JP2023021483A - ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器、および、発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寿命の短い平滑用のコンデンサの交換を容易にすることが可能なブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器、および、発電装置を提供する。【解決手段】ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器は、ブラシレス同期発電機８の回転子の回転によって発電を行う永久磁石式発電機１の交流出力が入力され直流電圧を出力するダイオードブリッジ整流器２と、ダイオードブリッジ整流器２の直流出力を入り切りするスイッチング素子４と、スイッチング素子４に並列に接続される第１ダイオード６と、スイッチング素子４に直列に接続される第２ダイオード５と、ダイオードブリッジ整流器２からの出力電圧を平滑化する第１コンデンサ７ａと、第１コンデンサ７ａとダイオードブリッジ整流器２の出力部２１とを接続するケーブル１３と、当該出力部２１に接続され、スイッチング素子４の近傍に配置される第２コンデンサ７ｂと、を具備する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器、および、発電装置に関する。

同期機の交流出力電圧を調整するために、自動電圧調整器を配置することが知られている。

関連する技術として特許文献１には、同期機の励磁装置が開示されている。特許文献１に記載の同期機の励磁装置は、同期機の励磁電源を供給する励磁機と、前記同期機の交流出力電圧を調整する自動電圧調整器と、前記自動電圧調整器が出力する指令に応じて前記励磁機を励磁する電力を供給する蓄電装置とを具備する。

また、特許文献２には、電源装置が開示されている。特許文献２に記載の電源装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交直変換部と、コイルからなり前記交直変換部からの直流電力が供給される直流負荷とを備える。

特許第６３３４４３３号公報 特許第４８４８１０３号公報

ブラシレス同期発電機は、発電所等の設備として、１０年から３０年以上使用されることが多く、その間に、ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器についても、メンテナンスが行われる。当該メンテナンスは、自動電圧調整器の全体を交換すること、あるいは、メーカーに持ち帰られた自動電圧調整器をオーバーホールすることを含む。このため、メンテナンスに要する時間およびコストが大きい。

そこで、本発明の目的は、寿命の短い平滑用のコンデンサの交換を容易にすることが可能なブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器、および、発電装置を提供することである。また、本発明の任意付加的な目的は、限られたスペースに効率よく自動電圧調整器を配置するため、自動電圧調整器の本体部分と、交換部品である平滑用のコンデンサが配置される部分との分割配置構造を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の実施形態におけるブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器は、ブラシレス同期発電機の回転子の回転によって発電を行う永久磁石式発電機の交流出力が入力され直流電圧を出力するダイオードブリッジ整流器と、前記ダイオードブリッジ整流器の直流出力を入り切りするスイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列に接続される第１ダイオードと、前記スイッチング素子に直列に接続される第２ダイオードと、前記ダイオードブリッジ整流器からの出力電圧を平滑化する平滑用の第１コンデンサと、平滑用の前記第１コンデンサと前記ダイオードブリッジ整流器の出力部との間に配置され、平滑用の前記第１コンデンサと前記ダイオードブリッジ整流器の前記出力部とを電気的に接続するケーブルと、前記ダイオードブリッジ整流器の前記出力部に接続され、平滑用の前記第１コンデンサと比較して前記スイッチング素子の近傍に配置されるスイッチングサージ吸収用の第２コンデンサと、を具備することを特徴とする。

また、本発明の実施形態における発電装置は、上記ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器に加え、前記ブラシレス同期発電機を具備し、前記ブラシレス同期発電機は、回転シャフトと、前記回転シャフトに配置される主機界磁巻線と、前記主機界磁巻線に対向配置される主機電機子巻線と、を有する発電機本体と、前記回転シャフトに配置される励磁機電機子巻線と、前記励磁機電機子巻線に対向配置される界磁巻線と、を有する励磁機と、前記回転シャフトに配置される永久磁石と、前記永久磁石に対向配置される電機子巻線と、を有する前記永久磁石式発電機と、を備え、前記ダイオードブリッジ整流器には、前記永久磁石式発電機の前記電機子巻線から交流電流が供給され、前記励磁機の前記界磁巻線には、前記自動電圧調整器から直流電流が供給されることを特徴とする。

本発明により、寿命の短い平滑用のコンデンサの交換を容易にすることが可能なブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器、および、発電装置を提供することができる。

