JPH0284026A - 特に風力機械用の高可変運転の発電機を含む電池充電回路 - Google Patents
特に風力機械用の高可変運転の発電機を含む電池充電回路Info
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- JPH0284026A JPH0284026A JP1153583A JP15358389A JPH0284026A JP H0284026 A JPH0284026 A JP H0284026A JP 1153583 A JP1153583 A JP 1153583A JP 15358389 A JP15358389 A JP 15358389A JP H0284026 A JPH0284026 A JP H0284026A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高可変速度の機械駆動源、特に風力車輪または
鉄道貨車や水力タービンの照明発電機から電気エネルギ
ーを作ることに関する。
鉄道貨車や水力タービンの照明発電機から電気エネルギ
ーを作ることに関する。
機械エネルギーが利用できかつ出力が利用できる回数は
それぞれの要求に一致しないので、こうして作られたエ
ネルギを通常アキュームレータの電池に蓄積することが
大切である。
それぞれの要求に一致しないので、こうして作られたエ
ネルギを通常アキュームレータの電池に蓄積することが
大切である。
しかし、発電機の高可変運転は受は入れられる効率条件
の下で電池に適した充電電流および電圧を調整・発生さ
せることを極めて困難にする。
の下で電池に適した充電電流および電圧を調整・発生さ
せることを極めて困難にする。
例えば、従来の同期発電機の使用は電気エネルギー発生
の可能性を特に低率として大幅に制限し、また例えば、
風力機械に関しては、毎秒６メートル以下の風でエネル
ギーを作ることは事実上もはや不可能である。
の可能性を特に低率として大幅に制限し、また例えば、
風力機械に関しては、毎秒６メートル以下の風でエネル
ギーを作ることは事実上もはや不可能である。
発電機またはむしろ自動車型の同期発電機の使用が回転
速度に対する感度を低下するのは、この装置が最初から
その目的で設計されているからであって、エネルギー出
力はなだらかであり、供給を開始するために最小速度が
必要である。
速度に対する感度を低下するのは、この装置が最初から
その目的で設計されているからであって、エネルギー出
力はなだらかであり、供給を開始するために最小速度が
必要である。
もう１つの解決法は永久磁石を持つ同期発電機を用いる
ことであり、この利点は毎分２，３回転程度のごく低速
度からエネルギーが作られること、およびごく高速度に
耐え得ることであり、これは風力機械について特に有利
であるとともに機構をできるだけ簡潔化するが、その理
由はスクリュウの速度を調整する必要がないからである
。
ことであり、この利点は毎分２，３回転程度のごく低速
度からエネルギーが作られること、およびごく高速度に
耐え得ることであり、これは風力機械について特に有利
であるとともに機構をできるだけ簡潔化するが、その理
由はスクリュウの速度を調整する必要がないからである
。
これとは逆に、この型の発電機の大きな不利は出力電圧
が回転速度に比例しかつこうして作られた電圧を調整す
る手段がないことであり、その理由はこのような同期発
電機がどんな励磁電流を持たないからである。
が回転速度に比例しかつこうして作られた電圧を調整す
る手段がないことであり、その理由はこのような同期発
電機がどんな励磁電流を持たないからである。
他方では、供給される強さは電荷が出力電圧に整合され
るならば一定であることができる。
るならば一定であることができる。
熱エネルギーの発生だけが目的であるならば、これは取
りに足らない不利であるが、電池を充電しなければなら
ない場合、これは充電を抑制するとともに永久磁石同期
発電機の特性を両立させない可変電圧の問題を提起する
。
りに足らない不利であるが、電池を充電しなければなら
ない場合、これは充電を抑制するとともに永久磁石同期
発電機の特性を両立させない可変電圧の問題を提起する
。
本発明の目的は、上述の不利を除去することであり、す
なわち理想の効率条件の下で最大量のエネルギーを回収
し得ると同時に、複雑さを最小限まで減少し得る高可変
