JPS6135784B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6135784B2 JPS6135784B2 JP54127445A JP12744579A JPS6135784B2 JP S6135784 B2 JPS6135784 B2 JP S6135784B2 JP 54127445 A JP54127445 A JP 54127445A JP 12744579 A JP12744579 A JP 12744579A JP S6135784 B2 JPS6135784 B2 JP S6135784B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power generation
- winding
- generator
- capacitor
- voltage
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/26—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、プラシレス自励形同期発電機、特に
該発電機の主発電巻線の端子間と補助発電巻線の
端子間とに夫々コンデンサを接続し、例えばエン
ジンなどの如く負荷変動に伴なつて回転数変動の
大きい原動機によつて駆動するに当つて、原動
機・発電機の総合された電圧変動率を小に保ち得
るようにしたプラシレス自励形同期発電機に関す
るものである。
該発電機の主発電巻線の端子間と補助発電巻線の
端子間とに夫々コンデンサを接続し、例えばエン
ジンなどの如く負荷変動に伴なつて回転数変動の
大きい原動機によつて駆動するに当つて、原動
機・発電機の総合された電圧変動率を小に保ち得
るようにしたプラシレス自励形同期発電機に関す
るものである。
従来から、第１図ないし第２図を参照して後述
する如きプラシレス自励形同期発電機が知られて
いる。該発電機は界磁巻線の端子間に整流器を接
続する構成であつて、プラシレス構造となるため
に広く利用されている。しかし、該発電機がエン
ジンの如く負荷の増大に伴なつて回転数が比較的
大きく低下する原動機によつて駆動される場合に
おいて、該発電機の端子電圧を負荷電流の増大に
拘らず略一定となるように即ち電圧変動率を小に
保つようにしようとすると、補助発電巻線に接続
するコンデンサの容量を比較的小さくする必要が
生じる。該容量を小さくすると主発電巻線の単位
巻数当りの定格負荷時の誘起電圧が必然的に低下
することとなり、定格端子電圧を得ようとすると
主発電巻線の巻数を増大させる必要が生じ、発電
機全体の形状が大となる。また発電機の電圧が確
立するに足る回転数が大となる。即ち比較的高い
回転数になつたとき初めて電圧が確立することと
なる。
する如きプラシレス自励形同期発電機が知られて
いる。該発電機は界磁巻線の端子間に整流器を接
続する構成であつて、プラシレス構造となるため
に広く利用されている。しかし、該発電機がエン
ジンの如く負荷の増大に伴なつて回転数が比較的
大きく低下する原動機によつて駆動される場合に
おいて、該発電機の端子電圧を負荷電流の増大に
拘らず略一定となるように即ち電圧変動率を小に
保つようにしようとすると、補助発電巻線に接続
するコンデンサの容量を比較的小さくする必要が
生じる。該容量を小さくすると主発電巻線の単位
巻数当りの定格負荷時の誘起電圧が必然的に低下
することとなり、定格端子電圧を得ようとすると
主発電巻線の巻数を増大させる必要が生じ、発電
機全体の形状が大となる。また発電機の電圧が確
立するに足る回転数が大となる。即ち比較的高い
回転数になつたとき初めて電圧が確立することと
なる。
本発明は、上記の点を解決することを目的とし
ており、補助発電巻線と主発電巻線とに夫々コン
デンサを接続して、上記補助発電巻線に接続され
るコンデンサの容量を比較的大に選んでも上記電
圧変動率を小に保ち得るようにしたプラシレス自
励形同期発電機を提供することを目的としてい
る。以下図面を参照しつつ説明する。
ており、補助発電巻線と主発電巻線とに夫々コン
デンサを接続して、上記補助発電巻線に接続され
るコンデンサの容量を比較的大に選んでも上記電
圧変動率を小に保ち得るようにしたプラシレス自
励形同期発電機を提供することを目的としてい
る。以下図面を参照しつつ説明する。
