(57)【要約】【課題】同期発電機の残留電圧に関係なく、手動電圧調整器により同期発電機を運転することが可能な同期発電機の励磁制御装置を提供する。【解決手段】同期発電機と同軸に接続された永久磁石発電機の電圧を調節して同期発電機界磁巻線に界磁電流を供給する自動電圧調整器と、永久磁石発電機の電圧を降圧し、さらに分圧された電圧を直流に変換して同期発電機の界磁巻線に界磁電流を供給する整流器を備えた同期発電機の励磁制御装置であるので、同期発電機残留電圧が小さい場合でも永久磁石発電機の電圧を電源として手動電圧制御により同期発電機の運転が可能となる。【選択図】図１
2006325371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期発電機またはブラシレス同期発電機と、前記発電機と同軸に接続された永久磁石発電機と、第１の切換スイッチを介して前記発電機電圧を検出し、この発電機電圧を所望の電圧に制御するために第２の切換スイッチを介して入力する前記永久磁石発電機の電圧を調節して出力し、第３の切換スイッチを介して発電機界磁巻線に界磁電流を供給する自動電圧調整器と、第４の切換スイッチを介して前記永久磁石発電機の電圧を降圧する変圧器と、前記変圧器の２次電圧を分圧する可変抵抗器と、前記可変抵抗器により分圧された電圧を直流に変換して第５の切換スイッチを介して前記発電機の界磁巻線に界磁電流を供給する整流器を備え、前記第１、第２及び第３の切換スイッチは閉とし、第４及び第５の切換スイッチを開とすることにより前記自動電圧調整器により前記発電機界磁巻線に界磁電流を供給し、また前記第１、第２及び第３の切換スイッチは開とし、第４及び第５の切換スイッチを閉とすることにより前記整流器より前記発電機界磁巻線に界磁電流を供給するようにして、前記発電機残留電圧が小さい場合でも前記発電機の運転を可能とすることを特徴とする同期発電機またはブラシレス同期発電機の励磁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期発電機またはブラシレス同期発電機の励磁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期発電機またはブラシレス同期発電機において、自動電圧調整器の故障時にも一時的な運転を行うことが可能な従来の同期発電機またはブラシレス同期発電機の励磁制御装置の回路構成図を図２に示す。
【０００３】
図２において、変流器２とリアクトル３は、ブラシレス同期発電機１の母線に接続され、合成電流Ｉｓを形成し整流器４及び切換スイッチ８Ｂを介して発電機界磁巻線に界磁電流を供給する。自動電圧調整器５は、切換スイッチ８Ａを介して発電機１の電圧を検出し、発電機電圧を所望の電圧に制御するために切換スイッチ８Ｅを介して合成電流Ｉｓを分流する。シリコン整流器４は自動電圧調整器５により分流された後の合成電流Ｉacを直流に変換し、切換スイッチ８Ｂを介して発電機界磁巻線に界磁電流を供給する。切換スイッチ８Ｆは切換スイッチ８Ｅを介した自動電圧調整器５への分流回路を短絡し変流器２の２次側が開となるのを防止する。手動電圧調整器６は切換スイッチ８Ｄを介して発電機電圧を入力し切換スイッチ８Ｃを介して発電機界磁巻線へ界磁電流を供給する。手動電圧調整器６の内部の回路構成は図４に示すとおりである。すなわち、図４において、変圧器１２は図２の切換スイッチ８Ｄを介した発電機電圧を降圧し、可変抵抗器７で分圧し、整流器１３で直流に変換した後、切換スイッチ８Ｃを介して発電機界磁巻線へ界磁電流を供給する。
【０００４】
上記のような回路構成において、切換スイッチ８Ａ，８Ｂ及び８Ｅを閉とし、切換スイッチ８Ｃ，８Ｄ及び８Ｆを開とすることにより、発電機電圧は自動電圧調整器５により調整される。また、切換スイッチ８Ａ，８Ｂ及び８Ｅを開とし、切換スイッチ８Ｃ，８Ｄ及び８Ｆを閉とすることにより、発電機電圧は手動電圧調整器６により調整される。従って自動電圧調整器５が故障した場合においても切換スイッチ８Ａ乃至８Ｆを切り換えることにより手動電圧調整器６により発電機１の運転が可能になる。