運転の発電機を含む電池充電回路を提供することである
。
なわち理想の効率条件の下で最大量のエネルギーを回収
し得ると同時に、複雑さを最小限まで減少し得る高可変
運転の発電機を含む電池充電回路を提供することである
。
もちろん本発明は、既知のやり方で、１つ以上の位相を
持つ同期発電機から成る発電機を含むが、その各位相は
１次整流ブリッジの交流対角線が同様に挿入される交流
１次回路に挿入され、その直流対角線は電池の端子に接
続される直流１次回路に自ら挿入される。
持つ同期発電機から成る発電機を含むが、その各位相は
１次整流ブリッジの交流対角線が同様に挿入される交流
１次回路に挿入され、その直流対角線は電池の端子に接
続される直流１次回路に自ら挿入される。
本発明の１つの特徴により、同期発電機は永久磁石同期
発電機であり、また各交流１次回路は強度調整インピー
ダンスを含む。
発電機であり、また各交流１次回路は強度調整インピー
ダンスを含む。
このインピーダンスは１個の簡単な抵抗器であることが
できるが、なるべくチョーク・コイルであることが望ま
しく、さらに２次巻線が抵抗器を自ら含む交流２次回路
に挿入される変圧器の１次巻線であることが一層望まし
く、あるいは直流対角線が他の１次または２次直流回路
と並列に接続される直流２次回路に挿入される２次整流
ブリッジの交流対角線であることがさらに望ましい。
できるが、なるべくチョーク・コイルであることが望ま
しく、さらに２次巻線が抵抗器を自ら含む交流２次回路
に挿入される変圧器の１次巻線であることが一層望まし
く、あるいは直流対角線が他の１次または２次直流回路
と並列に接続される直流２次回路に挿入される２次整流
ブリッジの交流対角線であることがさらに望ましい。
本発明の他の特定の特徴は例としてとられかつ付図に示
されるいろいろな実施例の下記説明から明白になると思
う。
されるいろいろな実施例の下記説明から明白になると思
う。
第１図は端子の電圧がＵａでありかつ電流工、を通す１
次交流回路２に挿入されかつ抵抗器Ｒと１次整流ブリッ
ジＰ１の交流対角線とを直列に含む同期発電機１を示す
。このブリッジＰ１の直流対角線は電流しが流れかつ端
子の電圧がＵｂである電池４に接続されている１次直流
回路３にそれ自体挿入されている。
次交流回路２に挿入されかつ抵抗器Ｒと１次整流ブリッ
ジＰ１の交流対角線とを直列に含む同期発電機１を示す
。このブリッジＰ１の直流対角線は電流しが流れかつ端
子の電圧がＵｂである電池４に接続されている１次直流
回路３にそれ自体挿入されている。
Ｒの値は同期発電機の最大運転速度で得られる最大電圧
Ｕａを与えられる最大電池充電圧強さを得るように計算
される。この強さは下記で表わされる。
Ｕａを与えられる最大電池充電圧強さを得るように計算
される。この強さは下記で表わされる。
Ｉｃ＝１．＝ （Ｕａ−■−Ｕｂ）／Ｒこの実施例の利
点はそれが電池の電圧に自己適合することであるが、そ
の不利はそれが低速で充電電流の少ないことである。
点はそれが電池の電圧に自己適合することであるが、そ
の不利はそれが低速で充電電流の少ないことである。
第２図に示される通り、抵抗器Ｒを鉄心チョーク・コイ
ルＬに代えることによって装置を改良することができる
。実際には、同期発電機は可変速度を有するので、作ら
れる電流の周波数はこの速度に直接関連され、また他方
では電圧Ｕａも回転速度の関数であることが知られてい
るので、実際には、与えられた装置では、電圧の増加お
よび周波数の増加は並行して生じる。
ルＬに代えることによって装置を改良することができる
。実際には、同期発電機は可変速度を有するので、作ら
れる電流の周波数はこの速度に直接関連され、また他方
では電圧Ｕａも回転速度の関数であることが知られてい
るので、実際には、与えられた装置では、電圧の増加お
よび周波数の増加は並行して生じる。
上記の公式において、Ｒは−によって代えられるべきで
あり、ただしＷは周波数に比例する交流の脈動である。
あり、ただしＷは周波数に比例する交流の脈動である。
低速度では、周波数は２，３ヘルツ程度で極めて低く、
またＬの抵抗は事実上ゼロである。したがって、Ｕａ−
■が電池の電圧Ｕｂの値を越える瞬間から、電池の最大
充電電流が存在する。その後、同期発電機の速度の増加
に比例して電圧Ｕ、は増加するが、Ｌのリアクタンスも
増加し、それによってチョーク・コイルＬの端子にＵａ
