(57)【要約】【課題】  複数の交流発電機から出力される交流電圧の構成方法を工夫することにより、交流発電の効率を改善する方法を提供することである。【解決手段】  交流電圧の振幅がＶで周期Ｔである２つの発電機を、第１発電機は基準電圧を＋Ｖの電圧にバイアスして、第２発電機は基準電圧を−Ｖの電圧にバイアスして更に上記２つの発電機の位相を１８０度ずらす。上記第１発電機と上記第２発電機がともに０ボルトとなったときに上記第１出力に上記第１発電機を接続し、上記第２出力に上記第２発電機を接続する。次に時間Ｔが経過して再度上記第１発電機と上記第２発電機がともに０ボルトとなったときに、上記第１出力に上記第２発電機を接続し、上記第２出力に上記第１発電機を接続する。以後は時間Ｔが経過するごとに２つの出力に接続する発電機を切り替える。【選択図】  図１
2011166862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧の周期がＴで、振幅がＶ（１）の第１発電機と振幅がＶ（２）の第２発電機について、
第１発電機は基準電圧を＋Ｖ（１）の電圧にバイアスして、
第２発電機は基準電圧を−Ｖ（２）の電圧にバイアスして、
更に上記２つの発電機の位相を１８０度ずらし、
上記第１発電機と上記第２発電機がともに０ボルトとなったときに第１出力に上記第１発電機を接続し、第２出力に上記第２発電機を接続し、
次に時間Ｔが経過して再度上記第１発電機と上記第２発電機がともに０ボルトとなったときに、上記第１出力に上記第２発電機を接続し、上記第２出力に上記第１発電機を接続し、
以後は時間Ｔが経過するごとに上記第１出力と上記第２出力に接続する上記２つの発電機を切り替える、
以上の過程を含む周期２Ｔの２つの交流電圧出力を作る方法。
【請求項２】
交流電圧の周期がＴで、振幅がＶ（１）の第１発電機と、振幅がＶ（２）の第２発電機と、振幅がＶ（０）の第０発電機について、
第１発電機は基準電圧をＶ（０）＋Ｖ（１）の電圧にバイアスして、
第２発電機は基準電圧を−Ｖ（０）−Ｖ（２）の電圧にバイアスし、
第０発電機は基準電圧０ボルトのままで上記第１発電機、上記第２発電機とは位相を１８０度ずらし、
まず上記第１発電機と上記第０発電機がともに＋Ｖボルトとなったときに第１出力に上記第１発電機を接続し、第０出力に上記第０発電機を接続し、
次に時間Ｔ／２が経過して上記第０発電機と上記第２発電機がともに−Ｖ（０）ボルトとなったときに、上記第０出力に上記第２発電機を接続し、第２出力に上記第０発電機を接続し、
次に時間Ｔ／２が経過して上記第１発電機と上記第０発電機がともに＋Ｖ（０）ボルトとなったときに、上記第１出力に第０発電機を接続し、上記第２出力に第１発電機を接続し、
次に時間Ｔ／２が経過して上記第２発電機と上記第０発電機がともに−Ｖ（０）ボルトとなったときに、上記第１出力に上記第２発電機を接続し、上記第０出力に上記第０発電機を接続し、
次に時間Ｔ／２が経過して上記第１発電機と上記第０発電機がともに＋Ｖ（０）ボルトとなったときに、上記第０出力に上記第１発電機を接続し、上記第２出力に上記第０発電機を接続し、
次に時間Ｔ／２が経過して上記第２発電機と第０発電機がともに−Ｖ（０）ボルトとなったときに、上記第２出力に上記第２発電機を接続し、上記第１出力に上記第０発電機を接続する、
以上の過程を含む周期３Ｔの３つの交流電圧出力を作る方法。
【請求項３】
交流電圧の周期がＴである２Ｎ個の発電機１から発電機２Ｎについて、
ｉ番目の発電機ｉの交流電圧の振幅をＶ（ｉ）として、
奇数番の発電機２ｎ＋１は基準電圧を２［Ｖ（１）＋Ｖ（３）＋・・・＋Ｖ（２ｎ−１）］＋Ｖ（２ｎ＋１）にバイアスし、
偶数番の発電機２ｎは基準電圧を−２［Ｖ（２）＋Ｖ（４）＋・・・＋Ｖ（２ｎ−２）］−Ｖ（２ｎ）にバイアスして、
４ｎ＋２番と４ｎ＋３番で表される番号の発電機の位相を、４ｎ＋１番と４ｎ＋４番で表される番号の発電機とは１８０度ずらし、
