎの出力が変動しても安定して２種類の電気負荷６Ｖ
Ｓ、１２ＶＳに直流電力を供給できる。

【００６７】図９は、本発明の第７の実施の形態に係わ
る直流電力供給設備の構成図である。この第７の実施の
形態は、定格電圧が１２Ｖである２台の直流発電装置Ｇ
ｅｎ１、Ｇｅｎ２と定格電圧が６Ｖの４個のバッテリー
６Ｖ１、６Ｖ２、６Ｖ３、６Ｖ４とで、４種類の電気負
荷６ＶＳ、１２ＶＳ、１８ＶＳ、２４ＶＳに直流電力を
供給するようにしたものである。そして、接続回路のダ
イオードＤ５で直流発電装置Ｇｅｎ１の系統と直流発電
装置Ｇｅｎ２の系統とを直列に接続する。

【００６８】接続回路は、ダイオードＤ１〜Ｄ５を有
し、直流発電装置Ｇｅｎ１で発電された直流電力をバッ
テリー６Ｖ１、６Ｖ２にダイオードＤ２を介して直列に
て充電すると共に、電気負荷６ＶＳ１、６ＶＳ２が入り
となっているときは、充電と同時にバッテリー６Ｖ１、
６Ｖ２または直流発電装置Ｇｅｎ１から電気負荷６ＶＳ
１、６ＶＳ２に直流電力を供給する。また、電気負荷１
２ＶＳ１が入りとなっているときは、直流発電装置Ｇｅ
ｎ１から電気負荷１２ＶＳ１に直流電力を供給する。一
方、バッテリー６Ｖ１、６Ｖ２からもダイオードＤ１を
介して電気負荷１２ＶＳ１に直流電力を供給する。

【００６９】同様に、直流発電装置Ｇｅｎ２で発電され
た直流電力をバッテリー６Ｖ３、６Ｖ４にダイオードＤ
４を介して直列にて充電すると共に、電気負荷６ＶＳ
３、６ＶＳ４が入りとなっているときは、充電と同時に
バッテリー６Ｖ３、６Ｖ４または直流発電装置Ｇｅｎ２
から電気負荷６ＶＳ３、６ＶＳ４に直流電力を供給す
る。また、電気負荷１２ＶＳ２が入りとなっているとき
は、直流発電装置Ｇｅｎ２から電気負荷１２ＶＳ２に直
流電力を供給する。一方、バッテリー６Ｖ３、６Ｖ４か
らもダイオードＤ３を介して電気負荷１２ＶＳ２に直流
電力を供給する。

【００７０】電気負荷１２ＶＳ３への直流電力の供給
は、ダイオードＤ５を介してバッテリー６Ｖ２、６Ｖ３
から供給される。

【００７１】電気負荷１８ＶＳ１への直流電力の供給
は、ダイオードＤ１、Ｄ５を介してバッテリー６Ｖ１、
６Ｖ２、６Ｖ３から供給され、電気負荷１８ＶＳ２への
直流電力の供給は、ダイオードＤ５、Ｄ３を介してバッ
テリー６Ｖ２、６Ｖ３、６Ｖ４から供給される。

【００７２】また、電気負荷２４ＶＳ１への直流電力の
供給は、ダイオードＤ５を介して直流発電装置Ｇｅｎ
１、Ｇｅｎ２から供給されると共に、ダイオードＤ１、
Ｄ５、Ｄ３を介してバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２、６Ｖ
３、６Ｖ４から供給される。

【００７３】この第７の実施の形態によれば、小容量の
４個のバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２、６Ｖ３、６Ｖ４を用
意し、２台の直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２の発電電
力を充電するようにし、ダイオードＤ１〜Ｄ５を有した
接続回路により、４種類の電気負荷６ＶＳ、１２ＶＳ、
１８ＶＳ、２４ＶＳに、バッテリー６Ｖ１、６Ｖ２、６
Ｖ３、６Ｖ４または直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２か
ら直流電力を供給できるようにしているので、直流発電
装置Ｇｅｎの出力が変動しても安定して４種類の電気負
荷６ＶＳ、１２ＶＳ、１８ＶＳ、２４ＶＳに直流電力を
供給できる。