に対向する電圧が作られ、したがってこれはＵａの値に
かかわらず充電電流を選択した値に安定させる。
またＬの抵抗は事実上ゼロである。したがって、Ｕａ−
■が電池の電圧Ｕｂの値を越える瞬間から、電池の最大
充電電流が存在する。その後、同期発電機の速度の増加
に比例して電圧Ｕ、は増加するが、Ｌのリアクタンスも
増加し、それによってチョーク・コイルＬの端子にＵａ
に対向する電圧が作られ、したがってこれはＵａの値に
かかわらず充電電流を選択した値に安定させる。
この装置の利点は、それが低速でも最大充電を保証し、
かくてそれが風力機械用に使われるとき、毎秒３メ一ト
ル程度の風でも電池を充電できることである。だが効率
は高速で幾分低下する。
かくてそれが風力機械用に使われるとき、毎秒３メ一ト
ル程度の風でも電池を充電できることである。だが効率
は高速で幾分低下する。
これに対処するため、装置は第３図に示されるように、
２次巻線６が例えば抵抗器７に給電する変圧器Ｔの１次
巻線５をチョーク・コイルＬの代わりに使用することに
よってさらに改良することができる。この装置の機能は
前述のケースと同じであり、これは抵抗器７で消費され
かつ熱の形で回収される回路の無効エネルギーの回収と
同期し、かくて例えば加熱目的の働きをす゛る。
２次巻線６が例えば抵抗器７に給電する変圧器Ｔの１次
巻線５をチョーク・コイルＬの代わりに使用することに
よってさらに改良することができる。この装置の機能は
前述のケースと同じであり、これは抵抗器７で消費され
かつ熱の形で回収される回路の無効エネルギーの回収と
同期し、かくて例えば加熱目的の働きをす゛る。
その利点は高い全効率がすべての速度で得られることだ
が、不利は低速で回収される熱がごく少ないことである
。
が、不利は低速で回収される熱がごく少ないことである
。
組立体の一新された改良が第４図に示され、抵抗器７は
２次交流回路８によって取り代えられ、この回路には２
次整流ブリッジＰ２の交流対角線が挿入され、その直流
対角線は既に１次整流ブリッジＰ１と電池４とを含む１
次直流回路３と自ら並列に接続される２次直流回路９に
挿入されている。
２次交流回路８によって取り代えられ、この回路には２
次整流ブリッジＰ２の交流対角線が挿入され、その直流
対角線は既に１次整流ブリッジＰ１と電池４とを含む１
次直流回路３と自ら並列に接続される２次直流回路９に
挿入されている。
低速で、Ｕａ、４がＵｂより高くなると同時に、電池４
の中の直流Ｉ０および１次直流回路３と２次直流回路９
とに共通な直流回路のその部分は実際に交流Ｉａに等し
い。
の中の直流Ｉ０および１次直流回路３と２次直流回路９
とに共通な直流回路のその部分は実際に交流Ｉａに等し
い。
速度が増すと、変圧器Ｔの２次巻線６に電圧を誘起する
変圧器Ｔの１次巻線５の端子に無効電圧が生じ、追加の
電流はブリッジＰ２および２次直流回路９の分岐に現れ
る。この電流は共通部分烏における前の電流に加えられ
る。この結果、回転速度に比例する追加の充電電流が生
じる。
変圧器Ｔの１次巻線５の端子に無効電圧が生じ、追加の
電流はブリッジＰ２および２次直流回路９の分岐に現れ
る。この電流は共通部分烏における前の電流に加えられ
る。この結果、回転速度に比例する追加の充電電流が生
じる。
二の最後の装置の利点はそれがどんな回転速度でも、す
なわち風力機械に関する限りどんな風速でも、作られる
事実上すべてのエネルギーを回収する点である。さらに
、こうして回収されたエネルギーは後で使用するために
電池内に電気の形で完全に蓄積される。
なわち風力機械に関する限りどんな風速でも、作られる
事実上すべてのエネルギーを回収する点である。さらに
、こうして回収されたエネルギーは後で使用するために
電池内に電気の形で完全に蓄積される。
さらに明白であると思うが、この最後の改良にかかわら
ず、本装置が依然として極めて簡単かつ丈夫に保たれる
のは、使用される少数の部品すなわち変圧器および整流
ブリッジがそれ自体簡単かつ丈夫な部品だからである。
ず、本装置が依然として極めて簡単かつ丈夫に保たれる
のは、使用される少数の部品すなわち変圧器および整流
ブリッジがそれ自体簡単かつ丈夫な部品だからである。
もちろん、永久磁石同期発電機１が第５図に示される通
り２８であるならば同じ参照数字で表わされる第４図の
部品はすべて相数倍されればよい。
り２８であるならば同じ参照数字で表わされる第４図の
部品はすべて相数倍されればよい。
共通の中央分岐を適切に具備するならば、２個の１次交
流回路２は並列に接続されるが、２次交流回路８がすべ
て独立しているのはそれらが位相はずれだからであり、
またおのおのはそれぞれの整流ブリッジＰ２を含み、い
ろいろな１次および２次整流ブリッジの直流対角線は電
池４で終る１次直流回路３の同じ共通分岐に並列に接続
されている。
流回路２は並列に接続されるが、２次交流回路８がすべ
て独立しているのはそれらが位相はずれだからであり、
またおのおのはそれぞれの整流ブリッジＰ２を含み、い
ろいろな１次および２次整流ブリッジの直流対角線は電
池４で終る１次直流回路３の同じ共通分岐に並列に接続
されている。
３相同期発電機１を有する第６図の実施例には同じ参照
記号が付けられており、いろいろな素子の数３倍ある。
記号が付けられており、いろいろな素子の数３倍ある。
第１図は抵抗器を持つ単相型同期発電機、第２図はチョ
ーク・コイルを持つ単相型同期発電機、第３図は変圧器
および抵抗器を持つ単相型同期変電機、第４図は変圧器
および２次整流器を持つ単相型同期発電機、第５図なら
びに第６図はそれぞれ２相および３相同期発電機に関す
る第４図に対応する実施例を示す。 符号の説明 １・・・同期発電機、 ２・・・１次交流回路、 ３・・・１次直流回路、 ４・・・電池、 ５・・・１次巻線、 ６・・・２次巻線、 ７・・・抵抗器、 ８・・・２次交流回路、 ９・・・２次直流回路。 ＰＬ、Ｐ２・・・整流ブリッジ、 Ｔ・・・変圧器、 Ｌ・・・チョーク、コイル。
ーク・コイルを持つ単相型同期発電機、第３図は変圧器
および抵抗器を持つ単相型同期変電機、第４図は変圧器
および２次整流器を持つ単相型同期発電機、第５図なら
びに第６図はそれぞれ２相および３相同期発電機に関す
る第４図に対応する実施例を示す。 符号の説明 １・・・同期発電機、 ２・・・１次交流回路、 ３・・・１次直流回路、 ４・・・電池、 ５・・・１次巻線、 ６・・・２次巻線、 ７・・・抵抗器、 ８・・・２次交流回路、 ９・・・２次直流回路。 ＰＬ、Ｐ２・・・整流ブリッジ、 Ｔ・・・変圧器、 Ｌ・・・チョーク、コイル。
Claims (4)
- （１）１個以上の交流位相（２）を持つとともに１次整
流ブリッジ（Ｐ１）の交流対角線をも有する永久磁石動
機発電機（１）を含むアキュームレータの電池（４）を
充電する回路であり、整流ブリッジの直流対角線は電池
（４）を含む１次直流回路（３）に挿入され、各相の前
記１次交流回路は電流を制限するインピーダンスを具備
する前記充電回路において、前記インピーダンスは変圧
器（Ｔ）の１次巻線（５）から成り、その２次巻線（６
）は回収素子（７、Ｐ２）を含む２次交流回路（８）に
より閉じられることを特徴とする充電回路。 - （２）２次交流回路（８）の前記回収素子は発熱抵抗器
（７）から成ることを特徴とする請求項１記載による充
電回路。 - （３）２次交流回路（８）の前記回収素子は２次整流ブ
リッジ（Ｂ２）の交流対角線から成り、その直流対角線
は電池に給電する１次直流回路（３）と並列にそれ自体
接続される２次直流回路（９）に挿入される、ことを特
徴とする請求項１記載による充電回路。 - （４）同期発電機（１）は２相または３相であり、かつ
１次および２次整流ブリッジ（Ｐ１、Ｐ２）はすべて電
池（４）の充電回路に並列接続されたそれぞれの直流対
角線を有する、ことを特徴とする請求項３記載による充
電回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8808019 | 1988-06-15 | ||
| FR8808019A FR2633113A1 (fr) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | Circuit de charge de batterie incluant une generatrice a regime tres variable, notamment pour eolienne |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0284026A true JPH0284026A (ja) | 1990-03-26 |
Family