【０００５】
また、従来の同期発電機またはブラシレス同期発電機の他の励磁制御装置の回路構成図を図３に示す。
図３において、自動電圧調整器５は、切換スイッチ１０Ｅを介して永久磁石発電機１１を励磁電源としながら、切換スイッチ１０Ａを介してブラシレス同期発電機１の電圧を検出し、発電機電圧を所望の電圧に制御するために切換スイッチ１０Ｂを介して発電機界磁巻線に界磁電流を供給する。手動電圧調整器６は切換スイッチ１０Ｄを介して発電機電圧を入力し、切換スイッチ１０Ｃを介し発電機界磁巻線へ界磁電流を供給する。
【０００６】
手動電圧調整器６の内部の回路構成は先に述べた図４と同一の構成である。
図４において、変圧器１２は図３の切換スイッチ１０Ｄを介した発電機電圧を降圧し、可変抵抗器７で分圧した後整流器１３で直流に変換し、切換スイッチ１０Ｃを介して発電機界磁巻線へ界磁電流を供給する。
【０００７】
上記のような回路構成において、切換スイッチ１０Ａ，１０Ｂ及び１０Ｅを閉とし、切換スイッチ１０Ｃ及び１０Ｄを開とすることにより、発電機電圧は自動電圧調整器５により調整される。また、切換スイッチ１０Ａ，１０Ｂ及び１０Ｅを開とし、切換スイッチ１０Ｃ及び１０Ｄを閉とすることにより、発電機電圧は手動電圧調整器６により調整される。従って自動電圧調整器５が故障した場合においても切換スイッチ１０Ａ乃至１０Ｅを切り換えることにより手動電圧調整器６により発電機１の運転が可能になる。
【０００８】
なお、以上の説明はブラシレス同期発電機の励磁制御装置について説明しているが同期発電機の励磁制御装置についても同様に適用できる。また、関連する先行技術文献として、同期機の励磁制御装置において、手動運転からＡＶＲ運転への切換制御手法について特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１０−７０９００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、自動電圧調整器の故障を想定して発電システムを二重化する場合は、自動電圧調整器を２台設けるよりも安価な図２に示す回路構成が用いられてきた。ところで、複巻方式では、励磁電源が任意で変動する。永久磁石発電機方式では、負荷による励磁電源の変動が小さいので、より安定した励磁電源を供給できる永久磁石発電機を励磁源とする同期発電機またはブラシレス同期発電機が増えてきている。それに伴い、二重化した励磁装置構成も図２の回路構成から図３の回路構成へ変更する必要がある。しかし、図３の回路構成においては、自動電圧調整器は残留電圧が小さい場合でも電圧は確立できるが、手動電圧調整器は残留電圧が小さい場合には電圧は確立できない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その課題は、自動電圧調整器の故障を想定して発電システムを二重化する場合に、発電機の残留電圧に関係なく、手動電圧調整器により発電機を運転することが可能な同期発電機またはブラシレス同期発電機の励磁制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、同期発電機またはブラシレス同期発電機と、前記発電機と同軸に接続された永久磁石発電機と、第１の切換スイッチを介して前記発電機電圧を検出し、この発電機電圧を所望の電圧に制御するために第２の切換スイッチを介して入力する前記永久磁石発電機の電圧を調節して出力し、第３の切換スイッチを介して発電機界磁巻線に界磁電流を供給する自動電圧調整器と、第４の切換スイッチを介して前記永久磁石発電機の電圧を降圧する変圧器と、前記変圧器の２次電圧を分圧する可変抵抗器と、前記可変抵抗器により分圧された電圧を直流に変換して第５の切換スイッチを介して前記発電機の界磁巻線に界磁電流を供給する整流器を備え、前記第１、第２及び第３の切換スイッチは閉とし、第４及び第５の切換スイッチを開とすることにより前記自動電圧調整器により前記発電機界磁巻線に界磁電流を供給し、また前記第１、第２及び第３の切換スイッチは開とし、第４及び第５の切換スイッチを閉とすることにより前記整流器より前記発電機界磁巻線に界磁電流を供給するようにして、前記発電機残留電圧が小さい場合でも前記発電機の運転を可能とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載の発明によると、発電機残留電圧が小さい場合でも永久磁石発電機の電圧を電源として手動電圧制御により同期発電機またはブラシレス同期発電機の運転が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、永久磁石発電機を励磁源とする同期発電機またはブラシレス同期発電機において、自動電圧調整器の故障を想定して発電システムを二重化する場合に、前記発電機の残留電圧に関係なく、手動電圧調整器により同期発電機またはブラシレス同期発電機を運転することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例であるブラシレス同期発電機の励磁制御装置の回路構成図である。
【００１５】
本実施例が図３の従来のブラシレス同期発電機の励磁制御装置の回路構成図と相違する構成は、手動電圧調整器と永久磁石発電機を切換スイッチを介して接続し、発電機電圧を直接取り込まないようにした点であり、その他の構成は同一である。
【００１６】
図１に示すように、本実施例の自動電圧調整器５は、切換スイッチ９Ｅを介して永久磁石発電機１１を励磁電源とし、切換スイッチ９Ａを介してブラシレス同期発電機１の電圧を検出しながら、発電機電圧を所望の電圧に制御するために切換スイッチ９Ｂを介して発電機界磁巻線に界磁電流を供給する。手動電圧調整器６は切換スイッチ９Ｄを介して永久磁石発電機１１の出力電圧を入力し、永久磁石発電機１１の出力電圧を励磁電源とし、切換スイッチ９Ｃを介して発電機界磁巻線へ界磁電流を供給する。
【００１７】
手動電圧調整器６の内部は先に述べた図４の回路構成と同一である。図４において、変圧器１２は図１の切換スイッチ９Ｄを介した発電機電圧を降圧し、可変抵抗器７で分圧し、整流器１３で直流に変換し、切換スイッチ９Ｃを介して発電機界磁巻線へ界磁電流を供給する。
【００１８】
本実施例は上記のような回路構成であるので、切換スイッチ９Ａ，９Ｂ及び９Ｅを閉とし、切換スイッチ９Ｃ及び９Ｄを開とすることにより、発電機電圧は自動電圧調整器５により調整される。また、切換スイッチ９Ａ，９Ｂ及び９Ｅを開とし、切換スイッチ９Ｃ及び９Ｄを閉とすることにより、発電機電圧は手動電圧調整器６により調整される。
従って自動電圧調整器５が故障した場合においても切換スイッチ９Ａ乃至９Ｅを切り換えることにより手動電圧調整器６によりブラシレス同期発電機１の運転が可能になる。
【００１９】
また、ブラシレス同期発電機の残留電圧が小さい場合でも永久磁石発電機の電圧を電源として手動電圧制御によりブラシレス同期発電機の運転が可能である。
なお、上記実施例ではブラシレス同期発電機について説明しているが、同期発電機についても本実施例と同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例であるブラシレス同期発電機の励磁制御装置の回路構成図。
【図２】ブラシレス同期発電機の従来の励磁制御装置の回路構成図。
【図３】ブラシレス同期発電機の従来の他の励磁制御装置の回路構成図。
【図４】図２の手動電圧調整器の内部の回路構成図。
【符号の説明】
【００２１】
１…ブラシレス同期発電機、２…励磁用変流器、３…リアクトル、４…シリコン整流器、５…自動電圧調整器、６…手動電圧調整器、７…可変抵抗器、８Ａ〜８Ｆ…切換スイッチ、９Ａ〜９Ｅ…切換スイッチ、１０Ａ〜１０Ｅ…切換スイッチ、１１…永久磁石発電機、１２…変圧器、１３…整流器。
【図１】
2006325371.tif 000003
【図２】
2006325371.tif 000004
【図３】
2006325371.tif 000005
【図４】
2006325371.tif 000006