【００７４】図１０は、本発明の第８の実施の形態に係
わる直流電力供給設備の構成図である。この第８の実施
の形態は、定格電圧が６Ｖである２台の直流発電装置Ｇ
ｅｎ１、Ｇｅｎ２と定格電圧が６Ｖの４個のバッテリー
６Ｖ１、６Ｖ２、６Ｖ３、６Ｖ４とで、２種類の電気負
荷６ＶＳ、１２ＶＳに直流電力を供給するようにしたも
のである。

【００７５】図１０（ａ）において、接続回路は、ダイ
オードＤ６〜Ｄ８を有し、直流発電装置Ｇｅｎ１で発電
された直流電力をバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２にそれぞれ
充電すると共に、電気負荷６ＶＳ１、６ＶＳ２が入りと
なっているときは、充電と同時にバッテリー６Ｖ１、６
Ｖ２または直流発電装置Ｇｅｎ１から電気負荷６ＶＳ
１、６ＶＳ２に直流電力を供給する。

【００７６】同様に、接続回路は、直流発電装置Ｇｅｎ
２で発電された直流電力をバッテリー６Ｖ３、６Ｖ４に
それぞれ充電すると共に、電気負荷６ＶＳ３、６ＶＳ４
が入りとなっているときは、充電と同時にバッテリー６
Ｖ３、６Ｖ４または直流発電装置Ｇｅｎ２から電気負荷
６ＶＳ３、６ＶＳ４に直流電力を供給する。

【００７７】また、電気負荷１２ＶＳ１が入りとなって
いるときは、ダイオードＤ６を介して直流発電装置Ｇｅ
ｎ１、Ｇｅｎ２から電気負荷１２ＶＳ１に直流電力を供
給する。一方、バッテリー６Ｖ１、６Ｖ３からもダイオ
ードＤ６を介して電気負荷１２ＶＳ１に直流電力を供給
する。

【００７８】電気負荷１２ＶＳ２が入りとなっていると
きは、ダイオードＤ７を介して直流発電装置Ｇｅｎ１、
Ｇｅｎ２から電気負荷１２ＶＳ２に直流電力を供給す
る。一方、バッテリー６Ｖ２、６Ｖ４からもダイオード
Ｄ７を介して電気負荷１２ＶＳ２に直流電力を供給す
る。

【００７９】電気負荷１２ＶＳ３が入りとなっていると
きは、ダイオードＤ７またはダイオードＤ８を介して直
流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２から電気負荷１２ＶＳ３
に直流電力を供給する。一方、バッテリー６Ｖ１、６Ｖ
４からもダイオードＤ８を介して電気負荷１２ＶＳ３に
直流電力を供給する。

【００８０】ここで、ダイオードＤ６、Ｄ７、Ｄ８に代
えて、図１０（ｂ）に示すようにダイオードＤ５を設け
ても、図１０（ａ）と同様な動作が得られる。

【００８１】この第８の実施の形態によれば、定格電圧
が６Ｖの小容量の２台の直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ
２を用いた場合であっても、安定して２種類の電気負荷
６ＶＳ、１２ＶＳに直流電力を供給できる。

【００８２】図１１は、本発明の第９の実施の形態に係
わる直流電力供給設備の構成図である。この第９の実施
の形態は、図１０（ａ）に示した第８の実施の形態に対
し、ダイオードＤ５を追加して設けたものである。これ
により、バッテリー６Ｖ１、６Ｖ２、６Ｖ３、６Ｖ４か
ら電気負荷１２ＶＳ１、１２ＶＳ２、１２ＶＳ３に直流
電力を供給する際に直流電流を２倍にできる。

【００８３】すなわち、電気負荷１２ＶＳ１への直流電
力の供給に関し、ダイオードＤ６を介してバッテリー６
Ｖ１、６Ｖ３から供給される回路と、ダイオードＤ５を
介してバッテリー６Ｖ２、６Ｖ４から供給される回路と
の２個の回路が形成されるので、供給される直流電流は
２倍とすることができる。

【００８４】電気負荷１２ＶＳ２への直流電力の供給に
関し、ダイオードＤ７を介してバッテリー６Ｖ２、６Ｖ
４から供給される回路と、ダイオードＤ５を介してバッ
テリー６Ｖ１、６Ｖ３から供給される回路との２個の回
路が形成されるので、供給される直流電流は２倍とする
ことができる。

