JPH0341040B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0341040B2 JPH0341040B2 JP58245276A JP24527683A JPH0341040B2 JP H0341040 B2 JPH0341040 B2 JP H0341040B2 JP 58245276 A JP58245276 A JP 58245276A JP 24527683 A JP24527683 A JP 24527683A JP H0341040 B2 JPH0341040 B2 JP H0341040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output voltage
- circuit
- field winding
- transistor
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P9/305—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling voltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は交流発電機に関するもので、特に進相
負荷時における出力電圧の異常上昇にもとづく自
動電圧調整器回路などの破損防止を目的とするも
のである。
負荷時における出力電圧の異常上昇にもとづく自
動電圧調整器回路などの破損防止を目的とするも
のである。
商用周波電源を得にくい場所、例えば土木作業
現場用電源として、保守が簡単である自励式交流
発電機（例えば回転界磁形）を内燃機関により駆
動して発電する小形電源装置所謂発動発電機が広
く用いられている。この装置は第１図に示す回路
図のように、図示しない内燃機関により駆動され
たとき生ずる、発電機Ｇの所謂残留電圧を励磁巻
線ECにより検出して、整流平滑回路RF1を介し
て界磁巻線FCに界磁電流を流すことにより、電
機子巻線MCの出力電圧を確立して負荷RLに電
力を供給するものである。
現場用電源として、保守が簡単である自励式交流
発電機（例えば回転界磁形）を内燃機関により駆
動して発電する小形電源装置所謂発動発電機が広
く用いられている。この装置は第１図に示す回路
図のように、図示しない内燃機関により駆動され
たとき生ずる、発電機Ｇの所謂残留電圧を励磁巻
線ECにより検出して、整流平滑回路RF1を介し
て界磁巻線FCに界磁電流を流すことにより、電
機子巻線MCの出力電圧を確立して負荷RLに電
力を供給するものである。
ところでこのような電源装置においては出力電
圧の安定化のため、例えば以下に説明するような
自動電圧調整器を備えるのが普通である。この回
路は電機子巻線MCの出力電圧を検出する巻線SC
（他の検出方法をとることができる。）の出力を、
整流平滑回路RF2を介して誤差電圧検出回路EV
に加えて、ここに設定された基準出力電圧との差
を検出し、これによりダーリントン接続された制
御用トランジスタQ1を介して、出力電圧の変動
に対応して主トランジスタQ2をオンオフするこ
とにより界磁電流を制御して、負荷などの変動に
対応して出力電圧の安定化を図るものである。例
えば検出された出力電圧が設定基準出力電圧より
大となつたとき、差出力によりトランジスタQ1
がオンとなり、主トランジスタQ2のベース電流
がQ1のコレクタ・エミツタ回路により側路され
てオフとなつて界磁電流を遮断する。また検出出
力電圧が設定基準出力電圧より小となつたときに
はトランジスタQ1をオフ、主トランジスタQ2を
オンとして出力電圧を上昇させる動作を行い、電
機子巻線MCの出力電圧を常に設定基準出力電圧
に一致させるように動作するものである。なお図
中LCはトランジスタ駆動用の補助巻線、RF3は
その整流平滑回路、REC1，REC2，REC3は整流
回路、C1，C2，C3は平滑コンデンサ、Ｄはフラ
イホイールダイオードであつて、界磁巻線FCに
並列に接続され、主トランジスタQ2のオフ時界
磁巻線FCに発生する逆電圧を吸収して高い逆電
圧から回路を保護する。