上記２Ｎ個の発電機１から発電機２Ｎに、２Ｎ個の出力１から出力２Ｎを接続し、
時間Ｔ／２が経過する毎に、上記２Ｎ個の発電機のうち何れか２つの発電機の電圧が等しくなったときに、そのような２つの発電機の対全てについて、その２つの発電機が接続されている出力を組み替える、
以上の過程を含む周期２ＮＴの２Ｎ個の交流電圧出力を作る方法。
【請求項４】
交流電圧の周期がＴである２Ｎ＋１個の発電機０から発電機２Ｎについて、
ｉ番目の発電機ｉの交流電圧の振幅をＶ（ｉ）として、
奇数番の発電機２ｎ＋１は基準電圧をＶ（０）＋２［Ｖ（１）＋Ｖ（３）＋・・・＋Ｖ（２ｎ−１）］＋Ｖ（２ｎ＋１）にバイアスし、
０番以外の偶数番号の発電機２ｎは基準電圧を−Ｖ（０）−２［Ｖ（２）＋Ｖ（４）＋・・・＋Ｖ（２ｎ−２）］−Ｖ（２ｎ）にバイアスして、
発電機０は基準電圧を０ボルトとして、
０番と４ｎ＋３番と４ｎ＋４番で表される番号の発電機の位相を、４ｎ＋１番と４ｎ＋２番で表される番号の発電機とは１８０度ずらし、
上記２Ｎ＋１個の発電機０から発電機２Ｎに、２Ｎ＋１個の出力０から出力２Ｎを接続し、
時間Ｔ／２が経過する毎に、上記２Ｎ＋１個の発電機のうち何れか２つの発電機の電圧が等しくなったときに、そのような２つの発電機の対全てについて、その２つの発電機が接続されている出力を組み替える、
以上の過程を含む周期（２Ｎ＋１）Ｔの２Ｎ＋１個の交流電圧出力を作る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流発電方法に関し、特に複数の交流発電機の基準電圧をそれぞれ別の電圧にバイアスする発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の交流発電は火力、原子力等の蒸気タービンによる発電機と水力発電が広く実用化されている。また、再生可能エネルギーとして太陽光発電、風力発電なども普及が進んでいる。これらいずれの技術でも省エネルギーまたは二酸化炭素排出抑制の観点から発電効率の改善が課題となっている。例えば一次発電機（たとえばガスタービン）からの廃熱を二次の発電機（蒸気タービン）で再利用するコンバインドサイクルにより熱効率の改善が図られている（非特許文献１「絵ときでわかる電気エネルギー」、オーム社、４０−４２ページ参照、または特許文献１「特開平１０−３７７１４」参照）。また、太陽光発電でも数々の量子効率を改善する素子構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３７７１４
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】福田務、相原良典、大島輝夫著「絵ときでわかる電気エネルギー」、オーム社
【非特許文献２】八坂保能著「電気エネルギー工学」、森北出版
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、増大する電力需要に対して上記の効率改善技術では数％から数１０％の効率改善であり、更なる大幅な効率改善が求められている。これらの改善技術は熱機関の効率または材料物性に制限され、大幅な効率改善は容易ではない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、元になる複数の交流発電機から出力される交流電圧の構成方法を工夫することにより、交流発電の効率を改善する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面によれば、交流電圧の振幅がＶで周期がＴである２つの交流発電機を用いる。第１発電機は基準電圧を＋Ｖの電圧にバイアスして、第２発電機は基準電圧を−Ｖの電圧にバイアスし、更に上記２つの発電機の位相を１８０度ずらす。つまり、第１発電機が交流の最低電圧（基準電圧＋Ｖに交流のマイナス側最大振幅−Ｖが加算されて）０ボルトになったときに、第２発電機は交流の最高電圧（基準電圧−Ｖに交流のプラス側最大振幅＋Ｖが加算されて)０ボルトとなる。また、第１発電機が交流の最高電圧（基準電圧＋Ｖに交流のプラス側最大振幅＋Ｖが加算されて）２Ｖボルトになったときに、第２発電機は交流の最低電圧（基準電圧−Ｖに交流のマイナス側最大振幅−Ｖが加算されて)−２Ｖボルトとなる。