【００８５】電気負荷１２ＶＳ３への直流電力の供給に
関し、ダイオードＤ８を介してバッテリー６Ｖ１、６Ｖ
４から供給される回路と、ダイオードＤ５を介してバッ
テリー６Ｖ２、６Ｖ３から供給される回路との２個の回
路が形成されるので、供給される直流電流は２倍とする
ことができる。

【００８６】従って、電気負荷１２ＶＳ２、１２ＶＳ
２、１２ＶＳ３が大きな負荷であっても安定して直流電
力を供給できる。

【００８７】図１２は、本発明の第１０の実施の形態に
係わる直流電力供給設備の構成図である。この第１０の
実施の形態は、１台の直流発電装置Ｇｅｎを分割して２
電源として使用するようにしたものである。

【００８８】図１２（ａ）は、図１０（ａ）に示した第
８の実施の形態における１台の直流発電装置Ｇｅｎを、
高抵抗Ｒ１、Ｒ２との間にダイオードＤ５、Ｄ９を介在
して２電源に分割したものである。そして、分割した各
グループのバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２、およびバッテリ
ー６Ｖ３、６Ｖ４はそれぞれ並列に接続され、１台の直
流発電装置Ｇｅｎと４個のバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２、
６Ｖ３、６Ｖ４で２種類の電気負荷６ＶＳ、１２ＶＳを
確保している。これにより、直流発電装置Ｇｅｎは１台
で済むので設備が簡素化される。

【００８９】図１２（ｂ）は、１台の直流発電装置Ｇｅ
ｎを、分割される２グループのバッテリー６Ｖ１、６Ｖ
２とバッテリー６Ｖ３、６Ｖ４との間にダイオードＤ５
を介して分割したものである。そして、分割した各グル
ープのバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２、およびバッテリー６
Ｖ３、６Ｖ４はそれぞれ並列に接続され、１台の直流発
電装置Ｇｅｎと４個のバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２、６Ｖ
３、６Ｖ４で２種類の電気負荷６ＶＳ、１２ＶＳを確保
している。これにより、直流発電装置Ｇｅｎは１台で済
み設備が簡素化されると共に、高抵抗が不要であるの
で、図１２（ａ）の場合よりもさらに良い結果を得てい
る。

【００９０】ここで、１台の直流発電装置Ｇｅｎの電源
分割によらずに、図６および図７で示したように、直流
発電装置Ｇｅｎの出力回路８の出力端子７から適宜必要
な出力電圧を取り出すようにしても良い。例えば、図７
に示した出力回路８の出力端子７Ａ１、７Ｃ２間から直
流電圧３Ｖを取り出し、一方、出力端子７Ｄ１、７Ｆ２
の間から直流電圧３Ｖを取り出す。これにより、１台の
直流発電装置Ｇｅｎを２分割して２電源とした場合と同
様になる。この場合も高抵抗は不要である。

【００９１】また、複数個のバッテリーの一部を定格電
圧の異なるバッテリーで構成し、直流発電装置Ｇｅｎの
複数種類の出力電圧のうち、電圧が一致する出力端子に
そのバッテリーをそれぞれ接続するようにしても良い。

【００９２】次に、直流発電装置Ｇｅｎの電気的特性に
ついて説明する。直流発電装置Ｇｅｎの端子電圧Ｖ、誘
導起電力Ｅ、発電電力Ｐは、以下のように示される。

【００９３】 Ｖ＝Ｅ−Ｒａ・Ｉａ …（１） Ｅ＝ｋ１・Φ・ｎ …（２） Ｐ＝Ｅ・Ｉａ＝ｋ１・Φ・ｎ・Ｉａ …（３） Ｖ：端子電圧 Ｅ：誘導起電力（起電圧） Ｒａ：電機子巻線抵抗 Ｉａ：電機子電流（負荷電流） Φ：磁束 ｎ：ロータの回転数 ｋ１：定数

【００９４】そして、この直流発電装置Ｇｅｎは風車で
駆動され、風速の変動に対して、風車を一定速度で制御
する場合と、特にそのような制御をしない場合とがあ
る。

【００９５】（１）風車を一定速度制御する場合 この場合には、（３）式から分かるように、風速の変動
は電機子電流Ｉａの変動として表れる。また、誘導起電
力は一定に保たれ、端子電圧Ｖは電機子電流Ｉａの変動
に従って多少変動する。例えば、風速が大きくなったと
きは電機子電流Ｉａが増加し、端子電圧Ｖが多少低下す
る。また、電機子電流Ｉａの増加により、電気負荷で消
費しきれない分はバッテリーに充電される。