図１は、第１の実施の形態における自動電圧調整器、および、発電装置を模式的に示す主回路部構成図である。 図２は、三相全波整流後の電圧波形を模式的に示す電圧波形図である。 図３は、平滑用の第１コンデンサによる平滑後の電圧波形を模式的に示す電圧波形図である。 図４は、第１の実施の形態の第１変形例における自動電圧調整器、および、発電装置を模式的に示す主回路部構成図である。 図５は、ブラシレス同期発電機の一例を説明するための図である。 図６は、比較例における自動電圧調整器、および、発電装置を模式的に示す主回路部構成図である。

以下、実施形態におけるブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１、および、発電装置１００に関して、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同じ機能を有する部材、部位については、同一の符号が付され、同一の符号が付されている部材、部位について、繰り返しの説明は省略される。

（用語の定義）
本明細書において、「同期発電機」とは、界磁の作る磁界が電機子巻線を横切る回転速度に同期して電力を発電する交流発電機を意味する。また、「ブラシレス」とは、発電機本体の界磁巻線への給電が、回転子と固定子との間を連続的に電気的に接続するブラシを介さないで行われることを意味する。

本明細書において、ダイオードブリッジ整流器２から直流電圧が出力される部分のことを、「出力部２１」と呼ぶ。また、出力部２１のうち、電流の流れ方向にみてダイオードブリッジ整流器２の上流側の部分のことを「電流入力部２１ａ」と呼び、出力部２１のうち、電流の流れ方向にみてダイオードブリッジ整流器２の下流側の部分のことを「電流出力部２１ｂ」と呼ぶ。

本明細書において、「ケーブル１３」とは、電流を通す導線と、当該導線を絶縁被覆する絶縁被覆層とを有する電気的要素を意味する。

（第１の実施形態）
図１乃至図６を参照して、第１の実施形態におけるブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１、および、発電装置１００について説明する。図１は、第１の実施の形態における自動電圧調整器１１、および、発電装置１００を模式的に示す主回路部構成図である。図２は、三相全波整流後の電圧波形を模式的に示す電圧波形図である。図３は、平滑用の第１コンデンサ７ａによる平滑後の電圧波形を模式的に示す電圧波形図である。図４は、第１の実施の形態の第１変形例における自動電圧調整器１１、および、発電装置１００を模式的に示す主回路部構成図である。図４（ａ）には、本体ユニット３１に、サブユニット４１が接続された様子が示され、図４（ｂ）には、本体ユニット３１とサブユニット４１との間の接続が解除された様子が示されている。図５は、ブラシレス同期発電機８の一例を説明するための図である。図６は、比較例における自動電圧調整器１１’、および、発電装置１００’を模式的に示す主回路部構成図である。

（構成・作用）
図１に例示されるように、第１の実施形態におけるブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１は、ダイオードブリッジ整流器２と、スイッチング素子４と、第１ダイオード６と、第２ダイオード５と、平滑用の第１コンデンサ７ａと、ケーブル１３と、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂと、を備える。また、第１の実施形態における発電装置１００は、上述のブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１に加えて、ブラシレス同期発電機８を備え、当該ブラシレス同期発電機８は、永久磁石式発電機（ＰＭＧ）１と、励磁機９と、発電機本体１０と、を備える。

自動電圧調整器１１には、永久磁石式発電機（ＰＭＧ）１の交流出力が電源として入力される。また、自動電圧調整器１１は、スイッチング素子４の入り切りによって、励磁機９の界磁巻線３に流れる界磁電流を調整する。界磁巻線３を流れる界磁電流が調整されることにより、発電機本体１０の界磁巻線に流れる界磁電流が調整され、ブラシレス同期発電機８（換言すれば、発電機本体１０）の出力電圧が調整される。

図１に記載の例において、ダイオードブリッジ整流器２には、ブラシレス同期発電機８の回転子の回転によって発電を行う永久磁石式発電機１の交流出力が入力され、ダイオードブリッジ整流器２は、当該交流出力を整流して直流電圧を出力する。