圧の安定化のため、例えば以下に説明するような
自動電圧調整器を備えるのが普通である。この回
路は電機子巻線MCの出力電圧を検出する巻線SC
（他の検出方法をとることができる。）の出力を、
整流平滑回路RF2を介して誤差電圧検出回路EV
に加えて、ここに設定された基準出力電圧との差
を検出し、これによりダーリントン接続された制
御用トランジスタQ1を介して、出力電圧の変動
に対応して主トランジスタQ2をオンオフするこ
とにより界磁電流を制御して、負荷などの変動に
対応して出力電圧の安定化を図るものである。例
えば検出された出力電圧が設定基準出力電圧より
大となつたとき、差出力によりトランジスタQ1
がオンとなり、主トランジスタQ2のベース電流
がQ1のコレクタ・エミツタ回路により側路され
てオフとなつて界磁電流を遮断する。また検出出
力電圧が設定基準出力電圧より小となつたときに
はトランジスタQ1をオフ、主トランジスタQ2を
オンとして出力電圧を上昇させる動作を行い、電
機子巻線MCの出力電圧を常に設定基準出力電圧
に一致させるように動作するものである。なお図
中LCはトランジスタ駆動用の補助巻線、RF3は
その整流平滑回路、REC1，REC2，REC3は整流
回路、C1，C2，C3は平滑コンデンサ、Ｄはフラ
イホイールダイオードであつて、界磁巻線FCに
並列に接続され、主トランジスタQ2のオフ時界
磁巻線FCに発生する逆電圧を吸収して高い逆電
圧から回路を保護する。
しかし上記したように界磁巻線FCにフライホ
イールダイオードＤをもつ、交流発電機を備えた
電源装置においては、負荷として例えば高力率形
水銀灯のように力率改善用コンデンサをもつ容量
負荷が接続されたとき、電機子巻線MCに流れる
進相電流による電機子反作用により、増磁作用を
生じて出力電圧の上昇を招くおそれがある。即ち
電機子反作用により周知のように正相分磁界と逆
相分磁界を生じて、正相分は発電機Ｇの界磁を強
める増磁作用を行い、逆相分は回転子と反対方向
への同期速度の２倍の速さで界磁巻線FCと鎖交
して、この回転磁界により界磁巻線FCに２倍の
周波数の交流電圧を誘起させる。
イールダイオードＤをもつ、交流発電機を備えた
電源装置においては、負荷として例えば高力率形
水銀灯のように力率改善用コンデンサをもつ容量
負荷が接続されたとき、電機子巻線MCに流れる
進相電流による電機子反作用により、増磁作用を
生じて出力電圧の上昇を招くおそれがある。即ち
電機子反作用により周知のように正相分磁界と逆
相分磁界を生じて、正相分は発電機Ｇの界磁を強
める増磁作用を行い、逆相分は回転子と反対方向
への同期速度の２倍の速さで界磁巻線FCと鎖交
して、この回転磁界により界磁巻線FCに２倍の
周波数の交流電圧を誘起させる。
ここで以上のような増磁作用にもとづく出力電
圧の上昇に対しては自動電圧調整器が動作して、
前記した作用により主トランジスタQ2をオフし
て界磁巻線FCの回路を遮断して、電圧の上昇を
抑制するように働く。しかし前記したように界磁
巻線FCには並列にフライホイールダイオードＤ
が設けられているため、その整流作用により界磁
巻線FCに誘起された、前記２倍の周波数（５０
Hzの場合１００Hz）の電圧により、脈動する直
流電流を界磁巻線FCに環流させて自励作用を起
させる。このため主トランジスタQ2のオフにも
かかわらず電機子巻線MCの出力電圧を上昇させ
るおそれがある。
圧の上昇に対しては自動電圧調整器が動作して、
前記した作用により主トランジスタQ2をオフし
て界磁巻線FCの回路を遮断して、電圧の上昇を
抑制するように働く。しかし前記したように界磁
巻線FCには並列にフライホイールダイオードＤ
が設けられているため、その整流作用により界磁
巻線FCに誘起された、前記２倍の周波数（５０
Hzの場合１００Hz）の電圧により、脈動する直
流電流を界磁巻線FCに環流させて自励作用を起
させる。このため主トランジスタQ2のオフにも
かかわらず電機子巻線MCの出力電圧を上昇させ
るおそれがある。
本発明は上記の如き界磁回路のオフ時発生する
自励作用を、簡単な回路により効果的に抑制し
て、出力電圧の安定化性能を向上できるようにし