第１図は従来公知のプラシレス自励形同期発電
機を説明する説明図、第２図は当該発電機のベク
トル図、第３図は当該発電機の負荷電流、端子電
圧特性図、第４図は本発明のプラシレス自励形同
期発電機の一実施例を表わす概念的な回路図、第
５図ＡおよびＢは本発明による発電機の無負荷時
のベクトル図および抵抗負荷時のベクトル図を示
している。
機を説明する説明図、第２図は当該発電機のベク
トル図、第３図は当該発電機の負荷電流、端子電
圧特性図、第４図は本発明のプラシレス自励形同
期発電機の一実施例を表わす概念的な回路図、第
５図ＡおよびＢは本発明による発電機の無負荷時
のベクトル図および抵抗負荷時のベクトル図を示
している。
第１図において、１は回転子、２は界磁巻線、
３は整流器、４は主発電巻線、５は補助発電巻
線、６は補助発電巻線に接続されたコンデンサ、
７は負荷、８はスイツチを表わしている。
３は整流器、４は主発電巻線、５は補助発電巻
線、６は補助発電巻線に接続されたコンデンサ、
７は負荷、８はスイツチを表わしている。
該発電機は、従来公知の如く、回転子１の回転
によつて今補助発電巻線５に電圧E0cが誘起され
たとすると、コンデンサ６を介して補助発電巻線
５の端子電圧Ｅcに対して90゜位相の進んだ交流
電流Ｉcが流れる。該交流電流Ｉcによつて補助発
電巻線５を介して界磁巻線２に対して電圧が誘起
される。このとき回転子１が回転していることか
ら、周知の如く界磁巻線２には周波数２ｆの電圧
が誘起され、整流器３によつて整流された電流が
界磁巻線２中を流れて、いわゆる界磁磁束をつく
る。該界磁磁束によつて、主発電巻線４に周波数
ｆの電圧E0aが誘起され、負荷７に給電される。
によつて今補助発電巻線５に電圧E0cが誘起され
たとすると、コンデンサ６を介して補助発電巻線
５の端子電圧Ｅcに対して90゜位相の進んだ交流
電流Ｉcが流れる。該交流電流Ｉcによつて補助発
電巻線５を介して界磁巻線２に対して電圧が誘起
される。このとき回転子１が回転していることか
ら、周知の如く界磁巻線２には周波数２ｆの電圧
が誘起され、整流器３によつて整流された電流が
界磁巻線２中を流れて、いわゆる界磁磁束をつく
る。該界磁磁束によつて、主発電巻線４に周波数
ｆの電圧E0aが誘起され、負荷７に給電される。
今負荷７を抵抗負荷とすると、第２図にベクト
ル図を示す如く、電圧Ｅcに対して90゜位相角の
進んだ電流Ｉcが流れ、電圧E0cに対して90゜位相
角の進んだ電圧E0aが主発電巻線４に誘起され
る。
ル図を示す如く、電圧Ｅcに対して90゜位相角の
進んだ電流Ｉcが流れ、電圧E0cに対して90゜位相
角の進んだ電圧E0aが主発電巻線４に誘起され
る。
このようなプラシレス自励形同期発電機は、例
えば電気学会誌（J.I.E.E.J.7／′71）vol.91，
No.7，PP141ないし150.に解析されている。この
種の発電機は、発電機の回転数を一定としたとき
の負荷電流・電圧特性として第３図に示す如き特
性をもつている。即ち、コンデンサ６の容量Ｃが
大きい場合に不足複巻特性を示し、容量Ｃが小さ
い場合に過複巻特性を示す。このことから、発電
機の回転数が一定の場合に容量Ｃを適正に選ぶこ
とによつて電圧変動率の小さい平複巻特性を得る
ことが可能となる。
えば電気学会誌（J.I.E.E.J.7／′71）vol.91，
No.7，PP141ないし150.に解析されている。この
種の発電機は、発電機の回転数を一定としたとき
の負荷電流・電圧特性として第３図に示す如き特
性をもつている。即ち、コンデンサ６の容量Ｃが
大きい場合に不足複巻特性を示し、容量Ｃが小さ
い場合に過複巻特性を示す。このことから、発電
機の回転数が一定の場合に容量Ｃを適正に選ぶこ
とによつて電圧変動率の小さい平複巻特性を得る
ことが可能となる。
しかし、例えば可搬式のエンジン発電装置にこ
の種の発電機を用いる場合、エンジンの特性が負
荷の増大によつて回転数が低下するものであるた
めに、発電機負荷電流Ｉaの増大によつて回転数
が低下して発電機端子電圧Ｅaが低下することと
なる。即ち、発電機自体としては第３図図示の平
複巻の特性を得ておいても、エンジン発電機とし
て用いる場合には不足複巻の特性となつてしま
う。このためには、発電機自体として予め過複巻
特性を与えておくこととなるが、この場合コンデ
ンサ６の容量Ｃとして比較的小さい値をとらざる
を得なくなる。このようにエンジン発電機として
電圧変動率の小さいものを得ようとすると、定格
負荷電流時においても第３図図示の如く発電機端
子電圧が小さい値となり、該電圧を定格値まで高
めようとすると、主発電巻線４の巻数を大とする
必要が生じて発電機全体の形状が大となる。逆に
形状を抑えようとすると、線径の小さい巻線を用
いることとなり、主発電巻線のインピーダンスが
増大して、第３図図示の特性が山形のものとな
る。更にコンデンサ６の容量が小さいと本願明細
書冒頭に述べた如く、発電機の電圧確立が悪くな
る。
の種の発電機を用いる場合、エンジンの特性が負
荷の増大によつて回転数が低下するものであるた
めに、発電機負荷電流Ｉaの増大によつて回転数
が低下して発電機端子電圧Ｅaが低下することと
なる。即ち、発電機自体としては第３図図示の平
複巻の特性を得ておいても、エンジン発電機とし
て用いる場合には不足複巻の特性となつてしま
う。このためには、発電機自体として予め過複巻
特性を与えておくこととなるが、この場合コンデ
ンサ６の容量Ｃとして比較的小さい値をとらざる
を得なくなる。このようにエンジン発電機として
電圧変動率の小さいものを得ようとすると、定格
負荷電流時においても第３図図示の如く発電機端
子電圧が小さい値となり、該電圧を定格値まで高
めようとすると、主発電巻線４の巻数を大とする
必要が生じて発電機全体の形状が大となる。逆に
形状を抑えようとすると、線径の小さい巻線を用
いることとなり、主発電巻線のインピーダンスが
増大して、第３図図示の特性が山形のものとな
る。更にコンデンサ６の容量が小さいと本願明細
書冒頭に述べた如く、発電機の電圧確立が悪くな
る。
第４図は本発明のプラシレス自励形同期発電機
の一実施例を表わす概念的な回路図を示してい
る。図中の符号１ないし８は第１図に対応し、９
は発電機、１０はエンジン、１１は本発明におい
てもうけられるコンデンサであつて主発電巻線４
の端子間に接続されているものを表わしている。
の一実施例を表わす概念的な回路図を示してい
る。図中の符号１ないし８は第１図に対応し、９
は発電機、１０はエンジン、１１は本発明におい
てもうけられるコンデンサであつて主発電巻線４
の端子間に接続されているものを表わしている。
本発明の場合、エンジン１０の回転数が負荷の
増大に応じて比較的大きく低下するにも拘らず、
補助発電巻線５に接続されるコンデンサ６の容量
Ｃを比較的大に選んで、図示コンデンサ１１が存
在しない場合にエンジン発電機として平複巻特性
あるいは過複巻特性となるであろう値に選んでお
く。そして、図示の如く主発電巻線４の端子間
に、容量C′をもつ本発明にいう第２のコンデン
サ１１を接続する。
増大に応じて比較的大きく低下するにも拘らず、
補助発電巻線５に接続されるコンデンサ６の容量
Ｃを比較的大に選んで、図示コンデンサ１１が存
在しない場合にエンジン発電機として平複巻特性
あるいは過複巻特性となるであろう値に選んでお
く。そして、図示の如く主発電巻線４の端子間
に、容量C′をもつ本発明にいう第２のコンデン
サ１１を接続する。
このようにすることによつて、発電機の無負荷
時端子電圧が低下し、補助発電巻線５に接続され
る第１のコンデンサ６の容量Ｃを大に選んでいる
にも拘わらず、エンジン発電機の特性としては実
質上平複巻特性をもつようになる。
時端子電圧が低下し、補助発電巻線５に接続され
る第１のコンデンサ６の容量Ｃを大に選んでいる
にも拘わらず、エンジン発電機の特性としては実
質上平複巻特性をもつようになる。
以下、この理由を説明する。第５図Ａは発電機
９の無負荷時のベクトル図を示し、第５図Ｂは発
電機９の抵抗負荷時のベクトル図を示す。
９の無負荷時のベクトル図を示し、第５図Ｂは発
電機９の抵抗負荷時のベクトル図を示す。
第５図Ａにおいては、主発電巻線４の端子電圧
Ｅaに対して90゜位相角の進んだ電流Ｉacが流れ
る。そして該電流Ｉacは第１のコンデンサ６を流
れる電流Ｉcに対して略々90゜位相角の進んだも
のとなつている。また、第５図Ｂにおいては、上
記電流Ｉacが存在するが、負荷電流Ｉarが存在す
るために主発電巻線４を流れる電流Ｉaは上記電
流Ｉcに対して略同位相となつている。
Ｅaに対して90゜位相角の進んだ電流Ｉacが流れ
る。そして該電流Ｉacは第１のコンデンサ６を流
れる電流Ｉcに対して略々90゜位相角の進んだも
のとなつている。また、第５図Ｂにおいては、上
記電流Ｉacが存在するが、負荷電流Ｉarが存在す
るために主発電巻線４を流れる電流Ｉaは上記電
流Ｉcに対して略同位相となつている。
今第５図図示のベクトルＥcを基準に考える
と、補助発電巻線５を流れる電流Ｉcはベクトル
的にjIcで与えられかつ無負荷時に主発電巻線４
を流れる電流Ｉacはベクトル的に−Ｉacで与えら
れる。また負荷時に主発電巻線４を流れる電流Ｉ
aはベクトル的にjIaで与えられる。
と、補助発電巻線５を流れる電流Ｉcはベクトル
的にjIcで与えられかつ無負荷時に主発電巻線４
を流れる電流Ｉacはベクトル的に−Ｉacで与えら
れる。また負荷時に主発電巻線４を流れる電流Ｉ
aはベクトル的にjIaで与えられる。
補助発電巻線５と界磁巻線２との間の相互イン
ダクタンスは、回転子１が回転していることか
ら、Ｍ cos ωｔで与えられる。また主発電巻
線４と界磁巻線２との間の相互インダクタンスは
同様に上記Mcosωｔよりも90゜進んだ位置で最
大となることからjM′cosωｔで与えられる。
ダクタンスは、回転子１が回転していることか
ら、Ｍ cos ωｔで与えられる。また主発電巻
線４と界磁巻線２との間の相互インダクタンスは
同様に上記Mcosωｔよりも90゜進んだ位置で最
大となることからjM′cosωｔで与えられる。
この結果、無負荷時に界磁巻線２に誘起される
電圧Efは概念的に Ef＝ｊω（Mcosωｔ）・（jIc）sinωｔ ＋ｊω（jM′cosωｔ）・（−Ｉac）sinωｔ ＝−ωＭ．Ｉｃ／２sin2ωｔ＋ωＭ′・Ｉａｃ／
２sin2ωｔ となり、第２のコンデンサ１１が存在することに
よつて、界磁巻線２に誘起される電圧の絶対値が
減少する。換言すると主発電巻線４に生じる誘起
電圧E0aは無負荷時に第２のコンデンサ１１が存
在することによつて減少する。
電圧Efは概念的に Ef＝ｊω（Mcosωｔ）・（jIc）sinωｔ ＋ｊω（jM′cosωｔ）・（−Ｉac）sinωｔ ＝−ωＭ．Ｉｃ／２sin2ωｔ＋ωＭ′・Ｉａｃ／
２sin2ωｔ となり、第２のコンデンサ１１が存在することに
よつて、界磁巻線２に誘起される電圧の絶対値が
減少する。換言すると主発電巻線４に生じる誘起
電圧E0aは無負荷時に第２のコンデンサ１１が存
在することによつて減少する。
これに対して、負荷時に界磁巻線２に誘起され
る電圧Ef′は概念的に Ef′＝ｊω（Mcosωｔ）・（jIc）sinω ＋ｊω（jM′cosωｔ）・（jIa）sinωｔ ＝−ωＭ・Ｉｃ／２sin2ωｔ −ｊωＭ′・Ｉａ／２sin2ωｔ となり、その絶対値は となつて、第２のコンデンサ１１の存在による影
響は実質上無視されることとなる。
る電圧Ef′は概念的に Ef′＝ｊω（Mcosωｔ）・（jIc）sinω ＋ｊω（jM′cosωｔ）・（jIa）sinωｔ ＝−ωＭ・Ｉｃ／２sin2ωｔ −ｊωＭ′・Ｉａ／２sin2ωｔ となり、その絶対値は となつて、第２のコンデンサ１１の存在による影
響は実質上無視されることとなる。
上記説明は概念的なものであつて、実際には無
負荷時に電流Ｉc自体も多少減少しかつ主発電巻
線４のインピーダンスによる電圧成分などが複雑
にからみあつているものである。発明者の実験に
よれば、定格負荷電流が流れている状態のもと
で、第１図図示構成においてコンデンサ６の容量
Ｃを小に選んだものにくらべて、高い端子電圧Ｅ
aが得られている。
負荷時に電流Ｉc自体も多少減少しかつ主発電巻
線４のインピーダンスによる電圧成分などが複雑
にからみあつているものである。発明者の実験に
よれば、定格負荷電流が流れている状態のもと
で、第１図図示構成においてコンデンサ６の容量
Ｃを小に選んだものにくらべて、高い端子電圧Ｅ
aが得られている。
以上説明した如く、本発明によれば、負荷増に
対応して回転数の低下がみられるエンジンによつ
て駆動する場合にも、補助発電巻線５に接続され
るコンデンサの容量を大に選んだ上で電圧変動率
の小さい発電装置を得ることが可能となり、しか
も主発電巻線の巻数増大などの問題点が解決され
る。
対応して回転数の低下がみられるエンジンによつ
て駆動する場合にも、補助発電巻線５に接続され
るコンデンサの容量を大に選んだ上で電圧変動率
の小さい発電装置を得ることが可能となり、しか
も主発電巻線の巻数増大などの問題点が解決され
る。
