JPS6026526Y2 - 刷子なし交流発電機の整流器故障検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、刷子なし交流発電機の回転整流器における短
絡故障を検出する装置に関する。

まず第１図により一例として三相半波整流方式の刷子な
し交流発電機の構成を説明する。

第１図に於いて１は発電機の電機子巻線、２は発電機の
回転界磁極巻線、３は回転整流器、４は励磁機の回転電
機子巻線、５は励磁機の界磁巻線、６は自動電圧調整器
（以下ＡＶＲと言う）を示す。

一般に整流素子の故障は一旦短絡状態となり、次に短
路時の短絡電流により焼き切れて開放状態となるのが普
通である。

しかし、発電機に用いられている回転整流器の整流素子
の場合は電機子巻線４からの出力電流が比較的に小さい
ので、整流素子に故障が生じても短絡状態のままで焼き
切れないことが多い。

この様に一整流素子が短絡したままの状態では発電機の
出力電圧は少しは低下しても無電圧とはならない。

その為ＡＶＲ５の作用により励磁機の界磁巻線５に励
磁電流が流れ続け、遂には他の整流素子が故障するか、
励磁機の電機子巻線４又は励磁機の界磁巻線５が焼損す
るか事故に進展する。

上記述べた事故を検出する装置として、特公昭４５ １
３５４２号の如く、励磁電流の波形の異状を検出する装
置が提案されているが、この装置は回路が複雑で、動作
原理が微妙な為誤動作する等の欠点があった。

また、実開昭５０−６４９０１号の如く、励磁機の電機
子巻線に別個並列に検出回転機の回転界磁巻線を設ける
と共に、この回転界磁巻線に対応して固定側検出巻線を
設け、この検出巻線に誘起する電圧により回転整流器の
故障を検出するようにしたものがあるが、このような検
出装置は特別に発電機本体に検出回転機の回転界磁巻線
および固定側検出巻線を設ける必要があり、設計段階か
ら計画する必要がある。

また、回転界磁巻線に流れる逆相電流によって検出巻線
に誘起する電圧のみを検出して回転整流器の故障を判別
するため、誤動作する可能性がある。

更に、励磁機の電機子巻線の出力の一部を検出回転機に
回転界磁巻線に供給するため、発電機の効率が低下する
欠点がある。

また、特開昭４９−１０５９０６号の如く横軸上に検出
巻線を設け、回転整流器の故障時にこの検出巻線に誘起
する電圧を判別することにより故障検出するようにした
ものがあるが、このような検出装置も単に検出巻線に誘
起する電圧のみ判別して回転整流器の故障を検出するた
め、誤動作する可能性がある。

また、特別に励磁機固定子側に検出巻線を設ける必要が
あり、高価なる欠点がある。

一方、安価に検出する装置として励磁機の界磁巻線５に
直列に過電流継電器を接続することが考えられるか、次
の欠点がある。

発電機の負荷として、かこ形誘導電動機の起動電流等の
一時的な過負荷にも耐えられる様にＡＶＲ５の出力は通
常励磁機の界磁巻線を流れる定格電流の２〜４倍の余裕
を設けるため、発電機の一時的過負荷に対して過電流継
電器は誤動作のねそれがあり、限時式過電流継電器又は
熱動形過電流継電器を接続してもやはり誤動作のおそれ
がある。

そこで、本考案は上記事情に鑑みて威されたものであり
、安価で簡単な構造で、しかも確実に整流器の故障を検
出する装置を提供することを目的としている。

以下、本考案を第２図を用いて説明する。

図中第１図と同一番号は第１図と同様なものを示す。

整流器７と限時式過電流継電器８とを直列に接続したも
のを、励磁機の界磁巻線５に並列に接続したものである
。

この整流器７の向きは界磁巻線を短絡しない向きとする
。

以上簡単な構成が確実に故障を検出する装置であって、
次にその動作について説明すれば、回転整流器３の一整
流素子に短絡故障が生じると励磁機の電機子巻線４は残
りの正常な整流素子を通して短絡された状態になるため
、励磁機の電機子巻線４には直流分電流が流れ、この直
流分電流が励磁機電機子の直流分起磁力を発生させて励
磁機の界磁巻線５に対し回転磁界を形成する。

この回転磁界は、励磁機の界磁巻線５に交流電圧を誘起
するが、界磁巻線５は整流器７と限時式過電流継電器８
との間に閉回路を形成しているため、この誘起電圧によ
って界磁電流を増す方向の短絡電流が作り出される。

このため、順次励磁機の電機子巻線４の誘起電圧、励磁
機の界磁巻線５の誘起電圧、閉回路の短絡電流が増加し
てやがて閉回路を流れる短絡電流が限時式過電流継電器
８の動作設定値となり、継電機８が動作する。

すなわち、励磁機の界磁巻線５と整流器７と限時式過電
流継電器８との間に形成される閉回路によって界磁電流
を増す方向の電流が作り出されると、励磁機の電機子巻
線４界磁巻線５との間に相互作用いわゆる増幅作用が働
き、強制的に閉回路に大きな短絡電流が流れるので、こ
の大きくなった短絡電流を限時式過電流継電器８で検出
することにより、確実に回転整流器３の故障を検出する
ことができる。

また、本考案は単に整流器７と限時式過電流継電器８と
を励磁機の界磁巻線５に並列に設けるだけの簡単な構成
であるので、既設の発電機にも簡単に安価に設けること
ができ、非常に実用的な効果がある。

以上の如く本考案によれば煩わしい改良も必要なく今ま
で使われている発電機にも必要部品を安価に簡単に取り
付けられると共に回転整流器の故障時に、励磁機の界磁
巻線と電機子巻線との間に働く相互作用いわゆる増幅作
用によって、強制的に閉回路に大きな短絡電流を流し、
その電流を検出するようにしたので、誤動作せず、確実
に回転整流器の故障を検出できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発電装置の簡略回路図で第２図は本考案
を適用した発電装置の簡略回路図である。 ４・・・・・・励磁機の電機子巻線、５・・・・・・励
磁機の界磁巻線、７・・・・・・整流器、８・・・・・
・限時式過電流継電器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転界磁極を有する交流機と、この交流機の同一軸上に
   設けられた回転電機子を有する励磁機と、この励磁機の
   電機子出力を整流して、前記交流機の回転界磁極を励磁
   する回転整流器とを具えた刷子なし交流発電機において
   、前記励磁機の界磁巻線に並列に且つ界磁電流を短絡し
   ない向に整流器を接続し、この界磁巻線と整流器とて形
   成される閉回路内に限時式過電流継電器を接続し、前記
   回転整流器の故障時に前記閉回路に前記励磁機の界磁巻
   線と電機子巻線の相互増幅作用により強制的に短絡電流
   を生せしめ、この短絡電流を限時式過電流継電器により
   伴別することにより前記回転整流器の故障を検出するこ
   とを特徴とする刷子なし交流発電機の整流器故障検出装
   置。