JP2755638B2 - 高エネルギーパルス形成発電機 - Google Patents

高エネルギーパルス形成発電機

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JP2755638B2 JP63504219A JP50421988A JP2755638B2 JP 2755638 B2 JP2755638 B2 JP 2755638B2 JP 63504219 A JP63504219 A JP 63504219A JP 50421988 A JP50421988 A JP 50421988A JP 2755638 B2 JP2755638 B2 JP 2755638B2
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    • HELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気エネルギーのパルス発生、更に詳しくは
持続時間の短い高エネルギーの電力パルスを生成しかつ
適応性の高いパルス波形を提供するための装置および方
法に関する。
パルス電源装置は、国土の防衛、核融合、宇宙産業の
分野および製造工業に用途を有する技術の一つを代表す
るものである。用途に応じて種々の電流パルス波形と電
圧パルス波形を発生することが、パルス電源装置に対し
て要求されている。例えば、電磁式の発射装置は高電流
の通例方形のパルスを必要とする。そのような発射装置
に供給されるエネルギーのレベルは一般に10メガジュー
ルのオーダーである。電磁発射装置および高エネルギー
レーザーにおける比較的最近の開発に伴ない、特殊な波
形の高レベルの電気エネルギーが新たに必要とされるよ
うになって来た。
最近まで、パルス電力はコンデンサその他の電気エネ
ルギー蓄積装置を用いて供給されてきた。しかし、これ
ら装置はコストが高く、エネルギー蓄積能力が低いため
に全般的に不満足で、より適当な電源装置が求められて
いる。
このような、より適当なパルス電源装置の研究結果
が、米国特許第4200831号明細書に示されている。補償
型パルス同期発電機では、補償巻線を用いて、ピーク出
力の瞬間に発電機の内部インピーダンスを減少させるこ
とによって、短時間・高エネルギーパルスを発生してい
る。その結果、発電機の出力電流が増加する。しかし、
補償型パルス発電機に対する制約の一つに、発生した電
流パルス波形と電圧パルス波形の性質上、その適応性に
対する制限がある。
本発明は、前記の付加特性として、パルスの性質上高
度の適応性を有する高エネルギー電力パルスを発生する
ことのできる補償型パルス発電機を達成するものであ
る。この装置は、慣性エネルギー蓄積装置を有する単相
で、2極交流発電機又は多極交流発電機であり、通常、
方形のフラット電流パルスを必要とする電磁式の発射装
置のような装置に出力を供給するために使うことができ
る。一方、この装置は、実質上特別の用途や望む波形に
よるどんな波形の電気パルスも生成できる。例えば、所
定の負荷に対しては一定に増減する出力電流パルスが必
要である。あるいは、通例、凹みの多い方形パルスが望
ましい。本発明により、このようなパルスの生成が可能
である。
高エネルギーの電気パルスを生成する本発明による方
法は、通例2つの段階をとる。まず最初に界磁巻線と電
機子巻線を使用する発電機中に磁束が分布される。次
に、磁束は、選択された領域において圧縮あるいは変形
され、電機子巻線の起電力を励磁するような決った磁束
パターンを生成する。誘起起電力が誘導されて発生した
出力電力は、使用目的に応じた磁束パターンにより決定
される特徴をもつ。
本発明によるパルス形成発電機は、通例、不均一また
は非対称のパターンの磁束を発生させる磁束パターン機
構、その磁束中を回転して所定波形の出力電気パルスを
発生する電機子巻線を備える。その場合、パルス波形は
不均一磁束パターンに依存する。不均一磁束パターン
は、高調波を発生するように分布さされた界磁巻線を使
用して決定される。その界磁巻線は、不均一分布あるい
は相関的な配置あるいはその組合せをとる。他の波形を
得るため、または磁束パターンを任意のものにするた
め、能動補償手段又は受動補償手段を備えることができ
る。補償コイルを使用して磁束分布を積極的に強化した