より具体的には、ダイオードブリッジ整流器２には、永久磁石式発電機１の交流出力が入力され、電流入力部２１ａとしての第１導線Ｌ１から電流が入力される。また、ダイオードブリッジ整流器２は、電流出力部２１ｂとしての第２導線Ｌ２に電流を出力する。ダイオードブリッジ整流器２は、複数のダイオードが配置される並列回路を有し、第１導線Ｌ１からの電流が当該並列回路に分かれたあと第２導線Ｌ２で再結合するように構成される。図１に記載の例では、ダイオードブリッジ整流器２は、６個のダイオードを有している。

スイッチング素子４は、ダイオードブリッジ整流器２の直流出力を入り切りする。スイッチング素子４は、ダイオードブリッジ整流器２の直流出力を入り切りすることにより、ブラシレス同期発電機８の励磁機９の界磁巻線３に流れる直流電流の大きさを調整する。

第１ダイオード６は、スイッチング素子４に並列に接続される。第１ダイオード６は、スイッチング素子４がＯＮからＯＦＦに切り換えられるときの逆起電力によって生じる電流を還流させる。第１ダイオード６は、フリーホイールダイオードと呼ばれることもある。

第２ダイオード５は、スイッチング素子４に直列に接続される。第２ダイオード５は、スイッチング素子４が切りの状態の時（換言すれば、スイッチング素子４がＯＦＦの状態の時）にも、励磁機９の界磁巻線３に電流を継続して流す還流ダイオードとして機能する。換言すれば、スイッチング素子４が切りの状態の時、界磁巻線３からの電流は、第２ダイオード５を通って、界磁巻線３に戻る。図１に記載の例において、第２ダイオード５は、励磁機９の界磁巻線３と並列に接続されている。

図１に記載の例において、ダイオードブリッジ整流器２は、永久磁石式発電機１から出力される三相電圧を三相全波整流して直流電圧に変換する。しかし、三相全波整流しただけでは、図２に示されるように電圧波形に凹凸があり、ダイオードブリッジ整流器２の出力は、安定した直流電圧とならない。更に、永久磁石式発電機１から出力される電圧波形は正弦波ではなく歪がある。以上のことから、ダイオードブリッジ整流器２の出力をそのまま励磁電源として使用することは、品質の観点から好ましくない。

ダイオードブリッジ整流器２からの出力を、コンデンサ７を用いて平滑化するだけであれば、図６に例示される比較例における自動電圧調整器１１’で十分である。図６に記載の例では、コンデンサ７は、ダイオードブリッジ整流器２からの出力電圧を平滑化することができ、かつ、スイッチング素子４のスイッチング動作に伴うスイッチングサージも吸収することができる。

しかし、図６に記載の例では、スイッチングサージを吸収するためにコンデンサ７をスイッチング素子４の近傍に配置せざるを得ず、スイッチング素子４の近傍に配置されたコンデンサ７を交換する際の作業負担と作業コストが大きい。特に、コンデンサ７として、容量およびコストの観点から、容量単価の低い電解コンデンサが使用される場合、電解コンデンサが他の電子部品と比較して短寿命であることに起因して、ブラシレス同期発電機８の寿命まで、何度もコンデンサ７を交換する必要がある。例えば、電解コンデンサは電解液を内部に封入するためにゴムが使用されており、この封入ゴムの劣化が電解コンデンサの寿命を短くする。

そこで、第１の実施形態では、図６におけるコンデンサ７が有する２つの機能を、平滑用の第１コンデンサ７ａと、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂとに分けて分担させる。より具体的には、図１に例示されるように、第１の実施形態におけるブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１は、平滑用の第１コンデンサ７ａと、平滑用の第１コンデンサ７ａとダイオードブリッジ整流器２の出力部２１とを電気的に接続するケーブル１３と、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂと、を備える。

平滑用の第１コンデンサ７ａは、ダイオードブリッジ整流器２からの出力電圧を平滑化する（図３を参照。）。当該平滑化により、励磁機９の界磁巻線３に供給される直流電流の質が向上する。

ケーブル１３は、平滑用の第１コンデンサ７ａとダイオードブリッジ整流器２の出力部２１との間に配置され、平滑用の第１コンデンサ７ａとダイオードブリッジ整流器２の出力部２１とを電気的に接続する。図１に記載の例では、ケーブル１３の第１端部が、ダイオードブリッジ整流器２の電流入力部２１ａ（より具体的には、第１導線Ｌ１）に接続され、ケーブル１３の第２端部が、ダイオードブリッジ整流器２の電流出力部２１ｂ（より具体的には、第２導線Ｌ２）に接続されている。

