(57)【要約】【課題】風車又は水車により駆動される複数の絶縁された巻線を有する分散電源用発電装置の永久磁石型発電機においては、巻数の多い巻線は高い電圧を発生するために、その絶縁耐圧を強化しなければならないという問題があった。【解決手段】風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、複数の巻線を内蔵した永久磁石型発電機の第１の巻線の出力端子および第１のリアクトルを経て第１の整流器に接続し、第２の巻線の出力端子および第２のリアクトルを経て第２の整流器に接続し、さらに前記第２の巻線の出力端子およびコンデンサを経て倍電圧整流回路に接続し、該倍電圧整流回路の直流出力と前記第２の整流器の直流出力を、還流防止用ダイオードを介して並列に接続し、さらに前記第１の整流器の直流出力を並列に接続する分散電源用発電装置の整流回路。【選択図】図１
2014011835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、前記永久磁石型発電機の第１の巻線は、該第１の巻線の出力端子および第１のリアクトルを経て第１の整流器に接続し、前記永久磁石型発電機の第２の巻線は、該第２の巻線の出力端子および第２のリアクトルを経て第２の整流器に接続し、さらに第２の巻線は、前記第２の巻線の出力端子およびコンデンサを経て倍電圧整流回路に接続し、該倍電圧整流回路の直流出力と前記第２の整流器の直流出力を、還流防止用ダイオードを介して並列に接続し、さらに前記第１の整流器の直流出力を並列に接続することを特徴とする分散電源用発電装置の整流回路。
【請求項２】
前記倍電圧整流回路は、前記永久磁石型発電機の第２の巻線の出力端子に、直列にコンデンサを接続し、該コンデンサを経て第３の整流器を接続し、該第３の整流器に接続される任意の巻線の１相を、前記第３の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路の中点に接続して構成し、前記倍電圧整流回路の直流出力の正側に、前記第２の整流器の正側接続点をカソード側とし、直列に第１の還流防止用ダイオードを接続し、前記倍電圧回路の直流出力の負側に前記第２の整流器の負側接続点をアノード側とし、直列に第２の還流防止用ダイオードを接続したことを特徴とする請求項１記載の分散電源用発電装置の整流回路。
【請求項３】
風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、永久磁石型発電機内の巻線の種類を１種類の巻線として、低い風車回転数から充電を開始する整流回路を、前記倍電圧整流回路と前記第１の整流回路により構成し、前記倍電圧整流回路の直流出力の正側をアノード側とし、直列に還流防止ダイオードを接続し、前記倍電圧整流回路の直流出力の負側をカソード側とし、直列に還流防止ダイオードを接続し、前記還流防止ダイオードを接続した前記倍電圧整流回路の直流出力と前記第１の整流回路の直流出力を並列に接続することを特徴とする分散電源用発電装置の整流回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風速又は流速に関わらず、風又は水より得られる概略の最大出力を取り出すための分散電源用発電装置の整流回路に関し、特に、ＰＷＭコンバータを用いずに定電圧充電を行う分散電源用発電装置の整流回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風車又は水車に接続された永久磁石型発電機より、異なる流速から概略の最大出力を取り出すために、永久磁石型発電機の異なる大きさの誘起電圧値を発生する絶縁された複数の巻線の交流出力端子にリアクトルを経て直列に整流器を接続し、これらの整流器の直流出力を並列接続して外部に出力する分散電源用発電装置の整流回路がある。（例えば、後述する特許文献１の図１参照。）。
【０００３】
このような第１の従来例を、図１０の風車に接続された分散電源用発電装置の整流回路を示す主回路結線図を参照して詳述する。
【０００４】
図１０において、１は風車、２は上記従来例の分散電源用発電装置の整流回路、３は永久磁石型発電機、４、５は第１および第２のリアクトル、６１、６２は第１および第２の整流器、９、１０は第１および第２の巻線の出力端子、１１は正側出力端子、１２は負側出力端子、１３はバッテリである。
【０００５】
図１０において、永久磁石型発電機３は異なる誘起電圧値を発生する相互に絶縁された第１の巻線Ｗ１および第２の巻線Ｗ２の２種類の巻線を内蔵する。第１の巻線の交流出力は、第１の巻線の出力端子９を経て第１のリアクトル４に接続され、さらに直列に第１の整流器６１に接続される。
