(57)【要約】【課題】６相交流発電機の構造を単純にする。【解決手段】６相交流発電機２１は回転子２３と固定子２４を有する。固定子２４において、Ｒ相の交流電圧を発生するコイルは、両端に出力端子ＯＴ１と出力端子ＯＴ４を有する。中間部分（中性点Ｎ）から出力端子ＯＴ１までのコイルは相電圧ＥＲを発生し、その中間部分から出力端子ＯＴ４までのコイルは相電圧Ｅｒを発生する。Ｓ相の交流電圧を発生するコイルは、両端に出力端子ＯＴ２と出力端子ＯＴ５を有する。中間部分（中性点Ｎ）から出力端子ＯＴ２までのコイルは相電圧ＥＳを発生し、その中間部分から出力端子ＯＴ５までのコイルは相電圧Ｅｓを発生する。Ｔ相の交流電圧を発生するコイルは、両端に出力端子ＯＴ３と出力端子ＯＴ６を有する。中間部分（中性点Ｎ）から出力端子ＯＴ３までのコイルは相電圧ＥＴを発生し、その中間部分から出力端子ＯＴ６までのコイルは相電圧Ｅｔを発生する。【選択図】図７
2020022300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が第１の出力端子に接続されており、他端が中性点に接続されており、第１の相の交流電圧を発生する第１のコイルと、
一端が第２の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第１の相の交流電圧から位相が１２０度進んだ第２の相の交流電圧を発生する第２のコイルと、
一端が第３の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第２の相の交流電圧から位相が１２０度進んだ第３の相の交流電圧を発生する第３のコイルと、
一端が第４の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第１の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第４の相の交流電圧を発生する第４のコイルと、
一端が第５の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第２の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第５の相の交流電圧を発生する第５のコイルと、
一端が第６の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第３の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第６の相の交流電圧を発生する第６のコイルと、
を有する固定子を備えることを特徴とする６相交流発電機。
【請求項２】
前記第１のコイルと前記第４のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第１のコイルと前記第４のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されており、
前記第２のコイルと前記第５のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第２のコイルと前記第５のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されており、
前記第３のコイルと前記第６のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第３のコイルと前記第６のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の６相交流発電機。
【請求項３】
前記第１のコイルと前記第４のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）であり、
前記第２のコイルと前記第５のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）であり、
前記第３のコイルと前記第６のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の６相交流発電機。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の６相交流発電機と、
前記６相交流発電機の各出力端子にそれぞれ対応するダイオードの対を有しており、各対のダイオードにおいて、一方のダイオードのカソードが直流電圧の正出力端子に接続されており、当該一方のダイオードのアノードと他方のダイオードのカソードとが接続されており、当該他方のダイオードのアノードが直流電圧の負出力端子に接続されており、当該一方のダイオードのアノードと当該他方のダイオードのカソードとの接続部分に、前記６相交流発電機の各出力端子が接続される６相ダイオードブリッジ整流回路と、
を備えることを特徴とする直流給電システム。
【請求項５】
３相交流電圧が入力される一次側コイルと、６相交流電圧を出力する二次側コイルとを有する３相−６相変換トランスであって、
前記二次側コイルが