なお、第１の実施形態において、平滑用の第１コンデンサ７ａとダイオードブリッジ整流器２の出力部２１とを接続する電流路の全体がケーブル１３によって構成されている必要はない。換言すれば、平滑用の第１コンデンサ７ａとダイオードブリッジ整流器２の出力部２１とを接続する電流路の一部がケーブル１３によって構成され、当該電流路の他の一部がケーブル１３以外の電気的要素によって構成されていても構わない。

図１に記載の例では、平滑用の第１コンデンサ７ａは、ケーブル１３を介してダイオードブリッジ整流器２の出力部２１に接続されている。よって、平滑用の第１コンデンサ７ａを、ダイオードブリッジ整流器２の出力部２１およびスイッチング素子４から十分に離れた位置に配置することができる。

励磁電源であるダイオードブリッジ整流器２の出力電圧波形を十分に平滑させるためには、平滑用の第１コンデンサ７ａのサイズは大きく、あるいは、平滑用の第１コンデンサ７ａの個数は多い。換言すれば、第１の実施形態におけるブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１は、平滑用の第１コンデンサ７ａを有し、平滑用の第１コンデンサ７ａによって占有されるスペースは相対的に大きい。第１の実施形態では、平滑用の第１コンデンサ７ａが、ケーブル１３を介して、ダイオードブリッジ整流器２およびスイッチング素子４から離れた位置に引き出されているため、ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１のうち、平滑用の第１コンデンサ７ａを除く自動電圧調整器の本体部分３０（より具体的には、後述の本体ユニット３１）のサイズをコンパクトにすることができる。また、当該自動電圧調整器１１の本体部分３０と、平滑用の第１コンデンサ７ａとが、フレキシブルなケーブル１３によって接続されているため、自動電圧調整器１１の本体部分３０を配置する位置と、平滑用の第１コンデンサ７ａを配置する位置との間の位置関係の自由度が大きい。よって、限られた制御盤内のスペース（あるいは、限られた制御ボックスまたは制御室内のスペース）に、柔軟かつ効率的に、自動電圧調整器１１の本体部分３０と、平滑用の第１コンデンサ７ａとを分割して配置することができる。また、ケーブル１３の長さを長くすれば、自動電圧調整器１１の本体部分３０が配置される制御盤、制御ボックス、あるいは、制御室とは異なるスペースに、平滑用の第１コンデンサ７ａを遠隔配置することもできる。

図１に記載の例では、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂは、ダイオードブリッジ整流器２の出力部２１に接続されている（より具体的には、第１導線Ｌ１および第２導線Ｌ２に接続されている。）。また、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂは、平滑用の第１コンデンサ７ａと比較して、スイッチング素子４の近傍に配置されている。スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂが、スイッチング素子４の近傍に配置されることにより、第２コンデンサ７ｂは、スイッチング素子４のＯＮ／ＯＦＦの切り換えに起因するスイッチングサージを効果的に吸収する。図１に記載の例では、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂは、直列に互いに接続されたスイッチング素子４および第２ダイオード５に、並列に接続されている。また、図１に記載の例では、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂは、平滑用の第１コンデンサ７ａに、並列に接続されている。

（効果）
第１の実施形態におけるブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１、および、発電装置１００では、平滑用の第１コンデンサ７ａをダイオードブリッジ整流器２の出力部２１に接続するケーブル１３を備える。当該ケーブル１３が介在することにより、平滑用の第１コンデンサ７ａをダイオードブリッジ整流器２およびスイッチング素子４から十分に離れた位置に配置することができる。その結果、第１コンデンサ７ａの交換に対する作業負担と作業コストとを低減することができる。また、第１コンデンサ７ａを適時に交換することにより、発電装置１００を、長期間、安定的に使用することができる。また、大きなスペースを占有する平滑用の第１コンデンサ７ａがケーブル１３によって引き出された位置に配置されることとなるため、平滑用の第１コンデンサ７ａを除く自動電圧調整器１１の本体部分３０のサイズをコンパクトにすることができる。さらに、ケーブル１３を介在させることにより、自動電圧調整器１１の本体部分３０を配置する位置と、平滑用の第１コンデンサ７ａを配置する位置との間の位置関係の自由度が大きくなるため、限られたスペースに、柔軟かつ効率的に、自動電圧調整器の本体部分３０と、平滑用の第１コンデンサ７ａとを分割して配置することができる。

第１の実施形態では、第１コンデンサ７ａがスイッチング素子４から離れた位置に配置されることより、第１コンデンサ７ａとスイッチング素子４との間の配線経路長が増加し、配線インダクタンスが増加し、その結果、第１コンデンサ７ａは、スイッチング素子４のＯＮ／ＯＦＦの切り換えに起因するスイッチングサージを十分に吸収することができない。しかし、第１の実施形態では、スイッチング素子４の近傍にスイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂが別途設けられているため、スイッチング素子４のＯＮ／ＯＦＦの切り換えに起因するスイッチングサージを、当該スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂによって効果的に吸収することができる。

続いて、図１、図４、および、図５を参照して、第１の実施形態において採用可能な任意付加的な構成について説明する。

（平滑用の第１コンデンサ７ａの種類）
ダイオードブリッジ整流器２の出力電圧波形を十分に平滑させるため、容量の大きな平滑用の第１コンデンサ７ａが必要となる。平滑用の第１コンデンサ７ａとして電解コンデンサが用いられる場合、大きな容量を安価に確保することができる。また、第１の実施形態では、平滑用の第１コンデンサ７ａが、ケーブル１３によってダイオードブリッジ整流器２から引き出された位置にあるため、平滑用の第１コンデンサ７ａとして機能する電解コンデンサの交換が容易である。

（スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂの種類）
スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂに必要な容量は、平滑用の第１コンデンサ７ａに必要な容量よりも小さい。スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂとして、例えば、フィルムコンデンサ（プラスチックフィルムを誘電体として利用したコンデンサ）が用いられる。スイッチング素子４の近傍に配置されるスイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂとしてフィルムコンデンサが用いられる場合、フィルムコンデンサの長寿命特性により、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂの交換作業が不要となる。

ケーブル１３を介してダイオードブリッジ整流器２の出力部２１に接続される平滑用の第１コンデンサ７ａとして電解コンデンサを用い、スイッチング素子４の近傍に配置されるスイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂとしてフィルムコンデンサを用いる場合、通常のメンテナンスに際して、ダイオードブリッジ整流器２から離れた位置にある平滑用の第１コンデンサ７ａのみを交換すれば足りる。よって、メンテナンスの作業負担と作業コストとを低減することができる。

（コネクタ１２）
図１に記載の例では、自動電圧調整器１１は、コネクタ１２を備える。また、ケーブル１３は、コネクタ１２を介して、平滑用の第１コンデンサ７ａとダイオードブリッジ整流器２の出力部２１とを電気的に接続する。この場合、コネクタ１２による接続を解除することにより、平滑用の第１コンデンサ７ａを、自動電圧調整器１１から電気的かつ物理的に分離することができる。よって、平滑用の第１コンデンサ７ａの交換作業を安全かつ容易に実施することができる。

図４には、第１の実施形態の第１変形例におけるブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１、および、発電装置１００が模式的に示されている。

図４に記載の例では、ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１は、本体ユニット３１と、サブユニット４１とを備える。サブユニット４１は、本体ユニット３１にケーブル１３を介して接続される。

本体ユニット３１には、ダイオードブリッジ整流器２と、スイッチング素子４と、第１ダイオード６と、第２ダイオード５と、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂとが配置される。また、サブユニット４１には、平滑用の第１コンデンサ７ａが配置される。

サブユニット４１に、平滑用の第１コンデンサ７ａが配置される場合、サブユニット４１を交換するだけで、第１コンデンサ７ａの交換を行うことができる。また、サブユニット４１に、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂ等は含まれていないため、サブユニット４１の交換によって、交換が不要な部品まで交換されてしまうことがない。なお、図４には、サブユニット４１に２個の平滑用の第１コンデンサ７ａが配置された様子が示されているが、サブユニット４１に配置される平滑用の第１コンデンサ７ａの数が２個に限定されないことは言うまでもない。