第１図は従来公知のプラシレス自励形同期発電
機を説明する説明図、第２図は当該発電機のベク
トル図、第３図は当該発電機の負荷電流・端子電
圧特性図、第４図は本発明のプラシレス自励形同
期発電機の一実施例を表わす概念的な回路図、第
５図ＡおよびＢは本発明による発電機の無負荷時
のベクトル図および抵抗負荷時のベクトル図を示
す。 図中、１は回転子、２は界磁巻線、３は整流
器、４は主発電巻線、５は補助発電巻線、６は第
１のコンデンサ、７は負荷、８はスイツチ、９は
発電機、１０はエンジン、１１は第２のコンデン
サを表わす。
機を説明する説明図、第２図は当該発電機のベク
トル図、第３図は当該発電機の負荷電流・端子電
圧特性図、第４図は本発明のプラシレス自励形同
期発電機の一実施例を表わす概念的な回路図、第
５図ＡおよびＢは本発明による発電機の無負荷時
のベクトル図および抵抗負荷時のベクトル図を示
す。 図中、１は回転子、２は界磁巻線、３は整流
器、４は主発電巻線、５は補助発電巻線、６は第
１のコンデンサ、７は負荷、８はスイツチ、９は
発電機、１０はエンジン、１１は第２のコンデン
サを表わす。
Claims (1)
- １ 回転子と、該回転子に巻回された界磁巻線
と、該界磁巻線の端子間にもうけた整流器と、主
発電巻線と、該主発電巻線に対して予め定めた電
気角分距つた位置にもうけられる補助発電巻線と
を少なくとも有するプラシレス自励形同期発電機
において、上記補助発電巻線の端子間に第１のコ
ンデンサを接続すると共に上記主発電巻線の端子
間に第２のコンデンサを接続したことを特徴とす
るプラシレス自励形同期発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744579A JPS5653564A (en) | 1979-09-29 | 1979-09-29 | Brushless self-excited synchronous generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12744579A JPS5653564A (en) | 1979-09-29 | 1979-09-29 | Brushless self-excited synchronous generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5653564A JPS5653564A (en) | 1981-05-13 |
| JPS6135784B2 true JPS6135784B2 (ja) | 1986-08-14 |
Family
ID=14960101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12744579A Granted JPS5653564A (en) | 1979-09-29 | 1979-09-29 | Brushless self-excited synchronous generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5653564A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH660264A5 (de) * | 1982-05-27 | 1987-03-31 | Papst Motoren Gmbh & Co Kg | Kollektorloser gleichstrommotor. |
| JPS6270699U (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-06 | ||
| JPS6464545A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-10 | Shin Daiwa Kogyo | Brushless generator |
-
1979
- 1979-09-29 JP JP12744579A patent/JPS5653564A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5653564A (en) | 1981-05-13 |
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