り、あるいは、選択された導電領域や不導電領域を持つ
シールドを使用し、磁束分布を受動的に強化することに
より、選ばれた領域内の磁束を圧縮することができる。
択一的に、又、更に付け加えて、電機子巻線は、不均一
または非対称の、異なったコイルの不均衡な磁束の結果
として生ずる有機起電力が変化し、その結果、出力パル
スが変化する。
多くの技術を使うためには、設計・製造の工程におい
てその技術が装置に組立てられるようになるまでに高め
られなければならないが、含まれるべき特徴は択一的に
使用したりしなかったりするが、磁束パターンや出力パ
ルスを大幅に慣性化する。例えば、選択された界磁コイ
ルはようような電力源から供給され、この出力源の変化
は磁束パターンを変化させる。
第1A図は、界磁コイルをもつグラム・リングを示す。
第1B図は、磁束波形と第1A図のコイルにより生ずる電
機子誘起起電力の波形を示す。
第2A図は、2つの界磁コイルのみをもつグラムリング
を示す。
第2B図、第2C図は、磁束密度分布と、第2A図の分布の
ために発生した電機子の電圧を示す。
第3A図は、界磁巻線とそれに対する周方向磁束密度分
布を示す。
第3B図は、全ピッチ全振幅巻線、半ピッチ半振幅巻
線、1/4ピッチ1/4振幅巻線の組合せから成る磁束密度分
布を示す。
第3C図は、第3B図のそれぞれの巻線の成分磁束分布を
示す。
第4図は、補償巻線を電機子に付加したときの発生電
圧の効果を示す。
第5図は、異なったコイルピッチをもつ波巻コイルと
重ね巻コイルの組合せである電機子巻線を示す。
第6A図及び第6B図は、それぞれに、電流フラットパル
ス装値の電機子巻線とそれに係わる補償巻線を示す。
第7図は、基本波用界磁巻線および高調波用界磁巻線
と、不均一に配置されたシールドを示す本発明の好まし
い実施態様によるロータの横断面図である。
第8図は、好ましい実施態様により発生した出力電流
波形を示す。
米国特許第4200830号明細書は、電機子のまわりに導
電シェルをもつ固定配置の界磁巻線内に回転電機子をも
つ補償型パルス発生交流発電機を開示している。固定側
または回転側配置の補償巻線は、交流発電機の出力電圧
を増加させるためや出力ピーク時の交流発電機の内部イ
ンピーダンスを減少させるために使用される。前記特許
明細書に開示されている事項は、ここではその再掲を省
略する。本発明は、前記特許に開示された発明に対し、
特許すべき利点があると考えられる。
また、本願発明に関連する文献として、S.B.Pratap,
M.D.Driga,W.F.Weldon.M.L.Spanの4氏の著作「コンパ
ルセータ・ドライブ・レールガン」と題する記事があ
る。この記事の内容も本願発明に関連性のあるものであ
るが、ここでは省略する。
基本的に、発電機、交流発電機は2つの基本的構成部
品をもつ。それは、まず界磁巻線であり、界磁電流が流
れるコイルあるいはコイル群からなっている。この界磁
巻線に流れる界磁電流はコイルの近くに磁界を発生す
る。この磁界は通例、「磁力線」と称される。電機子巻
線は界磁巻線から離れて配置されるコイルであり、回転
することにより、界磁巻線およびそれを通流する界磁電
流に依存して発生した磁束に鎖交する。この鎖交時に、
周知の電磁理論に従って、電機子巻線に誘起起電力すな
わち電圧が生じる。電機子巻線に電気的負荷が接続され
ると、誘起起電力により電流が流れる。このように、出
力電圧と出力電流は発電機により生成される。この発電
機の動作原理は、当該技術分野では周知である。
本発明は、特別な構成の界磁コイル、もしくは何らか
の形の能動補償手段および受動補償手段を用いたパルス
発電機内に使用者の要望に従った磁束パターンを発生す
ることを含む。更に、または別法として、不均一もしく
は非対称の電機子巻線を、出力電圧もしくは出力電流の
波形を使用目的に合せるために使用することもできる。
本発明は、電流パルスの波形に高度の適応性を有する短
時間・高エネルギーパルスの生成を可能とするものであ
る。パルス波形は、界磁巻線によって形成され電機子巻
線が鎖交する磁束の分布を変えること、即ち使用目的に
合せることによって制御することができる。磁束分布
は、下記に説明する種々の方法で、または各種の方法を
組合せて使用目的に合せることができる。
本発明の1つの応用例は、短時間方形波の大量の電気
エネルギーを電磁発射装置に使用するためのパルス形成
発電機に関する。この応用例では、立上り時間の速いフ
ラットパルスが特に好ましい。そのような波形を発生す
るために使用することのできる各種の別法について述
べ、好ましい実施態様について説明する。
方形のフラット電流パルスまたはその他の所要の波形
を本発明に従って発生する場合、一般に2段階で行なわ
れる。第一に、基本波磁束分布が界磁コイルを用いて作
られる。次に、磁束を「圧縮」するか、または非選択領
域に対する選択領域に変化を生じ、その結果、基本波磁
束分布に変化を生じ、更に磁束分布を使用目的に合せら
れる。
方形フラットパルスを発生するための好ましい方法
は、ランプ磁束分布を生成するために磁場に高調波用巻
線を利用するものである。選択領域内の磁束を他の選択
領域に対して圧縮するために、界磁と電機子の間に不均
一分布の導電性シールドが挿入される。
第2A図はリング状鉄心上に2個の界磁コイルを巻装し
た界磁を示すものである。矢印の示す方向に流れる界磁
電流によって、第2B図に示すような磁束密度分布が生ず
る。第2B図に示した磁束密度のもとで電機子巻線を回転
させることにより、電機子巻線には、第2C図に示す電圧
を発生する。第2B図および第2C図から分かるように、一
次すなわち基本波用界磁巻線のみを使用すると、その大
きさにかなり変動を生じる電圧パルスを発生する。
第1A図には、より多くの界磁コイルを配置した例を示
す。隣接する界磁コイル中では、電流は矢印で示すよう
に反対方向に流れ、界磁コイル間の間隔を通って内側と
外側へ交互に向かう磁束パターンを生じ、その結果、界
磁と電機子との間の結合が改善される。第1B図に、第1A
図の界磁巻線から生じる磁束密度Bと電機子内に誘起さ
れる起電力の波形を示す。
方形のフラット電流波形に対しては、所要の界磁磁束
分布中では第2高調波および第4高調波が支配的であ
る。この2種の高調波は第2B図の磁束分布内に存在し、
半ピッチ巻および4分の1ピッチ巻と基本ピッチ巻また
は全ピッチ巻との結合によって発生される。半ピッチ巻
は、基本ピッチ巻のスパンにおける極間角度の半分の極
間角度を持つ巻線である。同ように4分の1巻は基本ピ
ッチ巻のスパンにおける極間隔の4分の1の極間角度を
持つ巻線である。従って、例えば、基本ピッチ巻の極間
スパンが180゜であれば、半ピッチ巻のスパンは90゜で
あり、また4分の1ピッチ巻のスパンは45゜である。こ
れは、鉄心を有する発電機を考えることによって、より
良く理解することができる。
第3A図に示した突極または集中巻界磁巻線の場合に
は、周方向磁束密度分布は第3A図に示したようになる。
この分布は発電機のすべての極について同じである。こ
の集中巻界磁巻線は、全ピッチ・全振幅巻線と呼ばれ、
基本ピッチ巻である。この巻線に加えて、半ピッチ・半
振幅巻線と4分の1ピッチ・4分の1振幅巻線も可能で
あり、その場合に生じる周方向磁束密度分布は第3B図に
示す通りである。第3C図に全ピッチ、半ピッチおよび4
分の1ピッチ巻の夫々によって得られる成分磁束密度分
布を示した。かくして、半ピッチ・半振幅巻線および4
分の1ピッチ・4分の1振幅巻線は界磁巻線によって生
じる周方向磁束密度分布、従って生成磁束中を回転する
電機子中に誘起される起電力を変化させる効果を有す
る。
もちろん、半ピッチ巻線および4分の1ピッチ巻線中
の界磁電流の振幅は変化し、また全ピッチ巻線中の電流
の振幅の半分および4分の1であることは要しない。そ
れぞれの巻線中の電流の振幅は互いに影響されず、磁束
密度分布の成分の大きさにも無影響であることができ
る。
半ピッチ巻線および4分の1巻線は、全ピッチ巻線に
対応する位置に配置されるか、または所要の角度だけ、
もしくくは所要の間隔でずらすことができる。これらの
変数は、全ピッチ、半ピッチおよび4分の1巻線の間の
極間角度と同ように、所要の出力パルスの特性によって
決定される。また全ピッチ、半ピッチおよび4分の1ピ
ッチ巻線の数が変ると、磁束パターンが変化し、それぞ
れの種類の巻線の数は、それと異なる種類の巻線の数と
異なることができる。フラットな電流パルスについて
は、半ピッチ巻線と4分の1巻線は、好ましくは全ピッ
チ巻線に対応する位置に、等間隔の巻線間隔で配置され