また、図４に記載の例では、本体ユニット３１とサブユニット４１とがフレキシブルなケーブル１３を介して接続されている。このため、本体ユニット３１と、サブユニット４１とを、限られたスペースに、柔軟かつ効率的に配置することができる。

図４に記載の例では、ケーブル１３の少なくとも一部を構成する第１ケーブル１３ａの端部にコネクタ１２の第１部分１２ａが配置され、本体ユニット３１にコネクタ１２の第２部分１２ｂが配置されている。第１部分１２ａと第２部分１２ｂとが接続されることにより、平滑用の第１コンデンサ７ａが、ダイオードブリッジ整流器２の出力部２１に電気的に接続される（図４（ａ）を参照。）。また、第１部分１２ａが第２部分１２ｂから分離されることにより、本体ユニット３１からサブユニット４１が電気的かつ物理的に分離される（図４（ｂ）を参照。）。よって、平滑用の第１コンデンサ７ａを交換するに際して、本体ユニット３１をメーカーに持ち帰る必要はない。また、他の平滑用の第１コンデンサ７ａを備えた他のサブユニット４１をスペアとして用意しておけば、本体ユニット３１からサブユニット４１が電気的かつ物理的に分離された後、本体ユニット３１に、当該他の平滑用の第１コンデンサ７ａを備えた当該他のサブユニット４１を速やかに接続することができる。よって、平滑用の第１コンデンサ７ａの交換に要する作業時間が大幅に短縮される。

図４に記載の例では、本体ユニット３１内にケーブル１３の一部を構成する第２ケーブル１３ｂが配置され、ダイオードブリッジ整流器２の出力部２１とコネクタ１２の第２部分１２ｂとの間の電流路が当該第２ケーブル１３ｂによって構成されている。なお、ダイオードブリッジ整流器２の出力部２１とコネクタ１２の第２部分１２ｂとの間の電流路の少なくとも一部は、第２ケーブル１３ｂ以外の電気的要素によって構成されていてもよい。

本体ユニット３１は、ダイオードブリッジ整流器２、スイッチング素子４、第１ダイオード６、第２ダイオード５、および、スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ７ｂを囲む第１筐体３１０を有していてもよい。また、サブユニット４１は、平滑用の第１コンデンサ７ａを囲む第２筐体４１０を有していてもよい。

（ブラシレス同期発電機８）
図５に記載の例において、ブラシレス同期発電機８は、回転子（より具体的には、回転シャフト１４）と、発電機本体１０と、励磁機９と、永久磁石式発電機１とを備える。

図５に記載の例において、回転シャフト１４は、原動機５０の出力軸に機械的に連結されている。よって、ブラシレス同期発電機８は、原動機５０の出力軸の回転エネルギを利用して発電を行うことができる。

発電機本体１０は、回転シャフト１４に配置される主機界磁巻線１０ａと、主機界磁巻線１０ａに対向配置される主機電機子巻線１０ｂとを有する。主機電機子巻線１０ｂは、固定子側に配置される。ブラシレス同期発電機８の発電機出力は、主機電機子巻線１０ｂを介して、ブラシレス同期発電機８の外部に取り出される。

励磁機９は、回転シャフト１４に配置される励磁機電機子巻線９ａと、励磁機電機子巻線９ａに対向配置される界磁巻線３とを有する。界磁巻線３は、固定子側に配置される。界磁巻線３には、ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１から直流電流が供給される。また、界磁巻線３を流れる直流電流によって生成される磁界と、回転シャフト１４の回転に伴って移動する励磁機電機子巻線９ａとの間の電磁気的作用によって、励磁機電機子巻線９ａに交流電流が生成される。生成された交流電流は、励磁機電機子巻線９ａと主機界磁巻線１０ａとの間に配置される回転整流器によって直流電流に変換され、変換された直流電流が、主機界磁巻線１０ａに供給される。

永久磁石式発電機１は、回転シャフト１４に配置される永久磁石１ａ（より具体的には、回転シャフト１４の軸端部分に配置される永久磁石１ａ）と、永久磁石１ａに対向配置される電機子巻線１ｂとを有する。電機子巻線１ｂは、固定子側に配置される。回転シャフト１４の回転に伴って電機子巻線１ｂに交流電流が流れ、当該交流電流が、電機子巻線１ｂからブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器１１のダイオードブリッジ整流器２に供給される。

