JPS6225848A - 自励式発電機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 挟亙分！ 本発明は自励式発電機に係り、特に自動電圧調整器（Ａ
ＶＲ）付きの集中巻型による自励式発電機に関する。

麓」Ｕ１権 従来、第４図に示すように、回転子１に対して偏移させ
た固定子鉄心２部分における同一側に出力巻線３と励磁
巻線４とを同相になるように集中巻きにした自励式発電
機が周知となっているが、このような構造のものにあっ
ては負荷電流の増減による出力電圧の変動が比較的大き
くなってしまっている。特にこのような自励式発電機を
エンジンにより駆動する場合、負荷変動によってエンジ
ン自体の回転数が変動してしまうという影響が相乗して
出力電圧の変動が大きくなってしまう。

したがってこのような自励式発電機において、第５図に
示すように、ＡＶＲ６により発電機の界磁巻線５に供給
する励磁電流を発電機の出力電圧Ｖｏに応じてフィード
バック制御することにより出力電圧Ｖｏの安定化を図る
ようにする場合、大きな電圧変動分を補償するためには
ＡＶＲ６において大容量の電流制御が要求されるものと
なっている。その際、第６図に示すように、特に過負荷
には出力電圧ｖＯが急激に低下する特性をもっている。

また従来５第７図に示すように、界磁巻線へ電流供給す
る励磁巻線が負荷時における電機子反作用による主磁束
の減磁の影響を受けることがないように、固定子鉄心２
部分に回転子１を挟んで出力巻線３が巻装されている側
とは反対側に第２の磁路を並設し、その第２の磁路部分
に出力巻線３と１８０°の位相差をもって励磁巻線４を
集中的に巻装させるようにしたものが開発されている（
実開昭５９−１５５’８７１号公報参照）。

しかしこのようなものでは、前述とは逆に無負荷時にな
ると鉄心断面積が小さな励磁巻線４部分にはほとんど磁
束が通らなくなり、第８図に示すように、ＡＶＲ６を用
いて出力電圧ｖＯの安定化を図る場合、無負荷時にＡＶ
Ｒ６の電源電圧が低下して回転子１への界磁電流供給に
支障をきたすおそりが有る。

１敗 本発明は以上の点を考慮してなされたもので。

無負荷時、過負荷時の如何にかかわらず常にＡＶＲの電
源電圧を確保することができるとともに、小容量のＡＶ
Ｒでもって充分な自動電圧調整機能を発輝することがで
きるようにした集中巻型の自励式発電機を提供するもの
である。

ｌ處 本発明はその目的達成のため、固定子鉄心における第１
の磁路部分に出力巻線と第１の励磁巻線とを同相になる
ように集中巻きに巻装するとともに、第１の磁路に対し
て並列になるように設けられた第２の磁路部分に出力巻
線とは１８０°の位相差をもって第２の励磁巻線を集中
的に巻装させ、第１の励磁巻線出力に応じたＡＶＲの出
力電流と第２の励磁巻線出力の整流電流とを重畳させて
界磁巻線に供給するようにして１通常のＡＶＲ機能と磁
気回路における電機子反作用による発電機自身による負
荷補償機能とを併用するようにしている。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

本発明による自励式発電機にあっては、第１図に示すよ
うに、固定子鉄心２における第１の磁路７部分に出力巻
線３と第１の励磁巻線４とを同相になるように集中巻き
に巻装するとともに、第１の磁路７に対して回転子１を
挟んで対向するように並列に設けられた第２の磁路８部
分に出力巻線とは１８０＠の位相差をもって第２の励磁
巻線９を集中的に巻装させ、出力電圧Ｖｏが一定になる
ように自動電圧調整するＡＶＲ６の出力と、第２の励磁
巻線出力を整流器ＲＥＦにより余波整流し、コンデンサ
Ｃにより平滑した電流とを重畳させてブラシＢを介して
界磁巻線５に与えるようにしている０、なお第２の励磁
巻線９は、出力電圧Ｖｏを定格に保持させるには不足気
味となるように設定されている。

しかしてこのように構成されたものでは、負荷の増減に
比例して第２の励磁巻線９に誘起される電圧分にしたが
う主励磁が行なわれ、その主励磁の不足分がＡＶＲ６に
よって出力電圧Ｖｏの変動が少なくなるように制御され
た第１の励磁巻線４の出力電圧分よって補給されること
になる。無負荷時においては、主磁束Φ０は、界磁巻線
５に界磁電流を流すことによって固定子鉄心２に発生す
る磁束であり、第２の励磁巻線９が巻装されている第２
の磁路８の断面積が出力巻線３および第１の励磁巻線４
が巻装されている第１の磁路７のそれよりも小さくて磁
気抵抗が大きいために、はとんど第２の磁路８部分には
通らない。