【０００６】
第２の巻線の交流出力は、第２の巻線の出力端子１０を経て第２のリアクトル５に接続され、さらに直列に第２の整流器６２に接続される。
【０００７】
前記第１の整流器６１および前記第２の整流器６２の各々の直流側は、正側出力端子１１及び負側出力端子１２に接続され、各巻線の合計出力がバッテリ１３に充電される。
【０００８】
このように構成される分散電源用発電装置の整流回路２より、概略の風車最大出力が得られる方法を以下に示す。
【０００９】
風車は、風車の形状及び風速Ｖが決まると、風車回転数Ｎに対する風車出力Ｐが一義的に定まる。例えば、風速Ｖｘ及びＶｙに対する風車出力Ｐは、それぞれ図７のようになる。そして、各々の風速に対する風車出力Ｐの最大値は、図７に示す風車最大出力曲線Ｐｔのようになる。
【００１０】
すなわち、風から最大出力を得るためには、風車回転数Ｎが決まると、その時の永久磁石型発電機３の入力Ｐを一義的に、最大出力曲線Ｐｔ上の値に定めれば良いことを表している。
【００１１】
図５は、上記第１の従来例が対象とする分散電源用発電装置の整流回路２の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の説明図である。以下の説明では、風車出力と永久磁石型発電機３の入力が等しく、発電機損失（例えば銅損など）の損失を考慮する。
【００１２】
分散電源用発電装置の整流回路２の永久磁石型発電機３内に巻かれた第１、第２の巻線の各出力は、各巻線の誘起電圧値の違い、各巻線内部インダクタンスと各出力端子に接続されるリアクトルによる電圧降下のために、図５の風車回転数対出力特性に示すＰ１、Ｐ２のようになる。
【００１３】
風車回転数Ｎが低い場合には、永久磁石型発電機３内の第１および第２の巻線の誘起電圧値がバッテリ電圧Ｖｂより低いために、バッテリ１３には充電されない。
【００１４】
風車回転数Ｎが上昇して、図５の風車回転数Ｎ２付近になると、第２の巻線に電流が流れ始め、風車回転数Ｎの上昇と共に電流が上昇し、第２の巻線による出力はＰ２のようになる。この時、風車回転数Ｎが上昇して誘起電圧が上昇しても、バッテッリ電圧は、ほぼ一定であるが、第２の巻線のインダクタンスおよび第２のリアクトル５によるインピーダンスが周波数に比例するために、出力Ｐ２は漸増するに留まる。
【００１５】
第１の巻線は、さらに風車回転数Ｎが上昇することにより出力が取れるが、第１の巻線の内部インダクタンスおよび第１のリアクトル４が小さいために大きな出力が取れる。
【００１６】
このように構成される分散電源用発電装置の整流回路２のバッテリ等の定電圧源への出力は、図６の点線に示すように、永久磁石型発電機３内の第１、第２の巻線の出力Ｐ１、Ｐ２を加算して得られる合計出力であり、最大出力曲線Ｐｔと概略同一である。
【００１７】
また第２の従来例として、風車又は水車により駆動されて、異なる誘起電圧値を発生する絶縁された複数の巻線により構成される永久磁石型発電機の巻線の交流出力を、個別の整流器により整流し、該個別の整流器の直流出力を並列に接続して外部に出力する分散電源用発電装置の直流出力回路において、前記複数の巻線の中で低い誘起電圧値を発生する巻線の出力端子にリアクトルを経て前記個別の整流器を接続し、前記複数の巻線の中で高い誘起電圧値を発生する巻線の出力端子にリアクトルを経て前記個別の整流器を接続するリアクトル直列整流回路とコンデンサを経て前記個別の整流器を接続するコンデンサ直列整流回路を並列に接続し、前記高い誘起電圧値を発生する巻線の内部インダクタンスによる誘導性インピーダンスと前記コンデンサによる容量性インピーダンスとの直列合成インピーダンスが、前記永久磁石型発電機の定格回転数範囲内において容量性インピーダンスとなるようにする分散電源用発電装置の整流回路がある（例えば、後述する特許文献２の図１参照。）。
【００１８】
このような第２の従来例を、図１１の風車に接続された分散電源用発電装置の整流回路を示す主回路結線図を参照して詳述する。
【００１９】
図１１において、７はコンデンサ、６３は第３の整流器であり、図１０と同一番号は同一構成部品を表す。
【００２０】
