JPH0526440B2 - - Google Patents
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- JPH0526440B2 JPH0526440B2 JP58245275A JP24527583A JPH0526440B2 JP H0526440 B2 JPH0526440 B2 JP H0526440B2 JP 58245275 A JP58245275 A JP 58245275A JP 24527583 A JP24527583 A JP 24527583A JP H0526440 B2 JPH0526440 B2 JP H0526440B2
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- output
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- capacitor
- output voltage
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-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は自励式交流発電機自動電圧調整器の出
力制御特性の向上に関するものである。
力制御特性の向上に関するものである。
（従来技術）
商用周波電源を得にくい場所、例えば土木作業
現場用電源などとして、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型電源装置が広く用いら
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。
現場用電源などとして、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型電源装置が広く用いら
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
（他の方法で検出してもよい）の出力を整流平滑
回路RF2を介して誤差電圧検出回路を形成する定
電圧ダイオードDZに加えて、、これにより設定さ
れた基準出力電圧との差を検出し、これにより制
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し、これにより出
力電圧を低下させる。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
の出力電圧に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はその整流平成
回路、REC1，REC2，REC3は整流回路、C1，
C2，C3は平滑コンデンサ、Ｄは界磁巻線FCの開
放時発生する逆電圧を吸収するフライホイールダ
イオードである。
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
（他の方法で検出してもよい）の出力を整流平滑
回路RF2を介して誤差電圧検出回路を形成する定
電圧ダイオードDZに加えて、、これにより設定さ
れた基準出力電圧との差を検出し、これにより制
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し、これにより出
力電圧を低下させる。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
の出力電圧に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はその整流平成
回路、REC1，REC2，REC3は整流回路、C1，
C2，C3は平滑コンデンサ、Ｄは界磁巻線FCの開
放時発生する逆電圧を吸収するフライホイールダ
イオードである。
（従来技術の問題点）
ところでこのような自動電圧調整器を備えたも
のは、出力電圧の変動に対応して比較的高い精度
で出力電圧を一定に調整できるか、実際には界磁
巻線のリアクタンスの影響により、界磁電流の通
電動作とこれによる実際の磁束の増減には時間的
遅れが生じる。このため発電機の出力電圧に即応
した敏感なスイツチング制御が行われると、逆に
界磁電流の制御が不安定になり易くなる。このた
め早い周期の出力電圧変動を伴う負荷、例えばイ
ンピーダンスの変化の激しい水銀灯負荷が接続さ
れた場合には、出力電圧の変動に即応した鋭敏な
制御が行われると、かえつて界磁電流の制御が不
安定となり、例えば水銀灯がちらつく所謂フリツ
カ現象を生ずるのをまぬがれ得ない。
のは、出力電圧の変動に対応して比較的高い精度
で出力電圧を一定に調整できるか、実際には界磁
巻線のリアクタンスの影響により、界磁電流の通
電動作とこれによる実際の磁束の増減には時間的
遅れが生じる。このため発電機の出力電圧に即応
した敏感なスイツチング制御が行われると、逆に
界磁電流の制御が不安定になり易くなる。このた
め早い周期の出力電圧変動を伴う負荷、例えばイ
ンピーダンスの変化の激しい水銀灯負荷が接続さ
れた場合には、出力電圧の変動に即応した鋭敏な
制御が行われると、かえつて界磁電流の制御が不
安定となり、例えば水銀灯がちらつく所謂フリツ
