(57)【要約】【課題】単相三線式及び三相三線式を同時に出力可能な同期発電機において、三相三線式電源の容量増加を図れるとともに、二組の星形三相巻線に不均衡電圧が発生することも防止できる同期発電機を提供する。【解決手段】二組の第１星形三相巻線及び第２星形三相巻線の異なる相の端子（Ｖ，Ｕ’）を接続し、この相と、第１星形三相巻線の他の相の端子（Ｕ）と、第２星形三相巻線の他の相の端子（Ｖ’）とを単相三線式電源（Ｎ，Ｕ，Ｖ）とし、三組の単相変圧器の一次側に、第１星形三相巻線の中性点（Ｏ）と三つの相の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とにそれぞれ接続する一次側第１巻線と、第２星形三相巻線の中性点（Ｏ’）と三つの相の端子（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）とにそれぞれ接続する一次側第２巻線とを同相にそれぞれ配置し、該星形接続の三組の単相変圧器の二次側を三相三線式電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二組の第１星形三相巻線及び第２星形三相巻線を巻装した電機子と、前記第１星形三相巻線及び前記第２星形三相巻線に星形に接続された変圧比が可変な三組の単相変圧器とを有する同期発電機において、前記第１星形三相巻線の三つの相の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうちの一つの相の端子（Ｖ）と前記第２星形三相巻線の三つの相の端子（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）のうちの前記端子（Ｖ）とは異なる一つの相の端子（Ｕ’）とを接続し、該接続した端子と、前記第１星形三相巻線の三つの相の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうちの他の一つの相の端子（Ｕ）と、前記第２星形三相巻線の三つの相の端子（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）のうちの他の一つの相の端子（Ｖ’）とを単相三線式電源（Ｎ，Ｕ，Ｖ）とし、前記三組の単相変圧器の一次側に、前記第１星形三相巻線の中性点（Ｏ）と三つの相の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とにそれぞれ星形に接続する一次側第１巻線と、前記第２星形三相巻線の中性点（Ｏ’）と三つの相の端子（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）とにそれぞれ星形に接続する一次側第２巻線とを同相にそれぞれ配置し、該星形接続の三組の単相変圧器の二次側を三相三線式電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）としたことを特徴とする同期発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期発電機に関し、詳しくは、単相三線式及び三相三線式を同時に出力可能な同期発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
単相三線式及び三相三線式を同時に出力可能な同期発電機として、二組の星形三相巻線の異なる相の端子を接続するとともに、星形三相巻線に変圧比可変の単相変圧器を星形に接続し、前記二組の星形三相巻線を単相三線式電源とする一方、前記星形接続の単相変圧器の二次側（出力側）を三相三線式電源とした同期発電機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２６４５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、一方の星形三相巻線に単相変圧器を星形に接続しているため、単相変圧器からの三相三線式電源の容量が、同期発電機の発電容量の半分に制限されるとともに、三相三線式電源の割合が増加すると二組の星形三相巻線に不均衡電圧が発生するという問題があった。なお、特許文献１において、両方の星形三相巻線に２系統の単相変圧器をそれぞれ接続した場合も、一方の三相三線式電源の割合が増加すると同様の現象が発生する。
【０００５】