負荷時には、第２図に示すように、出力巻線３に負荷ｌ
Ｏを接続すると、そのときの出力電流に応じて固定子鉄
心２に磁束Φｒが電機子反作用として主磁束Φ０を打ち
消す方向に発生する。

その際、Ｖｏ＝−Ｕ−ｄΦ／ｄｔの式から（Φは界磁巻
線５により回転子１に発生する磁束）、出力巻線３下に
おける磁束はΦ０に維持されていなければ出力電圧Ｖｏ
を保つことができなくなる。

したがって、負荷電流が増大するほど電機子反作用が大
きくなり、その分界磁巻線５に供給する電流量を増大さ
せる必要があることになる。

しかして本発明によるものでは、負荷電流に応じて発生
した磁束Φｒが第２の磁路８部分に通り、それにより第
２の励磁巻線９に負荷電流に比例した電圧が誘起し、そ
の第２の励磁巻線９の出力に応じた電流が界磁巻線５に
供給されることになる。

すなわち、負荷電流が増大するにしたがって大きな電流
が界磁巻ａ５に供給される。

同時に、出力電圧をｖＯに保持させるための界磁電流の
不足分がＡＶＲ６から供給される。その際、ＡＶＲ６に
よって出力電圧Ｖｏが一定に保持されるように界磁巻線
５にトータル的に供給される電流が制御されることにな
る。

すなわち、ＡＶＲ６により第１の励磁巻線４から取り出
した不足分のみの自動電圧調整を行なわせることにより
出力電圧ｖＯを一定に保持させることができ、小容量の
ＡＶＲをもって負荷に応じて大幅に変動する出力電圧Ｖ
ｏの自動電圧調整を有効に発輝することができるように
なる。

しかして負荷が急激に増大するようなことがあっても、
その増大分に応じた界磁巻ｌ１１５の励磁が第２の励磁
巻線９の出力分によって補償され、ＡＶＲ６に過度の負
担がかかるようなことがなくなる。

また無負荷時には、第３図に示すように、外部からの初
期励磁または回転子１の残留磁気を利用した自己励磁に
よって無負荷電圧Ｖ　ｏ　’　　（Ｖ　ｏ　’＝−Ｕ−
ｄΦｏ’／ｄｔ）が立ち上ると、そのとき第１の磁路７
に発生する主磁束Φ０′により第１の励磁巻線４に誘起
される電圧に応じてＡＶＲ６により制御をかけながら、
そのＡＶＲ６の出力電圧を界磁巻線５に供給する。その
際、前述のように第２の磁路８には主磁束Φ０′がほと
んど通らず、したがって第２の励磁巻線９には何ら電圧
が誘起されないが、この場合にはＡＶＲ６の出力電圧の
みによって無負荷電圧Ｖｏ’の保持を充分行なわせるこ
とができるようになる。

腹膜 以上、本発明による自励式発電機にあっては、集中巻型
のものにあって、負荷電流に応じて出力巻線が巻回され
ているのとは異なる磁路に巻回された励磁巻線に誘起さ
れる出力分をそのまま界磁巻線に加え、その不足分の励
磁を出力巻線と同一磁路に巻回された励磁巻線に誘起さ
れる出力分に応じたＡＶＲ出力を界磁巻線に加えること
によって補給させることにより、磁気回路における電機
子反作用による発電機自身による負荷補償機能に加えて
通常のＡＶＲ機能を補足的に発輝させることができ、無
負荷時、過負荷時の如何にかかわらず常にＡＶＲの電源
電圧を確保することができるとともに、小容量のＡＶＲ
でもって負荷の大きな変動に追従した自動電圧調整を有
効に行なわせることができるという優れた利点を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自励式発電機の一実施例を示す電
気的結線図、第２図は同実施例における負荷時の磁束発
生状態を示す図、第３（ｉ！ｉＩは同実施例における無
負荷時の磁束発生状態を示す図、第４図は従来の集中巻
線型の自励式発電機の構造を示す図、第５図はその電気
系統の回路構成図、第６図はその負荷時における出力電
圧特性を示す図、第７図は従来の他の集中巻線型の自動
式発電機の構造を示す図、第８図はその電気系統の回路
構成図である。 １・・・回転子　２・・・固定子鉄心　３・・・出力巻
線　４・・・第１の励磁巻線　５・・・界磁巻線　６・
・・ＡＶＲ７・・・第１の磁路　８・・・第２の磁路　
９・・・第２の励磁巻線　１０・・・負荷

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定子鉄心における第１の磁路部分に出力巻線と第１の
   励磁巻線とを同相になるように集中巻きに巻装するとと
   もに、第１の磁路に対して並列になるように設けられた
   第２の磁路部分に出力巻線とは１８０°の位相差をもっ
   て第２の励磁巻線を集中的に巻装させ、第１の励磁巻線
   出力に応じた自動電圧調整器の出力と第２の励磁巻線の
   整流出力とを重畳させて界磁巻線に加えるように構成し
   た自励式発電機。