ID=9367329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1153583A Pending JPH0284026A (ja) | 1988-06-15 | 1989-06-15 | 特に風力機械用の高可変運転の発電機を含む電池充電回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0347310A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0284026A (ja) |
| KR (1) | KR910002068A (ja) |
| FR (1) | FR2633113A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4025557A1 (de) * | 1990-08-11 | 1992-02-13 | Kugelfischer G Schaefer & Co | Stromgenerator |
| GB2275377B (en) * | 1993-02-22 | 1997-05-28 | Yang Tai Her | An electric energy generation and storage apparatus |
| DE102005014664A1 (de) * | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Hans-Peter Wyremba | Elektrische Maschine |
| CN103603768B (zh) * | 2013-11-06 | 2017-02-08 | 北京天诚同创电气有限公司 | 大功率风力发电机组的变桨控制系统及充电管理控制方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1223396A (fr) * | 1958-12-24 | 1960-06-16 | Fulmen | Dispositif compensateur pour régulation de charge |
| FR1294213A (fr) * | 1961-04-11 | 1962-05-26 | Normacem Sa | Montage générateur de courant alternatif |
| FR1438054A (fr) * | 1965-06-29 | 1966-05-06 | Ducati Elettrotecnica Spa | Alternateur électrique en régulateur automatique concernant le chargement de batteries |
| ES372330A1 (es) * | 1968-09-30 | 1972-03-16 | Lucas Industries Ltd | Perfeccionamientos en los sistemas de carga de baterias. |
| US3757198A (en) * | 1971-08-13 | 1973-09-04 | Lucas Industries Ltd | Battery charging systems |
-
1988
- 1988-06-15 FR FR8808019A patent/FR2633113A1/fr not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-06-14 EP EP89401650A patent/EP0347310A1/fr not_active Withdrawn
- 1989-06-15 JP JP1153583A patent/JPH0284026A/ja active Pending
- 1989-06-15 KR KR1019890008248A patent/KR910002068A/ko not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910002068A (ko) | 1991-01-31 |
| EP0347310A1 (fr) | 1989-12-20 |
| FR2633113A1 (fr) | 1989-12-22 |
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