図１１において、永久磁石型発電機３は異なる誘起電圧値を発生する相互に絶縁された第１の巻線Ｗ１および第２の巻線Ｗ２の２種類の巻線を内蔵する。第１の巻線の出力端子９には、第１のリアクトル４が接続され、さらに第１の整流器６１が直列に接続される。第２の巻線の出力端子１０には、第２のリアクトル５および第２の整流器６２が直列に接続される。さらに第２の巻線の出力端子１０には、コンデンサ７および第３の整流器６３が直列に接続される。第１の整流器６１、第２の整流器６２および第３の整流器６３の直流出力は、並列に接続され、その合計直流出力がバッテリ１３に充電される。
【００２１】
第２の巻線の内部インダクタンスによる誘導性インピーダンスと、直列に接続されたコンデンサ７による容量性インピーダンスとの合成インピーダンスが、前記永久磁石型発電機３の定格回転数範囲内において容量性インピーダンスとなるように設計する。このように設計することにより、ある風車回転数以上になると第２の巻線には、バッテリ１３への有効分電流と容量性インピーダンスによる進相分電流がベクトル的に加算された交流電流が流れる。
【００２２】
図８は、上記第２の従来例が対象とする分散電源用発電装置の整流回路２の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の説明図である。以下の説明では、風車出力と永久磁石型発電機３の入力が等しく、発電機損失（例えば銅損など）の損失を考慮する。
【００２３】
風車回転数Ｎが低い場合には、第２の巻線の誘起電圧値が、バッテリ電圧Ｖｂより低いために、バッテリ１３には充電されない。風車回転数Ｎが上昇して、風車回転数Ｎ２になると、第２のリアクトル５および第２の整流器６２を通って電流が流れ始め、第２の整流器６２の直流出力はＰＬとなる。この時、コンデンサ７のインピーダンスは大きいために、コンデンサ７を通って流れる第３の整流器６３の直流出力ＰＣは小さい。
【００２４】
風車回転数Ｎが上昇すると、永久磁石型発電機３の周波数および誘起電圧が増加するが、第２の巻線の内部インダクタンス及び第２のリアクトル５により、インピーダンスが周波数に比例するために直流出力ＰＬは漸増する。しかしながら、コンデンサ７は周波数に比例してインピーダンスが減少するために誘起電圧の増加と相まって直流出力ＰＣが増加する。
【００２５】
風車回転数Ｎが上昇し、風車回転数Ｎ１以上になると、内部インダクタンス等が小さい第１の巻線は、大きな出力が取れ始める。従って、前記永久磁石型発電機３の第１、第２の巻線の各出力は、各巻線の誘起電圧値の違い、および各巻線内部インダクタンスと各出力端子に接続されるリアクトル又はコンデンサによる電圧降下のために、図８の風車回転数対出力特性に示すＰ１、Ｐ２のようになる。
【００２６】
このように構成される上記分散電源用発電装置の整流回路２のバッテリ等の定電圧源への出力は、図９の点線に示すように、永久磁石型発電機３内の第１、第２の巻線の出力Ｐ１、Ｐ２を加算して得られる合計出力であり、最大出力曲線Ｐｔと概略同一である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００６−２３８５３９号公報
【特許文献２】特開２００７−２８８９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、上記のように構成される第１の従来例の分散電源用発電装置の整流回路２においては、低回転数領域から風車最大出力に沿った出力を取り出すために、第２の巻線の巻数を大きくしなければならない。したがって、巻数の大きい第２の巻線は大きい誘起電圧値を発生させるために、永久磁石型発電機３内の第２の巻線の絶縁耐圧を強化しなければならないという問題があった。
【００２９】
また、永久磁石型発電機３の２種類の巻線の出力端子には、リアクトルが接続されているために、遅れ電流による発電機巻線との鎖交磁束ひいては発電機誘起電圧が減少するという問題があった。そのため、風車最大出力曲線Ｐｔと近似出力曲線Ｐｓが大きく乖離する領域があり、風車又は水車より最大出力曲線に沿った出力を得ることができないという問題があった。
【００３０】
第２の従来例においては、上記の発電機誘起電圧の減少という問題について、逆に鎖交磁束ひいては発電機誘起電圧の増加を図ることができる。しかし、低回転数領域から風車最大出力に沿った出力を取り出すためには、上記第１の従来例と同様に、第２の巻線は大きい誘起電圧値を発生させる必要がある。したがって、永久磁石型発電機３内の第２の巻線の絶縁耐圧を強化しなければならないという問題があった。
【００３１】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、永久磁石型発電機３内の巻線の絶縁耐圧を強化することなく、風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路の出力向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