一端が第１の出力端子に接続されており、他端が中性点に接続されており、第１の相の交流電圧を発生する第１のコイルと、
一端が第２の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第１の相の交流電圧から位相が１２０度進んだ第２の相の交流電圧を発生する第２のコイルと、
一端が第３の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第２の相の交流電圧から位相が１２０度進んだ第３の相の交流電圧を発生する第３のコイルと、
一端が第４の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第１の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第４の相の交流電圧を発生する第４のコイルと、
一端が第５の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第２の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第５の相の交流電圧を発生する第５のコイルと、
一端が第６の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第３の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第６の相の交流電圧を発生する第６のコイルと、
を備える、
ことを特徴とする３相−６相変換トランス。
【請求項６】
前記第１のコイルと前記第４のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第１のコイルと前記第４のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されており、
前記第２のコイルと前記第５のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第２のコイルと前記第５のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されており、
前記第３のコイルと前記第６のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第３のコイルと前記第６のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の３相−６相変換トランス。
【請求項７】
前記第１のコイルと前記第４のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）であり、
前記第２のコイルと前記第５のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）であり、
前記第３のコイルと前記第６のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）である、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の３相−６相変換トランス。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項に記載の３相−６相変換トランスと、
前記３相−６相変換トランスの各出力端子にそれぞれ対応するダイオードの対を有しており、各対のダイオードにおいて、一方のダイオードのカソードが直流電圧の正出力端子に接続されており、当該一方のダイオードのアノードと他方のダイオードのカソードとが接続されており、当該他方のダイオードのアノードが直流電圧の負出力端子に接続されており、当該一方のダイオードのアノードと当該他方のダイオードのカソードとの接続部分に、前記３相−６相変換トランスの各出力端子が接続される６相ダイオードブリッジ整流回路と、
を備えることを特徴とする直流給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６相交流電圧を出力する６相交流発電機、３相−６相変換トランス、および直流給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、３相同期発電機を用いた直流給電システムにおいて、出力電圧リプルに起因した蓄電装置や平滑コンデンサの劣化、および電磁ノイズなどが問題となっていた。特許文献１には、これらの問題を改善できる２重３相同期発電機が記載されている。この２重３相同期発電機は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各出力電圧の位相がそれぞれ３０度ずれた２組の３相交流電圧を出力する。そして、特許文献１には、各組の３相交流電圧を３相ダイオードブリッジ整流回路で個別に整流し、整流された直流電圧を加算することにより、リプル電圧が低下するとともに平均出力が増大することが示されている。
【０００３】