そこで本発明は、単相三線式及び三相三線式を同時に出力可能な同期発電機において、三相三線式電源の容量増加を図れるとともに、二組の星形三相巻線に不均衡電圧が発生することも防止できる同期発電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の同期発電機は、二組の第１星形三相巻線及び第２星形三相巻線を巻装した電機子と、前記第１星形三相巻線及び前記第２星形三相巻線に星形に接続された変圧比が可変な三組の単相変圧器とを有する同期発電機において、前記第１星形三相巻線の三つの相の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうちの一つの相の端子（Ｖ）と前記第２星形三相巻線の三つの相の端子（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）のうちの前記端子（Ｖ）とは異なる一つの相の端子（Ｕ’）とを接続し、該接続した端子と、前記第１星形三相巻線の三つの相の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうちの他の一つの相の端子（Ｕ）と、前記第２星形三相巻線の三つの相の端子（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）のうちの他の一つの相の端子（Ｖ’）とを単相三線式電源（Ｎ，Ｕ，Ｖ）とし、前記三組の単相変圧器の一次側に、前記第１星形三相巻線の中性点（Ｏ）と三つの相の端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とにそれぞれ星形に接続する一次側第１巻線と、前記第２星形三相巻線の中性点（Ｏ’）と三つの相の端子（Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’）とにそれぞれ星形に接続する一次側第２巻線とを同相にそれぞれ配置し、該星形接続の三組の単相変圧器の二次側を三相三線式電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ）としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の同期発電機によれば、三組の単相変圧器の一次側に、第１星形三相巻線に接続した一次側第１巻線と第２星形三相巻線に接続した一次側第２巻線とを配置したので、二組の星形三相巻線の両方が、かつ、星形三相巻線の全ての相が単相変圧器に接続した状態になるため、三相三線式電源の容量増加を図れるとともに、二組の星形三相巻線間に不均衡電圧が発生することも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の同期発電機の一形態例を示す主要部の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本形態例に示す同期発電機は、電機子１１に、二組の第１星形三相巻線１２及び第２星形三相巻線１３を巻装するとともに、前記第１星形三相巻線１２の三つの相の端子Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの一つの相の端子Ｖと、前記第２星形三相巻線１３の三つの相の端子Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’のうちの、前記端子Ｖとは異なる一つの相の端子Ｕ’とを接続するとともに、前記第１星形三相巻線１２及び前記第２星形三相巻線１２にそれぞれ星形に接続された変圧比が可変な三組の単相変圧器１４，１５，１６を設けている。
【００１０】
二組の第１星形三相巻線１２及び第２星形三相巻線１３の各端子において、接続されている第１星形三相巻線１２の端子Ｖと第２星形三相巻線１３の端子Ｕ’とから単相三線式電源Ａの中性線端子Ｎが取り出され、一方の第１星形三相巻線１２の前記端子Ｖとは異なる端子Ｕからはそのまま単相三線式電源Ａの一つの出力端子Ｕが取り出され、さらに、他方の第２星形三相巻線１３の前記端子Ｕ’とは異なる端子Ｖ’からはそのまま単相三線式電源Ａの一つの出力端子Ｖが取り出され、これらの中性線端子Ｎ、出力端子Ｕ及び出力端子Ｖによって単相三線式電源Ａが形成される。さらに、出力端子Ｕ及び出力端子Ｖからは、同期発電機の発電電圧を設定された電圧に自動調整するための自動電圧調整器（ＡＶＲ）１７に電圧が取り出されている。
【００１１】
三組の前記単相変圧器１４，１５，１６は、第１星形三相巻線１２及び第２星形三相巻線１３の各相に対応して設けられており、各単相変圧器１４，１５，１６の一次側には、第１星形三相巻線１２の中性点Ｏを中心としてそれぞれ星形に接続する一次側第１巻線１４ａ，１５ａ，１６ａと、第２星形三相巻線１３の中性点Ｏ’を中心としてそれぞれに星形に接続する一次側第２巻線１４ｂ，１５ｂ，１６ｂとがそれぞれ配置されている。
【００１２】
各一次側第１巻線１４ａ，１５ａ，１６ａの一端は、第１星形三相巻線１２の中性点Ｏに接続されており、各一次側第１巻線１４ａ，１５ａ，１６ａの他端ｕ１，ｖ１，ｗ１は、第１星形三相巻線１２の対応する各端子Ｕ，Ｖ，Ｗにそれぞれ接続されている。
【００１３】