請求項１の発明によれば、風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、前記永久磁石型発電機の第１の巻線は、該第１の巻線の出力端子および第１のリアクトルを経て第１の整流器に接続し、前記永久磁石型発電機の第２の巻線は、該第２の巻線の出力端子および第２のリアクトルを経て第２の整流器に接続し、さらに第２の巻線は、前記第２の巻線の出力端子およびコンデンサを経て倍電圧整流回路に接続し、該倍電圧整流回路の直流出力と前記第２の整流器の直流出力を、還流防止用ダイオードを介して並列に接続し、さらに前記第１の整流器の直流出力を並列に接続することを特徴とする分散電源用発電装置の整流回路。
【００３３】
請求項２の発明によれば、前記倍電圧整流回路は、前記永久磁石型発電機の第２の巻線の出力端子に、直列にコンデンサを接続し、該コンデンサを経て第３の整流器を接続し、該第３の整流器に接続される任意の巻線の１相を、前記第３の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路の中点に接続して構成し、前記倍電圧整流回路の直流出力の正側に、前記第２の整流器の正側接続点をカソード側とし、直列に第１の還流防止用ダイオードを接続し、前記倍電圧回路の直流出力の負側に前記第２の整流器の負側接続点をアノード側とし、直列に第２の還流防止用ダイオードを接続したことを特徴とする請求項１記載の分散電源用発電装置の整流回路。
【００３４】
請求項３の発明によれば、風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、永久磁石型発電機内の巻線の種類を１種類の巻線として、低い風車回転数から充電を開始する整流回路を、前記倍電圧整流回路と前記第１の整流回路により構成し、前記倍電圧整流回路の直流出力の正側をアノード側とし、直列に還流防止ダイオードを接続し、前記倍電圧整流回路の直流出力の負側をカソード側とし、直列に還流防止ダイオードを接続し、前記還流防止ダイオードを接続した前記倍電圧整流回路の直流出力と前記第１の整流回路の直流出力を並列に接続することを特徴とする分散電源用発電装置の整流回路。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の分散電源用発電装置の整流回路においては、永久磁石型発電機３の細い巻線での構成が可能な第２の巻線は、倍電圧整流回路に接続されるために、風車回転数Ｎが低いときでもバッテリ１３に充電できる第２の巻線の誘起電圧を半分にすることができる。従って、第２の巻線の絶縁耐圧を強化する必要が無いので、分散電源用発電装置の価格を下げることができる。さらに、風又は水より得られる概略の最大出力を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１の分散電源用発電装置の整流回路を説明するための主回路結線図である。
【図２】本発明の実施例２の分散電源用発電装置の整流回路を説明するための主回路結線図である。
【図３】本発明の実施例１の分散電源用発電装置の整流回路の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の各整流回路の直流出力を説明図である。
【図４】本発明の実施例１の分散電源用発電装置の整流回路の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の合計出力を説明図である。
【図５】第１の従来例の分散電源用発電装置の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の各整流回路の直流出力を説明図である。
【図６】第１の従来例の分散電源用発電装置の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の合計出力を説明図である。
【図７】本発明、第１および第２の従来例に係る風速をパラメータとした時の、風車回転数対風車出力特性の概要を説明する図である。
【図８】第２の従来例の分散電源用発電装置の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の各整流回路の直流出力を説明図である。