【０００８】
まず第１発電機と第２発電機がともに０ボルトとなったときに第１出力に第１発電機を接続し、第２出力に第２発電機を接続する。次に時間Ｔが経過して再度第１発電機と第２発電機がともに０ボルトとなったときに、第１出力に第２発電機を接続し、第２出力に第１発電機を接続する。以後は時間Ｔごとに２つの出力に接続する発電機を切り替える。
【０００９】
上記の方法により振幅Ｖの２つの発電機から、周期２Ｔで振幅２Ｖの２つの交流電圧出力（第１出力と第２出力）が作られる。交流の（実効）電力は（実効）振幅の２乗に比例するので上記方法により、出力側で見た発電効率を向上させることができる。上記の方法では元になる２つの交流発電機は任意の発電方法によるもので構わない。また第１出力と第２出力の周期が２Ｔとなる点については、必要であれば周波数変換器により所望の周期へ変換を行えば良い。
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面によれば、交流電圧の振幅がＶで周期がＴである３つの交流発電機を用いる。第１発電機は基準電圧を＋２Ｖの電圧にバイアスして、第２発電機は基準電圧を−２Ｖの電圧にバイアスし、第０発電機は基準電圧０ボルトのままで上記の第１発電機、第２発電機とは位相を１８０度ずらす。つまり、第１発電機が交流の最低電圧（基準電圧＋２Ｖに交流のマイナス側最大振幅−Ｖが加算されて）Ｖボルトになったときに、第０発電機は交流の最高電圧Ｖボルトとなる。また第２発電機が交流の最高電圧（基準電圧−２Ｖに交流のプラス側最大振幅＋Ｖが加算されて）−Ｖボルトになったときに、第０発電機は交流の最低電圧−Ｖボルトとなる。また、第１発電機は交流の最高電圧において（基準電圧＋２Ｖに交流のプラス側最大振幅＋Ｖが加算されて）３Ｖボルトになり、第２発電機は交流の最低電圧において（基準電圧−２Ｖに交流のマイナス側最大振幅−Ｖが加算されて）−３Ｖボルトになる。
【００１１】
まず第１発電機と第２発電機がともに＋Ｖボルトとなったときに、第１出力に第１発電機を接続し、第０出力に第０発電機を接続する。
【００１２】
次に時間Ｔ／２が経過して第０発電機と第２発電機がともに−Ｖボルトとなったときに、第２出力に第０発電機を接続し、第０出力に第２発電機を接続する。
【００１３】
更に時間Ｔ／２が経過して第１発電機と第０発電機がともに＋Ｖボルトとなったときに、第１出力に第０発電機を接続し、第２出力に第１発電機を接続する。
【００１４】
また時間Ｔ／２が経過して第２発電機と第０発電機がともに−Ｖボルトとなったときに、第１出力に第２発電機を接続し、第０出力に第０発電機を接続する。
【００１５】
次に時間Ｔ／２が経過して第１発電機と第０発電機がともに＋Ｖボルトとなったときに、第２出力に第０発電機を接続し、第０出力に第１発電機を接続する。
【００１６】
また次に時間Ｔ／２が経過して第２発電機と第０発電機がともに−Ｖボルトとなったときに、第２出力に第２発電機を接続し、第１出力に第０発電機を接続する。以後は時間Ｔ／２が経過するごとに３つの出力のうち２つに接続する発電機を切り替える。
【００１７】