る。この好ましい実施態様を、更に詳細に下記に説明す
る。
更に、種々の界磁巻線を設計し、特定の機械に組込む
こともできるが、磁束密度を、また従って出力パルスの
波形を別の使用目的に合うようにそれらの使用を選択的
に調整することもできる。
基本の磁束パターンを、例えば種々の界磁巻線構成か
ら選択することによって作成したのち、電機子巻線をそ
れに電圧を発生させるためにその磁束パターン中を回転
させることもできる。しかし、電機子巻線に負荷を接続
し、その負荷に電流が流れ始めると、電機子巻線のイン
ピーダンスに従って損失を生じる。そのようなインピー
ダンスに寄与する因子に電機子巻線中を流れる電流によ
って電機子の回りに発生する磁束がある。損失を生ずる
結果、出力電圧の低下と、それに対応する出力電流の低
下を生じる。電流によって発生する磁界による電機子中
の損失を低減するために、能動補償および受動補償を使
用することができる。
第4図に、電機子に補償巻線として追加の巻線を使用
する能動補償によって、所要の電圧パルスと電流パルス
の波形を得ることもできることを示した。能動補償は、
電流が補償巻線中を流れることによって、電機子電流に
よって生成される磁界を補償する磁界が効果的に発生さ
れることを意味している。
米国特許第4200831号明細書には、電機子巻線中を流
れる電流によって生じる無用な磁界を消去するために用
いられ、出力パルスの末端付近の電機子巻線のインピー
ダンスを効果的に低下させる補償巻線が開示されてい
る。かかる用途向けの典型的な補償巻線の構成は電機子
巻線と同一である。補償によって磁束を圧縮することが
できる。しかし、電機子巻線と補償巻線との間の変化に
よって過大補償もしくは過少補償を行なうことができ、
また発電機内の磁束の選択的補償を達成することができ
る。磁束圧縮は、2本の平行に置かれ、反対方向に電流
が流れる導体が互いに近接するときに生じる。それぞれ
の磁界は、互いに反撥し合う傾向を有し、磁力線が圧縮
されるようになる。補償巻線は界磁と電機子の間に配置
され、その界磁と電機子の間の磁束を圧縮する。
最終的にパルス波形を決定する磁束圧縮のパターン
は、補償巻線に対する極間ピッチ、位相シフト分布、お
よび巻数分布を変えることによって調節することができ
る。すなわち巻線の極間ピッチが大きいほど、電機子中
の誘起される起電力に対する効果は漸進的に大きくな
り、またピッチが小さいほど、電機子が界磁巻線を通過
する時に起電力に急激な変化を生じる。更に、補償巻線
の使用を選択的に制御することによって出力パルス波形
の自動調整を大幅に行なうこともできる。
受動補償シールドが存在する場合に電機子巻線中に発
生する電圧についての特性曲線を第2C図および第4図に
示す。不均一シールドの場合には、ほとんどの使用目的
別のパルス波形を得ることができる。この不均一構造
は、シールドが低導電性の領域または平らな孔(絶縁体
で満されてもよい)と交互に高導電性の領域から成って
いるという事実によるものである。磁束はシールドの高
導電性の領域で捕捉され、圧縮され、またシールドのそ
のような領域によって覆れた電機子巻線部の内部インピ
ーダンスは低い。磁束はシールドの非導電性の領域に自
由に現れ、そのような非導電性のシールドの部分で覆れ
た電機子巻線の部分の内部インピーダンスは高い。シー
ルドは、好ましくは、界磁コイルに対して静止してお
り、電機子に対しては回転している。従ってシールドの
導電部は回転して常に電機子の常に変化する部分を覆っ
ている。内部インピーダンスの高低の組合せ時間を変え
ることによって、発電機の電圧および電流の所要のパル
ス波形を発生させることができる。方形のフラット電流
パルスを発生させるために用いることのできるシールド
構成を更に詳しく下記に説明する。
シールドについての1つの設計形態にかご形構造があ
る。不均一シールド型の補償は、このかご形構造の長手
方向の種々の棒材の間の不均一ピッチまたは高導電性と
低導電性の棒材の組合せによって達成することができ
る。
電機子巻線自体の構成は、単独または界磁巻線、シー
ルドおよび補償巻線の組合せでの、磁束の捕捉および圧
縮に対して効果を持っている。例えば対称界磁磁界は周
知の方法で発生させることもできるが、非対称電機子巻
線をこの磁界中で回転させてもよい。電機子巻線の構成