また、非特許文献１には、例えば、電力系統に電源装置を複数台接続して並列運転する場合に、各電源装置に含まれるトランスから出力される交流電圧の位相を少しづつずらして交流電流の位相をずらすことにより、電力系統からの入力電流に含まれる高調波を抑制する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５６０３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】譲原逸男、高柳敦、「変圧器を用いた入力高調波電流の抑制対策」、京三サーキュラー、平成１８年、ＶＯＬ．５７、ＮＯ．１、ｐ．２０−２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の２重３相同期発電機では、固定子においてＲ相、Ｓ相、Ｔ相の各相ごとに３０度ずれた位置にコイルが配置される。このため、複数のコイルが必要となり、固定子の形状が複雑となる。
【０００７】
本発明の目的は、単純な構造の６相交流発電機、３相−６相変換トランス、およびこれらを用いた直流給電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の６相交流発電機は、
一端が第１の出力端子に接続されており、他端が中性点に接続されており、第１の相の交流電圧を発生する第１のコイルと、
一端が第２の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第１の相の交流電圧から位相が１２０度進んだ第２の相の交流電圧を発生する第２のコイルと、
一端が第３の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第２の相の交流電圧から位相が１２０度進んだ第３の相の交流電圧を発生する第３のコイルと、
一端が第４の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第１の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第４の相の交流電圧を発生する第４のコイルと、
一端が第５の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第２の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第５の相の交流電圧を発生する第５のコイルと、
一端が第６の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第３の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第６の相の交流電圧を発生する第６のコイルと、
を有する固定子を備えることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、本発明の６相交流発電機は、
前記第１のコイルと前記第４のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第１のコイルと前記第４のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されており、
前記第２のコイルと前記第５のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第２のコイルと前記第５のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されており、
前記第３のコイルと前記第６のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第３のコイルと前記第６のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されている、
ことを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、本発明の６相交流発電機は、
前記第１のコイルと前記第４のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）であり、
前記第２のコイルと前記第５のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）であり、
前記第３のコイルと前記第６のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の６相交流発電機。
【００１１】
また、本発明の直流給電システムは、
上述した６相交流発電機と、
前記６相交流発電機の各出力端子にそれぞれ対応するダイオードの対を有しており、各対のダイオードにおいて、一方のダイオードのカソードが直流電圧の正出力端子に接続されており、当該一方のダイオードのアノードと他方のダイオードのカソードとが接続されており、当該他方のダイオードのアノードが直流電圧の負出力端子に接続されており、当該一方のダイオードのアノードと当該他方のダイオードのカソードとの接続部分に、前記６相交流発電機の各出力端子が接続される６相ダイオードブリッジ整流回路と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の３相−６相変換トランスは、
