JPH0531379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ブラシレス三相発電機、特に固定子
にもうけられた励磁巻線によつて多極形状の界磁
コアを有する回転子にもうけられた界磁巻線を励
磁し、該界磁巻線の誘起電圧を半波整流して当該
界磁巻線に対して界磁電流を供給するようにした
ブラシレス三相発電機において、上記界磁巻線の
うちの一つの界磁巻線に接続された半波整流素子
と並列に受光サイリスタを接続すると共に、上記
固定子に出力電圧によつて制御される発光素子を
もうけ、該発光素子によつて上記受光サイリスタ
を制御することにより、出力電力調整を行うよう
にしたブラシレス三相発電機に関するものであ
る。

（従来の技術と発明が解決しようとする問題点） 従来、構造が簡単で優れた特性を有するブラシ
レス単相発電機として、界磁巻線に誘起される交
流電圧をダイオードで整流して当該界磁巻線に対
する界磁電流とする方式のいわゆる野中式発電機
が知られている。そして、上記野中式発電機の基
本原理を応用した第２図図示の如きブラシレス三
相発電機が提案されている（例えば特開昭58−
63057号公報）。なお、第２図における符号１は固
定子、２は回転子、３は４極三相の主発電巻線、
４は２極単相の直流励磁巻線、５は直流電源用電
池、６は電流調整器、７−１ないし７−４は界磁
コア、７−１′ないし７−４′は突極、８−１ない
し８−４は界磁巻線、９はダイオードを表してい
る。

上記第２図図示例においては、回転子２にもう
けられた４極形状の界磁コア７−１ないし７−４
に界磁巻線８−１ないし８−４が巻回されてい
る。そして、該界磁巻線８−１ないし８−４の
夫々にダイオード９が接続され、突極７−１′な
いし７−４′に順次Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓの磁極が発生
するよう上記界磁コア７−１ないし７−４が磁化
されるように構成されている。即ち、上記第２図
図示例においては、回転子２が回転するとき、上
記直流励磁巻線４の静止磁界により上記界磁巻線
８−１ないし８−４に図示矢印方向の界磁電流が
流れて上記界磁コア７−１ないし７−４が磁化さ
れることによつて４極の界磁極を構成し、４極三
相の主発電巻線３には三相交流出力が得られる。

以上説明した第２図図示例は、上記電流調整器
６を介して直流励磁巻線４に対する励磁電流を制
御することによつて例えば回転子２の回転数変動
等に伴う出力電圧の変動を防止する出力電圧調整
（以下AVRと呼ぶ）を行うように構成されてい
る。しかしながら、進相負荷が接続された場合に
は、上記主発電巻線３に進相電流が流れることに
よつて界磁巻線８−１ないし８−４に自励作用が
働くために出力電圧が上昇し、前述した励磁電流
の制御を行つても当該電圧上昇を抑止できない。
即ち、第２図図示例においては、進相負荷時にお
ける上記AVRを有効に機能せしめることができ
ないという非所望な問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の如き問題点を解決することを
目的としており、そのため、本発明のブラシレス
三相発電機は、固定子に三相の主発電巻線と直流
励磁巻線とを巻回し、多極形状の界磁コアを有す
る回転子に上記直流励磁巻線と磁気的に結合され
る界磁巻線を巻回しかつ該界磁巻線の夫々に半波
整流作用を有する整流素子を接続するように構成
されたブラシレス三相発電機において、上記固定
子の主発電巻線に接続されて該主発電巻線の出力
電圧が予め定められた値を超えたとき発光する発
光素子をそなえると共に、上記回転子の界磁巻線
のうちの一つに接続された上記整流素子と並列に
接続された受光サイリスタをそなえ、該受光サイ
リスタが上記発光素子によつて制御されるように
構成されていることを特徴としている。以下図面
を参照しつつ説明する。

（発明の実施例） 第１図は本発明の一実施例における回路構成、
第３図は本発明の他の一実施例を説明するための
説明図、第４図は本発明の他の一実施例における
回路構成を示している。図中の符号１０は発光ダ
イオードであつて図示省略した固定子にもうけら
れているもの、１０′は端子であつて図示省略し
た固定子にもうけられている主発電巻線の出力に
接続されたもの、１１は受光サイリスタ、１２は
ダイオードを表し、その他の符号は本願明細書冒
頭に説明した第２図に対応している。

本発明のブラシレス三相発電機における固定子
の基本構成は（第１図において省略されている）、
例えば前述した第２図図示例と同様であるが、本
発明においては、第１図に図示されている発光ダ
イオード１０がもうけられている。該発光ダイオ
ード１０の端子１０′，１０′は主発電巻線３（第
２図図示）の出力端子に接続されており、発電機
の出力電圧が上記発光ダイオード１０に印加され
ている。そして、該発光ダイオード１０の作動電
圧は、所定レベル以上の出力電圧に対応して発光
ダイオード１０が発光するように予め定められて
いる。また、本発明のブラシレス三相発電機にお
ける回転子２は、第１図に図示されている如く、
基本的には前述した第２図図示例と同一構成であ
るが、界磁巻線８−１ないし８−４に接続されて
いるダイオード９，９…のうちの少なくとも何れ
か１つ以上のダイオード９と並列に接続された受
光サイリスタ１１がもうけられている。以下第１
図図示実施例の動作を説明する。

発電機の出力電圧が上記発光ダイオード１０の
作動電圧より小さい場合の動作は、上記受光サイ
リスタ１１はオフ状態にあるため、本願明細書冒
頭に説明した第２図図示例と全く同じである（動
作説明は重複するため省略する）。しかしながら
進相負荷の場合には前述したように出力電圧が上
昇する。そして、出力電圧が所定の電圧以上にな
ると、上記発光ダイオード１０が作動して発光
し、該発光ダイオード１０の発光を感知して受光
サイリスタ１１が導通状態となる。その結果、界
磁巻線８−１が短絡されることになるため、当該
界磁巻線８−１による界磁磁束が減少することに
よつて、出力電圧を下げることができる。即ち、
AVRを有効に機能せしめることが可能となる。

以上説明した第１図図示実施例における図示省
略した固定子においては、第２図図示例と同様に
して４極三相の主発電巻線３および２極単相の直
流励磁巻線４が巻回されているものであるが、本
発明はこれに限られるものではなく、２極三相の
主発電巻線および４極単相の直流励磁巻線が巻回
されたいわゆる２極三相のブラシレス発電機にも
適用される。また、第１図図示実施例における回
転子２の界磁コアは４極形状であるが、例えば６
極等多極形状の界磁コアを有する回転子をそなえ
たブラシレス三相発電機においても同様に適用す
ることができる。

次に、第３図および前述した第２図に関連して
本発明の他の一実施例（第４図図示）を説明す
る。第３図は本願出願人が本願と同時に出願した
他の提案における一実施例の回路構成を示す図で
あり、後述する本発明の他の一実施例において、
出力電圧が所定値（第１図図示発光ダイオード１
０の作動電圧）以下の場合と同じ動作を行うもの
である。従つて、第４図に図示されている本発明
の他の一実施例の説明に先立つて第３図図示例を
説明する。

第３図図示例は、基本的に前述した第２図図示
例と同様な構成を有するものであるが、次の点に
おいて異なつている。即ち、第３図に図示されて
いる如く、回転子２にもうけられている４極の界
磁コア７−１ないし７−４のうちの１極（第３図
図示例においては界磁コア７−３）には界磁巻線
が巻回されていない。また、前述した第２図図示
例においては、電流調整器６を介し電池５によつ
て励磁巻線４に励磁電流を供給するように構成さ
れているのに対して、第３図図示例においては、
上記励磁巻線４にダイオード１２を接続すること
によつて、該励磁巻線４における誘起電圧を上記
ダイオード１２により整流して上記励磁巻線４に
対する励磁電流として供給するように構成されて
いる。

以上説明したような構成を有する第３図図示例
において、回転子２が回転を始めると、該回転子
２における界磁コアの残留磁気により上記励磁巻
線４に電圧が誘起され、当該励磁巻線４にダイオ
ード１２を介して励磁電流が流れることによつて
静止磁界が発生する。そして、該静止磁界中を上
記回転子２が回転するため、該回転子２の界磁コ
ア７−１，７−２，７−４に巻回されている界磁
巻線８−１，８−２，８−４に電圧が誘起され、
該界磁巻線８−１，８−２，８−４に夫々接続さ
れたダイオード９によつて整流された界磁電流が
流れる。その結果、上記界磁コア７−１，７−
２，７−４に界磁磁束が発生する。このとき、界
磁巻線が巻回されていない界磁コア７−３にも弱
い磁束が現れる。従つて、固定子１に巻回されて
いる４極三相の主発電巻線３に三相電圧が誘起さ
れると共に、上記界磁コア７−１ないし７−４に
発生する界磁磁束には弱い２極成分が含まれてい
るため、励磁巻線４に電圧が誘起されダイオード
１２を介して励磁電流が流れ続けることになる。
即ち、自励されることになる。

また、第３図図示例において、三相負荷が接続
されて負荷電流が流れた場合、当該負荷電流が変
動してもいわゆる電機子反作用によつて出力電圧
の変動を小さく抑えることができる。

以上、第３図図示例について説明したが、第４
図に図示されている本発明の他の一実施例は、基
本的には第３図図示例と第１図図示実施例とを組
合わせて構成されたものと考えて良い。即ち、第
４図図示実施例における回転子２の構成は、第１
図図示回転子２における界磁巻線８−１に接続さ
れているダイオード９に代えて第１図図示受光サ
イリスタ１１と同じ受光サイリスタが当該ダイオ
ード９と同じ極性方向に接続されている。また、
固定子１は第３図図示例に第１図図示実施例にお
ける発光ダイオード１０が付加されて構成されて
いる。

従つて、上記の如く構成されている第４図図示
実施例においては、出力電圧が上記発光ダイオー
ド１０の作動電圧以上である場合、前述した第１
図図示実施例と同じ動作を行う。また、出力電圧
が上記発光ダイオード１０の作動電圧より小さい
場合には、上記界磁巻線８−１に並例かつ逆極性
方向に接続された２個の受光サイリスタ１１がオ
フ状態となるため、前述した第３図図示例と同じ
動作を行う。そして、上記何れの場合において
も、４極の界磁磁束のうちの１極だけが弱くなる
ため、前述したように励磁巻線４は自励されるの
で、第３図図示例の如く、該励磁巻線４に励磁電
流を供給する直流電源装置（第２図図示電池５お
よび電流調整器６）が不要となる。即ち、回路構
成が簡略化されしかも第１図図示実施例と同様な
効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明によれば、出力電圧
が所定の値を超えたとき、回転子における多極の
界磁磁極を発生せしめる界磁巻線の１つを短絡さ
せることが可能となるため、進相負荷時において
も出力電圧調整を有効に機能せしめることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における回路構成、
第２図はブラシレス三相発電機の従来例における
回路構成、第３図は本発明の他の一実施例を説明
するための説明図、第４図は本発明の他の一実施
例における回路構成を示す。 図中、１は固定子、２は回転子、３は主発電巻
線、４は励磁巻線、５は電池、６は電流調整器、
７−１ないし７−４は界磁コア、７−１′ないし
７−４′は突極、８−１ないし８−４は界磁巻線、
９はダイオード、１０は発光ダイオード、１０′
は端子、１１は受光サイリスタ、１２はダイオー
ドを表す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定子に三相の主発電巻線と直流励磁巻線と
   を巻回し、多極形状の界磁コアを有する回転子に
   上記直流励磁巻線と磁気的に結合される界磁巻線
   を巻回しかつ該界磁巻線の夫々に半波整流作用を
   有する整流素子を接続するように構成されたブラ
   シレス三相発電機において、上記固定子の主発電
   巻線に接続されて該主発電巻線の出力電圧が予め
   定められた値を超えたとき発光する発光素子をそ
   なえると共に、上記回転子の界磁巻線のうちの一
   つに接続された上記整流素子と並列に接続された
   受光サイリスタをそなえ、該受光サイリスタが上
   記発光素子によつて制御されるように構成されて
   いることを特徴とするブラシレス三相発電機。