た自動電圧調整器の提供を目的とするもので、次
に図面を用いてその詳細を説明する。
自励作用を、簡単な回路により効果的に抑制し
て、出力電圧の安定化性能を向上できるようにし
た自動電圧調整器の提供を目的とするもので、次
に図面を用いてその詳細を説明する。
第２図および第３図は本発明の原理説明用の要
部回路図およびその動作説明用の回路図であつ
て、本発明の特徴とするところは次の点にある。
即ち界磁巻線FCの回路のオフと、２倍周波の誘
起電圧の極性が、フライホイールダイオードＤの
整流作用を生じさせない極性になつたことを検出
するオフ検出回路ODを設けると同時に（図中点
線の位置に設けてもよい）、その検出出力により
フライホイールダイオードＤの側路回路を形成す
るスイツチング回路Ｓを設けた点にある。
部回路図およびその動作説明用の回路図であつ
て、本発明の特徴とするところは次の点にある。
即ち界磁巻線FCの回路のオフと、２倍周波の誘
起電圧の極性が、フライホイールダイオードＤの
整流作用を生じさせない極性になつたことを検出
するオフ検出回路ODを設けると同時に（図中点
線の位置に設けてもよい）、その検出出力により
フライホイールダイオードＤの側路回路を形成す
るスイツチング回路Ｓを設けた点にある。
そして２倍周波の誘起電圧がフライホイールダ
イオードＤに整流作用を生じさせる極性のとき、
第３図のように界磁巻線FCに半波の電流Ia1を流
し、またフライホイールダイオードＤに整流作用
を生じさせない誘起電圧極性のときには、スイツ
チング回路Ｓにより第３図のように上記Ia1とは
逆極性の半波電流Ia2を界磁巻線FCに流して、結
果として界磁巻線FCに交流電流を流すようにし
たものである。このようにすれば交流電流の平均
値は零であり、これによる起磁力も零であるの
で、主トランジスタQ2のオフ時における自励作
用は阻止される。その結果主トランジスタQ2の
オフ時における出力電圧の上昇によつて、主トラ
ンジスタQ2が継続して電圧安定の機能を喪失す
ることがなくなり、出力電圧の異常上昇を防ぐこ
とができる。次に具体例回路により本発明を説明
する。
イオードＤに整流作用を生じさせる極性のとき、
第３図のように界磁巻線FCに半波の電流Ia1を流
し、またフライホイールダイオードＤに整流作用
を生じさせない誘起電圧極性のときには、スイツ
チング回路Ｓにより第３図のように上記Ia1とは
逆極性の半波電流Ia2を界磁巻線FCに流して、結
果として界磁巻線FCに交流電流を流すようにし
たものである。このようにすれば交流電流の平均
値は零であり、これによる起磁力も零であるの
で、主トランジスタQ2のオフ時における自励作
用は阻止される。その結果主トランジスタQ2の
オフ時における出力電圧の上昇によつて、主トラ
ンジスタQ2が継続して電圧安定の機能を喪失す
ることがなくなり、出力電圧の異常上昇を防ぐこ
とができる。次に具体例回路により本発明を説明
する。
第４図は本発明の具体例を示す回路図（第１図
と同一符号は同等部分を示す）である。即ちその
第１は界磁巻線FCと主トランジスタQ2間に直列
に、界磁電流に対して順方向となるようにバイア
ス用ダイオードD1を接続した点がある。また第
２にはコレクタ・エミツタが界磁巻線FCの両端
に接続され、ベースがダイオードD1と主トラン
ジスタQ2の接続点および抵抗R1を介してダイオ
ードD1の接続点と反対側の界磁巻線FC端に接続
された短絡用トランジスタQ3を設けた点にある。
と同一符号は同等部分を示す）である。即ちその
第１は界磁巻線FCと主トランジスタQ2間に直列
に、界磁電流に対して順方向となるようにバイア
ス用ダイオードD1を接続した点がある。また第
２にはコレクタ・エミツタが界磁巻線FCの両端
に接続され、ベースがダイオードD1と主トラン
ジスタQ2の接続点および抵抗R1を介してダイオ
ードD1の接続点と反対側の界磁巻線FC端に接続
された短絡用トランジスタQ3を設けた点にある。
このようにすれば主トランジスタQ2のオン時
界磁巻線FCに図中実線矢印方向の電流が流れた
とき短絡用トランジスタQ3は逆バイアス状態と
なつてオフ状態を維持する。
界磁巻線FCに図中実線矢印方向の電流が流れた
