JP2017112722A

JP2017112722A - Three-phase four-wire system generator

Info

Publication number: JP2017112722A
Application number: JP2015245229A
Authority: JP
Inventors: 傍嶋　重憲; Shigenori Sobashima; 重憲傍嶋
Original assignee: Daishin Inc
Current assignee: Daishin Inc
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2017-06-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a three-phase four-wire system generator of Japanese specification outputting three-phase AC 200V between respective phases of U phase-W phase, V phase-U phase and W phase-V phase, that single-phase AC 115V is outputted between each of the U phase, V phase and W phase and the neutral line 0, and thereby an electric load for 100V of Japanese specification cannot be connected, as it is.SOLUTION: Even a three-phase four-wire system generator of Japanese specification can output three-phase AC 200V and single-phase AC 100V selectively, by specifying the winding specification of a transformer and the connection specification for each phase.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、三相四線式発電機に関し、更に詳細には、三相交流２００Ｖおよび単相交流１００Ｖを出力可能な、所謂マルチ出力方式の発電機に関するものである。 The present invention relates to a three-phase four-wire generator, and more particularly to a so-called multi-output type generator capable of outputting three-phase AC 200V and single-phase AC 100V.

民生用途や工業用途で電力需要者に供給される電力は、三相交流と単相交流の２種類に大別される。すなわち電力会社は、発電所で発電した高圧の三相交流を電力網を介して市街地へ三相送電を行い、電力需要者の近くで柱上トランスにより変換した低圧単相交流を供給するようになっている。なお、鉄道やメッキ設備の稼動には大電力の直流が必要とされるが、これは本明細書の対象ではない。 Electric power supplied to electric power consumers for consumer use and industrial use is roughly divided into two types: three-phase alternating current and single-phase alternating current. In other words, electric power companies supply high-voltage three-phase alternating current generated at power plants to urban areas via the power grid, and supply low-voltage single-phase alternating current converted by pole transformers near power consumers. ing. In addition, although a high-power direct current is required for operation of railways and plating facilities, this is not the subject of this specification.

ところで前記の電力事情は国によって様々であり、従って三相交流および単相交流の電圧値も対応的に様々になっている。この場合に単相交流電圧は、三相交流電圧を√３で除することで得られるため、三相交流と単相交流との対応電圧には、一例として以下のようなものがある。

By the way, the power situation described above varies from country to country, and accordingly, the voltage values of the three-phase alternating current and single-phase alternating current also vary correspondingly. In this case, since the single-phase AC voltage is obtained by dividing the three-phase AC voltage by √3, the corresponding voltages of the three-phase AC and the single-phase AC include the following.

しかるに日本では、三相交流電圧は２００Ｖであり、単相交流電圧は１００Ｖおよび２００Ｖである。すなわち一般家庭へは、送電線で送られる三相交流電圧２００Ｖを柱上トランスで降圧変換した単相交流１００Ｖおよび単相２００Ｖが配電される。 However, in Japan, the three-phase AC voltage is 200V, and the single-phase AC voltage is 100V and 200V. That is, a single-phase AC 100V and a single-phase 200V obtained by down-converting a three-phase AC voltage 200V sent by a power transmission line using a pole transformer are distributed to a general household.

発電所で発電された電力を工場や一般家庭へ送電する場合、各国の電力事情は先に述べた通りである。ところで、電力会社からの給電を補完し、またはこれに代替する電力供給手段として、例えばエンジン等を動力源とする交流発電機が存在する。この交流発電機としては、電力会社からの送電が停止した場合に備える非常用自家発電設備や、前記送電を利用できない野外等の地域で使用される可般型発電設備が挙げられる。 When power generated at a power plant is transmitted to factories and households, the power situation in each country is as described above. By the way, as an electric power supply means that complements or substitutes for power supply from an electric power company, there is an AC generator using an engine or the like as a power source, for example. Examples of the AC generator include an emergency private power generation facility provided when power transmission from an electric power company stops, and a general-purpose power generation facility used in areas such as outdoors where the power transmission cannot be used.

ところで、前記エンジン等で駆動される交流発電機に接続される電気的負荷には、出力電圧に対応した電圧仕様が使用される。例えば、野外に設置した大型の建設機械の駆動源が三相誘導モータである場合は、その対応電圧は国によって異なるが、前述した３８０Ｖ、４００Ｖ、４１５Ｖ、２００Ｖ等の三相交流である。また、電気的負荷が小さい民生用の電気製品、例えば洗濯機や掃除機の場合は、同じく対応電圧は国によって異なるが、２２０Ｖ、２３０Ｖ、２４０Ｖ、１００Ｖ等の単相交流である。先に述べたように単相交流電圧は、三相交流電圧を√３で除することにより求められる。従って前記発電機は、世界各国の電力事情に応じた三相交流電圧または単相交流電圧を出力し得る仕様に予め設定されている。 By the way, a voltage specification corresponding to an output voltage is used for an electrical load connected to an AC generator driven by the engine or the like. For example, when the driving source of a large construction machine installed outdoors is a three-phase induction motor, the corresponding voltage varies depending on the country, but the three-phase AC such as 380V, 400V, 415V, 200V described above. In addition, in the case of consumer electrical products with a small electrical load, such as washing machines and vacuum cleaners, the corresponding voltage varies depending on the country, but is a single-phase AC such as 220V, 230V, 240V, 100V. As described above, the single-phase AC voltage is obtained by dividing the three-phase AC voltage by √3. Therefore, the generator is preset to a specification that can output a three-phase AC voltage or a single-phase AC voltage according to the power situation in each country in the world.

例えば、三相交流電圧が３８０Ｖに規定されている国で使用される発電機は、当然のことながら、三相交流電圧３８０Ｖを出力する仕様になっている。また、その国では単相交流電圧は２２０Ｖに規定されているから、２２０Ｖ仕様の負荷に接続する発電機の出力電圧は、単相交流２２０Ｖに設定されている。この場合、三相交流３８０Ｖを出力する発電機では、当該発電機で発電した三相交流３８０Ｖを√３で除することにより、前記単相交流２１９Ｖ(≒２２０Ｖ)が出力される。すなわち、三相四線式の三相交流発電機を準備すれば、容易に三相交流３８０Ｖと単相交流２２０Ｖを選択的に出力することができる。また、前述した電力事情が、例えば三相交流４００Ｖで単相交流２３０Ｖの国や三相交流４１５Ｖで単相交流２４０Ｖであっても、その事情は同じである。なお、発電機における三相四線式は、三相交流の電力を４本のケーブルを用いて供給先へ配電する方式であって、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相からの引出線に加えて、三相発電機における電圧の掛からない中性点０(位相０)からの引出線を有している。但し、厳格には接地方式によって、前記定義は若干異なることがある。 For example, a generator used in a country where a three-phase AC voltage is regulated to 380V is of course designed to output a three-phase AC voltage 380V. In that country, the single-phase AC voltage is regulated to 220V, so the output voltage of the generator connected to the 220V load is set to single-phase AC 220V. In this case, the generator that outputs the three-phase AC 380V outputs the single-phase AC 219V (≈220V) by dividing the three-phase AC 380V generated by the generator by √3. That is, if a three-phase four-wire three-phase AC generator is prepared, a three-phase AC 380V and a single-phase AC 220V can be easily selectively output. Moreover, even if the power situation mentioned above is a three-phase alternating current 400V and the single-phase alternating current 230V country, or the three-phase alternating current 415V and the single-phase alternating current 240V, the situation is the same. The three-phase four-wire system in the generator is a method of distributing three-phase AC power to the supply destination using four cables, in addition to the lead lines from the U phase, V phase and W phase. In the three-phase generator, it has a leader line from neutral point 0 (phase 0) where no voltage is applied. However, strictly speaking, the definition may be slightly different depending on the grounding method.

特開２０１２−２３１５６７号公報JP 2012-231567 A

外国における三相交流および単相交流の電圧事情は先に述べた通りであるが、日本では三相四線式の交流発電機であっても、三相交流および単相交流を選択的に出力する所謂マルチ出力対応を採用し得ない事情がある。すなわち日本では、三相交流電圧は２００Ｖで、単相交流電圧は１００Ｖに規定されているため、これに対応する電気的負荷(電気製品)は２００Ｖ仕様および１００Ｖ仕様に厳格に分けられている。このため、三相四線式発電機を使用した場合、三相交流の電圧は２００Ｖが得られるが、単相交流の電圧は前記三相交流(２００Ｖ)を√３で除した約１１５Ｖになってしまう。従って、三相四線式発電機から単相交流１１５Ｖを出力したとしても、国内対応の電気的負荷は１００Ｖ専用になっているから、このままでは使用することができない。 The voltage situation of three-phase alternating current and single-phase alternating current in foreign countries is as described above, but in Japan, three-phase alternating current and single-phase alternating current are selectively output even with a three-phase four-wire AC generator. There is a circumstance where the so-called multi-output correspondence cannot be adopted. That is, in Japan, the three-phase AC voltage is 200V and the single-phase AC voltage is 100V, so the electrical loads (electric products) corresponding to this are strictly divided into the 200V specification and the 100V specification. Therefore, when a three-phase four-wire generator is used, a three-phase AC voltage of 200 V is obtained, but a single-phase AC voltage is approximately 115 V obtained by dividing the three-phase AC (200 V) by √3. End up. Therefore, even if a single-phase AC 115V is output from the three-phase four-wire generator, the domestic electric load is dedicated to 100V, and cannot be used as it is.

そこで、三相四線式発電機から出力される単相交流１１５Ｖに、１００Ｖ対応の電気的負荷を接続するには、この１１５Ｖを１００Ｖにまで降圧させるダウントランスを使わざるを得ない。しかし、交流１１５Ｖを交流１００Ｖに降圧させるには、トランスに大きな電圧容量を必要として大型化し、コイルの巻線数も多くなるため製造コストが嵩む欠点がある。また、前記トランスは、三相四線式発電機に後付け乃至付帯設備することになるので、全体としての使い勝手が低下する難点も指摘される。 Therefore, in order to connect an electric load corresponding to 100 V to the single-phase AC 115 V output from the three-phase four-wire generator, a down transformer that steps down the 115 V to 100 V must be used. However, in order to step down the AC 115V to the AC 100V, there is a disadvantage that the transformer is required to have a large voltage capacity, the size is increased, and the number of windings of the coil is increased, resulting in an increase in manufacturing cost. Further, since the transformer is retrofitted or attached to the three-phase four-wire generator, it is pointed out that the overall usability is lowered.

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子と、位相０の端子とを有し、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子から三相交流電圧が出力され、前記位相０に対して前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかを組み合わせた２つの端子から単相交流電圧が出力される三相四線式発電機において、１次巻線への入力電圧が約１１５Ｖのときに２次巻線に約６０Ｖの出力電圧が得られるトランスが設けられており、前記位相０の端子と、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子とを前記トランスの１次巻線に接続すると共に、該トランスにおける２次巻線の中性点となる一端を前記位相０の端子に接続することで、前記トランスにおける２次巻線の他端と、該トランスの１次巻線に接続されなかった前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子との間に約１００Ｖの単相交流が出力されるよう構成したことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、三相四線式発電機から三相交流２００Ｖと単相交流１００Ｖとを選択的に出力させることのできるマルチ出力方式の発電機が得られて便利である。 In order to solve the above-mentioned problem and achieve the intended object, the invention according to claim 1 has terminals of U phase, V phase and W phase, and a terminal of phase 0, and the U phase, V phase A three-phase AC voltage is output from the terminals of the W phase and the W phase, and a single phase AC voltage is output from the two terminals obtained by combining any one of the U phase, the V phase and the W phase with respect to the phase 0. In the linear generator, when the input voltage to the primary winding is about 115V, a transformer that provides an output voltage of about 60V to the secondary winding is provided, and the phase 0 terminal and the U phase By connecting one of the V-phase and W-phase terminals to the primary winding of the transformer, and connecting one end of the secondary winding of the transformer as a neutral point to the terminal of the phase 0 The other end of the secondary winding in the transformer and the primary winding of the transformer were not connected Serial U-phase, the gist about the single-phase AC of 100V is configured to be outputted between the one terminal of the V-phase and W-phase.
According to the first aspect of the invention, a multi-output type generator capable of selectively outputting a three-phase AC 200V and a single-phase AC 100V from a three-phase four-wire generator is obtained, which is convenient. .

前記と同様の課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項２に記載の発明は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子と、位相０の端子とを有し、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子から三相交流電圧が出力され、前記位相０に対して前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかを組み合わせた２つの端子から単相交流電圧が出力される三相四線式発電機において、１次巻線への入力電圧が約１１５Ｖのときに２次巻線に約１５Ｖの出力電圧が得られるトランスが設けられており、前記位相０の端子と、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子とを前記トランスの１次巻線に接続すると共に、該トランスにおける２次巻線の一端を前記位相０の端子に接続することで、前記トランスにおける２次巻線の中性点になる他端と、該トランスの１次巻線に接続した前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子との間に約１００Ｖの単相交流が出力されるよう構成したことを要旨とする。
請求項２に係る発明によっても、同じく三相四線式発電機から三相交流２００Ｖと単相交流１００Ｖとを選択的に出力させることのできるマルチ出力方式の発電機が得られる。 In order to solve the same problem as described above and achieve an intended purpose, the invention according to claim 2 includes a terminal of U phase, V phase and W phase, and a terminal of phase 0, and the U phase A three-phase AC voltage is output from the V-phase and W-phase terminals, and a single-phase AC voltage is output from two terminals obtained by combining any one of the U-phase, V-phase, and W-phase with respect to the phase 0. In the three-phase four-wire generator, a transformer that provides an output voltage of about 15 V to the secondary winding when the input voltage to the primary winding is about 115 V is provided, and the phase 0 terminal; The U-phase, V-phase, and W-phase terminals are connected to the primary winding of the transformer, and one end of the secondary winding in the transformer is connected to the phase 0 terminal, The other end that is the neutral point of the secondary winding in the transformer and the primary winding of the transformer Serial U-phase, the gist about the single-phase AC of 100V is configured to be outputted between the one terminal of the V-phase and W-phase.
The invention according to claim 2 also provides a multi-output type generator capable of selectively outputting a three-phase AC 200V and a single-phase AC 100V from a three-phase four-wire generator.