【図９】第２の従来例の分散電源用発電装置の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の合計出力を説明図である。
【図１０】第１の従来例の分散電源用発電装置の主回路結線図である。
【図１１】第２の従来例の分散電源用発電装置の主回路結線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、複数の巻線を内蔵した永久磁石型発電機の第１の巻線の出力端子および第１のリアクトルを経て第１の整流器に接続し、第２の巻線の出力端子および第２のリアクトルを経て第２の整流器に接続し、さらに前記第２の巻線の出力端子およびコンデンサを経て倍電圧整流回路に接続し、該倍電圧整流回路の直流出力と前記第２の整流器の直流出力を、還流防止用ダイオードを介して並列に接続し、さらに前記第１の整流器の直流出力を並列に接続する分散電源用発電装置の整流回路である。
【実施例１】
【００３８】
図１は、本発明を風車に適用した場合であり、風車により駆動される分散電源用発電装置の整流回路を説明する主回路結線図である。
【００３９】
同図において、８１は倍電圧整流回路、１１１は第２の整流器６２と倍電圧整流回路８１の正側接続点、１１２は第２の整流器６２と倍電圧整流回路８１の負側接続点、６０１、６０２は第１、第２の還流防止用ダイオードであり、図１０および図１１と同一番号は同一構成部品を表す。本発明の分散電源用発電装置の整流回路２は、永久磁石型発電機、第１および第２のリアクトル、コンデンサ、第１〜第３の整流器、第１〜第２の倍電圧用コンデンサ、第１および第２の還流防止用ダイオード、正側出力端子、負側出力端子で構成される。
【００４０】
以下、図１について説明する。
第１の巻線の出力は、従来例と同様に、第１の巻線の出力端子９、第１のリアクトル４および第１の整流器６１を経てバッテリ１３に出力される。
【００４１】
第２の巻線の出力は、第２の巻線の出力端子１０より、２つの各直流出力回路を経て、バッテリ１３に出力される。以下に第２の巻線の２つの直流出力回路を説明する。
【００４２】
第２の巻線の１つ目の直流出力回路は、第２の巻線の出力端子１０に、直列に第２のリアクトル５を接続し、該第２のリアクトル５に直列に第２の整流器６２を接続して構成される。その直流出力は、第２の巻線の出力端子１０、第２のリアクトル５および第２の整流器６２経て、バッテリ１３に出力される。
【００４３】
第２の巻線の２つ目の直流出力回路は、次のように構成される。
第２の巻線の出力端子１０に、直列にコンデンサ７を接続し、該コンデンサ７に直列に第３の整流器６３を接続し、該第３の整流器６３に接続された第２の巻線の１相を、前記第３の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路１６の中点Ｓに接続される。前記直列コンデンサ回路１６は、第１の倍電圧用コンデンサ１４と第２の倍電圧用コンデンサ１５が直列に接続されて構成される。前記第３の整流器６３と直列コンデンサ回路１６により、倍電圧整流回路８１が構成される。
【００４４】
上記のように構成される第２の巻線の２つ目の直流出力回路は、第２の巻線の出力端子１０、コンデンサ７および倍電圧整流回路８１を経てバッテリ１３に出力される。
【００４５】
ここで、前記倍電圧整流回路８１の直流出力は、前記第２の整流器６２の直流出力の正側接続点１１１をカソード側とする第１の還流防止用ダイオード６０１および前記第２の整流器６２の直流出力の負側接続点１１２をアノード側とする第２の還流防止用ダイオード６０２を介して、上記第２の整流器６２の直流出力と並列に接続される。
【００４６】
還流防止用ダイオード６０１および６０２は、バッテリ１３に充電されずに、倍電圧整流回路８１を構成する直列コンデンサ回路１６の中点Ｓを経て、第２の巻線間で電流が還流することを防ぐ目的で接続される。
【００４７】
図３は、実施例１における前記永久磁石型発電機３内の第２の巻線の巻数が、第１の巻線の２倍の巻数である場合の分散電源用発電装置の整流回路２の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の説明図である。
【００４８】
図３を用いて、実施例１の分散電源用発電装置の整流回路２の直流出力について説明する。風車回転数Ｎが上昇し、第２の巻線の電圧がバッテリ１３へ充電を開始する電圧の半分、図３における風車回転数Ｎ２２の半分の風車回転数Ｎ２１になると、第２の巻線の出力端子１０からコンデンサ７を経て倍電圧整流回路８１より、バッテリ１３に充電を開始する。その直流出力は、図３のＰ２１のようになる。