３相交流電圧が入力される一次側コイルと、６相交流電圧を出力する二次側コイルとを有する３相−６相変換トランスであって、
前記二次側コイルが
一端が第１の出力端子に接続されており、他端が中性点に接続されており、第１の相の交流電圧を発生する第１のコイルと、
一端が第２の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第１の相の交流電圧から位相が１２０度進んだ第２の相の交流電圧を発生する第２のコイルと、
一端が第３の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第２の相の交流電圧から位相が１２０度進んだ第３の相の交流電圧を発生する第３のコイルと、
一端が第４の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第１の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第４の相の交流電圧を発生する第４のコイルと、
一端が第５の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第２の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第５の相の交流電圧を発生する第５のコイルと、
一端が第６の出力端子に接続されており、他端が前記中性点に接続されており、前記第３の相の交流電圧から位相が１８０度進んだ第６の相の交流電圧を発生する第６のコイルと、
を備える、
ことを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、本発明の３相−６相変換トランスは、
前記第１のコイルと前記第４のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第１のコイルと前記第４のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されており、
前記第２のコイルと前記第５のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第２のコイルと前記第５のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されており、
前記第３のコイルと前記第６のコイルが単一のコイルで形成されており、前記第３のコイルと前記第６のコイルの接続部分に相当する当該単一のコイルの中間部分が前記中性点に接続されている、
ことを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、本発明の３相−６相変換トランスは、
前記第１のコイルと前記第４のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）であり、
前記第２のコイルと前記第５のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）であり、
前記第３のコイルと前記第６のコイルが発生する交流電圧の大きさの比が、１：（ルート３−１）である、
ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の直流給電システムは、
上述した３相−６相変換トランスと、
前記３相−６相変換トランスの各出力端子にそれぞれ対応するダイオードの対を有しており、各対のダイオードにおいて、一方のダイオードのカソードが直流電圧の正出力端子に接続されており、当該一方のダイオードのアノードと他方のダイオードのカソードとが接続されており、当該他方のダイオードのアノードが直流電圧の負出力端子に接続されており、当該一方のダイオードのアノードと当該他方のダイオードのカソードとの接続部分に、前記３相−６相変換トランスの各出力端子が接続される６相ダイオードブリッジ整流回路と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、６相交流発電機と３相−６相変換トランスの構造を単純にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】Ｙ結線の３相同期発電機を備えた直流給電システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図１の３相同期発電機における相電圧と線間電圧の一例を示すベクトル図である。
【図３】図１の３相同期発電機における線間電圧の波形の一例を示す図である。
【図４】図３の線間電圧が整流された波形の一例を示す図である。
【図５】図１の直流給電システムが出力する直流電圧の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るＹ結線の６相同期発電機を備えた直流給電システムの構成の一例を示す図である。
【図７】図６のＹ結線の６相同期発電機の構造の一例を示す断面図である。