日本仕様の三相四線式発電機において、簡単かつ廉価な構成によって三相交流２００Ｖと単相交流１００Ｖとを選択的に出力させることができる。 In a three-phase four-wire generator of Japanese specifications, a three-phase AC 200V and a single-phase AC 100V can be selectively output with a simple and inexpensive configuration.

本発明が好適に実施される三相四線式インバータ発電機の全体回路図である。1 is an overall circuit diagram of a three-phase four-wire inverter generator in which the present invention is preferably implemented. (１)は、本発明の実施例１に係るトランスへの結線状態を示す概略回路図であり、(２)は(１)の回路図に基づくベクトル解析図である。(1) is a schematic circuit diagram showing a connection state to a transformer according to Embodiment 1 of the present invention, and (2) is a vector analysis diagram based on the circuit diagram of (1). (１)は、本発明の実施例２に係るトランスへの結線状態を示す概略回路図であり、(２)は(１)の回路図に基づくベクトル解析図である。(1) is the schematic circuit diagram which shows the connection state to the transformer which concerns on Example 2 of this invention, (2) is a vector analysis figure based on the circuit diagram of (1). 実施例１に係るトランスを３個使用することによって、１００Ｖ出力の最大電圧を１．５倍になし得ることの説明図であって、(１)は実施例１のトランスをＵ相、Ｖ相およびＷ相の夫々に結線した場合の回路図、(２)は(１)の回路図に基づくベクトル解析図である。It is explanatory drawing that the maximum voltage of 100V output can be made 1.5 times by using three transformers concerning Example 1, (1) is U phase and V phase about the transformer of Example 1. And (2) is a vector analysis diagram based on the circuit diagram of (1).

図１は、本発明が実施される三相四線式インバータ発電機の全体回路を示している。なお、本発明が実施される対象は、三相四線式発電機であれば良く、インバータ方式の発電機に限定されるものではない。図１において参照符号１０は、１２０度の位相角で配置した３つの電機子巻線Ｕ、Ｖ、Ｗを有する三相交流発電機を示している。この三相交流発電機１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのような内燃エンジンにより回転駆動されて三相交流を発電する。前記三相交流発電機１０で発電された三相交流は、サイリスタやトライアック等の整流素子を備えたコンバータ１６に入力され、該コンバータ１６で直流に変換される。変換後の直流は、電解コンデンサ１８で平滑された後に、下流側に設けたインバータ２０で交流に変換される。該インバータ２０は、例えばIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)やパワーMOSFET等の自己消弧形スイッチング素子からなり、そのゲートを駆動して直流のオン・オフ切換え(スイッチング動作)を高速で行うことで、該直流を交流に変換する。 FIG. 1 shows an overall circuit of a three-phase four-wire inverter generator in which the present invention is implemented. In addition, the object which implements this invention should just be a three-phase four-wire generator, and is not limited to an inverter type generator. In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a three-phase AC generator having three armature windings U, V, and W arranged at a phase angle of 120 degrees. The three-phase AC generator 10 is rotationally driven by an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine to generate a three-phase AC. The three-phase alternating current generated by the three-phase alternating current generator 10 is input to a converter 16 having a rectifying element such as a thyristor or a triac, and is converted into direct current by the converter 16. The converted direct current is smoothed by the electrolytic capacitor 18 and then converted to alternating current by the inverter 20 provided on the downstream side. The inverter 20 is made of a self-extinguishing switching element such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor) or a power MOSFET, for example, and by driving its gate to switch on / off of DC (switching operation) at a high speed, The direct current is converted into alternating current.

図１に示すインバータ方式の三相交流発電機１０におけるコンバータ１６およびインバータ２０の各電気要素は、図示しない制御ユニットに内蔵した各種回路によって電気的な制御がなされる。また、図１に示す三相交流発電機１０は、マスター電機子巻線１０ａとスレーブ電機子巻線１０ｂとを有して、最終的に三相交流を出力するものである。このため前記コンバータは、前記マスター巻線１０ａが発電した三相交流を直流に変換する第１コンバータ１６ａと、前記スレーブ巻線１０ｂが発電した三相交流を直流に変換する第２コンバータ１６ｂとから構成される。これら第１および第２コンバータ１６ａ、１６ｂからの各直流は、前記インバータ２０において交流に変換され、得られた交流は各正弦波出力フィルタ２２を介して、Ｕ相端、Ｖ相端およびＷ相端に出力される。 The electric elements of the converter 16 and the inverter 20 in the inverter type three-phase AC generator 10 shown in FIG. 1 are electrically controlled by various circuits built in a control unit (not shown). Further, the three-phase AC generator 10 shown in FIG. 1 has a master armature winding 10a and a slave armature winding 10b, and finally outputs a three-phase AC. Therefore, the converter includes a first converter 16a that converts the three-phase alternating current generated by the master winding 10a into direct current, and a second converter 16b that converts the three-phase alternating current generated by the slave winding 10b into direct current. Composed. The direct currents from the first and second converters 16a and 16b are converted into alternating currents in the inverter 20, and the obtained alternating currents are passed through the sine wave output filters 22 to the U-phase end, the V-phase end, and the W-phase. Output to the end.