上記の方法により振幅Ｖの３つの交流発電機から、周期３Ｔで振幅３Ｖの３つの交流電圧出力（第１出力と第２出力と第０出力）が作られる。交流の（実効）電力は（実効）振幅の２乗に比例するので上記方法により、出力側で見た発電効率を向上させることができる。上記の方法では元になる３つの交流発電機（第１発電機と第２発電機と第０発電機）は任意の発電方法によるもので構わない。また第１出力と第２出力と第０出力の周期が３Ｔとなる点については、必要であれば周波数変換器により所望の周期へ変換を行えば良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、元となる複数の交流電圧から、発電効率を向上させる交流電圧出力の構成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施例の時間−電圧グラフ。
【図２】第１実施例の変形（矩形波）の時間−電圧グラフ。
【図３】第２実施例の時間−電圧グラフ。
【図４】第２実施例の変形の時間−電圧グラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００２１】
図１を用いて第１の実施例を説明する。交流電圧の振幅がＶで周期がＴである２つの交流発電機を用いる。第１発電機１は基準電圧を＋Ｖの電圧にバイアスして、第２発電機２は基準電圧を−Ｖの電圧にバイアスし、更に上記２つの発電機の位相を１８０度ずらす。つまり、第１発電機１が交流の最低電圧（基準電圧＋Ｖに交流のマイナス側最大振幅−Ｖが加算されて）０ボルトになったときに、第２発電機２は交流の最高電圧（基準電圧−Ｖに交流のプラス側最大振幅＋Ｖが加算されて）０ボルトとなる。また、第１発電機１が交流の最高電圧（基準電圧＋Ｖに交流のプラス側最大振幅＋Ｖが加算されて）２Ｖボルトになったときに、第２発電機２は交流の最低電圧（基準電圧−Ｖに交流のマイナス側最大振幅−Ｖが加算されて)−２Ｖボルトとなる。図１には上記第１発電機１の交流電圧と、上記第２発電機２の交流電圧を図示した。図１の縦軸は上記第１発電機１、第２発電機２の振幅Ｖを１単位として、横軸は上記第１発電機１、第２発電機２の１周期Ｔを１単位としている。
【００２２】
また図１に第１出力３の交流電圧を実線グラフ、第２出力４の交流電圧を点線グラフとして図示した。上記第１発電機１と上記第２発電機２がともに０ボルトとなったとき（図１中の時点５）に上記第１出力３に上記第１発電機１を接続し、上記第２出力４に上記第２発電機２を接続する。次に時間Ｔが経過して再度上記第１発電機１と上記第２発電機２がともに０ボルトとなったとき（図１中の時点６）に、上記第１出力３に上記第２発電機２を接続し、上記第２出力４に上記第１発電機１を接続する。以後は同様に時間Ｔが経過するごとに２つの出力に接続する発電機を切り替える。
【００２３】
上記の方法により振幅Ｖの２つの交流発電機から、周期２Ｔで振幅２Ｖの２つの交流電圧出力を作ることが出来る。交流の（実効）電力は（実効）振幅の２乗に比例するので上記方法により、出力側で見た発電効率を向上させることができる。上記の方法では元になる２つの発電機は任意の発電方法によるもので構わない。また上記の方法で得られる第１出力３と第２出力４が、元の交流電圧の周期の２倍の周期２Ｔとなる点については、必要であれば周波数変換器により所望の周期へ変換を行えば良い。
【００２４】
図２に第１実施例の変形を示す。図１では上記第１発電機１と上記第２発電機２の交流電圧として正弦波を図示したが、図２に示すように上記第１発電機１と上記第２発電機２が矩形波からなる交流電圧である場合でも、上記とまったく同様の方法が可能である。図２では図中の番号も図１と共通で、上記第１発電機１と上記第２発電機２の交流電圧が矩形波である点のみが図１と異なる。図２において上記第１発電機１の交流電圧と上記第２発電機２の交流電圧は、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値を取る矩形波である。図１と同様、図２では上記第１出力３の交流電圧を実線グラフ、上記第２出力４の交流電圧を点線グラフとして図示した。この場合上記第１出力３または上記第２出力４は±２Ｖと０ボルトの３値を取る階段状波形となる。