によって出力電圧電流の波形が決定される。
電機子巻線は、第5図に示すように、種々のコイルピ
ッチを持つ波巻コイルと重ね巻コイルの組合せとするこ
とができる。非対称構造の巻線は、主として異なるコイ
ルの不等磁束の組合せによって、電圧と電流パルスを形
成するための手段を提供する。一例として、フラット電
流パルス発電機用の単純な形の電機子巻線を第6A図に示
す。第6B図には、それに対応する補償巻線を示す。
上に説明した使用目的による磁束パターンを発生する
ための各種の方法は、単独で用いてもよく、また組合せ
て用いることもできる。組合せて用いる時には、界磁コ
イル、電機子コイル、補償コイルおよびシールド間の角
度およびこれらの組合せは、所要のパルスの継続時間、
波形および振幅によって決まる。
本発明のパルス発電機は慣性エネルギーを蓄積する電
気機械式の変換機であるので、高エネルギー・パルス中
は減速し、その結果パルスの波形が変化する。上記の方
法は、この減速作用を補償するために使用することがで
き、また所要のパルス特性に基づいて減速作用を強める
ために用いることもできる。
本発明の発電機は、外側もしくは内側のいずれかの界
磁によって位相数学的に構成することができる。更に外
側もしくは内側のいずれを回転させることもできる。な
お、その他の可能な構成は回転界磁型および回転電機子
型の両方を含むものである。本発明の発電機はまたディ
スク型もしくはドラム型に構成することもできる。
高エネルギー・パルス形成発電機の好ましい実施態様
は、受動的に補償される発電機、ロータの不均一分布の
シールドによる補償である。励磁は、界磁および電機子
中に誘起される起電力中に第2高調波および第4高調波
を生ずるように配置された種々の界磁巻線によってもた
らされる。発電機は、77メガジュール(MJ)の運動エネ
ルギーを蓄積し、4.6ミリ秒(ms)で放電し、5.45メガ
アンペア(MA)の電流を、ほぼ方形波パルスとして発射
台に供給する。発射台は、質量12キログラム(kg)を2
キロメータ/秒(km/s)の速度に(一定の電流によっ
て)5.8×105メーター/秒(m/s2)の一定の加速度で
加速するように設計される。発電機のロータを通る横断
面図を第7図に示す。同図には界磁巻線AおよびB、な
らびにシールドの相対的な配列が示されている。
Aシステムの界磁コイルはグラム・リングとして構成
され(第2A図参照)、また所要の励磁用アンペア回数の
大半を提供する。磁束の空間分布は第2B図に示す通りで
あり、第2C図に示す波形の電機子電圧が発生される。A
システムの界磁コイルは集中巻コイルである。すなわち
コイルによって形成される極間角度は、コイル導体が分
布巻のように「拡大する」よりもむしろ互いに「積重な
る」ので、非常に小さい。第7図のAシステムのコイル
ピッチ(1つの極から次の極までの距離)は180゜であ
り、全ピッチ巻、すなわち基本波巻を表わしている。
Bシステムの界磁コイルによって付加的な起磁力(強
力な第2高調波および第4高調波による)が得られ、パ
ルスの初期に電機子に誘起される電圧を増加し、負荷の
電流上昇率を大きくし、かつパルスの立下りの時に発射
台の電圧降下と逆起電力を補償することになる。Bシス
テムのコイルは分布巻であり、巻線間の極間角度は、界
磁磁束パターン中に基本波巻線に対して第2高調波およ
び第4高調波を生成するようになっている。Bシステム
のコイル内を流れる界磁電流の方向は1つの「脚」から
次の「脚」へと交替し、反対方向に磁力線を構成する。
巻線間間隔は、上述したように、生成する高調波の主要
決定因子である。Bシステムのコイルは、Aシステムの
コイルの約18%の起磁力を発生する。
第7図のシステムAとシステムBのコイルの重畳によ
って得られる磁束密度分布は、第1B図に示すような3角
波の波形をとる。このような磁束分布中を回転する電機
子巻線中に誘起する起電力は、第1B図を示す波形を持
つ。しかし、上述したように、負荷を電機子巻線に接続
することによって電機子巻線に電流が流れ、また損失を
生じて出力電圧と電流の波形に歪を生じる。
方形波パルスの規則性を高めるために、アルミニウム
のシールドで界磁コイルを囲み、これらのコイルに対し
てシールドを相対的に固定する。2対の長手方向のスロ
ット(CおよびD)が厚さ1.5のアルミニウム製シール
