(57)【要約】【課題】  三相巻線に１個の追加巻線を付加するだけで、各相巻線の発熱を均等にしながら、三相電力と単相３線電力の両方を同時に使用可能にする。【解決手段】  星形結線した三相巻線の内の２相の巻線、例えば、Ｕ相巻線１とＶ相巻線２の中性点Ｏから１００／１１５の位置に中間タップを設ける。また、残りの１相である、Ｗ相巻線３と同相で、前記中間タップに誘起される電圧と等しい大きさの電圧を誘起する追加巻線４を設け、前記二つの中間タップの内の一方に、その一端を接続する。そして、前記三相巻線から三相出力を導出するとともに、他方の中間タップに設けた端子Ｔ１と、前記三相巻線の中性点Ｏに設けた端子Ｔ０と、前記追加巻線４の他端Ｔ２とから、単相３線式出力を導出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
星形結線した三相巻線の内の２相の巻線に中間タップを設けるとともに、残りの１相と同相で、前記中間タップに誘起される電圧と等しい大きさの電圧を誘起する追加巻線を設け、前記二つの中間タップの内の一方に、前記追加巻線の一端を接続し、前記三相巻線から三相出力を導出するとともに、前記二つの中間タップの内の他方と、前記三相巻線の中性点と、前記追加巻線の他端とから、単相３線式出力を導出するようにしたことを特徴とする発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事現場等で使用される可搬式の発電機で、三相電力と単相３線電力の両方が同時に使用可能な発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工事現場等で使用される大型のモータやポンプは三相２００Ｖで動作し、小型の電動工具や照明等は単相の２００Ｖあるいは１００Ｖで動作する。そこで、工事現場で使用される近年の可搬式発電機は、１台で三相２００Ｖと単相２００Ｖ，１００Ｖの両方を供給できるようにすることが要求されていて、そのような要求に応えるべく、いくつかの提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図４に示すように、三相巻線１，２，３の内の１相の巻線、例えばＵ相巻線１の、中性点Ｏから１００／１１５の位置に中間タップＴ１を設けるとともに、中性点Ｏに、中間タップＴ１を設けたＵ相巻線１と逆位相に、中間タップＴ１に誘起される電圧と等しい大きさの電圧を誘起する追加巻線４を接続することにより、端子Ｕ，Ｖ，Ｗに三相電圧、端子Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２に単相３線電圧が同時に出力されるようにした発電機が示されている。
【０００４】
さらに、特許文献１には、図５に示すように、各相巻線を埋め込んだスロットに、Ｕ相巻線１の、中性点Ｏから中間タップＴ１までの巻数の２分の１の巻数のＵ相追加巻線５，Ｖ相追加巻線６，Ｗ相追加巻線７を埋め込み、それらの追加巻線を、中性点Ｏから直列に接続し、Ｕ相追加巻線５は、Ｕ相巻線１と逆位相に、Ｖ相追加巻線６，Ｗ相追加巻線７は、それぞれ、Ｖ相巻線２，Ｗ相巻線３と同位相に接続するようにした実施例も示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、図６に示すように、三相巻線１，２，３の内の二つの巻線、例えばＵ相巻線１，Ｖ相巻線２の所定の位置にタップ部を設け、それらのタップ部に、Ｗ相巻線３と同位相の追加巻線８，９の一方の端子を接続し、他方の端子を単相出力端子とするようにした発電機が示されている。
【０００６】
さらに、特許文献２には、図７に示すように、三相巻線１，２，３の内の二つの巻線、例えばＵ相巻線１，Ｖ相巻線２の所定の位置にタップ部を設け、それらのタップ部に、互いに他方の巻線と同位相の追加巻線１０，１１の一方の端子を接続し、それらの他方の端子を単相出力端子とするようにした実施例も示されている。
【０００７】
これらのようにすれば、１台で三相２００Ｖと単相２００Ｖ，１００Ｖの両方を、同時に供給できるようになる。
【特許文献１】特開２００６−２０４００５号公報
【特許文献２】特開２００４−７２９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の発電機の内、図４に示すような発電機には、単相３線の出力を担う巻線が全てＵ相のスロットに集中するため、各相のスロットをバランスよく使うことができない上、三相と単相を同時に使用する際に、電機子巻線から発生する発熱も、Ｕ相のみに集中するため、巻線の温度上昇により全体の出力が制限されてしまうという問題点があった。
【０００９】
その点、図５に示すような発電機は、追加巻線５，６，７が各相にバランスよく配置されるが、３個の追加巻線を必要とするため、コスト高になるという問題点があった。
【００１０】
一方、図６に示すような発電機も、追加巻線はすべてＴ相の巻線であり、単相３線式を出力する時の電機子電流がすべてＴ相に集中してしまい、スロット断面積の有効利用と電機子電流による発熱の問題から、発電機全体をバランスよく利用することはできない。また、追加巻線が二つになることもコスト上昇の要因となるという問題点があった。
【００１１】