図１に示す前記三相四線方式の回路は、三相交流発電機１０の回路から引き出した位相０の中性線０に対し、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子を夫々共通に接続することで、Ｕ相−Ｗ相、Ｗ相−Ｖ相およびＵ相−Ｖ相の各相間に高い電圧を得る方式である。例えば、前記三相四線方式では、Ｕ相−Ｗ相、Ｖ相−Ｗ相およびＵ相−Ｖ相に何れもＡＣ２００Ｖが出力され、またＵ相−中性線０、Ｖ相−中性線０およびＷ相−中性線０の各端子にＡＣ１１５Ｖが出力される。 In the three-phase four-wire circuit shown in FIG. 1, the U-phase, V-phase, and W-phase terminals are commonly connected to the neutral wire 0 extracted from the circuit of the three-phase AC generator 10. Thus, a high voltage is obtained between each of the U phase-W phase, the W phase-V phase, and the U phase-V phase. For example, in the three-phase four-wire system, AC 200 V is output to all of the U-phase-W-phase, V-phase-W-phase, and U-phase-V-phase, and the U-phase-neutral wire 0, V-phase-neutral wire AC115V is output to each terminal of 0 and W phase-neutral wire 0.

(実施例１)
図１に示す三相四線式発電機の回路図において、長楕円形Ａで囲んだＵ相、Ｖ相およびＷ相の各ラインに対して、本発明の実施例１および実施例２に係るトランス２４が接続される。すなわち図２は、実施例１に係るトランス２４の結線状態を示すもので、該トランス２４の巻線比は、１次巻線２６に単相交流１１５Ｖを加えると、２次巻線２８に単相交流６０Ｖが出力される仕様に設定されている。先に説明したように、図１に示す三相四線式発電機では、前記中性点０の端子と、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子との間に単相交流１１５Ｖが出力される。従って、図２(１)のトランス２４では、該トランス２４における１次巻線２６の中性点Ｒを前記Ｕ相の端子に接続し、また該１次巻線２６の他端Ｓを三相四線式発電機における前記中性点０の端子に接続する。これにより前記トランス２４の前記１次巻線２６には単相交流１１５Ｖが加えられる。また、前記トランス２４における２次巻線２８の中性点Ｚの端子を、前記三相四線式発電機における前記中性点０にフィードバック接続する。これにより、前記２次巻線２８の他方の端子Ｔと、三相四線式発電機の前記Ｖ相との間には、その設定仕様に基づき単相交流１００Ｖが出力される。同様に、前記２次巻線２８の他方の端子Ｔと、三相四線式発電機の前記Ｗ相の端子との間にも単相交流１００Ｖが出力される。 (Example 1)
In the circuit diagram of the three-phase four-wire generator shown in FIG. 1, according to the first embodiment and the second embodiment of the present invention for the U-phase, V-phase, and W-phase lines surrounded by the ellipse A A transformer 24 is connected. That is, FIG. 2 shows the connection state of the transformer 24 according to the first embodiment. The winding ratio of the transformer 24 is such that when a single-phase AC 115V is applied to the primary winding 26, the secondary winding 28 is single-ended. The specification is such that 60V phase AC is output. As described above, in the three-phase four-wire generator shown in FIG. 1, a single-phase alternating current is connected between the terminal at the neutral point 0 and any one of the U-phase, V-phase, and W-phase terminals. 115V is output. 2 (1), the neutral point R of the primary winding 26 of the transformer 24 is connected to the U-phase terminal, and the other end S of the primary winding 26 is connected to the three-phase. Connect to the terminal of the neutral point 0 in the four-wire generator. As a result, a single-phase AC 115V is applied to the primary winding 26 of the transformer 24. The terminal of the neutral point Z of the secondary winding 28 in the transformer 24 is feedback-connected to the neutral point 0 in the three-phase four-wire generator. Thereby, 100 V of single phase alternating current is output based on the setting specification between the other terminal T of the secondary winding 28 and the V phase of the three-phase four-wire generator. Similarly, a single-phase AC 100V is also output between the other terminal T of the secondary winding 28 and the W-phase terminal of the three-phase four-wire generator.

