JPH0127437Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は原動機によつて駆動される自己励磁
誘導発電機を利用した、発電装置に関するもので
ある。

この種の装置として第１図に示すものが提案さ
れている。図において１は駆動用原動機、２は駆
動用原動機１に直結された自己励磁誘導発電機で
回転子２ｄは通常のかご形誘導電動機と同一構造
である。

一方、固定子側において２ａ，２ｂは出力巻線
であり、この出力巻線には励磁用コンデンサ３と
負荷４が接続される。残りの一相２ｃは制御巻線
であり、この制御巻線２ｃには、制御用リアクト
ル５及びこの制御用リアクトルを流れる電流を制
御するサイリスタ６が接続されている。７はこの
サイリスタの点弧位相を制御する自動電圧調整装
置で、その出力側はサイリスタ６のゲートに接続
され、入力側は自己励磁誘導発電機２の出力巻線
２ａ，２ｂに接続されている。

さらに駆動用原動機１には自己励磁誘導発電機
の出力周波数を検出し、出力周波数を一定に調整
するための周波数検出器８及び駆動用原動機１の
ガバナを調整して原動機の回転速度を変化させ、
これによつて出力周波数を一定に保つサーボ機構
を備えている。

尚、制御巻線２ｃと出力巻線２ａ，２ｂとの関
係について述べると、制御巻線２ｃに誘起される
電圧Vcと出力巻線２ａ，２ｂ間に誘起される電
圧Voとは第１図に示されるように互いに電気的
にほぼ90度ずれるように制御巻線２ａ、出力巻線
２ａ，２ｂは設けられている。

次に動作について説明する。第１図に示すよう
に誘導発電機の出力巻線２ａ，２ｂに励磁用コン
デンサ３を接続し、回転子２ｄを原動機１で駆動
すると出力巻線２ａ，２ｂに電圧を誘起すること
は周知の通りである。

いま、仮に第１図において負荷４が接続されな
い無負荷の状態において、制御巻線２ｃには、リ
アクトル５を介して制御電流が流れているとする
と制御巻線２ｃの電流は制御巻線２ｃに対して90
度の遅れ電流であるため、出力巻線２ａ，２ｂに
力率1.0の抵抗負荷を接続したのと同様の効果が
得られる。つまり、制御巻線２ｃのリアクトル電
流を増減することは自己励磁誘導発電機の出力巻
線２ａ，２ｂの端子に負荷４を接続し、その負荷
を増減させることと等価であるから、自己励磁誘
導発電機２の全負荷に相当する制御電流をあらか
じめ制御巻線２ｃのリアクトル回路に流してお
き、自己励磁誘導発電機２の負荷４の増減に従つ
てリアクトル電流を制御すれば、出力巻線２ａ，
２ｂの端子電圧は常に一定に保たれる。一般に発
電機の負荷４には遅れ力率の負荷が接続されるた
め、出力端子電圧を自動電圧調整装置７で検出し
その出力信号でサイリスタ６の導通角を制御し、
制御巻線２ｃのリアクトル電流を制御する方式を
採つている。

然し乍ら、上述の自己励磁誘導発電機では、励
磁用コンデンサ３を出力巻線２ａ，２ｂに接続す
ると、出力電圧が低い場合には励磁用コンデンサ
３の動作電圧も低くなり、コンデンサの容量、従
つて寸法、重量が大きくなるという欠点があつ
た。

この考案は上記のようなものの欠点を除去する
ためになされたもので、自己励磁誘導発電機の出
力巻線と励磁巻線とを分離して設けるように構成
し、励磁巻線電圧を出力巻線電圧より高くするこ
とにより、励磁用コンデンサ容量を低減できる小
形、軽量の自己誘導発電装置を提供することを目
的としている。

以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。第２図において、２１ａ，２１ｂ，２１ｃは
自己励磁誘導発電機２の励磁巻線でありデルタ接
続されている。３ａ，３ｂ，３ｃは励磁用コンデ
ンサである。

尚この励磁巻線２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、出
力巻線２ａ，２ｂ及び制御巻線２ｃと同じ固定子
スロツト内に収納され、２種類の三相巻線が共存
した形となつている。

次にこのように構成されたものの動作について
説明する。出力巻線２ａ，２ｂに負荷４を接続し
ない無負荷状態において、励磁巻線２１ａ，２１
ｂ，２１ｃに励磁用コンデンサ３ａ，３ｂ，３ｃ
を接続し、回転子２ｄとこの回転子２ｄに直結さ
れた駆動用原動機１で駆動すると、励磁巻線２１
ａ，２１ｂ，２１ｃには自己励磁誘導発電機２の
励磁巻線の無負荷飽和特性と励磁用コンデンサの
インピーダンスラインとの交点に対応する電圧を
発生する。この場合自己励磁に三相巻線を利用し
ているために、固定子には回転磁界が発生する。
この回転磁界は、励磁巻線２１ａ，２１ｂ，２１
ｃと同じスロツト内に収納された出力巻線２ａ，
２ｂ及び制御巻線２ｃにも鎖交し各巻線に電圧を
発生する。

この状態で、自己励磁誘導発電機２の出力巻線
２ａ，２ｂに負荷４を接続したとき、制御巻線２
ｃに接続された制御用リアクタンスの電流を制御
することにより、出力巻線電圧を一定に保つ動作
は第１図のそれと同一であるので説明は省略す
る。

本方式により出力巻線２ａ，２ｂと励磁巻線２
１ａ，２１ｂ，２１ｃとを分離すると両巻線の巻
回数を独立に設定できるため、両巻線の端子電圧
比を任意に選ぶことが可能となる。従つて出力巻
線電圧が低い場合には励磁巻線電圧を高くするこ
とにより、励磁用コンデンサの端子電圧が高くな
る。従つて同一キロボルトアンペアのコンデンサ
であれば、その静電容量は端子電圧の自乗に反比
例して小さくなるため、励磁用コンデンサ３ａ，
３ｂ，３ｃの寸法、重量を著しく低減することが
可能となる。

さらにこの励磁巻線２１ａ，２１ｂ，２１ｃと
出力巻線２ａ，２ｂ及び制御巻線２ｃは通常の△
−Ｙ結線による三相変圧器の動作と全く同一であ
り、励磁巻線を△接続にすることにより、励磁電
流に第３高調波を許容出来るため磁束したがつて
電圧波形を良考にすることができる。

なお、上記実施例では制御巻線２ｃにリアクト
ル５のみを挿入したものを示したが、リアクトル
５の代りに第３図ａ，ｂに示した抵抗とリアクト
ルの組合せを用いても良い。この場合出力巻線２
ａ，２ｂが無負荷のとき、制御電流は最大電流を
流し、負荷４が増大するにつれて、制御電流を小
さくするように制御することにより出力電圧を一
定に保つことが出来る。このとき制御巻線２ｃに
第３図に示すような抵抗を挿入すると出力巻線２
ａ，２ｂが無負荷のとき制御抵抗にジユール損失
を発生させ、出力巻線２ａ，２ｂが最大負荷をと
つたときに、制御抵抗によるジユール損失を最小
となるようにすることが出来るため、出力巻線２
ａ，２ｂの負荷が無負荷から定格負荷の間を変動
するとき、自己励磁誘導発電機２の入力トルクの
変動範囲を小さくすることが可能となる。従つて
第３図に示すような制御用抵抗を併用すると、原
動機１の出力変動も小さくなり、良好な周波数調
整能力を持たせることも可能である。

上記実施例では原動機１の運転制御にあたり、
周波数検出装置８の出力信号のみをサーボ機構９
に入力する構成としているが、原動機１の回転数
を検出し、その回転数信号と上記周波数信号との
双方をサーボ機構の入力とするようにし、両信号
による制御を行うように構成してもよいことは勿
論である。

以上のようにこの考案によれば、自己励磁誘導
発電機に出力巻線および制御巻線に対して独立に
励磁巻線を設けたので、両巻線の端子電圧比を任
意に選ぶことができ、よつて出力巻線電圧が低い
場合には励磁電圧を高く設計することにより、励
磁用コンデンサの容量、したがつて寸法、重量を
低減した小形、軽量の発電装置を得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は発電装置の一提案例の機器構成を示す
回路図、第２図はこの考案の一実施例による定周
波定電圧発電装置の機器構成を示す回路図、第３
図はこの考案の他の実施例を示す制御インピーダ
ンスの回路図である。 図において、１は駆動用原動機、２は自己励磁
誘導発電機、２ａ，２ｂは出力巻線、２ｃは制御
巻線、３，３ａ，３ｂ，３ｃはコンデンサ、４は
負荷、５は制御用リアクタンス、５ａ，５ｂは制
御用インピーダンス、６はサイリスタ、７は自動
電圧調整装置、８は周波数検出装置、９はサーボ
機構である。なお図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 駆動用原動機により駆動される誘導発電機を
   構成する励磁巻線と、この励磁巻線の両端に設
   けられた励磁用コンデンサと、上記誘導発電機
   を構成し、かつ上記励磁巻線とは分離して互い
   に電気的に所定角度ずれて設けられた出力巻線
   及び制御巻線と、この制御巻線に接続された制
   御インピーダンスおよびサイリスタからなる直
   列回路と、上記誘導発電機の出力電圧を検出し
   その検出結果に応じて上記サイリスタの点弧位
   相を変化せしめ上記制御インピーダンスを流れ
   る電流を制御することにより上記出力電圧を調
   整する自動電圧調整装置と、上記誘導発電機の
   出力周波数を検出する周波数検出器と、この周
   波数検出器からの検出信号に応じて上記駆動用
   原動機の運転を制御する制御機構とを備えた発
   電装置。 (2) 誘導発電機は駆動用原動機に直結されてなる
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の発電装置。 (3) 制御インピーダンスはリアクトルと抵抗との
   直列体又は並列体からなることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の発電装置。 (4) 制御インピーダンスはリアクトルのみからな
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の発電装置。 (5) 制御巻線と出力巻線とはそれぞれに誘起され
   る電圧がほぼ90゜ずれるように設けられてなる
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれかに記載の発電装置。