また、図７に示すような発電機は、追加巻線のＴ相への集中は避けられるものの、追加巻線が二つになるというコスト上昇要因は解決されないという問題点があった。
【００１２】
本発明は、そのような問題点に鑑み、三相巻線に１個の追加巻線を付加するだけで、各相巻線の発熱を均等にしながら、三相電力と単相３線電力の両方を同時に使用可能にすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明の発電機は、星形結線した三相巻線の内の２相の巻線に中間タップを設けるとともに、残りの１相と同相で、前記中間タップに誘起される電圧と等しい大きさの電圧を誘起する追加巻線を設け、前記二つの中間タップの内の一方に、前記追加巻線の一端を接続し、前記三相巻線から三相出力を導出するとともに、前記二つの中間タップの内の他方と、前記三相巻線の中性点と、前記追加巻線の他端とから、単相３線式出力を導出するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発電機は、星形結線した三相巻線の内の２相の巻線に中間タップを設けるとともに、残りの１相と同相で、前記中間タップに誘起される電圧と等しい大きさの電圧を誘起する追加巻線を設け、前記二つの中間タップの内の一方に、前記追加巻線の一端を接続した。その結果、三相巻線に１個の追加巻線を付加するだけで、各相をバランスよく利用して、各相巻線の発熱を均等にし、特定巻線の温度上昇によって全体の出力が制限されるようなことをなくしながら、三相電力と単相３線電力の両方を同時に使用可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、第１実施例の電機子コイル結線図である。図１において、１はＵ相巻線、２はＶ相巻線、３はＷ相巻線、４は追加巻線である。日本国内での三相電源の標準電圧は、２００Ｖ又は４００Ｖ、単相電源の標準電圧は、１００Ｖ又は２００Ｖであるので、三相電源の巻線が星形結線され、電圧が２００Ｖである場合、中性点と各相間は２００Ｖ／√３≒１１５Ｖである。そこで、単相１００Ｖを得るため、星形結線されたＵ相巻線１、Ｖ相巻線２及びＷ相巻線３の内の１相、例えばＵ相巻線１の中性点Ｏから１００／１１５の位置に、中間タップＴ１を設け、それと、中性点Ｏに設けた端子Ｔ０との間から、単相１００Ｖの出力を得る。
【００１７】
一方、Ｗ相の巻線収納スロットに、Ｗ相巻線３と独立して絶縁された追加巻線４を、誘起電圧が１００Ｖになるように設け、その一端を、Ｖ相巻線２の、中性点Ｏから１００／１１５のタップの位置に接続し、他端を端子Ｔ２とする。
【００１８】
そのように接続した状態で、各巻線に誘起される電圧の関係をベクトル図で表すと図２に示すようになる。すなわち、Ｖ相の１００Ｖ分とＷ相の１００Ｖ分の合成は、Ｕ相の逆向きの１００Ｖ分になり、端子Ｔ１−端子Ｔ０−端子Ｔ２間は、単相３線式の電源を構成することになって、端子Ｔ１−端子Ｔ０間、端子Ｔ０−端子Ｔ２間でそれぞれ単相１００Ｖが出力され、端子Ｔ１−端子Ｔ２間で単相２００Ｖが出力される。同時に、端子Ｕ，Ｖ，Ｗ間で三相２００Ｖが出力される。
【００１９】
単相電流は、Ｕ相巻線１とＶ相巻線２の一部及びＷ相の巻線収納スロットに設けられた追加巻線４に均等に流れ、それらの電流による発熱も各相均等になる。同時に、Ｕ相巻線１，Ｖ相巻線２，Ｗ相巻線３には三相電流が流れる。その際、Ｕ相巻線１とＶ相巻線２の中性点Ｏからタップ位置までの部分には、三相電流と単相電流とが重畳されて大きな電流が流れる。そのような大きな電流に対処するため、その部分の巻線の太さを太くすることが望ましい。そのようにすれば、その部分に三相電流と単相電流とが重畳されて大電流が流れても、発熱が抑えられる上、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の巻線収納スロットの、巻線収納密度も均等になる。
【実施例２】
【００２０】
図３は、第２実施例の電機子コイル結線図である。図１の実施例では、Ｗ相の巻線収納スロットに、追加巻線４を設け、その一端を、Ｖ相巻線２のタップ位置に接続したが、他の相の巻線収納スロットに、追加巻線４を設けることもできる。この実施例では、追加巻線４を、Ｖ相の巻線収納スロットに設け、その一端を、Ｗ相巻線３のタップ位置に接続している。タップ位置は、図１の実施例と同様に、Ｗ相巻線３の中性点Ｏから１００／１１５の位置とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施例の電機子コイル結線図である。
【図２】各巻線に発生する電圧の関係を示すベクトル図である。
【図３】第２実施例の電機子コイル結線図である。
【図４】第１従来例の電機子コイル結線図である。
【図５】第２従来例の電機子コイル結線図である。
【図６】第３従来例の電機子コイル結線図である。
【図７】第４従来例の電機子コイル結線図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…Ｕ相巻線
２…Ｖ相巻線
３…Ｗ相巻線
４…追加巻線
【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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