JPH061991B2 - 交流電源装置 - Google Patents
交流電源装置Info
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- JPH061991B2 JPH061991B2 JP59107441A JP10744184A JPH061991B2 JP H061991 B2 JPH061991 B2 JP H061991B2 JP 59107441 A JP59107441 A JP 59107441A JP 10744184 A JP10744184 A JP 10744184A JP H061991 B2 JPH061991 B2 JP H061991B2
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- Japan
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N3/00—Generators in which thermal or kinetic energy is converted into electrical energy by ionisation of a fluid and removal of the charge therefrom
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、発電出力の合成を効率良く行なうことがで
きる熱電子発電方法に関するものである。
きる熱電子発電方法に関するものである。
従来、エミッタ電極とコレクタ電極の間をセラミックな
どの絶縁物で絶縁してエミッタ・コレクタの間にガスを
適当な圧力で封入しておき、エミッタ電極を高温に加熱
してコレクタ電極を低温に冷却すると、両電極間に直流
起電力が発生する熱電子発電素子が知られていた。
どの絶縁物で絶縁してエミッタ・コレクタの間にガスを
適当な圧力で封入しておき、エミッタ電極を高温に加熱
してコレクタ電極を低温に冷却すると、両電極間に直流
起電力が発生する熱電子発電素子が知られていた。
しかしながら、この素子の個々の発生電力は小さいの
で、実用的な電力を得るためには素子を並列に接続する
必要があるが、この場合は出力電流が大きくなるので電
路での電圧降下が大きくなる。例えば、１Kwの電力用の
電路として断面図500m2という大きな導体を用いても距
離１ｍ（往復線長２ｍ）で約0.12ボルトの電圧降下とな
り、約１６０ワットの電路損失が生じる。また各素子の
出力差を補償するために各々の素子間に抵抗器を挿入す
る必要があり、これが電路を複雑にするとともに、この
抵抗器で電力損失が発生して発電効率が低下するという
欠点があった。出力電流を小さくするには、素子を直列
にして電圧を高くすることが考えられるが、この場合は
各素子への加熱状況の相違が出力差を生じ低出力の素子
の電流値が電路の電流を支配することになり、合成効率
を低下させてしまう。このような欠点を除去するため
に、個々の素子の近くに交流への変換と取り扱い易い電
圧への昇圧を行う変換器を設け、それからの交流出力を
直並列接続して電力をとり出せば良いが、設置の場所的
条件および経済性が悪いという欠点があった。
で、実用的な電力を得るためには素子を並列に接続する
必要があるが、この場合は出力電流が大きくなるので電
路での電圧降下が大きくなる。例えば、１Kwの電力用の
電路として断面図500m2という大きな導体を用いても距
離１ｍ（往復線長２ｍ）で約0.12ボルトの電圧降下とな
り、約１６０ワットの電路損失が生じる。また各素子の
出力差を補償するために各々の素子間に抵抗器を挿入す
る必要があり、これが電路を複雑にするとともに、この
抵抗器で電力損失が発生して発電効率が低下するという
欠点があった。出力電流を小さくするには、素子を直列
にして電圧を高くすることが考えられるが、この場合は
各素子への加熱状況の相違が出力差を生じ低出力の素子
の電流値が電路の電流を支配することになり、合成効率
を低下させてしまう。このような欠点を除去するため
に、個々の素子の近くに交流への変換と取り扱い易い電
圧への昇圧を行う変換器を設け、それからの交流出力を
直並列接続して電力をとり出せば良いが、設置の場所的
条件および経済性が悪いという欠点があった。
したがってこの発明の目的は、電力損失が小さく、また
合成効率の低下させることなく、しかも経済性の良い熱
電子発電方法を提供することにある。このような目的を
達成するためにこの発明は、個々の熱電子発電素子から
発生した起電力に交番信号を重畳して間歇出力を生じ、
これを数多く直並列接続して電力を得るようにしたもの
である。以下、実施例を示す図面を用いてこの発明を詳
細に説明する。
合成効率の低下させることなく、しかも経済性の良い熱
電子発電方法を提供することにある。このような目的を
達成するためにこの発明は、個々の熱電子発電素子から
発生した起電力に交番信号を重畳して間歇出力を生じ、
これを数多く直並列接続して電力を得るようにしたもの
である。以下、実施例を示す図面を用いてこの発明を詳
細に説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図である。同図
において、１は熱電子発電素子、２は電圧計、３は電流
計、４は変圧器、５は交番信号を発生する電源である。
熱電子発電素子１はエミッタ１、，コレクタ１ｂ、絶縁
部材１ｃから構成されており、変圧器４は鉄心４ａ、１
次および２次側のコイル４ｂ，４ｃから構成されてい
る。
において、１は熱電子発電素子、２は電圧計、３は電流
計、４は変圧器、５は交番信号を発生する電源である。
熱電子発電素子１はエミッタ１、，コレクタ１ｂ、絶縁
部材１ｃから構成されており、変圧器４は鉄心４ａ、１
次および２次側のコイル４ｂ，４ｃから構成されてい
る。
このように構成された装置において、熱電子発電素子１
のエミッタ１ａを加熱し、コレクタ１ｂを冷却すると両
電極間に直流起電力が発生し、この信号は変圧器４の１
次コイル４ｂに供給される。この信号に対し、電源５か
らの交番信号が重畳して供給されているので、負荷があ
る変圧器４のコイル４ｂにはエミッタ１ａの電位と電源
５の電位が等しくなる第２図（ａ）の点イから電流が流
れはじめ、どの電流は点ロで最大となり、エミッタ１ａ
の電位と電源５の電位が等しくなる点ハで遮断される。
このため、コイル４ｂ，４ｃに流れる電流は第２図
（ｂ）に示すよう、電源５の信号周期に同期した間歇半
波波形となり、鉄心４ａには（ｃ）に示す磁束変化が発
生し、コイル４ｃには（ｄ）に示す電圧が誘起される。
この電圧はコイル４ｂ，４ｃの巻数比に対応した値とな
り、巻数比を適当に設定すれば取扱の容易な電圧が得ら
れる。
のエミッタ１ａを加熱し、コレクタ１ｂを冷却すると両
電極間に直流起電力が発生し、この信号は変圧器４の１
次コイル４ｂに供給される。この信号に対し、電源５か
らの交番信号が重畳して供給されているので、負荷があ
る変圧器４のコイル４ｂにはエミッタ１ａの電位と電源
５の電位が等しくなる第２図（ａ）の点イから電流が流
れはじめ、どの電流は点ロで最大となり、エミッタ１ａ
の電位と電源５の電位が等しくなる点ハで遮断される。
このため、コイル４ｂ，４ｃに流れる電流は第２図
（ｂ）に示すよう、電源５の信号周期に同期した間歇半
波波形となり、鉄心４ａには（ｃ）に示す磁束変化が発
生し、コイル４ｃには（ｄ）に示す電圧が誘起される。
この電圧はコイル４ｂ，４ｃの巻数比に対応した値とな
り、巻数比を適当に設定すれば取扱の容易な電圧が得ら
れる。
このような回路を第３図に示すように直並列に接続すれ
ば、大電力、高電力の出力を得ることができ電路の電力
損失を減らすことができる。そして、電源５からの交番
信号はコイル4b-1と、コイル4b-2に対し位相を反転（電
気角で１８０°の位相差を生ずる）ように接続すること
によってコイル4c-1とコイル4c-2に生ずるそれぞれの電
流ｉ１と電流ｉ２は第４図(a),(b)に示すように位相が
異なる間歇出力となるので、２種類の出力を重ね合わせ
ることによって、(c)に示すように連続した交流出力を
得ることができる。第５図は出力の重ね合わせ方法を示
す回路図である。同図において、６ａ，６ｂはスイッチ
ング素子、７は第３図の電流ｉ１を発生する変圧器４の
２次側のコイル４ｃをＳ個直列に接続して直列体を構成
し、その直列体をＰ個並列に接続したものであり、その
うち２次側のコイル部分のみを示したものである。８は
同様に電流ｉ２を発生する部分について示したものであ
る。このように構成した回路において、ｉ１×Ｐの電流
がＩ１としスイッチング素子６ａから取り出され、ｉ２
×Ｐの電流Ｉ２がスイッチング素子６ｂから取り出され
また、それぞれの出力電流は変圧器出力電圧のＳ倍の電
圧となっている。そして、スイッチング素子６ａ，６ｂ
を交流信号の周期に同期させて半周期毎に交互に開閉す
るようにしておけば、電流Ｉ１，Ｉはそれぞれ間歇部分
を埋め合わせ、連続した交流出力となる。
ば、大電力、高電力の出力を得ることができ電路の電力
損失を減らすことができる。そして、電源５からの交番
信号はコイル4b-1と、コイル4b-2に対し位相を反転（電
気角で１８０°の位相差を生ずる）ように接続すること
によってコイル4c-1とコイル4c-2に生ずるそれぞれの電
流ｉ１と電流ｉ２は第４図(a),(b)に示すように位相が
異なる間歇出力となるので、２種類の出力を重ね合わせ
ることによって、(c)に示すように連続した交流出力を
得ることができる。第５図は出力の重ね合わせ方法を示
す回路図である。同図において、６ａ，６ｂはスイッチ
ング素子、７は第３図の電流ｉ１を発生する変圧器４の
２次側のコイル４ｃをＳ個直列に接続して直列体を構成
し、その直列体をＰ個並列に接続したものであり、その