本発明は上記実施形態または変形例に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施形態又は変形例は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、実施形態又は変形例における任意付加的な構成は、適宜省略可能である。

１…永久磁石式発電機、１ａ…永久磁石、１ｂ…電機子巻線、２…ダイオードブリッジ整流器、３…界磁巻線、４…スイッチング素子、５…第２ダイオード、６…第１ダイオード、７…コンデンサ、７ａ…平滑用の第１コンデンサ、７ｂ…スイッチングサージ吸収用の第２コンデンサ、８…ブラシレス同期発電機、９…励磁機、９ａ…励磁機電機子巻線、１０…発電機本体、１０ａ…主機界磁巻線、１０ｂ…主機電機子巻線、１１…自動電圧調整器、１１’…自動電圧調整器、１２…コネクタ、１２ａ…コネクタの第１部分、１２ｂ…コネクタの第２部分、１３…ケーブル、１３ａ…第１ケーブル、１３ｂ…第２ケーブル、１４…回転シャフト、２１…出力部、２１ａ…電流入力部、２１ｂ…電流出力部、３０…本体部分、３１…本体ユニット、４１…サブユニット、５０…原動機、１００…発電装置、１００’…発電装置、３１０…第１筐体、４１０…第２筐体、Ｌ１…第１導線、Ｌ２…第２導線

Claims (5)

1. ブラシレス同期発電機の回転子の回転によって発電を行う永久磁石式発電機の交流出力が入力され直流電圧を出力するダイオードブリッジ整流器と、
   前記ダイオードブリッジ整流器の直流出力を入り切りするスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子に並列に接続される第１ダイオードと、
   前記スイッチング素子に直列に接続される第２ダイオードと、
   前記ダイオードブリッジ整流器からの出力電圧を平滑化する平滑用の第１コンデンサと、
   平滑用の前記第１コンデンサと前記ダイオードブリッジ整流器の出力部との間に配置され、平滑用の前記第１コンデンサと前記ダイオードブリッジ整流器の前記出力部とを電気的に接続するケーブルと、
   前記ダイオードブリッジ整流器の前記出力部に接続され、平滑用の前記第１コンデンサと比較して前記スイッチング素子の近傍に配置されるスイッチングサージ吸収用の第２コンデンサと
   を具備する
   ブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器。
2. 前記ケーブルを介して前記ダイオードブリッジ整流器の前記出力部に接続される平滑用の前記第１コンデンサは、電解コンデンサであり、
   平滑用の前記第１コンデンサと比較して前記スイッチング素子の近傍に配置されるスイッチングサージ吸収用の前記第２コンデンサは、フィルムコンデンサである
   請求項１に記載のブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器。
3. コネクタを更に具備し、
   前記ケーブルは、前記コネクタを介して、平滑用の前記第１コンデンサと前記ダイオードブリッジ整流器の前記出力部とを電気的に接続する
   請求項１または２に記載のブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器。
4. 本体ユニットと、
   前記本体ユニットに前記ケーブルを介して連結されるサブユニットと
   を具備し、
   前記本体ユニットには、前記ダイオードブリッジ整流器と、前記スイッチング素子と、前記第１ダイオードと、前記第２ダイオードと、スイッチングサージ吸収用の前記第２コンデンサとが配置され、
   前記サブユニットには、平滑用の前記第１コンデンサが配置される
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のブラシレス同期発電機用の自動電圧調整器と、
   前記ブラシレス同期発電機と
   を具備し、
   前記ブラシレス同期発電機は、
   回転シャフトと、
   前記回転シャフトに配置される主機界磁巻線と、前記主機界磁巻線に対向配置される主機電機子巻線と、を有する発電機本体と、
   前記回転シャフトに配置される励磁機電機子巻線と、前記励磁機電機子巻線に対向配置される界磁巻線と、を有する励磁機と、
   前記回転シャフトに配置される永久磁石と、前記永久磁石に対向配置される電機子巻線と、を有する前記永久磁石式発電機と
   を備え、
   前記ダイオードブリッジ整流器には、前記永久磁石式発電機の前記電機子巻線から交流電流が供給され、
   前記励磁機の前記界磁巻線には、前記自動電圧調整器から直流電流が供給される
   発電装置。

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