とき短絡用トランジスタQ3は逆バイアス状態と
なつてオフ状態を維持する。
一方増磁作用により設定基準電圧より出力電圧
が少しでも高くなり、主トランジスタQ2がオフ
となつた状態において、界磁巻線FCに誘起され
た２倍周波の電圧の極性が、図中実線矢印方向の
電流を流す極性のときには、短絡用トランジスタ
Q3は逆バイアスされてオフとなる。また誘起電
圧が図中点線矢印の方向の電流を流すような極性
のときには、短絡用トランジスタQ3には抵抗R1
を介して順バイアスがかかつてオンとなる。即ち
以上から主トランジスタQ2がオンのときには、
必らず短絡用トランジスタQ3はオフになるので、
界磁巻線FCの短絡動作は行われない。しかし主
トランジスタQ2がオフ、即ち界磁電流の供給が
停止され、しかも２倍周波の誘起電圧の極性が界
磁電流の流通方向と逆方向の電流を流すような極
性となつたときにのみ、短絡用トランジスタQ3
はオンとなつて、フライホイルダイオードＤの側
路回路を作る。
が少しでも高くなり、主トランジスタQ2がオフ
となつた状態において、界磁巻線FCに誘起され
た２倍周波の電圧の極性が、図中実線矢印方向の
電流を流す極性のときには、短絡用トランジスタ
Q3は逆バイアスされてオフとなる。また誘起電
圧が図中点線矢印の方向の電流を流すような極性
のときには、短絡用トランジスタQ3には抵抗R1
を介して順バイアスがかかつてオンとなる。即ち
以上から主トランジスタQ2がオンのときには、
必らず短絡用トランジスタQ3はオフになるので、
界磁巻線FCの短絡動作は行われない。しかし主
トランジスタQ2がオフ、即ち界磁電流の供給が
停止され、しかも２倍周波の誘起電圧の極性が界
磁電流の流通方向と逆方向の電流を流すような極
性となつたときにのみ、短絡用トランジスタQ3
はオンとなつて、フライホイルダイオードＤの側
路回路を作る。
即ち２倍周波の誘起電圧の極性が図中実線矢印
の方向の電流を流す状態のとき、フライホイール
ダイオードＤによる整流作用により、交流の半波
電流を界磁巻線FCに流す。また次の半波におい
て誘起電圧の極性が、フライホイールダイオード
Ｄによる整流作用を生じさせるような、図中点線
図示の如き電流を流す極性のとき、短絡用トラン
ジスタQ3によつて界磁巻線FCに上記とは逆の半
波の電流を流す。その結果界磁巻線FCには結局
平均値が零の交流電流が流されることになり、こ
れに伴ない起磁力も零となつて主トランジスタ
Q2オフ時の自励作用は阻止される。
の方向の電流を流す状態のとき、フライホイール
ダイオードＤによる整流作用により、交流の半波
電流を界磁巻線FCに流す。また次の半波におい
て誘起電圧の極性が、フライホイールダイオード
Ｄによる整流作用を生じさせるような、図中点線
図示の如き電流を流す極性のとき、短絡用トラン
ジスタQ3によつて界磁巻線FCに上記とは逆の半
波の電流を流す。その結果界磁巻線FCには結局
平均値が零の交流電流が流されることになり、こ
れに伴ない起磁力も零となつて主トランジスタ
Q2オフ時の自励作用は阻止される。
なお以上においては交流発電機Ｇに補助巻線
LCを設けて、トランジスタQ1、Q2などの駆動電
源を得るようにしたが、例えば励磁巻線ECその
他の巻線の出力を利用してもよい。
LCを設けて、トランジスタQ1、Q2などの駆動電
源を得るようにしたが、例えば励磁巻線ECその
他の巻線の出力を利用してもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、容量負荷時の増磁作用による出力電圧の上昇
を防いで、出力制御特性の良好な自励式交流発電
機による内燃機関駆動式の電源装置が得られるも
ので、その実用的効果は著しい。
ば、容量負荷時の増磁作用による出力電圧の上昇
を防いで、出力制御特性の良好な自励式交流発電
機による内燃機関駆動式の電源装置が得られるも
ので、その実用的効果は著しい。
第１図は従来装置の回路図、第２図および第３
図は本発明の原理説明のための要部回路図および
動作説明用の回路図、第４図は本発明の具体例を
示す回路図である。 Ｇ……自励式交流発電機、MC……電機子巻
線、SC……出力電圧検出巻線、EC……励磁巻