うち２次側のコイル部分のみを示したものである。８は
同様に電流ｉ２を発生する部分について示したものであ
る。このように構成した回路において、ｉ１×Ｐの電流
がＩ１としスイッチング素子６ａから取り出され、ｉ２
×Ｐの電流Ｉ２がスイッチング素子６ｂから取り出され
また、それぞれの出力電流は変圧器出力電圧のＳ倍の電
圧となっている。そして、スイッチング素子６ａ，６ｂ
を交流信号の周期に同期させて半周期毎に交互に開閉す
るようにしておけば、電流Ｉ１，Ｉはそれぞれ間歇部分
を埋め合わせ、連続した交流出力となる。
このようにして得られる総合出力の周波数は交流信号の
周波数の２倍の値となるので、総合出力の周波数を５０
ヘルツとするためには、交流信号の周波数は２５ヘルツ
としなければならない。また、スイッチング素子６ａ，
６ｂは理解し易いように開閉器で示したが、実際は半導
体スイッチなどで構成することが出来る。
周波数の２倍の値となるので、総合出力の周波数を５０
ヘルツとするためには、交流信号の周波数は２５ヘルツ
としなければならない。また、スイッチング素子６ａ，
６ｂは理解し易いように開閉器で示したが、実際は半導
体スイッチなどで構成することが出来る。
以上説明したようにこの発明は、熱電子発電素子の出力
を取扱いの容易な電圧の交流としてとり出すものである
から、電路の電力損失が小さく、また合成効率を低下さ
せることなく高電圧、高出力の電力が取り出せ、しかも
経済性の良い熱電子発電方法を容易に構成することがで
きるという効果を有する。
を取扱いの容易な電圧の交流としてとり出すものである
から、電路の電力損失が小さく、また合成効率を低下さ
せることなく高電圧、高出力の電力が取り出せ、しかも
経済性の良い熱電子発電方法を容易に構成することがで
きるという効果を有する。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の回路の出力電流波形図、第３図および第５図は他
の実施例を示す回路図、第４図は第３図に示す回路の出
力電流波形図である。 １・・・・熱電子発電素子、１ａ・・・・エミッタ、１
ｂ・・・・コレクタ、１ｃ・・・・絶縁部材、２・・・
・電圧計、３・・・・電流計、４・・・・変圧器、４
ｂ、４ｃ・・・・コイル、５・・・・信号電源、６・・
・・スイッチング素子。
１図の回路の出力電流波形図、第３図および第５図は他
の実施例を示す回路図、第４図は第３図に示す回路の出
力電流波形図である。 １・・・・熱電子発電素子、１ａ・・・・エミッタ、１
ｂ・・・・コレクタ、１ｃ・・・・絶縁部材、２・・・
・電圧計、３・・・・電流計、４・・・・変圧器、４
ｂ、４ｃ・・・・コイル、５・・・・信号電源、６・・
・・スイッチング素子。
Claims (1)
- 【請求項１】直流電圧を発生する熱電子発電素子（１）
と、 交番電圧を発生する電源（５）と、 前記熱電子発電素子で発生した直流電圧と前記電源で発
生した交番電圧とが並列に供給される変圧器とから構成
される交流電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107441A JPH061991B2 (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 交流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107441A JPH061991B2 (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 交流電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255070A JPS60255070A (ja) | 1985-12-16 |
| JPH061991B2 true JPH061991B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=14459225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59107441A Expired - Lifetime JPH061991B2 (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 交流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061991B2 (ja) |
-
1984
- 1984-05-29 JP JP59107441A patent/JPH061991B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60255070A (ja) | 1985-12-16 |
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