【図８】図６のＹ結線の６相同期発電機における相電圧の一例を示すベクトル図である。
【図９】図６のＹ結線の６相同期発電機における線間電圧間の位相差の一例を示すベクトル図である。
【図１０】図６の６相同期発電機における各線間電圧の波形の一例を示す図である。
【図１１】図６の直流給電システムが出力する直流電圧の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るＹ結線の６相誘導発電機を備えた直流給電システムの構成の一例を示す図である。
【図１３】図１２のＹ結線の６相誘導発電機の構造の一例を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る３相−６相変換トランスの構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る６相交流発電機、３相−６相変換トランス、および直流給電システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
【００１９】
図１は、Ｙ結線の３相同期発電機１１を備えた直流給電システム１０の構成の一例を示す。
直流給電システム１０は、Ｙ結線の３相同期発電機１１と、３相ダイオードブリッジ整流回路１２とを有する。直流給電システム１０は、正出力端子ＤＣ＋と負出力端子ＤＣ−から直流電圧を出力する。直流給電システム１０によって出力される直流電圧は、例えば蓄電装置１００等に供給される。
【００２０】
３相同期発電機１１は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の３相の交流電力を発電する。３相同期発電機１１は、Ｒ相の交流電圧ＥＲを発生するコイルと、Ｓ相の交流電圧ＥＳを発生するコイルと、Ｔ相の交流電圧ＥＴを発生するコイルを備えている。それらのコイルの一端はそれぞれ出力端子ＯＴ１と出力端子ＯＴ２と出力端子ＯＴ３に接続されており、他端は中性点Ｎに接続されている（すなわち、Ｙ結線されている）。
【００２１】
図２は、図１の３相同期発電機１１における相電圧と線間電圧を示すベクトル図である。ＥＲ、ＥＳ、ＥＴは相電圧であり、ＥＲ−ＥＴ、ＥＳ−ＥＲ、ＥＴ−ＥＳは線間電圧である。Ｓ相の相電圧ＥＳはＲ相の相電圧ＥＲから位相が１２０度進んでいる。Ｔ相の相電圧ＥＴはＳ相の相電圧ＥＳから位相が１２０度進んでいる。各相電圧の大きさは等しい。また、線間電圧ＥＳ−ＥＲは線間電圧ＥＲ−ＥＴから位相が１２０度進んでいる。線間電圧ＥＴ−ＥＳは線間電圧ＥＳ−ＥＲから位相が１２０度進んでいる。各線間電圧の大きさは等しい。図３に示すように、各線間電圧の波形は例えば正弦波である。
【００２２】
３相ダイオードブリッジ整流回路１２は、ダイオードの対（ダイオード１２Ａとダイオード１２Ｂ）を３組有する。各対のダイオードは、３相同期発電機１１におけるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の各出力端子ＯＴ１，ＯＴ２，ＯＴ３にそれぞれ対応する。各対のダイオードにおいて、一方のダイオード１２Ａのカソードは直流電圧の正出力端子ＤＣ＋に接続されており、一方のダイオード１２Ａのアノードと他方のダイオード１２Ｂのカソードは接続されており、他方のダイオード１２Ｂのアノードは直流電圧の負出力端子ＤＣ−に接続されている。一方のダイオード１２Ａのアノードと他方のダイオード１２Ｂのカソードとの接続部分に、３相同期発電機１１の各出力端子ＯＴ１，ＯＴ２，ＯＴ３がそれぞれ接続される。
３相ダイオードブリッジ整流回路１２は、図４に示すようにそれぞれ各線間電圧を整流して、整流された各電圧を加算し、図５に示す直流電圧を生成する。生成された直流電圧は、正出力端子ＤＣ＋と負出力端子ＤＣ−から出力される。
図５に示すように、３相ダイオードブリッジ整流回路１２が出力する直流電圧は、基本波の６倍の周波数のリプル成分を含んでいる。蓄電装置１００等は、このリプル成分を含む直流電圧が長時間供給されると劣化し、寿命が短くなる。
【００２３】
図６は、本発明の第１の実施形態に係るＹ結線の６相同期発電機２１を備えた直流給電システム２０の構成の一例を示す。
直流給電システム２０は、Ｙ結線の６相同期発電機２１と、６相ダイオードブリッジ整流回路２２とを有する。直流給電システム２０は、正出力端子ＤＣ＋と負出力端子ＤＣ−から直流電圧を出力する。
【００２４】
図７は、図６のＹ結線の６相同期発電機２１の構造の一例を示す。図８は、図６のＹ結線の６相同期発電機２１における相電圧の一例を示す。
６相同期発電機２１は、回転子２３と、固定子２４とを有する。回転子２３はＮ極とＳ極を有し、外部からの動力によって回転する。
固定子２４は、Ｒ相の交流電圧を発生するコイルが巻回される突部２５と、Ｓ相の交流電圧を発生するコイルが巻回される突部２６と、Ｔ相の交流電圧を発生するコイルが巻回される突部２７とを有する。
【００２５】
Ｒ相の交流電圧を発生するコイルは、両端（巻き始めと巻き終わり）に出力端子ＯＴ１と出力端子ＯＴ４を有する。このコイルの中間部分は中性点Ｎに接続されている。中間部分から出力端子ＯＴ１までのコイルは本発明における第１のコイルの例であって、本発明における第１の相の交流電圧の例である相電圧ＥＲを発生する。また、中間部分から出力端子ＯＴ４までのコイルは本発明における第４のコイルの例であって、本発明における第４の相の交流電圧の例である相電圧Ｅｒを発生する。
図８に示すように、交流電圧Ｅｒは、交流電圧ＥＲよりも位相が１８０度進んでいる。
【００２６】
Ｓ相の交流電圧を発生するコイルは、両端（巻き始めと巻き終わり）に出力端子ＯＴ２と出力端子ＯＴ５を有する。このコイルの中間部分は中性点Ｎに接続されている。中間部分から出力端子ＯＴ２までのコイルは本発明における第２のコイルの例であって、本発明における第２の相の交流電圧の例である相電圧ＥＳを発生する。また、中間部分から出力端子ＯＴ５までのコイルは本発明における第５のコイルの例であって、本発明における第５の相の交流電圧の例である相電圧Ｅｓを発生する。
図８に示すように、交流電圧ＥＳは、交流電圧ＥＲよりも位相が１２０度進んでいる。また、交流電圧Ｅｓは、交流電圧ＥＳよりも位相が１８０度進んでいる。
【００２７】
Ｔ相の交流電圧を発生するコイルは、両端（巻き始めと巻き終わり）に出力端子ＯＴ３と出力端子ＯＴ６を有する。このコイルの中間部分は中性点Ｎに接続されている。中間部分から出力端子ＯＴ３までのコイルは本発明における第３のコイルの例であって、本発明における第３の相の交流電圧の例である相電圧ＥＴ発生する。また、中間部分から出力端子ＯＴ６までのコイルは本発明における第６のコイルの例であって、本発明における第６の相の交流電圧の例である相電圧Ｅｔを発生する。
図８に示すように、交流電圧ＥＴは、交流電圧ＥＳよりも位相が１２０度進んでいる。また、交流電圧Ｅｔは、交流電圧ＥＴよりも位相が１８０度進んでいる。
【００２８】
図８には、線間電圧ＥＳ−ＥＲと線間電圧Ｅｒ−ＥＲが示されている。両者の電圧の大きさは同一である。線間電圧Ｅｒ−ＥＲは、線間電圧ＥＳ−ＥＲに対して位相が３０度進んでいる。相電圧ＥＲと相電圧Ｅｒと線間電圧ＥＳ−ＥＲの大きさの比は、１：（ルート３−１）：ルート３である。ここで、ルート３≒１．７３２である。例えば、線間電圧ＥＳ−ＥＲが２００Ｖのとき、相電圧ＥＲと相電圧Ｅｒはそれぞれ１１５．４７Ｖと８４．５３Ｖ）となる。
図９に示すように、図６の６相同期発電機２１は、線間電圧ＥＳ−ＥＲと線間電圧ＥＴ−ＥＳと線間電圧ＥＲ−ＥＴの各々に対して、それぞれ位相が３０度進んだ線間電圧を生成する。図９に示す６つの線間電圧の大きさは等しい。相電圧ＥＲと相電圧Ｅｒと線間電圧ＥＳ−ＥＲと同様に、相電圧ＥＳと相電圧Ｅｓと線間電圧ＥＴ−ＥＳの大きさの比は１：（ルート３−１）：ルート３であり、相電圧ＥＴと相電圧Ｅｔと線間電圧ＥＲ−ＥＴの大きさの比は１：（ルート３−１）：ルート３である。
【００２９】
なお、６相同期発電機２１の固定子２４において、突部２５と突部２６と突部２７とにそれぞれ巻回されるコイルの巻き数は、３相同期発電機１１の固定子において各突部にそれぞれ巻回されるコイルの巻き数よりも多い。このため、６相同期発電機２１の固定子２４における突部２５と突部２６と突部２７とは、３相同期発電機１１の固定子の各突部よりもやや大きくなる。この点を除いて、６相同期発電機２１の固定子２４と３相同期発電機１１の固定子は同一の構造である。
【００３０】
６相ダイオードブリッジ整流回路２２は、ダイオードの対（ダイオード２２Ａとダイオード２２Ｂ）を６組有する。各対のダイオードは、６相同期発電機２１の各出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６にそれぞれ対応する。各対のダイオードにおいて、一方のダイオード２２Ａのカソードは直流電圧の正出力端子ＤＣ＋に接続されており、一方のダイオード２２Ａのアノードと他方のダイオード２２Ｂのカソードは接続されており、他方のダイオード２２Ｂのアノードは直流電圧の負出力端子ＤＣ−に接続されている。一方のダイオード２２Ａのアノードと他方のダイオード２２Ｂのカソードとの接続部分に、６相同期発電機２１の各出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６がそれぞれ接続される。
【００３１】
図１０は、６相同期発電機２１における各線間電圧の波形の一例を示す。６相ダイオードブリッジ整流回路２２は、それぞれ６つの線間電圧を整流し、整流された各電圧を加算し、図１１に示す直流電圧を生成する。生成された直流電圧は、正出力端子ＤＣ＋と負出力端子ＤＣ−から出力される。
図１１に示すように、直流給電システム２０が出力する直流電圧は、基本波の１２倍の周波数のリプル成分を含む。このリプル成分の振幅は、直流給電システム１０が出力する直流電圧のリプル成分の振幅（図５参照）よりも小さい。
【００３２】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るＹ結線の６相誘導発電機３１を備えた直流給電システム３０の構成の一例を示す。図１３は、Ｙ結線の６相誘導発電機３１の構造の一例を示す。