【００９６】一方、風速が小さくなったときは電機子電
流Ｉａが減少し、端子電圧Ｖの低下は小さくなる。ま
た、電機子電流Ｉａの減少により、電気負荷で消費する
直流電力を賄えない場合にはバッテリーより電気負荷に
直流電力が供給される。

【００９７】このように、風車を一定制御する場合に
は、直流発電装置Ｇｅｎの端子電圧Ｖはほぼ一定に保持
され、風速の変動は電機子電流Ｉａの増減で吸収する。

【００９８】（２）風車を一定速度制御しない場合 この場合には、（３）式から分かるように、風速の変動
はロータの回転数ｎおよび電機子電流Ｉａの双方の変動
として表れる。

【００９９】例えば、風速が大きくなったときはロータ
の回転数ｎおよび電機子電流Ｉａの双方が増加する。ロ
ータの回転数ｎが増加すると、（２）式から分かるよう
に誘導起電力Ｅが大きくなり、（１）式から分かるよう
に電機子電流Ｉａの増加による電圧降下があるものの端
子電圧Ｖも大きくなる。また、電機子電流Ｉａの増加に
より、電気負荷で消費しきれない分はバッテリーに充電
される。

【０１００】風速が小さくなったときはロータの回転数
ｎおよび電機子電流Ｉａの双方が減少する。ロータの回
転数ｎが減少すると、（２）式から分かるように誘導起
電力Ｅが小さくなり、（１）式から分かるように電機子
電流Ｉａの減少による電圧降下が緩和されるものの端子
電圧Ｖも小さくなる。また、電機子電流Ｉａの減少によ
り、電気負荷で消費する直流電力を賄えない場合にはバ
ッテリーより電気負荷に直流電力が供給される。

【０１０１】本発明では、いずれの方式も採用すること
ができる。前述の第６の実施の形態、第７の実施の形
態、第１０の実施の形態では、定格電圧として１２Ｖの
直流発電装置Ｇｅｎを用い、第８の実施の形態、第９の
実施の形態では、定格電圧として６Ｖの直流発電装置Ｇ
ｅｎを用いた場合を示している。これらの実施の形態に
おいては、風車の回転数を一定速度制御する場合には、
直流発電装置Ｇｅｎの端子電圧Ｖはほぼ一定電圧に保持
され、風車の回転数を一定速度制御しない場合には、直
流発電装置Ｇｅｎの端子電圧Ｖは、風速により変動する
ことになる。

【０１０２】図１３は、本発明の第１１の実施の形態に
係わる直流電力供給設備の構成図である。この第１１の
実施の形態は、風車の回転数を一定速度制御しない場合
であって、直流発電装置Ｇｅｎの定格電圧として一定の
幅６Ｖ〜１２Ｖを持たせたものである。

【０１０３】そして、定格電圧として一定の幅６Ｖ〜１
２Ｖを持った２台の直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２
と、定格電圧が６Ｖの４個のバッテリー６Ｖ１、６Ｖ
２、６Ｖ３、６Ｖ４および定格電圧が１２Ｖの２個のバ
ッテリー１２Ｖ１、１２Ｖ２とで、４種類の電気負荷６
ＶＳ、１２ＶＳ、１８ＶＳ、２４ＶＳに直流電力を供給
する。なお、定格電圧が１２Ｖのバッテリー１２Ｖは、
定格電圧が６Ｖの２個のバッテリー６Ｖを直列接続して
構成されたものを使用しても良い。

【０１０４】この第１１の実施の形態では、直流発電装
置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２の出力電圧の変動に応じて、直流
電力を充電するバッテリーを選択する。例えば、出力電
圧が１２Ｖ未満であるときには定格電圧が６Ｖのバッテ
リー６Ｖを選択して充電し、出力電圧が１２Ｖを超えた
ときには定格電圧が１２Ｖのバッテリー１２Ｖを選択し
て充電する。

【０１０５】接続回路は、ダイオードＤ５〜Ｄ９および
スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を有する。スイッチＳＷ１
１、ＳＷ１２は、直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２の出
力電圧が１２Ｖ未満であるときには６Ｖ端子側（図の上
側端子）に接続され、出力電圧が１２Ｖ以上であるとき
には１２Ｖ端子側（図の下側端子）に接続される。

【０１０６】スイッチＳＷ１１が６Ｖ端子側に接続され
ているときは、直流発電装置Ｇｅｎ１で発電された直流
電力はバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２にそれぞれ充電され
る。同様に、スイッチＳＷ１２が６Ｖ端子側に接続され
ているときは、直流発電装置Ｇｅｎ２で発電された直流
電力はバッテリー６Ｖ３、６Ｖ４にそれぞれ充電され
る。この場合、バッテリー１２Ｖ１、１２Ｖ２には直流
電源装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２から直流電力は充電されな
い。

【０１０７】一方、スイッチＳＷ１１が１２Ｖ端子側に
接続されているときは、直流発電装置Ｇｅｎ１で発電さ
れた直流電力はバッテリー１２Ｖ１に充電される。同様
に、スイッチＳＷ１２が１２Ｖ端子側に接続されている
ときは、直流発電装置Ｇｅｎ２で発電された直流電力は
バッテリー１２Ｖ２に充電される。この場合、バッテリ
ー６Ｖ１、６Ｖ２、６Ｖ３、６Ｖ４には直流電源装置Ｇ
ｅｎ１、Ｇｅｎ２から直流電力は充電されない。

【０１０８】このように、直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅ
ｎ２の出力電圧に応じてスイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を
切り替え、電圧値の見合ったバッテリーにそれぞれ直流
電力を充電する。

【０１０９】接続回路は、ダイオードＤ５〜Ｄ１０およ
びスイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を有する。スイッチＳＷ
１１、ＳＷ１２は、直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２の
出力電圧が１２Ｖ未満であるときには６Ｖ端子側（図の
上側端子）に接続され、出力電圧が１２Ｖ以上であると
きには１２Ｖ端子側（図の下側端子）に接続される。

【０１１０】直流発電装置Ｇｅｎ１で発電された直流電
力はスイッチＳＷ１１が６Ｖ端子側に接続されていると
きは、バッテリー６Ｖ１、６Ｖ２にそれぞれ充電する。
それと共に、電気負荷６ＶＳ１、６ＶＳ２が入りとなっ
ているときは、充電と同時にバッテリー６Ｖ１、６Ｖ２
または直流発電装置Ｇｅｎ１から電気負荷６ＶＳ１、６
ＶＳ２に直流電力を供給する。

【０１１１】同様に、直流発電装置Ｇｅｎ２で発電され
た直流電力はスイッチＳＷ１２が６Ｖ端子側に接続され
ているときは、バッテリー６Ｖ３、６Ｖ４にそれぞれ充
電する。それと共に、電気負荷６ＶＳ３、６ＶＳ４が入
りとなっているときは、充電と同時にバッテリー６Ｖ
３、６Ｖ４または直流発電装置Ｇｅｎ２から電気負荷６
ＶＳ３、６ＶＳ４に直流電力を供給する。

【０１１２】ここで、電気負荷６ＶＳ１、６ＶＳ２への
直流電力は、直流発電装置Ｇｅｎ１またはバッテリー６
Ｖ１、６Ｖ２から供給され、電気負荷６ＶＳ３、６ＶＳ
４への直流電力は、直流発電装置Ｇｅｎ２またはバッテ
リー６Ｖ３、６Ｖ３から供給される。電気負荷１２ＶＳ
１への直流電力は、ダイオードＤ９、Ｄ５、Ｄ７を介し
て直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２から供給されると共
に、ダイオードＤ９、Ｄ５、Ｄ８を介してバッテリー６
Ｖ１、６Ｖ４から供給される。

【０１１３】以下同様に、電気負荷１２ＶＳ２への直流
電力は、ダイオードＤ９、Ｄ５、Ｄ７を介して直流発電
装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２から供給されると共に、ダイオ
ードＤ９、Ｄ５、Ｄ８を介してバッテリー６Ｖ２、６Ｖ
３から供給される。電気負荷１２ＶＳ３への直流電力
は、ダイオードＤ９、Ｄ５、Ｄ７を介して直流発電装置
Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２から供給されると共に、ダイオード
Ｄ９、Ｄ５、Ｄ８を介してバッテリー６Ｖ１、６Ｖ３か
ら供給される。電気負荷１２ＶＳ４への直流電力は、ダ
イオードＤ９、Ｄ５、Ｄ７を介して直流発電装置Ｇｅｎ
１、Ｇｅｎ２から供給されると共に、ダイオードＤ９、
Ｄ５、Ｄ８を介してバッテリー６Ｖ２、６Ｖ４から供給
される。

【０１１４】また、電気負荷１２ＶＳ５への直流電力
は、ダイオードＤ６、Ｄ９を介して直流発電装置Ｇｅｎ
１から供給されると共に、バッテリー１２Ｖ１から供給
される。電気負荷１２ＶＳ６への直流電力は、ダイオー
ドＤ７、Ｄ１０を介して直流発電装置Ｇｅｎ２から供給
されると共に、バッテリー１２Ｖ２から供給される。

【０１１５】また、電気負荷１８ＶＳ１への直流電力
は、ダイオードＤ６、Ｄ５、Ｄ７またはダイオードＤ
６、Ｄ９、Ｄ５、Ｄ７を介して直流発電装置Ｇｅｎ１、
２から供給されると共に、ダイオードＤ５、Ｄ８を介し
てバッテリー１２Ｖ１、６Ｖ３から供給される。

【０１１６】電気負荷１８ＶＳ２への直流電力は、ダイ
オードＤ５、Ｄ７またはダイオードＤ９、Ｄ５、Ｄ７を
介して直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２から供給される
と共に、ダイオードＤ５、Ｄ８を介してバッテリー１２
Ｖ１、６Ｖ４から供給される。

【０１１７】電気負荷１８ＶＳ３への直流電力は、ダイ
オードＤ５、Ｄ７またはダイオードＤ９、Ｄ５を介して
直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２から供給されると共
に、ダイオードＤ９、Ｄ５を介してバッテリー６Ｖ１、
１２Ｖ２から供給される。

【０１１８】電気負荷１８ＶＳ４への直流電力は、ダイ
オードＤ５、Ｄ７またはダイオードＤ９、Ｄ５、Ｄ７を
介して直流発電装置Ｇｅｎ１、Ｇｅｎ２から供給される
と共に、ダイオードＤ９、Ｄ５を介してバッテリー６Ｖ
２、１２Ｖ２から供給される。

【０１１９】電気負荷２４ＶＳ１への直流電力は、ダイ
オードＤ６、Ｄ９、Ｄ５、Ｄ７を介して直流発電装置Ｇ
ｅｎ１、Ｇｅｎ２から供給されると共に、ダイオードＤ
５を介してバッテリー１２Ｖ１、１２Ｖ２から供給され
る。

【０１２０】ここで、ダイオードＤ９、Ｄ１０は、スイ
ッチＳＷ１１、ＳＷ１２により、１２Ｖ端子を選択した
ときに、６Ｖ端子側に直流電流が流れ込むのを阻止する
役目もしている。

【０１２１】以上の説明では、スイッチＳＷ１１、ＳＷ
１２により、直流電力を充電するバッテリーを切り替え
るようにしたが、図１４に示すように、スイッチＳＷ１
１に代えて、ダイオードＤ１１、Ｄ１２を設け、スイッ
チＳＷ１２に代えて、ダイオードＤ１３、Ｄ１４を設け
るようにしても良い。この場合には、定格電圧が６Ｖの
バッテリー６Ｖと定格電圧が１２Ｖのバッテリー１２Ｖ
との切り替えが自動的に行われる。

【０１２２】この第１１の実施の形態によれば、直流発
電装置Ｇｅｎの出力電圧に応じて、定格電圧が６Ｖのバ
ッテリー６Ｖと定格電圧が１２Ｖのバッテリー１２Ｖと
のいずれかのバッテリーに切り替えて充電するので、風
速の変動により直流発電装置Ｇｅｎの出力電圧が変動し
ても適正に直流電流を充電することができる。

【０１２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の直流発電装
置によれば、整流子やブラシを必要とせず直流電圧が得
られるので、特にメンテナンスを必要としない。また、
ステータの各極の電機子巻線から得られた直流電圧を直
列接続して整流直列回路を形成し、その整流直列回路を
直並列した出力回路から出力端子を取り出して、各種電
圧値の異なる直流電圧を取り出すことができるので、異
なる電圧階級の電気負荷に容易に電力供給できる。

【０１２４】また、本発明の直流電力供給設備によれ
ば、小容量の複数個のバッテリーを用意し、直流発電装
置の発電電力を充電するようにしているので、直流発電
装置の出力が変動しても安定して各種電圧階級の異なる
電気負荷に直流電力を供給できる。また、直流発電装置
の出力電圧に応じて、定格電圧が異なる複数個のバッテ
リーに直流電力を充電できるようにしているので、直流
発電装置の出力電圧が変動しても適正に充電することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる直流発電装
置の説明図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる直流発電装
置の説明図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係わる直流発電装
置の説明図。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係わる直流発電装
置の説明図。

【図５】本発明の第５の実施の形態に係わる直流発電装
置の構成図。

【図６】本発明の実施の形態における直流発電装置の出
力回路の一例を示す回路図。

【図７】本発明の実施の形態における直流発電装置の出
力回路の他の一例を示す回路図。

【図８】本発明の第６の実施の形態に係わる直流電力供
給設備の構成図。

【図９】本発明の第７の実施の形態に係わる直流電力供
給設備の構成図。

【図１０】本発明の第８の実施の形態に係わる直流電力
供給設備の構成図。

【図１１】本発明の第９の実施の形態に係わる直流電力
供給設備の構成図。

【図１２】本発明の第１０の実施の形態に係わる直流電
力供給設備の構成図。

【図１３】本発明の第１１の実施の形態に係わる直流電
力供給設備の構成図。

【図１４】本発明の第１１の実施の形態に係わる直流電
力供給設備の他の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１…ステータ、２…電機子巻線、３…ロータ、４…整流
器、５…整流子、６…整流直列回路、７…出力端子、８
…出力回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０２Ｐ 9/48 Ｈ０２Ｐ 9/48 Ｂ Ｆターム(参考） 5G065 AA00 DA02 DA06 EA07 HA01 JA05 MA01 MA10 5H006 AA00 BB06 CA07 CB01 CC03 CC04 DA04 HA10 5H590 AA15 AB01 AB11 CA21 CC13 CC22 CD01 CE02 CE05 EB12 FA05 FC17 GA02 5H621 AA03 BB10 GA11

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ極およびＳ極の２極の磁極が形成され
   たロータと、３極の各々の極にそれぞれ電機子巻線が施
   されたステータと、前記各々の電機子巻線の出力電圧を
   整流する整流器と、前記整流器を直列接続して形成され
   た整流直列回路と、前記整流直列回路から合成した直流
   電圧を取り出す出力端子とを備えたことを特徴とする直
   流発電装置。
2. 【請求項２】 Ｎ極およびＳ極の２極の整数ｎ倍の２ｎ
   極の磁極が形成されたロータと、３極の整数ｎ倍の３ｎ
   極の各々の極に電機子巻線が施されたステータと、前記
   各々の電機子巻線の出力電圧を整流する整流器と、相互
   に隣接する３極の整流器を直列接続して形成された整流
   直列回路と、前記整流直流回路を直列または並列に接続
   した出力回路と、前記出力回路から直流電圧を取り出す
   出力端子とを備えたことを特徴とする直流発電装置。
3. 【請求項３】 前記ステータの各々の極に複数個の電機
   子巻線を施したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の直流発電装置。
4. 【請求項４】 前記出力回路は、前記整流直列回路を直
   列または並列に接続した接続点に切替スイッチを有し、
   前記切替スイッチの切り替えにより前記出力端子から取
   り出す直流電圧を可変にしたことを特徴とする請求項２
   または請求項３に記載の直流発電装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項の
   直流発電装置と、前記直流発電装置で発電された直流電
   力を充電すると共に電気負荷に直流電力を供給する複数
   個のバッテリーと、前記複数個のバッテリーの直列回路
   または並列回路を形成し前記電気負荷の定格電圧に見合
   った電圧の直流電力を前記電気負荷に供給する接続回路
   とを備えたことを特徴とする直流電力供給設備。
6. 【請求項６】 前記複数個のバッテリーの一部を定格電
   圧の異なるバッテリーで構成し、前記接続回路は、前記
   直流発電装置の複数種類の出力電圧のうち電圧が一致す
   る出力端子に前記バッテリーを接続することを特徴とす
   る請求項５に記載の直流電力供給設備。
7. 【請求項７】 前記複数個のバッテリーの一部を定格電
   圧の異なるバッテリーで構成し、出力電圧の変動に応じ
   て直流電力を充電するバッテリーを選択することを特徴
   とする請求項５に記載の直流電力供給設備。