図２(１)に示した回路から交流１００Ｖが出力される理由を、図２(２)のベクトル解析に基づき説明する。円Ｃの中心０を通る第１の半径が円Ｃと交わる点をＵとし、第１の半径に対し円弧角１２０°をなす第２の半径が円Ｃと交わる点をＶとする。また第２の半径に対し円弧角１２０°をなす第３の半径が円Ｃと交わる点をＷとする。１２０°は三相交流の位相角に等しいから、円Ｃの交点Ｕ、ＶおよびＷは、三相交流におけるＵ相、Ｖ相およびＷ相の位相とみなすことができる。また、円Ｃの中心０は、図１に示した三相四線式発電機における中性点０とみなすことができる。従って、円Ｃにおける第１の半径(０−Ｕ)の交点Ｕ、第２の半径(０−Ｖ)の交点Ｖおよび第３の半径(０−Ｗ)の交点Ｗには、図１で示した如く、各交点に１１５Ｖが出力されていると置き換えて考えることができる。図２(２)において、円Ｃの交点Ｖと交点Ｗとを直線で結ぶと、前記中心０との間には頂角３０°の二等辺三角形が形成される。この二等辺三角形の頂点(前記中心０)から底辺(Ｖ−Ｗ)に向けて下ろした垂線の長さは、前記三角形の一辺の長さが１１５でかつ頂角３０°であるから、函数計算により５７．５が求められる。前記垂線が二等辺三角形の底辺と交わる点をＺとすれば、頂角３０°の直角三角形(０−Ｖ−Ｔおよび０−Ｗ−Ｔ)が得られる。ここで各直角三角形の底辺(Ｖ−ＴおよびＷ−Ｔ)の長さｘは、高さ５７．５および頂角３０°が判っているので、次の式から求められる。
ｔａｎ３０°＝５７．５／ｘ
ｘ＝５７．５／ｔａｎ３０°
ｘ＝９９．５９≒１００
すなわち、Ｖ−ＴおよびＷ−Ｔは１００である。これは図２(２)の円Ｃにおいて、中心０からベクトルで５７．５だけ偏倚した個所(Ｔ)で、Ｖ相−ＮおよびＷ相−Ｎに夫々１００Ｖが出力されることを意味している。 The reason why AC 100V is output from the circuit shown in FIG. 2 (1) will be described based on the vector analysis of FIG. 2 (2). Let U be the point where the first radius passing through the center 0 of the circle C intersects the circle C, and V be the point where the second radius forming an arc angle of 120 ° with respect to the first radius will intersect the circle C. Also, let W be the point where the third radius forming an arc angle of 120 ° with respect to the second radius intersects the circle C. Since 120 ° is equal to the phase angle of the three-phase alternating current, the intersections U, V and W of the circle C can be regarded as the phases of the U phase, the V phase and the W phase in the three-phase alternating current. Further, the center 0 of the circle C can be regarded as a neutral point 0 in the three-phase four-wire generator shown in FIG. Therefore, the intersection U of the first radius (0-U), the intersection V of the second radius (0-V) and the intersection W of the third radius (0-W) in the circle C are shown in FIG. As can be seen, 115V is output at each intersection. In FIG. 2 (2), when an intersection V and an intersection W of a circle C are connected by a straight line, an isosceles triangle having an apex angle of 30 ° is formed between the center 0 and the center 0. The length of the perpendicular drawn from the vertex (center 0) of the isosceles triangle to the base (V-W) is 115. The length of one side of the triangle is 115 and the apex angle is 30 °. To obtain 57.5. If the point where the perpendicular intersects the base of the isosceles triangle is Z, right triangles (0-VT and 0-WT) with apex angles of 30 ° are obtained. Here, the length x of the base (VT and WT) of each right triangle is obtained from the following equation since the height 57.5 and the apex angle 30 ° are known.
tan30 ° = 57.5 / x
x = 57.5 / tan30 °
x = 99.59≈100
That is, VT and WT are 100. This means that in the circle C in FIG. 2 (2), 100V is output to the V-phase-N and the W-phase-N at the position (T) deviated by 57.5 from the center 0 by the vector. Yes.

(実施例２)
図３(１)は、実施例２に係るトランス２４の結線状態を示すもので、該トランス２４の１次巻線２６と２次巻線２８との巻線比は次の仕様になっている。すなわち、１次巻線２６に単相交流１１５Ｖを加えると、２次巻線２８には単相交流１５Ｖが出力される。図１に示す三相四線式発電機の前記中性点０の端子と、図３(１)に示すトランス２４における１次巻線２６の中性点Ｒ側を前記Ｕ相の端子に接続し、また該１次巻線２６の他端Ｓを前記三相四線式発電機における中性点０の端子に接続する。これにより前記１次巻線２６には単相交流１１５Ｖが加えられる。また、前記２次巻線２８において前記１５Ｖが出力される側の端子Ｔを前記三相四線式発電機における中性点０にフィードバック接続する。すると、前記Ｕ相の端子と前記トランス２４における２次巻線２８の中性点Ｚとの間に、単相交流１００Ｖが出力される。 (Example 2)
FIG. 3A shows the connection state of the transformer 24 according to the second embodiment, and the winding ratio between the primary winding 26 and the secondary winding 28 of the transformer 24 has the following specifications. . That is, when a single-phase AC 115 V is applied to the primary winding 26, a single-phase AC 15 V is output to the secondary winding 28. The neutral point 0 terminal of the three-phase four-wire generator shown in FIG. 1 and the neutral point R side of the primary winding 26 in the transformer 24 shown in FIG. 3 (1) are connected to the U-phase terminal. In addition, the other end S of the primary winding 26 is connected to the terminal of the neutral point 0 in the three-phase four-wire generator. As a result, a single-phase AC 115V is applied to the primary winding 26. Further, the terminal T on the side where the 15 V is output in the secondary winding 28 is feedback-connected to the neutral point 0 in the three-phase four-wire generator. Then, a single-phase AC 100 V is output between the U-phase terminal and the neutral point Z of the secondary winding 28 in the transformer 24.

図３(１)において、Ｕ相と前記トランス２４における２次巻線２８の中性点Ｚとの間に単相交流１００Ｖが出力される理由を、図３(２)のベクトル解析に基づいて説明する。図３(２)で０−Ｕ−Ｗを各頂点とする２等辺三角形は、底辺(Ｕ−Ｗ)が２００(Ｖ)であり、他の２辺(０−Ｕ、０−Ｗ)は１１５(Ｖ)であって、かつ内角は１２０°および６０°である。図３(１)で説明したように、前記トランス２４における２次巻線２８の１５Ｖ側である端子Ｔは中性点０へフィードバック接続されている。これをベクトル成分として考えると、図３(２)の０−Ｕ(１１５)に関して、前記中性点０から１５だけＵ相側へ偏倚した点ＺとＵ相との間は、１００(Ｖ)であることになる。すなわち、前記中性点０とＵ相との間に１００Ｖ(１１５Ｖでなく)が出力していることになる。 In FIG. 3A, the reason why a single-phase AC 100V is output between the U phase and the neutral point Z of the secondary winding 28 in the transformer 24 is based on the vector analysis of FIG. explain. In FIG. 3B, the isosceles triangle having 0-U-W as the vertices has a base (U-W) of 200 (V), and the other two sides (0-U, 0-W) have 115. (V) and the internal angles are 120 ° and 60 °. As described in FIG. 3A, the terminal T on the 15V side of the secondary winding 28 in the transformer 24 is feedback-connected to the neutral point 0. Considering this as a vector component, with respect to 0-U (115) in FIG. 3 (2), the point Z between the neutral point 0 to 15 and deviating to the U-phase side is 100 (V). It will be. That is, 100V (not 115V) is output between the neutral point 0 and the U phase.

(変更例)
実施例１および実施例２に示した仕様のトランス２４を、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相毎に使用することで、交流出力(ＫＶＡ)の増大を図ることができる。例えば、三相四線式インバータ発電機の電気容量が１０ＫＶＡの場合に、実施例１のマルチ出力対応にすると、Ｖ−０およびＷ−０には単相１００Ｖが出力されるので、各電気容量は３ＫＶＡ(合計３ＫＶ×２＝６ＫＶＡ)になる。 (Example of change)
The AC output (KVA) can be increased by using the transformer 24 having the specifications shown in the first and second embodiments for each of the U phase, the V phase, and the W phase. For example, when the electric capacity of a three-phase four-wire inverter generator is 10 KVA, if the multi-output support of the first embodiment is used, a single-phase 100 V is output to V-0 and W-0. Becomes 3KVA (total 3KV × 2 = 6KVA).