直流給電システム３０は、Ｙ結線の６相誘導発電機３１と、６相ダイオードブリッジ整流回路２２とを有する。直流給電システム３０は、入力端子ＩＴ１と入力端子ＩＴ２と入力端子ＩＴ３とを有する。これらの入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３は、例えば、電力系統に接続され、電力系統から入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３に３相交流電圧が入力される。また、直流給電システム３０は、正出力端子ＤＣ＋と負出力端子ＤＣ−から直流電圧を出力する。
【００３３】
６相誘導発電機３１は、回転子３２と固定子２４を有する。６相誘導発電機３１における固定子２４および各突部２５，２６，２７に巻回されるコイルは、第１の実施形態に係るＹ結線の６相同期発電機２１のものと同一の構造である。また、６相ダイオードブリッジ整流回路２２は、第１の実施形態に係る直流給電システム２０のものと同一である。
【００３４】
回転子３２は、円筒状の鉄心３３に軸方向少し斜めに溝が刻まれ、両端が短絡された導体棒（または巻線）３４が溝の中に収められている。
第１の実施形態に係る直流給電システム２０と同様に、６相誘導発電機３１の各出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６は、各ダイオード対において一方のダイオード２２Ａのアノードと他方のダイオード２２Ｂのカソードとの接続部分にそれぞれ接続される。図１２に示すように、６相誘導発電機３１の出力端子ＯＴ１と出力端子ＯＴ２と出力端子ＯＴ３は、更に、それぞれ入力端子ＩＴ１と入力端子ＩＴ２と入力端子ＩＴ３とに接続される。
入力端子ＩＴ１と入力端子ＩＴ２と入力端子ＩＴ３とに外部からそれぞれＲ相とＳ相とＴ相の交流電圧が入力されると、回転子３２が回転し、６相誘導発電機３１は発電する。
【００３５】
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る３相−６相変換トランス４１の構造の一例を示す。
３相−６相変換トランス４１は、入力端子ＩＴ１と、入力端子ＩＴ２と、入力端子ＩＴ３とを有する。これらの入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３は、例えば、３相交流発電機や電力系統に接続され、入力端子ＩＴ１〜ＩＴ３に３相交流電圧が入力される。
また、３相−６相変換トランス４１は、出力端子ＯＴ１と、出力端子ＯＴ２と、出力端子ＯＴ３と、出力端子ＯＴ４と、出力端子ＯＴ５と、出力端子ＯＴ６とを有する。各出力端子ＯＴ１〜Ｔ６から、それぞれ図８に示した相電圧ＥＲ，Ｅｒ，ＥＳ，Ｅｓ，ＥＴ，Ｅｔ（６相交流電圧）が出力される。
【００３６】
３相−６相変換トランス４１は、コア４２と、一次側コイルと、二次側コイルとを有する。
コア２２は、ヨークＹ１と、ヨークＹ２と、脚部Ｐ１と、脚部Ｐ２と、脚部Ｐ３とを有する。ヨークＹ１とヨークＹ２は対向している。脚部Ｐ１は、ヨークＹ１の左の端部とヨークＹ２の左の端部を連結する。脚部Ｐ２は、ヨークＹ１の中間部分とヨークＹ２の中間部分を連結する。脚部Ｐ３は、ヨークＹ１の右の端部とヨークＹ２の右の端部を連結する。ヨークＹ１とヨークＹ２と脚部Ｐ１と脚部Ｐ２と脚部Ｐ３とのいずれか１つ以上が、中間にギャップ（隙間）を有していてもよい。コア２２は、鉄のような磁束を通しやすい材料で形成されている。
【００３７】
入力端子ＩＴ１と入力端子ＩＴ２と入力端子ＩＴ３には、外部からそれぞれＲ相とＳ相とＴ相の交流電圧が入力される。すなわち、一次側コイルには、３相交流電圧が入力される。一次側コイルは、相電圧ｅｒと相電圧ｅｓと相電圧ｅｔを生じる３つのコイルを含む。相電圧ｅｒを生じるコイルは、コア２２の脚部Ｐ１に巻回されている。このコイルの一端は入力端子ＩＴ１に接続されており、他端は中性点ｎに接続されている。相電圧ｅｓを生じるコイルは、脚部Ｐ２に巻回されている。このコイルの一端は入力端子ＩＴ２に接続されており、他端は中性点ｎに接続されている。相電圧ｅｔを生じるコイルは、脚部Ｐ３に巻回されている。このコイルの一端は入力端子ＩＴ３に接続されており、他端は中性点ｎに接続されている。すなわち、一次側の３つのコイルは、Ｙ結線されている。なお、一次側の３つのコイルは、Ｙ結線ではなく、Δ結線されていてもよい。
【００３８】
二次側コイルは６相交流電圧を出力する。コア２２の脚部Ｐ１には、Ｒ相の交流電圧を発生するコイルが巻回されている。脚部Ｐ２には、Ｓ相の交流電圧を発生するコイルが巻回されている。脚部Ｐ３には、Ｔ相の交流電圧を発生するコイルが巻回されている。
Ｒ相の交流電圧を発生するコイルは、両端（巻き始めと巻き終わり）に出力端子ＯＴ１と出力端子ＯＴ４を有する。このコイルの中間部分は中性点Ｎに接続されている。中間部分から出力端子ＯＴ１までのコイルは本発明における第１のコイルの例であって、本発明における第１の相の交流電圧の例である相電圧ＥＲを発生する。また、中間部分から出力端子ＯＴ４までのコイルは本発明における第４のコイルの例であって、本発明における第４の相の交流電圧の例である相電圧Ｅｒを発生する。
図８に示したように、交流電圧Ｅｒは、交流電圧ＥＲよりも位相が１８０度進んでいる。