【００２５】
図３を用いて第２の実施例を説明する。交流電圧の振幅がＶで周期がＴである３つの交流発電機を用いる。第１発電機１１は基準電圧を＋２Ｖの電圧にバイアスして、第２発電機１２は基準電圧を−２Ｖの電圧にバイアスし、第０発電機１３は基準電圧０ボルトのままで上記２つの第１発電機１１、第２発電機１２とは位相を１８０度ずらす。つまり、第１発電機１１が交流の最低電圧（基準電圧＋２Ｖに交流のマイナス側最大振幅−Ｖが加算されて）Ｖボルトになったときに、第０発電機１３は交流の最高電圧Ｖボルトとなる。また第２発電機１２が交流の最高電圧（基準電圧−２Ｖに交流のプラス側最大振幅＋Ｖが加算されて）−Ｖボルトになったときに、第０発電機１３は交流の最低電圧−Ｖボルトとなる。また、第１発電機１１は交流の最高電圧において（基準電圧＋２Ｖに交流のプラス側最大振幅＋Ｖが加算されて）＋３Ｖボルトになり、第２発電機１２は交流の最低電圧において（基準電圧−２Ｖに交流のマイナス側最大振幅−Ｖが加算されて）−３Ｖボルトになる。図３には上記第１発電機１１の交流電圧と、上記第２発電機１２の交流電圧と、上記第０発電機１３の交流電圧を図示した。図１の縦軸は上記第１発電機１１、第２発電機１２、第０発電機１３の振幅Ｖを１単位として、横軸は１周期Ｔを１単位としている。
【００２６】
図３に第１出力１４の交流電圧を実太線グラフ、第０出力１５の交流電圧を点線グラフ、第２出力１６の交流電圧を実細線グラフとして図示した。まず上記第１発電機１１と上記第０発電機１３がともに＋Ｖボルトとなったとき（図３中の時点１７）に上記第１出力１４に上記第１発電機１１を接続し、第０出力１５に上記第０発電機１３を接続する。
【００２７】
次に時間Ｔ／２が経過して第０発電機１３と第２発電機１２がともに−Ｖボルトとなったとき（図３中の時点１８）に、上記第０出力１５に上記第２発電機１２を接続し、上記第２出力１６に上記第０発電機１３を接続する。
【００２８】
更に時間Ｔ／２が経過して上記第１発電機１１と上記第０発電機１３がともに＋Ｖボルトとなったとき（図３中の時点１９）に、上記第１出力１４に第０発電機１３を接続し、上記第２出力１６に第１発電機１１を接続する。
【００２９】
また更に時間Ｔ／２が経過して上記第２発電機１２と上記第０発電機１３がともに−Ｖボルトとなったとき（図３中の時点２０）に、上記第１出力１４に上記第２発電機１２を接続し、上記第０出力１５に上記第０発電機１３を接続する。
【００３０】
次に時間Ｔ／２が経過して上記第１発電機１１と上記第０発電機１３がともに＋Ｖボルトとなったとき（図３中の時点２１）に、上記第０出力１５に上記第１発電機１１を接続し、上記第２出力１６に上記第０発電機１３を接続する。
【００３１】
また次に時間Ｔ／２が経過して上記第２発電機１２と第０発電機１３がともに−Ｖボルトとなったとき（図３中の時点２２）に、上記第２出力１６に上記第２発電機１２を接続し、上記第１出力１４に上記第０発電機１３を接続する。以後は同様にして時間Ｔ／２が経過するごとに、電圧値が等しくなる２つの発電機に接続する２つの出力を切り替える。
【００３２】
上記の方法により振幅Ｖの３つの交流発電機から、周期３Ｔで振幅３Ｖの３つの交流電圧出力が作られる。交流の（実効）電力は（実効）振幅の２乗に比例するので、上記方法により出力側で見た発電効率を向上させることができる。上記の方法では元になる３つの発電機（第１発電機１１と第２発電機１２と第０発電機１３）は任意の発電方法によるもので構わない。また上記の方法で得られる上記第０出力１５と上記第１出力１４と上記第２出力１６が、元の交流電圧の周期の３倍の周期３Ｔとなる点については、必要であれば周波数変換器により所望の周期へ変換を行えば良い。また、上記第０発電機１３と上記第１発電機１１と上記第２発電機１２は図３に図示した正弦波に限らず、任意の交流波形電圧（たとえば矩形波）であっても上記と同様の方法が可能である。
【００３３】
図４に第２実施例の変形を示す。図３では上記第１発電機１１と上記第２発電機１２と上記第０発電機１３の交流電圧として振幅の等しい交流電圧を図示したが、図４に示すように上記第０発電機１３の振幅がほかの２つの発電機の振幅と異なる交流電圧である場合でも、上記とまったく同様の方法が可能である。図４では図中の番号も図３と共通で、上記第０発電機１３の振幅が第１発電機１１と上記第２発電機１２の振幅と異なる（２倍の振幅である）点のみが図３と異なる。図３と同様に図４でも、第１出力１４の交流電圧を実太線グラフ、第０出力１５の交流電圧を点線グラフ、第２出力１６の交流電圧を実細線グラフとして図示した。
【００３４】
第３の実施例として、上記の第１の実施例を一般化する方法を説明する。以下でＮとｉは自然数を表す。ｎは０以上の整数を表す。交流電圧の周期がＴである２Ｎ個の発電機に１から２Ｎまでの番号をつける。ここでｉ番目の発電機ｉの振幅はＶ（ｉ）とする。奇数番号２ｎ＋１の発電機では基準電圧を、
【００３５】
【数１】
2011166862.tif 000003
にバイアスし、偶数番号２ｎの発電機では基準電圧を、
【００３６】
【数２】
2011166862.tif 000004
にバイアスする。４ｎ＋２番と４ｎ＋３番で表される番号の発電機は位相を（４ｎ＋１番と４ｎ＋４番で表される番号の発電機に対して）１８０度ずらす。そして、発電機１から発電機２Ｎに、２Ｎ個の出力（出力１から出力２Ｎ）を接続する。
【００３７】
そして時間Ｔ／２が経過するごとに、２Ｎ個の出力（出力１から出力２Ｎ）に上記２Ｎ個の発電機（発電機１から発電機２Ｎ）の接続を組み替える。この発電機と出力の接続の組み替えは、時間Ｔ／２が経過するごとに上記２Ｎ個の発電機のうちいずれか２つの発電機の電圧が等しくなったときに、その２つ発電機が接続されている出力を組み替えることで行われる。上記のように２Ｎ個の発電機の基準電圧をバイアスしているので、時間Ｔ／２毎に電圧が等しくなる２つの発電機の対はＮ組またはＮ−１組発生する。そしてこの接続の組み替えは、上記のように電圧が等しくなった２つの発電機の対、Ｎ組またはＮ−１組全てについて行う。以上の方法により、周期２ＮＴの２Ｎ個の交流電圧出力（出力１から出力２Ｎ）が得られる。このとき２Ｎ個の出力の振幅はプラス側が下記（式３）、マイナス側が下記（式４）で表される。
【００３８】
【数３】
2011166862.tif 000005
【００３９】
【数４】
2011166862.tif 000006
交流の（実効）電力は（実効）振幅の２乗に比例するので上記方法により、出力側で見た発電効率を向上させることができる。上記２Ｎ個の発電機（発電機１から発電機２Ｎ）は任意の発電方法によるもので構わない。また上記の方法で得られる２Ｎ個の交流電圧出力（出力１から出力２Ｎ）が、元の（発電機１から発電機２Ｎの）交流電圧の周期Ｔの２Ｎ倍の周期２ＮＴとなる点については、必要であれば周波数変換器により所望の周期へ変換を行えば良い。
【００４０】
上記第３の実施例において、ｉ番目の発電機ｉの振幅Ｖ（ｉ）は一般には任意の大きさで良い。ただし（式３）と（式４）の絶対値が等しくなるように各Ｖ（ｉ）を選んでおけば、上記の方法で得られる周期２ＮＴの交流電圧出力のプラス側とマイナス側の振幅を同じにすることができる。また、各ｎについてＶ（２ｎ＋１）とＶ（２ｎ＋２）を同じ大きさにしておくことで、上記の方法で得られる周期２ＮＴの交流電圧出力（出力１から出力２Ｎ）のプラス側とマイナス側の波形を対照な波形とすることができる。
【００４１】
第４の実施例として、上記の第２の実施例を一般化する方法を説明する。以下でＮは自然数を表す。ｎとｉは０以上の整数を表す。交流電圧の周期がＴである（２Ｎ＋１）個の発電機に０から２Ｎまでの番号をつける。ここでｉ番目の発電機ｉの振幅はＶ（ｉ）とする。奇数番号２ｎ＋１の発電機は基準電圧を、
【００４２】
【数５】
2011166862.tif 000007
にバイアスし、０番以外の偶数番号２ｎの発電機では基準電圧を、
【００４３】
【数６】
2011166862.tif 000008
にバイアスする。０番の発電機０については基準電圧を０ボルトとする。また、０番と４ｎ＋３番と４ｎ＋４番で表される番号の発電機は位相を（４ｎ＋１番と４ｎ＋２番で表される番号の発電機に対して）１８０度ずらす。そして、発電機０から発電機２Ｎに、（２Ｎ＋１）個の出力（出力０から出力２Ｎ）を接続する。
【００４４】
そして、時間Ｔ／２が経過する毎に（２Ｎ＋１）個の出力（出力０から出力２Ｎ）に上記（２Ｎ＋１）個の発電機（発電機０から発電機２Ｎ）の接続を組み替える。この発電機と出力の接続の組み替えは、時間Ｔ／２が経過する毎に上記（２Ｎ＋１）個の発電機のうちいずれか２つの発電機の電圧が等しくなったときに、その２つ発電機が接続されている出力を組み替えることで行われる。上記のように（２Ｎ＋１）個の発電機をバイアスしているので、時間Ｔ／２毎に電圧が等しくなる２つの発電機の対はＮ組発生する。そしてこの接続の組み替えは上記のように電圧が等しくなった２つの発電機の対、Ｎ組全てについて行う。以上の方法により、周期（２Ｎ＋１）Ｔの（２Ｎ＋１）個の出力（出力０から出力２Ｎ）が得られる。このとき（２Ｎ＋１）個の出力の振幅はプラス側が下記（式７）、マイナス側が下記（式８）で表される。
【００４５】
【数７】
2011166862.tif 000009
【００４６】
【数８】
2011166862.tif 000010
交流の（実効）電力は（実効）振幅の２乗に比例するので上記方法により、出力側で見た発電効率を向上させることができる。上記（２Ｎ＋１）個の発電機（発電機０から発電機２Ｎ）は任意の発電方法によるもので構わない。また上記の方法で得られる（２Ｎ＋１）個の交流電圧出力（出力０から出力２Ｎ）が、元の（発電機０から発電機２Ｎの）交流電圧の周期Ｔの（２Ｎ＋１）倍の周期となる点については、必要であれば周波数変換器により所望の周期へ変換を行えば良い。
【００４７】
上記第３の実施例において、ｉ番目の発電機ｉの振幅Ｖ（ｉ）は一般には任意の大きさで良い。ただし（式７）と（式８）の絶対値が等しくなるように各Ｖ（ｉ）を選んでおけば、上記の方法で得られる周期（２Ｎ＋１）Ｔの交流電圧出力のプラス側とマイナス側の振幅を同じにすることができる。また、各ｎについてＶ（２ｎ＋１）とＶ（２ｎ＋２）を同じ大きさにしておくことで、上記の方法で得られる周期（２Ｎ＋１）Ｔの交流電圧出力のプラス側とマイナス側の波形を対照な波形とすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  第１発電機の電圧
２  第２発電機の電圧
３  第１出力の電圧
４  第２出力の電圧
５  第１発電機と第２発電機がともに０ボルトとなる時点
６  第１発電機と第２発電機がともに０ボルトとなる時点
１１  第１発電機の電圧
１２  第２発電機の電圧
１３  第０発電機の電圧
１４  第１出力の電圧
１５  第０出力の電圧
１６  第２出力の電圧
１７  第１発電機と第０発電機がともに＋Ｖボルトとなる時点
１８  第２発電機と第０発電機がともに−Ｖボルトとなる時点
１９  第１発電機と第０発電機がともに＋Ｖボルトとなる時点
２０  第２発電機と第０発電機がともに−Ｖボルトとなる時点
２１  第１発電機と第０発電機がともに＋Ｖボルトとなる時点
２２  第２発電機と第０発電機がともに−Ｖボルトとなる時点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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