JPH0557817B2 - - 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
に接続された半波整流素子のうちの少なくとも１
個をスイツチング素子とし、出力電圧に対応させ
て上記スイツチング素子を制御することによつ
て、出力電圧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４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４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４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４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４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４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、上記界磁巻線に
接続された整流素子のうちの少なくとも１個をス
イツチング素子とすると共に上記主発電巻線の出
力電圧を検出する電圧検出手段をそなえ、該電圧
検出手段により検出された結果にもとづいて上記
スイツチング素子をオンまたはオフに制御するよ
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２図は本発明の他の一実施例における回路構
成、第３図は本発明の更に他の一実施例における
回路構成を示している。なお、第１図ないし第３
図に図示されている本発明の各実施例における固
定子（図示省略）は、本願明細書冒頭に説明した
第４図図示例と基本的に同様な構成を有するもの
である。

本発明の一実施例を示す第１図において、図中
の符号１０ないし１３は受光サイリスタ、１０′
ないし１３′は発光ダイオードを表し、その他の
符号は前述した第４図に対応している。

第１図図示実施例における上記発光ダイオード
１０′ないし１３′は、固定子側にもうけられてい
るものである。そして、本発明においては、出力
電圧を検出する電圧検出手段をそなえており、該
電圧検出手段により検出された電圧即ち出力電圧
が所定の電圧を超えたとき、上記発光ダイオード
１２′および１３′を作動させて発光せしめ、出力
電圧が所定の電圧以下の場合、上記発光ダイオー
ド１０′および１１′を作動させて発光せしめるよ
うに構成されている。なお、上記所定の電圧と
は、正常な出力電圧即ち本発明のブラシレス三相
発電機における定格出力電圧を意味している。

また、回転子２に巻回されている界磁巻線８−
１および８−３には、受光サイリスタ１０，１２
および１１，１３が図示の如く互いに逆極性とな
るように並列に接続されている。なお、受光サイ
リスタ１０は上記発光ダイオード１０′によつて
制御され、同様受光サイリスタ１１は上記発光ダ
イオード１１′により、受光サイリスタ１２は上
記発光ダイオード１２′により更に受光サイリス
タ１３は上記発光ダイオード１３′により夫々制
御されるように構成されている。以下、第１図図
示実施例の動作を説明する。

先づ、発電機の出力電圧が前述した所定の電圧
以下の場合、発光ダイオード１０′および１１′が
作動（この場合、上記発光ダイオード１２′およ
び１３′は非作動）して発光し、該発光ダイオー
ド１０′および１１′の発光を感知して上記受光サ
イリスタ１０および１１がオン状態となる。その
結果、界磁巻線８−１ないし８−４の夫々に順方
向（図示矢印方向）の界磁電流が流れる。即ち、
当該状態の場合には、本願明細書冒頭に説明した
第４図図示例と同様な動作となる。

次に、本願明細書冒頭に説明したように、例え
ば進相負荷が接続されるなどして発電機の出力電
圧が前述した所定の電圧を超えた場合、上記、発
光ダイオード１２′および１３′が作動（この場
合、上記発光ダイオード１０′および１１′は非作
動）して発光し、該発光ダイオード１２′および
１３′の発光を感知して上記受光サイリスタ１２
および１３がオン状態となる（この場合、上記受
光サイリスタ１０および１１はオフ状態）。その
結果、界磁巻線８−１および８−３には逆方向
（図示矢印と逆方向）の界磁電流が流れて、突極
７−１′および７−３′はＳ極となる。従つて、突
極７−１′ないし７−４′の総てがＳ極となるた
め、出力電圧を下げることができる。

以上説明した如く、第１図図示実施例において
は、発電機に進相負荷が接続された場合において
も、AVRを有効に機能せしめることが可能とな
る。

なお、第１図図示実施例は、界磁巻線８−１お
よび８−３に受光サイリスタを接続したものであ
るが、本発明はこれに限られるものではなく、界
磁巻線８−２および８−４、または界磁巻線８−
１ないし８−４のうちの何れか１個の界磁巻線に
第１図図示と同様に受光サイリスタを接続するよ
うにしても、第１図図示実施例と同様の効果を上
げることができる。

第２図図示実施例は、回転トランスを用いて界
磁電流を制御するようにしたものである。図中の
符号８は界磁巻線、１４および１５は回転トラン
ス２次巻線、１６および１７は整流器、１８ない
し２１は抵抗、２２および２３はコンデンサ、２
４および２５はツエナ・ダイオード、２６および
２７はダイオード、２８および２９はトランジス
タを表している。

第２図図示実施例が適用された本発明のブラシ
レス三相発電機の動作は、基本的には第１図図示
実施例と同様である。即ち、第２図図示界磁巻線
８は第１図図示界磁巻線８−１ないし８−４に対
応するものであり、第２図図示回路構成を、第１
図図示実施例と同様の構成の下で、(i)第１図図示
界磁巻線８−１および８−３に適用するようにし
ても良く、また(ii)界磁巻線８−１ないし８−４の
うちの何れか１個の界磁巻線に適用するようにし
ても良く、更にまた(iii)界磁巻線８−２および８−
４に適用するようにしても良い。