【００４９】
さらに、風車回転数Ｎが上昇し、風車回転数Ｎ２１付近になると、第２の巻線の出力端子１０、第２のリアクトル５を経て第２の整流器６２からも直流出力し、バッテリ１３に充電される。その直流出力は、図３のＰ２２のようになる。
【００５０】
そして、風車回転数Ｎがさらに上昇し、風車回転数Ｎ１になると、第１の巻線から第１のリアクトル４を経て第１の整流器６１からも直流出力し、バッテリ１３に充電される。バッテリ１３には直流出力であるＰ２１、Ｐ２２、Ｐ１の合計出力が充電され、図４のように最大出力曲線Ｐｔに沿った近似出力曲線Ｐｓを得ることができる。
【００５１】
上記のように実施例１では、永久磁石型発電機３内の第２の巻線は、第２の巻線の出力端子１０に直列に第２のリアクトル５を接続し、該第２のリアクトル５を経て第２の整流器６２を接続する整流回路と、第２の巻線の出力端子１０に直列にコンデンサ７を接続し、該コンデンサ７を経て第３の整流器６３に接続し、該第３の整流器６３に接続される前記第２の巻線の１相を、前記第３の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路１６の中点Ｓに接続し構成する倍電圧整流回路８１の各々の直流出力を並列に接続している。これは、第２の巻線の内部インダクタンスとコンデンサとの直列合成インピーダンスを永久磁石型発電機の定格回転数範囲内において容量性となるように設計することにより、図３および図４に示すように風車回転数Ｎが低い領域でも出力を得ることができ、さらに風車回転数Ｎが大きい時にも最大出力曲線Ｐｔと近似出力曲線Ｐｓをほぼ一致させることが可能となる。
【００５２】
第１の倍電圧用コンデンサ１４と第２の倍電圧用コンデンサ１５のそれぞれの直流電圧値は、コンデンサ容量の大小によって電圧脈動の大小があるが、バッテリ１３の電圧値の半分に充電される。よって、風車回転数Ｎ２１が風車回転数Ｎ２２の半分で充電可能な電圧となり、バッテリ１３に充電を開始することが可能となる。
【００５３】
したがって、低い風車回転数から充電可能な整流回路を構成することができ、さらに第２の巻線の絶縁耐圧を従来のままに抑えることができる。
【００５４】
図１の本発明の実施例では、永久磁石型発電機３の巻線が２種類の場合で説明したが、３種類の巻線として、低い風車回転数から充電を開始する巻線に倍電圧整流回路を接続する方法も可能である。
このように構成することにより、分散電源用発電装置の整流回路２のバッテリ１３等の定電圧源への出力を、２巻線の場合よりも風車の最大出力曲線Ｐｔに近づけることができるので、風からより多くのエネルギーを取得できる。
【００５５】
また、本発明で用いるリアクトルは、飽和リアクトルや、タップ付きとすることで、風車出力特性により一致するような微調整が可能である。
さらに、図１における第１のリアクトル４は、永久磁石型発電機３内のインダクタンスが設計段階で把握できれば、省略することも可能である。
【実施例２】
【００５６】
図２に示す本発明の第２の実施例は、本発明の第１の実施例で説明した分散電源用発電装置の整流回路において、永久磁石型発電機３内の巻線の種類が１種類の場合の主回路結線図である。
【００５７】
同図において、８１は倍電圧整流回路、１１３は第１の整流器６１と倍電圧整流回路８１の正側接続点、１１４は第１の整流器６１と倍電圧整流回路８１の負側接続点、図１、図１０および図１１と同一番号は同一構成部品を表す。本発明の分散電源用発電装置の整流回路２は、永久磁石型発電機、第１のリアクトル、コンデンサ、第１〜第２の整流器、第１〜第２の倍電圧用コンデンサ、第１および第２の還流防止用ダイオード、正側出力端子、負側出力端子で構成される。
【００５８】
以下、図２について説明する。
第１の巻線の出力は、第１の巻線の出力端子９より、２つの各直流出力回路を経て、バッテリ１３に出力される。以下に２つの直流出力回路を説明する。
【００５９】
第１の巻線の１つ目の直流出力回路は、第１の巻線の出力端子９に、直列に第１のリアクトル４を接続し、該第１のリアクトル４に直列に第１の整流器６１を接続して構成される。その直流出力は、第１の巻線の出力端子９、第１のリアクトル４および第１の整流器６１経て、バッテリ１３に出力される。
【００６０】
第１の巻線の２つ目の直流出力回路は、次のように構成される。
