JPH01295649A

JPH01295649A - 定格電圧可変型発電機

Info

Publication number: JPH01295649A
Application number: JP12428088A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hibino; 日比野　博
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-29
Also published as: JPH0578263B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的［産業上の利用分野］本発明は同相の電圧が誘起される電機子巻線を複数有し
、該電機子巻線を適宜直列または並列に接続して、定格
電圧を可変とすることができる定格電圧可変型発電機に
関する。

［従来の技術］従来より、同相の電圧が誘起される電機子巻線を複数有
し、該電機子巻線を適宜直列または並列に接続して定格
電圧を可変とする定格電圧可変型発電機が知られている
。かかる定格電圧可変型発電機は、電機子巻線に誘起さ
れる電気量が比較的大容量であるために、電機子巻線相
互の接続には次のような接続方式を用いることが一般的
である。

複数の電機子巻線の端子を発電機外部に引き出し、それ
ぞれに用意されたボルトＥ子に圧着する。

そして、任意のボルト端子間に導電性の接続板をナツト
で強固に固着することで、電機子巻線の直・並列接続が
なされるのである。このとき、複数のボルト端子の配置
位置は好適に選択されており、接続板の架設位置は一定
の規則性を有する。従って、電機子巻線の接続状況、す
なわち定格電圧可変型発電機の定格電圧は一見して確認
可能となる。

この様な定格電圧可変型発電機は、定格電圧を変更する
ことで各種の負荷の電圧源として使用可能であり、利用
範囲はより拡大し、各種電気機器の進展と相俟って、発
電機として要求される容量は増加の一歩をたどっている
。

［発明が解決しようとする課題］一方、発電機等の電源のうち比較的電源容量の大きなも
のは、電力の安全な利用を目的とし、漏電防止を初めと
する安全対策のために、その中性点を接地して使用する
ことが一般的である。また通常、これら漏電防止等の中
性点接地は、電源の定格電圧に応じて接地に使用する電
気素子のインピーダンスを決定し、地絡電流を一定値以
下に制限することが行われている。このことは、定格電
圧可変型発電機も例外ではない。

しかし、従来の定格電圧可変型発電機は、定格電圧が電
機子巻線の接続仕様により変化する特徴を有するがため
に、その中性点接地に使用する電気素子のインピーダン
スを定格電圧に応じて適宜変更する必要があり、安全対
策に関する作業が煩雑となる問題点があった。

例えば、高電圧電源として定格電圧可変型発電機を使用
する際には、地絡電流を所定値以下に制限するために中
性点接地に比較的大きな抵抗値の抵抗器を使用する。し
かし、その定格電圧可変型発電機を低電圧源として使用
する際には、それに伴って上記抵抗器の抵抗値を小さく
変更しなければ、地絡電流の値は極めて小さくなり、地
絡検出の精度が低下し、安全対策が不十分となる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、定格電圧
が変更可能な定格電圧可変型発電機の長所を有し、かつ
定格電圧変更時の安全対策も簡単に、しかも確実に行え
る優れた定格電圧可変型発電機を提供することを目的と
している。

発明の構成［課題を解決するための手段］上記課題を解決するために本発明の定格電圧可変型発電
機構成した手段は、同相の電圧が誘起される複数の電機子巻線と、該複数の
電機子巻線の端子がそれぞれ接続される複数の接続端子
と、該複数の接続端子の所定接続端子間に適宜架設され、所
定接続端子間を相互に導通させて前記複数に分割される
電機子巻線を直列または並列接続する接続板と、を有する定格電圧可変型発電機において、前記複数の電
機子巻線の発生する誘起電圧にそれぞれ対応したインピ
ーダンスの複数の電気素子を、前記定格電圧可変型発電
機の中性点と接地点との間に直列接続してなる分割接地
素子と、前記複数の接続端子の近傍に絶縁して配置され
、前記分割接地素子の複数の電気素子にそれぞれ接続さ
れると共に、前記接続板により前記接続端子間を相互に
導通させて所定の電機子巻線を並列に接続するとき、該
接続板と共に前記所定の電機子巻線に対応する前記電気
素子を短絡する短絡閉路を形成する短絡端子と、を備えることをその要旨としている。

［作用コ本発明の定格電圧可変型発電機は、その中性点と接地点
との間に、分割接地素子が接続されている。分割接地素
子とは、複数の電機子巻線の発生する誘起電圧にそれぞ
れ対応したインピーダンスの複数の電気素子を直列に接
続してものである。

そして、その分割接地素子を構成する複数の電気素子は
、電機子巻線と接続される接続端子の近傍に絶縁して適
宜配置される短絡端子に接続されている。

従って、接続板により接続端子間を相互に導通させて所
定の電機子巻線を並列に接続すると、同時にその所定の
電機子巻線に対応する分割接地素子の電気素子が接続板
を介して短絡され、定格電圧可変型発電機の中性点接地
のインピーダンスは必然的に低下することになる。

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて詳述する。

［実施例コ第１図は、実施例の定格電圧可変型発電機の全体電気回
路図である。図示するように、三相（Ｕ。

Ｖ、Ｗ相）発電機１０の内部は、同相の電圧が誘起され
る電機子巻線が２分されて形成される。例えば、Ｕ相の
電機子巻線は、ＵＡ及びＵＢの２つの電機子巻線から構
成される。また、この様に分割形成される電機子巻線の
巻数は総て同一であり、電機子巻線ＵＡ及びＵＢの巻数
も一致している。

各相の電機子巻線ｃ０１つ（ＵＡ、ＶＡ、ＷＡ）は一端
が接続され、いわゆるＹ結線されている。

従って、発電機１０には電気的中性点Ｇが存在し、この
中性点Ｇは後述するごとく決定される抵抗値の抵抗器Ｒ
１，Ｒ２を介して接地されている。更に、上記Ｙ結線さ
れた電機子巻線の他方端子は発電機外部に引き出され、
接続端子箱２０にそれぞれ絶縁して立設される接続端子
Ｕ２．　　Ｖ２．　Ｗ２に接続される。これら接続端子
箱２０に立設される接続端子は、電気容量の大きな発電
機１ｏに対処可能とするため、ボルトなどの強固な機械
的係合をなす部材より構成され、電機子巻線などは確実
に電気的導通状態を確保するため、圧着される。

なお、回路接続が容易に視認できるように、第１図にお
いては、■相とＷ相についての結線は端子記号を用いて
略している。

上記Ｙ結線される電機子巻線以外の各相の電機子巻線Ｕ
Ｂ、　　ＶＢ、　ＷＢ　（以下、これらを第２電機子巻
線という）の両端子も発電機外９１に引き出され、同様
に接続端子箱２０に用意される接続端子に接続される。

その際の接続端子箱２ｏの接続端子は、前記Ｙ結線され
た電機子巻線の接続される接続端子（Ｕ２．Ｖ２．Ｗ２
）に対して絶縁され、かつ該接続端子を挾み込むような
位置に配された一対の接続端子（ＵｌとＸＩ、ＶｌとＹ
ｌ。

ＷｌとＺｌ）である。また、このときの接続の方向は、
接続端子Ｕ１とＵ２、ｖｌとＶ２、ｗｌとＷ２に現れる
電圧が同一位相となるように決定される。

上記のごとく接続端子箱２０には、電機子巻線が接続さ
れる一相当たり３つの接続端子が所定間ｆｉＤをおいて
整然と一列に立設され、合計９個の接続端子が備えられ
る。また、図示するごとく、各相の接続端子ＸＩ、Ｙ１
．Ｚｌに続いて、同じく所定間隔りを隔てた位置には各
相毎に接続端子０が立設されている。この接続端子０は
、発電機１０の中性点Ｇと接続されるものである。更に
、この各相の接続端子０と接続端子Ｘ１．　　Ｙｌ、　
　Ｚｌとの中間位置には、それぞれ接地抵抗Ｒ１，Ｒ２
の中間点と接続される接続端子ＯＡ、　　ＯＢ、　　Ｏ
Ｃが立設されている。

上記接地抵抗Ｒ１，Ｒ２は、発電機１０に地絡故障が発
生したときに流れる地絡電流Ｉを所定値に制限するため
のもので、その値は簡略計算式（次式）により決定され
る。

Ｒ１＋Ｒ２＝ＥＫ／　（冴ＸＩＸα）但し、ＥＫは分割された電機子巻線（各相のＡ、　　８
巻線）を直列に接続したときの発電機１０の線間電圧［
Ｖｌ、■は地絡電流の制限値［Ａ］、αは安全率である
。

また、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値はそれぞれ等しく、Ｒ１
＝Ｒ２なる関係を満足している。

以上のように構成される定格電圧可変型発電機は、第２
図（Ａ）、（Ｂ）に示すように接続端子箱２０の各接続
端子間を接続して使用される。第２図は、接続端子箱２
０の接続状況及びそのときの発電１１１０の各電機子巻
線の接続状態を示したものである。

（Ａ）図に示すように、接続端子Ｕ２とｘｌ、ｖ２とＹ
ｌ、Ｗ２とＺｌを導電性の接続板３０を用いて接続する
と、発電機１０の各電機子巻線は誘起電圧が加え合わさ
るように接続され、各相の発生線間電圧はＥＫ［Ｖｌと
なる。また、このとき発電機１０の中性点Ｇと接地点と
の間には抵抗器Ｒ１，Ｒ２が直列に挿入されるため、前
記簡略計算式により地絡電流はＩ　［Ａ］に制限される
ことが理解できる。

一方、（Ｒ）図に示すように接続端子箱２ｏの接続をＵ
ｌとＵ２、ｖｌとｖ２、ＷｌとＷ２及びｘｌと０、Ｙｌ
と０、Ｚｌと０をそれぞれ接続すると、発電機１０の各
相の電機子巻線は並列に接続されることになり、発電１
１１００発生線間電圧はＥＫ／２となる。また、このと
き接続端子ＯＡ。

ＯＢ、ＱＣは、接続端子Ｏに導通するため、接地抵抗Ｒ
２は両端を短絡されることになる。

すなわち、第２図（Ｂ）に示す状態では、（Ａ）図に示
す状態に比較して、発電機１０の線間電圧が１７２とな
り、かつ同時に接地抵抗値も１／２となるのである。従
って、このときにも地絡電流値は（Ａ）図に示す状態と
同一値に制限されることになる。

この様に構成される定格電圧可変型発電機によれば、従
来同様に接続端子箱２０の各接続端子の接続状態を変更
して電機子巻線の接続状況を選択するならば、定格電圧
を所望の値に簡単に変更することができる。しかも、そ
の定格電圧の変更作業と同時に、中性点Ｇと接地点との
間に挿入される抵抗値が変更され、最大地絡電流を常に
一定に制御することができる。

また、最大地絡電流値が常に一定値に制御されることか
ら、この地絡電流を検出して漏電遮断を行う、いわゆる
電流検出タイプの漏電遮断装置を使用すれば、如何なる
定格電圧で発電機を使用しようとも常に所定精度の下に
漏電遮断を実行させることができる。

なお、上記実施例では発電機の中性点と接地点との間に
挿入する電気素子として抵抗器を使用する例について説
明した。しかし、何等このような構成に限定されるもの
ではなく、通常の接地方式に用いられるその他の電気素
子、例えはコンデンサなどであってもよい。

また、実施例では同相の電機子巻線が２分割され、定格
電圧を２段階に変更可能な発電機１０を例示した。この
点に関しても、電機子巻線の分割をより多段のものとし
てよく、当然ながらこのときは接地に用いる電気素子の
分割もそれに応じて多段に変更される。更に、実施例の
ように電機子巻線の分割を同一巻数とする必要はなく、
分割の比率は適宜決定できる設計事項である。そして、
このときには接地に用いる電気素子のインピーダンスも
電機子巻線の分割比率に応じて同様に分割すればよい。

発明の効果実施例を挙げて詳述したごとく本発明の定格電圧可変型
発電機は、電機子巻線の接続状況を変更して所定の電機
子巻線を並列接続するならば、その所定の電機子巻線に
対応する接地電気素子が上記接続状況の変更により自動
的に短絡状態となり、接地インピーダンスが常に適正値
に維持できるものである。

従って、定格電圧が変更可能な定格電圧可変型発電機の
長所をそのまま有し、しかも中性点の接地を容易に、確
実かつ適正に行うことができる。

従って、地絡故障などに対する安全性は堅実となり、電
力の有効利用を図れるなど優れた定格電圧可変型発電機
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の定格電圧可変型発電機の全体電気回路
図、第２図（Ａ）、ＣＢ）は電機子巻線及び接地抵抗の
接続状況の変更を説明するための説明図、を示している
。代理人　　弁理士　定立　勉（ばか２名）（Ａ）第２図ＣＢ）

Claims

【特許請求の範囲】同相の電圧が誘起される複数の電機子巻線と、該複数の
電機子巻線の端子がそれぞれ接続される複数の接続端子
と、該複数の接続端子の所定接続端子間に適宜架設され、所
定接続端子間を相互に導通させて前記複数に分割される
電機子巻線を直列または並列接続する接続板と、を有する定格電圧可変型発電機において、前記複数の電機子巻線の発生する誘起電圧にそれぞれ対
応したインピーダンスの複数の電気素子を、前記定格電
圧可変型発電機の中性点と接地点との間に直列接続して
なる分割接地素子と、前記複数の接続端子の近傍に絶縁
して配置され、前記分割接地素子の複数の電気素子にそ
れぞれ接続されると共に、前記接続板により前記接続端
子間を相互に導通させて所定の電機子巻線を並列に接続
するとき、該接続板と共に前記所定の電機子巻線に対応
する前記電気素子を短絡する短絡閉路を形成する短絡端
子と、を備えることを特徴とする定格電圧可変型発電機。