線、FC……界磁巻線、LC……トランジスタ駆動
用補助巻線、RF1，RF2，RF3……整流平滑回路、
REC1，REC2，REC3……整流回路、C1，C2，C3
……平滑コンデンサ、Ｄ……逆電圧吸収用フライ
ホイールダイオード、Q1……制御用トランジス
タ、Q2……主トランジスタ、EV……誤差電圧検
出回路、OD……界磁巻線回路のオフ検出回路、
Ｓ……短絡用スイツチング回路、Q3……短絡用
トランジスタ、R1……抵抗。
図は本発明の原理説明のための要部回路図および
動作説明用の回路図、第４図は本発明の具体例を
示す回路図である。 Ｇ……自励式交流発電機、MC……電機子巻
線、SC……出力電圧検出巻線、EC……励磁巻
線、FC……界磁巻線、LC……トランジスタ駆動
用補助巻線、RF1，RF2，RF3……整流平滑回路、
REC1，REC2，REC3……整流回路、C1，C2，C3
……平滑コンデンサ、Ｄ……逆電圧吸収用フライ
ホイールダイオード、Q1……制御用トランジス
タ、Q2……主トランジスタ、EV……誤差電圧検
出回路、OD……界磁巻線回路のオフ検出回路、
Ｓ……短絡用スイツチング回路、Q3……短絡用
トランジスタ、R1……抵抗。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 界磁電流に対して逆方向のフライホイールダ
イオードＤを並列に備えた界磁巻線FCと直列に
主トランジスタQ2を接続し、この主トランジス
タQ2を電機子巻線MCの検出出力電圧と基準出力
電圧と比較する誤差電圧検出回路EVの出力によ
りオンオフ制御して、出力電圧の安定化を図るよ
うにした交流発電機において、 前記界磁巻線FCと直列に、アノードが界磁巻
線FCの一端側に接続されカソードが前記主トラ
ンジスタQ2のコレクタ側に接続されたバイアス
用ダイオードD1を設け、また前記フライホイー
ルダイオードＤと並列に、コレクタが前記フライ
ホイールダイオードＤのカソード側に接続され、
エミツタが前記フライホイールダイオードＤのア
ノード側に接続され、ベースが抵抗R1を介して
前記フライホイールダイオードＤのカソード側と
前記バイアス用ダイオードD1のカソード側に接
続された短絡用トランジスタQ3を設けてなる交
流発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245276A JPS60141199A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 交流発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245276A JPS60141199A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 交流発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60141199A JPS60141199A (ja) | 1985-07-26 |
| JPH0341040B2 true JPH0341040B2 (ja) | 1991-06-20 |
Family
ID=17131266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58245276A Granted JPS60141199A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 交流発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60141199A (ja) |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58245276A patent/JPS60141199A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60141199A (ja) | 1985-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |