JPH04114763U - ブラシレス形同期発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ブラシレス形同期発電機の出力電圧の確立を早
くし、負荷の起動電流が大きい場合の出力特性を良好に
する。 【構成】主界磁巻線４を有する回転子３と、主電機子巻
線６を有する固定子５とにより主発電機１を構成する。
主界磁巻線４に励磁電流を供給する主励磁機用電機子１
０を有するロータ９と、主励磁機用界磁巻線１３を有す
るステータ１２とにより主励磁用発電機８を構成する。
磁石回転子１６と発電コイル１７とを備えた磁石発電機
１５により副励磁機１５を構成する。回転子３、ロータ
９及び磁石回転子１６を共通の回転軸に取付ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、励磁機を有するブラシレス形同期発電機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

主発電機と励磁用発電機とを回転軸を共通にして設け、主発電機の回転子に設 けた主界磁巻線に、励磁用発電機のロータに設けた励磁機用電機子の出力で励磁 電流を供給するようにしたブラシレス形同期発電機が知られている。

【０００３】 図２は従来のこの種のブラシレス形同期発電機１の構成を示したもので、この 発電機は、主発電機２と、励磁用発電機８´とにより構成されている。

【０００４】 主発電機２は、主界磁巻線４を有する回転子３と、固定子５とからなり、固定 子５には、３相結線された主電機子巻線６と励磁用電機子巻線７とが設けられて いる。

【０００５】 励磁用発電機８´は、回転子３と共通の回転軸に取り付けられていて、励磁機 用電機子巻線１０´を有するロータ９´と、励磁機用界磁巻線１３´及び初期励 磁用永久磁石１４´を有するステータ１２´とにより構成され、励磁用発電機８ ´の出力は整流回路１１を介して主界磁巻線４に供給されている。尚１８はブラ シレス形発電機１と併用される自動電圧調整器である。

【０００６】 上記構成のブラシレス形同期発電機が駆動されて回転をはじめると、先ず初期 励磁用永久磁石１４´による磁界により主励磁機用電機子１０´に電圧が誘起さ れ、この電圧により整流回路１１を介して主発電機の主界磁巻線４に励磁電流が 供給される。これにより、主発電機２の固定子に設けられた励磁用電機子巻線７ に電圧が発生する。この電圧は自動電圧調整器１８に含まれる整流器（図示せず ）を介して主励磁機用界磁巻線１３´に励磁電流を流して界磁を増磁するので、 励磁機用電機子１０´の誘起電圧が上昇し、主発電機の主界磁巻線４の励磁電流 が増大する。この増磁作用が繰返されて主発電機２の主電機子巻線６に出力電圧 が確立される。主発電機２の出力電圧の調整は、併用される自動電圧調整器１８ で励磁機用界磁巻線１３´の励磁電流を制御することによって行われる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のブラシレス形同期発電機は、主発電機２の固定子５に主電機子巻線 ６と共に設けられた励磁用電機子コイル７の誘起電圧を、励磁用発電機８´で増 幅して主発電機の主界磁巻線４に供給することにより、該主界磁巻線に励磁電流 を流す自励方式であるので、主発電機の出力電圧の確立が遅くなるという問題が あった。また主発電機の負荷が誘導負荷などであって、主発電機に大きな起動電 流が流れる場合には、良好な出力特性が得られないという問題があった。

【０００８】 更に、従来のブラシレス形同期発電機では、主電機子巻線６と励磁用電機子コ イル７とが同じ固定子５に設けられているので、両巻線間の絶縁を確保するため に主発電機の固定子５が大形化するという問題があった。

【０００９】 本考案の目的は、上記従来技術の欠点を改良し、主発電機の出力電圧の確立が 速く、かつ誘導負荷に対しても良好な出力特性が得られ、また主発電機の固定子 には主電機子巻線のみを巻装するようにして巻線の絶縁を容易にしたブラシレス 形同期発電機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案のブラシレス形同期発電機においては、主界磁巻線を有する回転子と主 電機子巻線を有する固定子とからなる主発電機と、主界磁巻線に励磁電流を供給 する主励磁機用電機子を有するロータと主励磁機用界磁巻線を有するステータと を備えた主励磁用発電機と、主励磁機用界磁巻線に励磁電流を供給する磁石発電 機からなる副励磁機とを回転軸を共通して設けた。そして、主発電機の出力電圧 の調整は、併用する自動電圧調整器により副励磁機から主励磁機用界磁巻線に供 給する励磁電流を制御して行うようにした。

【００１１】

【作用】

上記のブラシレス形同期発電機が回転駆動されると、副励磁機としての磁石発 電機に回転速度に対応した出力が生じる。この出力は主励磁用発電機により増幅 されて主発電機の主界磁巻線に供給されるため、該主界磁界磁巻線に界磁電流が 流れて主発電機の主電機子巻線に出力電圧が確立される。

【００１２】 本考案の同期発電機は、低速回転域から出力が得られる磁石発電機を副励磁機 とした他励方式であるので、主発電機の出力電圧の確立が容易である。

【００１３】 また主発電機の負荷が誘導負荷で大きな起動電流が流れる場合でも、副励磁機 の出力は影響を受けないので、主発電機の出力特性を良好にすることができる。 更に、主発電機の固定子には主電機子巻線のみが巻装されているので絶縁処理 は容易である。

【００１４】

【実施例】

図１は本考案の実施例を示した回路図で、同図において２は主界磁巻線４を有 する回転子３と、主電機子巻線６を有する固定子５とからなる主発電機である。 ８は整流回路１１を介して主界磁巻線４に励磁電流を供給する主励磁機用電機子 １０を有するロータ９と、主励磁機用界磁巻線１３を有するステータ１２とから なる主励磁用発電機である。また１５は副励磁機で、この副励磁機は、磁石回転 子１６と、主励磁機用界磁巻線１３に励磁電流を供給する発電コイル１７とを有 する磁石発電機からなっている。主発電機２と主励磁用発電機８及び副励磁機１ ５とは共通の回転軸を有し、これらによりブラシレス形同期発電機１が構成され ている。

【００１５】 １８はブラシレス形同期発電機１と併用される公知の自動電圧調整器で、主発 電機２の出力電圧を検知して、該出力電圧を設定値に保つように、副励磁機の発 電コイル１７から主励磁機用界磁巻線１３に供給される励磁電流を制御する。

【００１６】 主発電機２の回転子３は、回転軸に嵌着された積層鉄板からなる突極鉄心のコ イル巻回部に主界磁巻線４を巻回したものからなり、主界磁巻線４の両端は整流 器１１ａ〜１１ｄを単相全波結線した整流回路１１の直流出力端子に接続されて いる。主発電機の固定子５は、回転子３を外側から囲むように配置された環状の 固定子鉄心と、この固定子鉄心に設けられたスロットに巻装されたコイル６Ｕ， ６Ｖ，６Ｗを３相結線した主電機子巻線６とからなり、主電機子巻線６の出力端 がブラシレス形同期発電機１の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとなっている。

【００１７】 主励磁機用電機子１０は主発電機の回転子３と同じ回転軸に嵌着された突極鉄 心に巻線されており、巻線の両端は整流回路１１の交流入力端子に接続されてい る。

【００１８】 主励磁用発電機のステータ１２は、ロータ９を外側から囲むように配置された 環状継鉄をもつ突極鉄心に主励磁機用界磁巻線１３を巻装したものからなり、巻 線１３の両端は自動電圧調整器１８に接続されている。主励磁用発電機８はこの 例では単相発電機となっているがこれを３相発電機で構成してもよく、その場合 にはその出力側に接続される整流回路１１を３相全波整流回路とすればよい。

【００１９】 副励磁機１５は、主励磁用発電機のロータ９と同一の回転軸に固定された磁石 回転子１６と、この磁石回転子の回転により電圧を発生する発電コイル１７とか らなる磁石発電機からなり、発電コイル１７の出力端は自動電圧調整器１８に接 続されている。副励磁機１５を構成する磁石発電機の構造及び極数は任意である 。

【００２０】 上記構成のブラシレス形同期発電機１が原動機により駆動されて回転すると、 副励磁機１５の発電コイル１７には回転速度に対応する交流出力が生ずる。この 出力は自動電圧調整器１８に含まれる整流器（図示せず）により整流されて主励 磁用発電機８の主励磁機用界磁巻線１３に供給される。これにより主励磁機用界 磁巻線１３に励磁電流が流れ、主励磁用発電機８の主励磁機用電機子１０には副 励磁機１５の出力を増幅した出力が得られる。この出力は整流回路１１を介して 主発電機２の主界磁巻線３に供給され、該主界磁巻線３に励磁電流が供給される 。これにより主電機子巻線６に急速に出力電圧が確立される。

【００２１】 ブラシレス形同期発電機１と併用される自動電圧調整器１８はトランジスタ等 からなる電圧調整回路（図示せず）を備えていて、主発電機２の出力電圧を検知 して副励磁機１５から主励磁用発電機８の主励磁機用界磁巻線１３に供給する励 磁電流を制御し、主発電機２の出力電圧を自動的に設定値に調整する。

【００２２】 上記の実施例において、主発電機２は３相発電機としたが、主発電機は用途に 応じて単相発電機としてもよい。また併用される電圧調整器は手動電圧調整器と してもよく、その場合には手動操作によって主励磁用発電機８の主励磁機用界磁 巻線１３に供給される励磁電流を加減することによって主発電機２の出力電圧を 所定値に調整することができる。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、磁石発電機からなる副励磁機の出力で主励磁 用発電機の主励磁機用界磁巻線に励磁電流を供給し、この主励磁用発電機の主励 磁機用電機子に生ずる出力で主発電機の主界磁巻線に励磁電流を供給して主電機 子巻線に出力を得るようにしたので、副励磁機は主発電機の出力電圧の影響を受 けることがない。従って主発電機に他励方式の特性を持たせて起動電流の大きい 誘導負荷に対しても良好な出力特性を得ることができる。

【００２４】 また副励磁機（磁石発電機）は低速域から主励磁用発電機に十分な励磁電流を 供給できるので、主発電機の電圧の確立を容易にすることができるだけでなく、 広い回転速度範囲にわたって良好な出力特性を得ることができる。また、主発電 機の固定子には主電機子巻線のみを巻回するようにしたので、固定子の電気絶縁 処理を容易にして主発電機の小形化を図ることができる。

【００２５】 更に本考案によれば、主励磁用発電機の励磁電流を制御することにより主発電 機の出力を調整できるので、電圧調整器を設ける場合には、小容量の電圧調整器 を使用できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す回路図である。

【図２】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１…ブラシレス形同期発電機、２…主発電機、３…回転
子、４…主界磁巻線、５…固定子、６…主電機子巻線、
８…主励磁用発電機、９…ロータ、１０…主励磁機用電
機子、１２…ステータ、１３…主励磁機用界磁巻線、１
５…副励磁機（磁石発電機）、１８…自動電圧調整器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主界磁巻線を有する回転子と主電機子巻
   線を有する固定子とからなる主発電機と、前記主界磁巻
   線に励磁電流を供給する主励磁機用電機子を有するロー
   タと主励磁機用界磁巻線を有するステータとを備えた主
   励磁用発電機と、前記主励磁機用界磁巻線に励磁電流を
   供給する磁石発電機からなる副励磁機とを回転軸を共通
   にして設けたことを特徴とするブラシレス形同期発電
   機。