【００３９】
Ｓ相の交流電圧を発生するコイルは、両端（巻き始めと巻き終わり）に出力端子ＯＴ２と出力端子ＯＴ５を有する。このコイルの中間部分は中性点Ｎに接続されている。中間部分から出力端子ＯＴ２までのコイルは本発明における第２のコイルの例であって、本発明における第２の相の交流電圧の例である相電圧ＥＳを発生する。また、中間部分から出力端子ＯＴ５までのコイルは本発明における第５のコイルの例であって、本発明における第５の相の交流電圧の例である相電圧Ｅｓを発生する。
図８に示したように、交流電圧ＥＳは、交流電圧ＥＲよりも位相が１２０度進んでいる。また、交流電圧Ｅｓは、交流電圧ＥＳよりも位相が１８０度進んでいる。
【００４０】
Ｔ相の交流電圧を発生するコイルは、両端（巻き始めと巻き終わり）に出力端子ＯＴ３と出力端子ＯＴ６を有する。このコイルの中間部分は中性点Ｎに接続されている。中間部分から出力端子ＯＴ３までのコイルは本発明における第３のコイルの例であって、本発明における第３の相の交流電圧の例である相電圧ＥＴを発生する。また、中間部分から出力端子ＯＴ６までのコイルは本発明における第６のコイルの例であって、本発明における第６の相の交流電圧の例である相電圧Ｅｔを発生する。
図８に示したように、交流電圧ＥＴは、交流電圧ＥＳよりも位相が１２０度進んでいる。また、交流電圧Ｅｔは、交流電圧ＥＴよりも位相が１８０度進んでいる。
【００４１】
３相−６相変換トランス４１は、図９に示したように、線間電圧ＥＳ−ＥＲと線間電圧ＥＴ−ＥＳと線間電圧ＥＲ−ＥＴの各々に対して、それぞれ位相が３０度進んだ線間電圧を生成する。図９に示した６つの線間電圧の大きさは等しい。相電圧ＥＲと相電圧Ｅｒと線間電圧ＥＳ−ＥＲの大きさの比は、１：（ルート３−１）：ルート３である。同様に、相電圧ＥＳと相電圧Ｅｓと線間電圧ＥＴ−ＥＳの大きさの比は、１：（ルート３−１）：ルート３であり、相電圧ＥＴと相電圧Ｅｔと線間電圧ＥＲ−ＥＴの大きさの比は、１：（ルート３−１）：ルート３である。
【００４２】
３相−６相変換トランス４１を含む直流給電システムは、第１の実施形態に係る直流給電システム２０と同様に、６相ダイオードブリッジ整流回路２２を有する。３相−６相変換トランス４１を含む直流給電システムは、正出力端子ＤＣ＋と負出力端子ＤＣ−から直流電圧を出力する。
６相ダイオードブリッジ整流回路２２に含まれる各対のダイオードは、３相−６相変換トランス４１の各出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６にそれぞれ対応する。各対のダイオードにおいて、一方のダイオード２２Ａのカソードは直流電圧の正出力端子ＤＣ＋に接続されており、一方のダイオード２２Ａのアノードと他方のダイオード２２Ｂのカソードは接続されており、他方のダイオード２２Ｂのアノードは直流電圧の負出力端子ＤＣ−に接続されている。一方のダイオード２２Ａのアノードと他方のダイオード２２Ｂのカソードとの接続部分に、３相−６相変換トランス４１の各出力端子ＯＴ１〜ＯＴ６がそれぞれ接続される。
【００４３】
なお、上述した６相同期発電機２１と６相誘導発電機３１と３相−６相変換トランス４１の構造は一例であり、本発明の技術的思想に従う限り、これらは他の構造であってもよい。
【００４４】
本発明によれば、固定子の形状を３相交流発電機と略同一に保ちながら、６相交流発電機を形成することができる。
また、本発明に係る６相交流発電機は、６相交流電圧を出力するにもかかわらず、Ｒ相とＳ相とＴ相のためのコイルはそれぞれ１つのみでよい。同様に、３相−６相変換トランスも二次側のＲ相とＳ相とＴ相のためのコイルはそれぞれ１つのみでよい。
また、本発明に係る６相誘導発電機と３相−６相変換トランスは、出力電圧が６相化されているため、例えば電力系統にこれらを接続することにより、非特許文献１に示されるように、電力系統等から入力される電流の高調波を抑制することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、設計または製造上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…直流給電システム、１１…Ｙ結線の３相同期発電機、１２…３相ダイオードブリッジ整流回路、１２Ａ，１２Ｂ…ダイオード、２０…直流給電システム、２１…Ｙ結線の６相同期発電機、２２…６相ダイオードブリッジ整流回路、２２Ａ、２２Ｂ…ダイオード、２３…回転子、２４…固定子、２５…Ｒ相のコイルが巻回される突部、２６…Ｓ相のコイルが巻回される突部、２７…Ｔ相のコイルが巻回される突部、３０…直流給電システム、３１…６相誘導発電機、３２…回転子、３３…円筒状の鉄心、３４…導体棒（または巻線）、４１…３相−６相変換トランス、４２…コア、ＥＲ，Ｅｒ，ｅｒ…Ｒ相の交流電圧、ＥＳ，Ｅｓ，ｅｓ…Ｓ相の交流電圧、ＥＴ，Ｅｔ，ｅｔ…Ｔ相の交流電圧、１００…蓄電装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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