また前記トランス２４を、図４(１)に示すように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相毎に合計３個使用すると、単相交流１００Ｖ出力の電気容量は最大で９ＫＶＡまで得ることが可能になる。すなわち、図４(１)の結線図において、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の夫々に接続されるトランス２４から出力される単相交流１００Ｖをベクトル解析すると、図４(２)に示す通りである。図２および図３に関して述べた如く、中心角１２０°の半径と円Ｃとの交点をＵ、ＶおよびＷとしたとき、頂角６０°の正三角形Ｕ−Ｖ−Ｗが得られる。この正三角形の頂点Ｕ、ＶおよびＷから夫々中心Ｃを通過する垂線を下げて、各辺と交わる点をＺ、Ｙ、Ｘとすると、図２に関して述べたように、Ｕ−Ｘ、Ｕ−Ｙ、Ｖ−Ｘ、Ｖ−Ｚ、Ｗ−ＹおよびＷ−Ｚの夫々には、単相交流１００Ｖが出力される。すなわち、各相間の電圧容量は１．５ＫＶＡなので、合計９ＫＶＡ(１．５ＫＶＡ×６)の電圧容量が最大で得られる。 Also, as shown in FIG. 4 (1), when a total of three transformers 24 are used for each of the U-phase, V-phase, and W-phase, the electric capacity of a single-phase AC 100V output can be obtained up to 9 KVA. Is possible. That is, in the connection diagram of FIG. 4 (1), when a vector analysis is performed on the single-phase AC 100V output from the transformer 24 connected to each of the U phase, V phase, and W phase, the result is as shown in FIG. 4 (2). is there. As described with reference to FIGS. 2 and 3, when the intersections of the radius of the central angle of 120 ° and the circle C are U, V and W, an equilateral triangle UVW with an apex angle of 60 ° is obtained. If the perpendicular lines passing through the center C are lowered from the vertices U, V and W of the equilateral triangle, and the points intersecting each side are Z, Y and X, as described with reference to FIG. A single-phase alternating current of 100 V is output to each of Y, V-X, V-Z, W-Y, and W-Z. That is, since the voltage capacity between the phases is 1.5 KVA, a total voltage capacity of 9 KVA (1.5 KVA × 6) can be obtained at the maximum.

Claims

Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子と、位相０の端子とを有し、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子から三相交流電圧が出力され、前記位相０に対して前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかを組み合わせた２つの端子から単相交流電圧が出力される三相四線式発電機において、
１次巻線への入力電圧が約１１５Ｖのときに２次巻線に約６０Ｖの出力電圧が得られるトランスが設けられており、
前記位相０の端子と、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子とを前記トランスの１次巻線に接続すると共に、該トランスにおける２次巻線の中性点となる一端を前記位相０の端子に接続することで、
前記トランスにおける２次巻線の他端と、該トランスの１次巻線に接続されなかった前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子との間に約１００Ｖの単相交流が出力されるよう構成した
ことを特徴とする三相四線式発電機。 A U-phase, V-phase, and W-phase terminal, and a phase 0 terminal; a three-phase AC voltage is output from the U-phase, V-phase, and W-phase terminals; In a three-phase four-wire generator in which a single-phase AC voltage is output from two terminals combining any of the V phase and the W phase,
A transformer that provides an output voltage of about 60 V to the secondary winding when the input voltage to the primary winding is about 115 V is provided,
The phase 0 terminal and any one of the U-phase, V-phase, and W-phase terminals are connected to the primary winding of the transformer, and one end that is a neutral point of the secondary winding in the transformer By connecting to the phase 0 terminal,
A single-phase alternating current of about 100 V is output between the other end of the secondary winding of the transformer and any of the U-phase, V-phase, and W-phase terminals that are not connected to the primary winding of the transformer. A three-phase four-wire generator characterized by being configured as described above.

Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子と、位相０の端子とを有し、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の端子から三相交流電圧が出力され、前記位相０に対して前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかを組み合わせた２つの端子から単相交流電圧が出力される三相四線式発電機において、
１次巻線への入力電圧が約１１５Ｖのときに２次巻線に約１５Ｖの出力電圧が得られるトランスが設けられており、
前記位相０の端子と、前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子とを前記トランスの１次巻線に接続すると共に、該トランスにおける２次巻線の一端を前記位相０の端子に接続することで、
前記トランスにおける２次巻線の中性点になる他端と、該トランスの１次巻線に接続した前記Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の何れかの端子との間に約１００Ｖの単相交流が出力されるよう構成した
ことを特徴とする三相四線式発電機。 A U-phase, V-phase, and W-phase terminal, and a phase 0 terminal; a three-phase AC voltage is output from the U-phase, V-phase, and W-phase terminals; In a three-phase four-wire generator in which a single-phase AC voltage is output from two terminals combining any of the V phase and the W phase,
When the input voltage to the primary winding is about 115V, a transformer that provides an output voltage of about 15V to the secondary winding is provided,
The phase 0 terminal and any one of the U-phase, V-phase, and W-phase terminals are connected to the primary winding of the transformer, and one end of the secondary winding of the transformer is connected to the phase 0 terminal. By connecting to
A single phase of about 100 V between the other end that is the neutral point of the secondary winding in the transformer and any one of the U-phase, V-phase, and W-phase terminals connected to the primary winding of the transformer A three-phase four-wire generator characterized by being configured to output alternating current.