カ現象を生ずるのをまぬがれ得ない。
（発明の目的）
本発明は上記の問題に鑑みて、各種の負荷に対
して安定した出力を供給しうる自動電圧調整器を
提供するものである。次に図面を用いてその詳細
を説明する。
して安定した出力を供給しうる自動電圧調整器を
提供するものである。次に図面を用いてその詳細
を説明する。
（問題点を解決するための本発明の手段）
第２図は本発明の一実施例を示す回路図であつ
て、第１図と同一符号は同等部分を示す。図にお
いてＡは本発明の要部を形成する制御部であつて
次の各部から形成される。A1は誤差電圧検出部
であつて、巻線SCの出力を整流した出力電圧の
分圧抵抗R1，R2、定電圧ダイオードDZ1よりな
り、検出出力電圧が定電圧ダイオードDZ1により
設定された基準出力電圧を上廻ると電流を流す。
A2は変化レベル電圧出力部であつて、抵抗R4を
介して定電圧ダイオードDZ2により一定化され
た、整流平滑回路RF3の出力により充電されるコ
ンデンサC4と、これに抵抗R3を介してコレク
タ・エミツタ間が並列接続され、前記誤差電圧検
出部A1の出力信号によりベースを制御されて、
オン動作毎にコンデンサC4の充電電圧レベルを
低減させるトランジスタQ3よりなる。A3は比較
部であつて、発電機の出力周波数検出回路Ｆから
の出力周波数に同期してオンオフされるトランジ
スタQ4と、そのオン時抵抗R6を介して充電され、
またオフ時抵抗R5を介して放電されるコンデン
サC5からなる三角波形状に電圧レベルが変化す
る電圧を作る三角波状出力電圧発生回路A4、お
よびその三角波形状出力電圧と前記増幅器部A2
のコンデンサC4の充電電圧のレベル比較を行う
比較用トランジスタQ5とよりなる。DZ3はコンデ
ンサC4の電流レベルの上昇を制限するレベル制
限回路A5を形成する定電圧ダイオードである。
て、第１図と同一符号は同等部分を示す。図にお
いてＡは本発明の要部を形成する制御部であつて
次の各部から形成される。A1は誤差電圧検出部
であつて、巻線SCの出力を整流した出力電圧の
分圧抵抗R1，R2、定電圧ダイオードDZ1よりな
り、検出出力電圧が定電圧ダイオードDZ1により
設定された基準出力電圧を上廻ると電流を流す。
A2は変化レベル電圧出力部であつて、抵抗R4を
介して定電圧ダイオードDZ2により一定化され
た、整流平滑回路RF3の出力により充電されるコ
ンデンサC4と、これに抵抗R3を介してコレク
タ・エミツタ間が並列接続され、前記誤差電圧検
出部A1の出力信号によりベースを制御されて、
オン動作毎にコンデンサC4の充電電圧レベルを
低減させるトランジスタQ3よりなる。A3は比較
部であつて、発電機の出力周波数検出回路Ｆから
の出力周波数に同期してオンオフされるトランジ
スタQ4と、そのオン時抵抗R6を介して充電され、
またオフ時抵抗R5を介して放電されるコンデン
サC5からなる三角波形状に電圧レベルが変化す
る電圧を作る三角波状出力電圧発生回路A4、お
よびその三角波形状出力電圧と前記増幅器部A2
のコンデンサC4の充電電圧のレベル比較を行う
比較用トランジスタQ5とよりなる。DZ3はコンデ
ンサC4の電流レベルの上昇を制限するレベル制
限回路A5を形成する定電圧ダイオードである。
次にこの回路の動作を第３図を参照して説明す
る。今コンデンサC4の電圧レベルが第３図ａ中
のSC1とすると、三角波電圧STとの比較により、
トランジスタQ5は第３図ｂの時間t1〜t2の間オン
となり、この間T1主トランジスタQ2はオンして
界磁電流を流して運転しているものとする。
る。今コンデンサC4の電圧レベルが第３図ａ中
のSC1とすると、三角波電圧STとの比較により、
トランジスタQ5は第３図ｂの時間t1〜t2の間オン
となり、この間T1主トランジスタQ2はオンして
界磁電流を流して運転しているものとする。
そこで発電機の出力電圧が上昇すると、トラン
ジスタQ3はオンして、コンデンサC4のチヤージ
を抵抗R3、トランジスタQ3のコレクタ・エミツ
タを介して放電する。このためコンデンサC4の
充電レベルは、放電時定数にもとづいて低下して
第３図ａのSC1からSC2になり、トランジスタQ5の
オン時間を第３図ｂのT1からこれより短いT2と
する。その結果トランジスタQ4により制御され
る主トランジスタQ2のオン幅をT1からT2とし
て、前記時定数にもとづいて界磁電流の流通幅を
徐々に短くし、出力電圧を降下させる。一方上記
と反対に出力電圧が低下すると、トランジスタ
Q3がオフしてコンデンサC4の充電レベルを、抵
抗R4により定まる時定数で上昇させて、そのレ
ベルを例えば第３図ａのSC3とする。そしてトラ
ンジスタQ5のオン幅を第３図ｂのT1からそれよ
り大きいT3とし、主トランジスタQ2のオン幅を
時定数にもとづいて徐々に長くして出力電圧を上
昇させる作用を行う、そこでコンデンサ回路の充
放電定数のオンオフ制御の追従性が、界磁電流の
増減に対する界磁磁束の追従性より緩慢化する値
に選定することにより制御を安定化できる。
ジスタQ3はオンして、コンデンサC4のチヤージ
を抵抗R3、トランジスタQ3のコレクタ・エミツ
タを介して放電する。このためコンデンサC4の
充電レベルは、放電時定数にもとづいて低下して
第３図ａのSC1からSC2になり、トランジスタQ5の
オン時間を第３図ｂのT1からこれより短いT2と
する。その結果トランジスタQ4により制御され
る主トランジスタQ2のオン幅をT1からT2とし
て、前記時定数にもとづいて界磁電流の流通幅を
徐々に短くし、出力電圧を降下させる。一方上記
と反対に出力電圧が低下すると、トランジスタ
Q3がオフしてコンデンサC4の充電レベルを、抵
抗R4により定まる時定数で上昇させて、そのレ
ベルを例えば第３図ａのSC3とする。そしてトラ
ンジスタQ5のオン幅を第３図ｂのT1からそれよ
り大きいT3とし、主トランジスタQ2のオン幅を
時定数にもとづいて徐々に長くして出力電圧を上
昇させる作用を行う、そこでコンデンサ回路の充
放電定数のオンオフ制御の追従性が、界磁電流の
増減に対する界磁磁束の追従性より緩慢化する値
に選定することにより制御を安定化できる。
次に第２図において示したコンデンサC4のレ
ベル制限用定電圧ダイオードDZ3について説明す
る。一般に発電機においては出力定格が設定され
るが、定格以上の負荷が接続されるのを防ぐこと
はできない。この場合にはこれによる出力電圧の
低下を補償するため、大きな界磁電流が流れ続け
ることになり、これにもとづく巻線の過熱により
焼損を招くおそれがある。勿論これを防ぐために
は発電機に定格以上の容量をもたせ、また内燃機
関もこれに見合うものとすればよいが、これでは
電源装置が大型となり経済的ではない。定電圧ダ
イオードDZ3の役割の一つはこの界磁電流による
巻線の焼損を簡単安価に防止するためのものであ
る。前記したように出力電圧の低下時コンデンサ
C4の電圧レベルは大となる。従つてこれが所定
値以上例えば第３図ｂのDZ′レベルより大きくな
らないように制御して、主トランジスタQ2のオ
ン幅を一定値以下に制限すれば、即ち主トランジ
スタQ2のオフ区間を適当に確保できれば、第４
図に示すように界磁電流に垂下特性をもたせるこ
とができ、これによつて界電電流を巻線の過熱に
至らない所定値以下に制限できる。また、このよ
うな機能を有することにより、電動機等の始動電
流の大きい負荷或いはインピーダンス変化の大き
い負荷が接続された場合であつても、一時的な大
電流の上限値を規制することよつて制御を安定化
できる。また定電圧ダイオードDZ3に抵抗R7を直
列に接続することにより、垂下特性を緩やかにで
きる。なお補助巻線LCの代りに励磁巻線ECの出
力を利用してもよい。
ベル制限用定電圧ダイオードDZ3について説明す
る。一般に発電機においては出力定格が設定され
るが、定格以上の負荷が接続されるのを防ぐこと
はできない。この場合にはこれによる出力電圧の
低下を補償するため、大きな界磁電流が流れ続け
ることになり、これにもとづく巻線の過熱により
焼損を招くおそれがある。勿論これを防ぐために
は発電機に定格以上の容量をもたせ、また内燃機
関もこれに見合うものとすればよいが、これでは
電源装置が大型となり経済的ではない。定電圧ダ
イオードDZ3の役割の一つはこの界磁電流による
巻線の焼損を簡単安価に防止するためのものであ
る。前記したように出力電圧の低下時コンデンサ
C4の電圧レベルは大となる。従つてこれが所定
値以上例えば第３図ｂのDZ′レベルより大きくな
らないように制御して、主トランジスタQ2のオ
ン幅を一定値以下に制限すれば、即ち主トランジ
スタQ2のオフ区間を適当に確保できれば、第４
図に示すように界磁電流に垂下特性をもたせるこ
とができ、これによつて界電電流を巻線の過熱に
至らない所定値以下に制限できる。また、このよ
うな機能を有することにより、電動機等の始動電
流の大きい負荷或いはインピーダンス変化の大き
い負荷が接続された場合であつても、一時的な大
電流の上限値を規制することよつて制御を安定化
できる。また定電圧ダイオードDZ3に抵抗R7を直
列に接続することにより、垂下特性を緩やかにで
きる。なお補助巻線LCの代りに励磁巻線ECの出
力を利用してもよい。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明は負荷
の急変などに対し、応答遅れをもたせて電圧制御
を行うようにしたものであるので、制御の不安定
によるフリツカなどの発生を、防止することがで
きる。またあわせて界磁電流の上限値を規制して
いることによつて、電動機等の始動電流が大きい
負荷、或いはインピーダンス変化の大きい負荷が
接続されても、出力電圧制御の安定性を確保する
ことができ、さらに巻線が過熱状態に至らないよ
うに界磁電流を所定値以下に制限することができ
る。
の急変などに対し、応答遅れをもたせて電圧制御
を行うようにしたものであるので、制御の不安定
によるフリツカなどの発生を、防止することがで
きる。またあわせて界磁電流の上限値を規制して
いることによつて、電動機等の始動電流が大きい
負荷、或いはインピーダンス変化の大きい負荷が
接続されても、出力電圧制御の安定性を確保する
ことができ、さらに巻線が過熱状態に至らないよ
うに界磁電流を所定値以下に制限することができ
る。
第１図は従来装置の回路図、第２図は本発明の
一実施例回路図、第３図、第４図は動作説明図で
ある。 Ｇ……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……補助巻線、RF1，RF2，RF3……整