ドに切込まれている。第1の対の各スロットは幅30゜で
その中心はAシステムの界磁コイルの中心から約25゜変
位している。第2の対の各スロットは、第1の対の1つ
のスロットの中心から約55゜変位している。この不均一
分布のシールドによってその導電部に近い磁束は圧縮さ
れ、またその非導電部内を磁束が自由に拡がることがで
きる。磁束密度分布は、界磁コイルとシールドがロータ
上を回転するとき、予測可能な方法で「力学的に」変化
する。
電機子巻線は、ステータ上にあり、規則的な全ピッチ
の重ね巻である。ステータには更に発電機の自己励磁に
用いられる3相巻線が付加されている。しかし各界磁巻
線は1個以上の電源から別々に励磁することもできる。
出力電流パルスの波形を第8図に示す。発射台に供給
される電流は5.45×106A(第2図)で、継続時間は4.6
×10-3secで、立上りは急勾配で、減衰も急激である。
発射中の電流の振幅変化、すなわちリップルは、5パー
セント未満である。シールドのスロットCおよびDが比
較的広いとき、またはスロットの配置が密接している
か、比較的離れて配置されているときは、出力電流のパ
ルス波形は、第8図に示した波形よりも大きなリップル
を示す。波形の中央部の「たるみ」は比較的大きく、バ
ンプは変位する。その結果、出力波形の頂部は比較的大
きく変化するが、このような結果は、その用途によって
は望ましいこともあり得る。
フロントページの続き (72)発明者 プラタプ,シッドハルス ビー. アメリカ合衆国テキサス州、オースチ ン、アパートメント、ナンバー、247、 ウェスト、ランドバーグ、レーン、306 (56)参考文献 特開 昭58−86841(JP,A) 米国特許4200831(US,A)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電流および電圧パルスを発生するためのパ
    ルス形成発電機において、磁束を発生するための界磁巻
    線と、 選択された領域内に、他の選択された領域に対して相対
    的に磁束を圧縮して非対称磁束パターン(第2B図、第3B
    図)を形成するための補償手段と、 非対称磁束パターン(第2B図、第3B図)を通して回転
    し、所定の波形を有する出力電気パルスを発生する第2
    の巻線と を備え、前記パルスの波形が前記非対称磁束パターン
    (第2B図、第3B図)に依存することを特徴とするパルス
    形成発電機。
  2. 【請求項2】請求項1記載のパルス形成発電機であっ
    て、前記界磁巻線が、通流界磁電波に応じて基本波磁束
    成分および高調波磁束成分(第3図C)を発生するため
    の、1個の基本波用界磁巻線(15)および高調波用に分
    布された複数の界磁巻線(16)とを備え、前記複数の高
    調波用に分布された界磁巻線(16)の各々が極ピッチを
    もって配置されていることを特徴とするパルス形成発電
    機。
  3. 【請求項3】請求項2記載のパルス形成発電機であっ
    て、高調波用に分布して配置された各界磁巻線(16)を
    通流する界磁電流の振幅が他の複数の高調波用に分布し
    て配置された各界磁巻線(16)を通流する界磁電流の振
    幅に無関係であり、かつ前記基本波界磁巻線(15)を通
    流する界磁電流の振幅に無関係であることを特徴とする
    パルス形成発電機。
  4. 【請求項4】請求項2記載のパルス形成発電機であっ
    て、各高調波用に分布された界磁巻線(16)の極ピッチ
    がその他の複数の高調波用に分布された各界磁巻線(1
    6)の極ピッチに無関係であることを特徴とするパルス
    形成発電機。
  5. 【請求項5】請求項1記載のパルス形成発電機であっ
    て、前記補償装置が、前記第2の巻線(15)に隣接し、
    かつ前記界磁巻線(16)に隣接し、また選択された導電
    領域(F)と選択された非導電領域(C,D)とを有する
    不均一シールドを備え、この不均一シールドは選択され
    た導電領域(F)内の磁束空間中での磁束の分布を、選
    択された非導電領域(C,D)内の磁束に対して相対的に
    変化させるように構成されていることを特徴とするパル
    ス形成発電機。
  6. 【請求項6】請求項5記載のパルス形成発電機であっ
    て、前記不均一シールドが前記第2の巻線と前記界磁巻
    線との間に配置されていることを特徴とするパルス形成
    発電機。
  7. 【請求項7】請求項6記載のパルス形成発電機であっ
    て、前記非導電領域が前記界磁巻線に沿って配置された
    長手方向のスロット(C,D)を備えていることを特徴と
    するパルス形成発電機。
  8. 【請求項8】請求項5記載のパルス形成発電機であっ
    て、前記出力電気パルスが前記導電領域(F)および前
    記非導電領域(C,D)の構成によって選択的に決定され
    る波形を有することを特徴とするパルス形成発電機。
  9. 【請求項9】請求項1記載のパルス形成発電機であっ
    て、不均一の間隔を有する複数の界磁巻線(15,16)を
    更に備え、各界磁巻線はその中を流れる界磁電流に応じ
    て磁束成分(第3図C)を生成し、この各磁束成分(第
    3図C)が前記第2の巻線が回転する非対称磁束パター
    ン(第2B図,第3B図)に分配されていることを特徴とす
    るパルス形成発電機。
  10. 【請求項10】請求項1記載のパルス形成発電機であっ
    て、前記補償手段が、前記第2の巻線(第6A図)の構成
    とは異なる構成を有し、かつ前記第2の巻線(第6A図)
    と組合せて出力パルスの波形を変化させるように作用す
    る補償巻線(第6B図)を含むことを特徴とするパルス形
    成発電機。
  11. 【請求項11】請求項1記載のパルス形成発電機であっ
    て、前記第2の巻線が非対称であり、またパルス波形が
    前記第2の巻線の構成に依存するパルス形成発電機。
  12. 【請求項12】請求項11記載のパルス形成発電機であっ
    て、前記第2の巻線が不均一ピッチの波巻コイルおよび
    重ね巻コイルを含んでいることを特徴とするパルス形成
    発電機。
  13. 【請求項13】通流する電流に応じて磁束を発生させる
    ための界磁巻線と、 選択された領域内の磁束の空間分布を選択された他の領
    域に対し相対的に変化させるように構成された不均一シ
    ールド(F,C,D)と、 前記磁束中を回転して出力電気パルス波形を発生する第
    2の巻線と、 前記第2の巻線と組合せて磁束分布を変化せしめ、また
    前記出力電気パルス波形の振幅を増大せしめる補償巻線
    と を備えたことを特徴とするパルス形成発電機。
  14. 【請求項14】ロータおよびステータを有し、ほぼ方形
    波の出力電流を発生する発電機であって、 前記ステータに巻装された全ピッチ巻かつ重ね巻の巻線
    と、 基本波磁束を生ずる複数の基本波界磁コイル(15)、お
    よび高調波磁束を生ずる複数の高調波用界磁コイル(1
    6)と、 前記ロータ上にほぼ円筒状に不均一に分布され、第1対
    および第2対の長手方向のスロットを有し、第1対の各
    スロットは中心が一次励磁コイルから約25゜変位して約
    30゜の円弧距離にあり、第2対の各スロットは中心が第
    1対のスロットの中心から約55゜変位して約15゜の円弧
    距離にある導電性シールド(F,C,D)と を備えたパルス形成発電機。
  15. 【請求項15】請求項14記載のパルス形成発電機におい
    て、前記高調波界磁コイルによる高調波磁束が、第2高
    調波磁束および第4高調波磁束を含んでいる(第2C図)
    ことを特徴とするパルス形成発電機。
  16. 【請求項16】基本波磁束成分および高調波磁束成分を
    有する磁束パターンを確立する段階と、 選択された領域内のパターンを他の選択された領域に対
    して相対的に圧縮し、非対称磁束パターン(第2B図,第
    3B図)を形成する段階と、 前記非対称磁束パターン(第2B図,第3B図)の領域を通
    して巻線を通過せしめ、前記非対称磁束パターン(第2B
    図,第3B図)によって決定される形状を有するパルスを
    発生する段階と を有する、電流パルスおよび電圧パルスの発生方法。
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