第１の巻線の出力端子９に、直列にコンデンサ７を接続し、該コンデンサ７に直列に第２の整流器６２を接続し、該第２の整流器６２に接続された第１の巻線の１相を、前記第２の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路１６の中点Ｓに接続される。前記直列コンデンサ回路１６は、第１の倍電圧用コンデンサ１４と第２の倍電圧用コンデンサ１５が直列に接続されて構成される。前記第２の整流器６２と直列コンデンサ回路１６により、倍電圧整流回路８１が構成される。
【００６１】
上記のように構成される第１の巻線の２つ目の直流出力回路は、第１の巻線の出力端子９、コンデンサ７および倍電圧整流回路８１を経てバッテリ１３に出力される。
【００６２】
ここで、前記倍電圧整流回路８１の直流出力は、前記第２の整流器６１の直流出力の正側接続点１１３をカソード側とする第１の還流防止用ダイオード６０１および前記第２の整流器６２の直流出力の負側接続点１１４をアノード側とする第２の還流防止用ダイオード６０２を介して、上記第１の整流器６１の直流出力と並列に接続される。
【００６３】
実施例１と同様に、還流防止用ダイオード６０１および６０２は、バッテリ１３に充電されずに、倍電圧整流回路８１を構成する直列コンデンサ回路１６の中点Ｓを経て、第１の巻線間で電流が還流することを防ぐ目的で接続される。
【００６４】
第１の倍電圧用コンデンサ１４と第２の倍電圧用コンデンサ１５のそれぞれの直流電圧は、コンデンサ容量の大小によって電圧脈動の大小があるが、バッテリ１３の電圧の半分に充電される。よって、倍電圧整流回路８１の直流出力は、第１の整流器６１の直流出力を開始する風車回転数の半分で、バッテリ１３に充電を開始することが可能となる。
【００６５】
上記倍電圧整流回路８１の直流出力と第１の整流器６１の直流出力は、図５のＰ２、Ｐ１とほぼ同等となる。このように本発明の合計出力は、図６の近似出力曲線Ｐｓとほぼ同等となるが、実施例１の近似出力曲線Ｐｓよりは最大出力曲線Ｐｔに近似していないが、簡便な方法で、最大出力曲線Ｐｔに近似した出力が取り出せる。つまり、２つの巻線を内蔵した永久磁石型発電機で構成する第１の従来例の分散電源用発電装置の整流回路と同等の性能を、１つの巻線で実現することが可能である。
【００６６】
また、本発明で用いるリアクトルは、飽和リアクトルや、タップ付きとすることで、風車出力特性により一致するような微調整が可能である。
さらに、図２におけるリアクトル４は、永久磁石型発電機３内のインダクタンスが設計段階で把握できれば、省略することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の分散電源用発電装置の整流回路によれば、倍電圧整流回路と還流防止用ダイオードを接続することにより、巻線の絶縁耐圧を強化することなく、低い風車回転数から充電を開始することが可能となり、風又は水より得られる概略の最大出力を取り出すことが可能となり、非常に有用である。
【００６８】
また、永久磁石型発電機内の低い風車回転数から充電を開始する巻線の絶縁耐圧を強化することがないため、安価な分散電源用発電装置の整流回路を提供できる。
【符号の説明】
【００６９】
１                風車
２                分散電源用発電装置
３                永久磁石型発電機
４、５            第１、第２のリアクトル
６１、６２、６３  第１、第２、第３の整流器
７                コンデンサ
８１              倍電圧整流回路
９                第１の巻線の出力端子
１０              第２の巻線の出力端子
１４、１５        第１、第２の倍電圧用コンデンサ
１６              直列コンデンサ回路
６０１、６０２    第１、第２の還流防止用ダイオード
１１１            第２の整流器の直流出力と倍電圧整流回路の直流出力の正側接続点
１１２            第２の整流器の直流出力と倍電圧整流回路の直流出力の負側接続点
１１３            第１の整流器の直流出力と倍電圧整流回路の直流出力の正側接続点
１１４            第１の整流器の直流出力と倍電圧整流回路の直流出力の負側接続点
１１              分散電源用発電装置の正側出力端子
１２              分散電源用発電装置の負側出力端子
１３              バッテリ
【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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