第２図において、回転トランス２次巻線１４に
は、発電機の出力電圧が前述した所定の電圧以下
の場合に、トランジスタ２８をオンせしめるに充
分な電圧が誘起される。また、回転トランス２次
巻線１５には、上記出力電圧が前述した所定の電
圧を超えた場合に、トランジスタ２９をオンせし
めるに充分な電圧が誘起される。従つて、発電機
の出力電圧が所定の電圧以下の場合には、上記回
転トランス２次巻線１４に誘起された電圧が、整
流器１６により整流され、抵抗１８，１９、ツエ
ナ・ダイオード２４を介してトランジスタ２８の
ベースに印加されることにより、該トランジスタ
２８はオン状態となる。その結果、界磁巻線８、
ダイオード２６、トランジスタ２８を還流するか
たちで上記界磁巻線８に界磁電流が図示矢印方向
（第１図図示矢印方向に対応している）即ち順方
向に流れる。また、発電機の出力電圧が所定の電
圧を超えた場合には、上記回転トランス２次巻線
１５に誘起された電圧が、整流器１７により整流
され、抵抗２０，２１、ツエナ・ダイオード２５
を介してトランジスタ２９のベースに印加される
ことにより、該トランジスタ２９はオン状態とな
る。その結果、界磁巻線８、ダイオード２７、ト
ランジスタ２９を還流するかたちで上記界磁巻線
８に図示矢印方向と逆方向の界磁電流が流れる。

以上説明した如く、第２図図示実施例を適用す
ることにより、界磁巻線の界磁電流の方向を発電
機の出力電圧に対応させて順方向または逆方向に
制御することが可能となるため、第１図図示実施
例と同様に、発電機に進相負荷が接続された場合
においてAVRを有効に機能せしめることが可能
となる。

第３図図示実施例もまた第１図図示実施例と基
本的に同様な構成を有するものであるが、発電機
に進相負荷が接続されていない状態のもとでは、
第１図図示実施例における界磁巻線８−１および
８−３、または界磁巻線８−２および８−４に界
磁電流を流さないで所望する出力電圧が得られる
ように構成されたブラシレス三相発電機に適用さ
れるものである。なお、図中の符号は第１図に対
応している。

第３図において、発光ダイオード１２′および
１３′は、第１図と同様にして発電機の出力電圧
が所定の電圧を超えた場合に発光するものであ
り、受光サイリスタ１２および１３は上記発光ダ
イオード１２′および１３′の発光を感知したとき
オン状態となるものである。従つて、上記発電機
の出力電圧が所定の電圧以下の場合には、界磁巻
線８−１および８−３には界磁電流が流れない
で、界磁巻線８−２および８−４にのみ第３図図
示の如く界磁電流が流れる。そして、上記発電機
の出力電圧が所定の電圧を超えた場合には、上記
界磁巻線８−１および８−３にも図示矢印方向の
界磁電流が流れることになり、総ての突極７−
１′ないし７−４′にＳ極が発生する。即ち、上記
発電機の出力電圧が所定の電圧を超えた場合に
は、第１図図示実施例と全く同様な動作を行うた
め、発電機に進相負荷が接続されても、第１図お
よび第２図図示実施例と同様にAVRを有効に機
能せしめることが可能となる。

なお、第３図図示実施例においては、界磁巻線
８−１および８−３に受光サイリスタが接続され
ているが、界磁巻線８−２および８−４、または
界磁巻線８−１ないし８−４のうちの何れか１個
の界磁巻線に第３図図示実施例と同様に受光サイ
リスタを接続するようにしても良い。また、受光
サイリスタが接続されていない界磁巻線には、本
願明細書冒頭に説明した第４図図示例の如く、ダ
イオード９が接続されていることは言うまでもな
い。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明によれば、界磁巻線
における界磁電流の方向を、発電機の出力電圧に
対応させて制御す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図は本発明の他の一実施例における回路構
成、第３図は本発明の更に他の一実施例における
回路構成、第４図はブラシレス三相発電機の従来
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は直流励磁巻線、７−１ないし７−４は界
磁コア、７−１′ないし７−４′は突極、８および
８−１ないし８−４は界磁巻線、９はダイオー
ド、１０ないし１３は受光サイリスタ、１０′な
いし１３′は発光ダイオード、１４および１５は
回転トランス２次巻線、１６および１７は整流
器、１８ないし２１は抵抗、２２および２３はコ
ンデンサ、２４および２５はツエナ・ダイオー
ド、２６および２７はダイオード、２８および２
９はトランジスタを表す。

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、上記界磁巻線に接続された
   整流素子のうちの少なくとも１個をスイツチング
   素子とすると共に上記主発電巻線の出力電圧を検
   出する電圧検出手段をそなえ、該電圧検出手段に
   より検出された結果にもとづいて上記スイツチン
   グ素子をオンまたはオフに制御するように構成さ
   れていることを特徴とするブラシレス三相発電
   機。