同様に、各一次側第２巻線１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの一端は、第２星形三相巻線１３の中性点Ｏ’に接続されており、各一次側第２巻線１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの他端ｕ２，ｖ２，ｗ２は、第２星形三相巻線１３の対応する各端子Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’にそれぞれ接続されている。
【００１４】
また、各単相変圧器１３，１４，１５の二次側巻線１４ｃ，１５ｃ，１６ｃの一端は互いに接続されて星形接続の中性点となり、二次側巻線１４ｃ，１５ｃ，１６ｃの他端側には、各単相変圧器１３，１４，１５の変圧比を三段階に可変とするための切替タップＴｒ，Ｔｓ，Ｔｔがそれぞれ設けられている。各切替タップＴｒ，Ｔｓ，Ｔｔからは、三相三線式電源Ｂとなる出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔが取り出される。
【００１５】
この同期発電機は、エンジンなどによって駆動され、励磁回路によって励磁されることにより、電機子１１の星形三相巻線１２及び星形三相巻線１３に起電力が発生する。前記第１星形三相巻線１２の端子Ｕと端子Ｖとの間の起電力は、単相三線式電源Ａの出力端子Ｕと中性線端子Ｎとに出力され、第２星形三相巻線１３の端子Ｕ’と端子Ｖ’との間の起電力は、単相三線式電源Ａの中性線端子Ｎと出力端子Ｖとに出力される。これにより、単相三線式電源Ａの中性線端子Ｎ、出力端子Ｕ及び出力端子Ｖに、単相負荷に見合った単相電圧、例えば１００Ｖ×２の単相電圧を出力することができる。
【００１６】
一方、第１星形三相巻線１２の端子Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の起電力は、第１星形三相巻線１２の中性点Ｏに対して星形結線された一次側第１巻線１４ａ，１５ａ，１６ａの他端ｕ１，ｖ１，ｗ１にそれぞれ出力され、第２星形三相巻線１３の端子Ｕ’，Ｖ’，Ｗ’の各相の起電力は、第２星形三相巻線１３の中性点Ｏ’に対して星形結線された一次側第２巻線１４ｂ，１５ｂ，１６ｂの他端ｕ２，ｖ２，ｗ２にそれぞれ出力される。これにより、各単相変圧器１４，１５，１６における二次側巻線１４ｃ，１５ｃ，１６ｃの切替タップＴｒ，Ｔｓ，Ｔｔを介して三相三線式電源Ｂの出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔに、三相負荷が見合った三相電圧、例えば２００Ｖの三相電圧を出力することができる。
【００１７】
このとき、各単相変圧器１４，１５，１６に、第１星形三相巻線１２に接続した一次側第１巻線１４ａ，１５ａ，１６ａと、第２星形三相巻線１３に接続した一次側第２巻線１４ｂ，１５ｂ，１６ｂとが設けているので、各単相変圧器１４，１５，１６には、第１星形三相巻線１２の起電力と第２星形三相巻線１３の起電力とが均等に入力されるため、三相三線式電源Ｂの容量を、第１星形三相巻線１２と第２星形三相巻線１３とを合わせた容量まで使用することができる。
【００１８】
さらに、第１星形三相巻線１２及び第２星形三相巻線１３の両方を三相三線式電源Ｂに使用しているので、三相三線式電源Ｂを使用することによる単相三線式電源Ａの端子Ｕ−Ｎと端子Ｖ−Ｎとの間の電圧不均衡を抑制し、単相三線式電源Ａの２００Ｖのみを検出して電圧制御を行う自動電圧調整器１７であっても、単相三線式電源Ａの出力を安定したものとすることができる。
【００１９】
また、単相三線式電源Ａと三相三線式電源Ｂとに同時に負荷が加わった場合、第１星形三相巻線１２の端子Ｗと第２星形三相巻線１３の端子Ｗ’とは、単相三線式電源Ａに接続されていないため、第１星形三相巻線１２の他の端子Ｕ，Ｖ及び第２星形三相巻線１３の他の端子Ｕ’，Ｖ’との間に電圧不均衡が生じるが、単相変圧器１４，１５，１６の切替タップＴｒ，Ｔｓ，Ｔｔの位置を調整して単相変圧器１４，１５，１６の変圧比をそれぞれ最適化することにより、単相三線式電源Ａ及び三相三線式電源Ｂにおける電圧不均衡の発生を抑えることができ、安定した電源供給を行うことができる。
【符号の説明】
【００２０】
１１…電機子、１２…第１星形三相巻線、１３…第２星形三相巻線、１４，１５，１６…単相変圧器、１４ａ，１５ａ，１６ａ…一次側第１巻線、１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ…一次側第２巻線、１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ…二次側巻線、１７…自動電圧調整器（ＡＶＲ）、Ａ…単相三線式電源、Ｂ…三相三線式電源
【図１】
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