流回路、REC1，REC2，REC3……整流回路、
C1，C2，C3……平滑コンデンサ、Ａ……制御回
路、A1……誤差電圧検出部、R1，R2……分圧抵
抗、DZ1……定電圧ダイオード、A2……変化レベ
ル電圧出力、Q3……トランジスタ、C4……コン
デンサ、R3，R4……抵抗、A3……比較部、A4…
…三角波状出力電圧発生回路、Ｆ……出力周波数
検出回路、Q4……トランジスタ、R5，R6……抵
抗、C5……コンデンサ、Q5……トランジスタ、
A5……レベル制限回路、DZ3……定電圧ダイオー
ド、R7……抵抗。
一実施例回路図、第３図、第４図は動作説明図で
ある。 Ｇ……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……補助巻線、RF1，RF2，RF3……整
流回路、REC1，REC2，REC3……整流回路、
C1，C2，C3……平滑コンデンサ、Ａ……制御回
路、A1……誤差電圧検出部、R1，R2……分圧抵
抗、DZ1……定電圧ダイオード、A2……変化レベ
ル電圧出力、Q3……トランジスタ、C4……コン
デンサ、R3，R4……抵抗、A3……比較部、A4…
…三角波状出力電圧発生回路、Ｆ……出力周波数
検出回路、Q4……トランジスタ、R5，R6……抵
抗、C5……コンデンサ、Q5……トランジスタ、
A5……レベル制限回路、DZ3……定電圧ダイオー
ド、R7……抵抗。
Claims (1)
- １ 電機子巻線MCの検出出力電圧と設定基準出
力電圧を比較する誤差電圧検出部A1の出力信号
にもとづいて、界磁巻線FCに接続された主トラ
ンジスタQ2をオンオフして界磁電流を制御する
ことにより、出力電圧の安定化を図るようにした
自励式交流発電機の自動電圧調整器において、一
定電圧で充電されるコンデンサC4と、これに抵
抗R3を介してコレクタ・エミツタ間が並列接続
され、前記誤差電圧検出部A1の出力信号により
ベースを制御されて、オン動作毎に前記コンデン
サC4の充電電圧レベルを低減させるトランジス
タQ3よりなる変化レベル電圧出力部A2と、発電
機の出力周波数と同期した三角波状出力電圧の発
生回路A4と、この三角波状出力電圧のレベルと
前記変化レベル電圧出力部A2の電圧レベルとを
比較して主トランジスタQ2のオン信号を送出す
る比較回路A3と前記変化レベル電圧出力部A2の
コンデンサC4に抵抗R7を介して並列に接続され
て、コンデンサC4の電圧レベルを所定値以下に
制限する定電圧ダイオードDZ3を有するレベル制
限回路A5を備えたことを特徴とする自励式交流
発電機の自動電圧調整器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245275A JPS60141198A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 自励式交流発電機の自動電圧調整器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58245275A JPS60141198A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 自励式交流発電機の自動電圧調整器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60141198A JPS60141198A (ja) | 1985-07-26 |
| JPH0526440B2 true JPH0526440B2 (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17131251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58245275A Granted JPS60141198A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 自励式交流発電機の自動電圧調整器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60141198A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2522797Y2 (ja) * | 1987-08-25 | 1997-01-16 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機の制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7013364A (ja) * | 1970-09-10 | 1972-03-14 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58245275A patent/JPS60141198A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60141198A (ja) | 1985-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |