(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期機（１７）のロータ（１６）の少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するためのブラシレス励磁システム（１５）のための調節装置（２５）において、
一次励磁機（５）のロータ（７）とステータ（８）との間に発生される磁束の強度を又は前記磁束に関連するパラメータを検出するように構成されている少なくとも１つの検出装置（２６）と、
二次励磁機（９）と前記一次励磁機（５）との間に接続され、前記二次励磁機（９）によって発生される二次励磁三相電流を整流することによって、前記一次励磁機（５）に供給される二次励磁直流電流を発生させるように構成されている、少なくとも１つの調節ユニット（２７）であって、前記同期機（１７）の前記ロータ（１６）の前記励磁巻線に供給される励磁電流の電流強度から独立して、前記一次励磁機（５）の前記ロータ（７）と前記ステータ（８）との間に発生される前記磁束が一定に保持されるように、前記二次励磁直流電流の電流強度を調整するように構成されている、少なくとも１つの前記調節ユニット（２７）と、
前記同期機（１７）のロータ軸（６）に回転可能に固定された状態で接続されている少なくとも１つの調整ユニット（１８）であって、前記一次励磁機（５）の前記ロータ（７）と前記同期機（１７）の前記ロータ（１６）の前記励磁巻線との間に接続されており、前記一次励磁機（５）によって発生される励磁三相電圧を整流することによって前記励磁電流を発生させるように、且つ、前記同期機（１７）の前記ロータ（１６）に供給される前記励磁電流の電流強度を調整するように構成されている、少なくとも１つの前記調整ユニット（１８）と、
を備えていることを特徴とする調節装置（２５）。
【請求項２】
前記調整ユニット（１８）が、少なくとも１つの制御可能な整流ユニットを有していることを特徴とする請求項１に記載の調節装置（２５）。
【請求項３】
同期機（１７）のロータ（１６）の少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するためのブラシレス励磁システム（１５）において、
少なくとも１つの一次励磁機（５）であって、前記一次励磁機（５）が、前記同期機（１７）のロータ軸（６）に回転可能に固定された状態で接続されている、ロータ巻線（２３）を有するロータ（７）と、ステータ電極巻線（２０）を有するステータ（８）を有しており、前記ロータ巻線（２３）が、前記同期機（１７）の前記ロータ（１６）の前記励磁巻線に導電する状態で接続される、少なくとも１つの前記一次励磁機（５）と、
少なくとも１つの二次励磁機（９）であって、前記二次励磁機（９）が、前記同期機（１７）の前記ロータ軸（６）に回転可能に固定された状態で接続されている永久磁石を有するロータ（１０）と、ステータ巻線を有するステータ（１１）とを有しており、前記ステータ巻線が、前記一次励磁機（５）の前記ステータ電極巻線（２０）に導通する状態で接続される、少なくとも１つの前記二次励磁機（９）と、
少なくとも１つの請求項１又は２に記載の前記調節装置（２５）と、
を備えていることを特徴とするブラシレス励磁システム（１５）。
【請求項４】
同期機（１７）のロータ（１６）の少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するための方法であって、
一次励磁機（５）によって一定な励磁三相電圧を発生させるステップであって、前記一次励磁機（５）のロータ（７）が、前記同期機（１７）の前記ロータ（１６）に回転可能に固定された状態で接続されている、前記ステップと、
前記同期機（１７）の前記ロータ（１６）に回転可能に固定された状態で接続されている調整ユニット（１８）を介して、一定な前記励磁三相電圧を整流することによって、前記同期機（１７）の前記ロータ（１６）の前記励磁巻線に供給される励磁電流の電流強度から独立して、前記一次励磁機（５）の前記ロータ（７）とステータ（８）との間に発生される磁束が一定に保持されるように、前記励磁電流を発生させるステップと、
前記調整ユニット（１８）を介して前記励磁電流の電流強度を調整するステップと、
を有している前記方法において、
一定な前記励磁三相電圧が、前記一次励磁機（５）への、二次励磁機（９）によって発生される整流された二次励磁三相電流の供給を調整することによって発生されることを特徴とする方法。
【請求項５】
少なくとも１つの制御可能な整流ユニットが、前記調整ユニット（１８）として利用されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期機、特にターボ発電機のロータの少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するための励磁システムに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、同期機、特にターボ発電機のロータの少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するためのブラシレス励磁システムに関する。
【０００３】
さらに、本発明は、同期機、特にターボ発電機のロータの少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するための方法に関する。
【０００４】
ターボ発電機の形態をした同期機は、電気エネルギを発生させるために、発電所において利用されている。電気エネルギを発生させるために、ターボ発電機は、少なくとも１つのガスタービン及び／又は蒸気タービンに機械的に結合されており、ターボ発電機とガスタービン又は蒸気タービンとが、共にターボシステムを構成している。代替的には、同期機は、位相シフト運転モードにおいて動作可能とされる。
【０００５】
ターボ発電機の場合には、発電機電圧を発生させるために必要とされる直流電流励磁場が、ターボ発電機のロータに発生する。
【０００６】
静止励磁システムが、ターボ発電機のロータの励磁巻線に給電することを目的として利用される。静止励磁システムの場合には、励磁電力が、静止電流変換器、静止カーボンブラシ、及びターボ発電機のロータ軸に配置されているスリップリングを介して、ターボ発電機のロータの励磁巻線に伝送される。この静止励磁は、負荷の変動に非常に急速に反応することができる。このことは、ブラシレス励磁システムと比較して、調節技術に関連する速度的優位性を有している。現在、調節技術に関連するこの速度的優位性が非常に重要になってきている。地球的規模のエネルギ変換の過程において、給電ユニットが、電気エネルギを送電網に送り込むための比較的大きい発電所から、比較的小型の再生エネルギ発生機に変更されており、その結果として比較的大きい動力を送電網に発生させるからである。しかしながら、カーボンブラシを定期的に交換する必要があるので、静止エネルギシステムを点検調整する必要があるものと考えられる。さらに、静止励磁システムの供給電圧は、主として発電機端子から引き込まれるので、あまり好ましくない実施形態では、送電網の故障の際に、頂上電圧をターボ発電機の励磁巻線に供給することができない。
【０００７】
代替的には、ブラシレス励磁システムは、ターボ発電機の励磁巻線に給電するために利用される。ブラシレス励磁システムの場合には、ターボ発電機のロータの励磁巻線が、ロータと同時に回転するダイオード整流器を介して、外部電極装置として実現されている一次励磁機のロータの交流電流巻線に接続されている。一次励磁機の外部電極巻線は、永続的に励磁された二次励磁機から、電圧調整器を介して給電される。ブラシレス励磁システムは、実質的に点検不要であると考えられるので、ブラシの点検調整を全く必要としない利用を実現することができる。さらに、静止励磁とは異なり、ブラシレス励磁は、送電網が故障した場合であっても、ターボ発電機のロータの励磁巻線に全電力を供給し続けることができる。ブラシレス励磁システムの励磁時定数が大きいので、ターボ発電機のロータの励磁巻線に供給される励磁電流を補正する速度は、接続された送電網において急速に変化した場合に、静止励磁と比較して遥かに遅い。ブラシレス励磁を有しているターボ発電機は、負荷が変化した場合における動的応答に関連して、及び、一過性の障害が発生した場合における送電網の電圧安定性に関連して、すべての給電ユニットについての送電網の演算器に求められる常に増大する最低必要条件を満たすことが徐々にできなくなる。励磁システムによって発生される励磁電力が、通常、ターボ発電機の定格皮相電力の約０．５％〜約５％とされる。
【０００８】
特許文献１は、回転電機とブラシレス回転装置のロータを磁化するための方法とを開示している。当該方法は、静止磁場を形成するステップと、交流電流を発生させることを目的として、静止磁場において励磁機のロータを回転させるステップと、ロータに配置された制御可能とされるブリッジを介して交流電流を整流するステップと、ロータについての制御情報を無線受信するステップと、制御可能とされるブリッジを介して、制御情報に基づいて電流強度を制御するステップと、回転電機の磁化巻線に電流を供給するステップとを備えている。
【０００９】
特許文献２は、ターボ発電機の場合に回転式半導体励磁のための配置を開示している。当該配置では、少なくとも１つの電流変換器ホイールが設けられており、電流変換器ホイールのキャリアディスクは、回転可能に固定された状態でシャフトに接続されていると共に軸線方向に延在している中空状の延長体を有しているハブとして実現されている。半導体モジュールは、ヒートシンクと保護回路とを有しており、ハブの内径に配置されている。さらに、制御されたサイリスタが半導体バルブとして設けられており、電流変換器ホイールのキャリアディスクがさらなる中空状の延長体を有している。さらなる中空状の延長体は、中空状の延長体の反対側に配置されており、さらなる中空状の延長体の内径には、サイリスタのための制御ユニットが絶縁された状態で配置されている。非接触式ソリッドステート信号変換装置の回転部分が、キャリアディスクの外側ケースに取り付けられており、非接触式ソリッドステート信号変換装置の静止部分が、装置ハウジングに固定されている。
【００１０】
特許文献３は、少なくとも１つの一次巻線と励磁場を発生させるための少なくとも１つの二次巻線とを有しているステータと、突出極形状を具備する一次励磁巻線を有しているロータとを備えているブラシレス同期発電機を開示している。同期発電機は、以下の点において相違する。ロータが依然として非突極形状を具備する二次励磁巻線を有しており、非突極形状が、一次励磁巻線によって共通する電機子に取り付けられており、ロータに配置された整流器ブリッジを介して共通する電機子に接続されている。このようなブラシレス同期発電機を有している発電機配置では、ステータの二次巻線を具備する共振回路を構成している少なくとも１つのキャパシタが設けられている。
【００１１】
特許文献４は、発電機を有している配置を開示している。当該配置は、蒸気タービンと励磁装置とを有しており、励磁装置は、通常運転の際に二次励磁装置が永続的に励磁された同期機として実現されるように、且つ、調整運転の際に二次励磁装置が同期モータ又は調整モータとして実現されるように構成されている。
【００１２】
特許文献５は、常時励磁機に結合されているブラシレス同期発電機を開示している。常時励磁機の電圧は、整流器によって整流され、同期発電機の励磁巻線に供給される。負荷に起因する電圧変動は容易に調整可能である。ホールセンサが、同期発電機のエアギャップに配置されており、ホールセンサのホール電圧が、励磁電流を制御するために利用されるからである。
【００１３】
特許文献６は、コイルに誘電する磁場を発生させる磁場コイルを有している発電機を開示している。磁場コイル励磁システムは、交流電圧を発生させるための出力コイルを具備する発電機を有している。整流器は、２つのノードにおいて交流電圧を直流電圧に変換する。２つのノードの間に配置されたキャパシタは共振回路を構成しており、その結果として、電圧及び電流が所定の位相シフトを伴って振動する。スイッチ及び磁場コイルは、２つのノードの間に直列に接続されている。制御ユニットは、所定の時間間隔の間に導電するためにスイッチを切り替える。所定の時間間隔が終了すると、最小電流の発生によって、スイッチが非導電状態になる。所定の位相シフトによって、最小電流が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公報第２０１３／０７９７６１号
【特許文献２】独国出願公開第２３６６００３号明細書
【特許文献３】独国出願公開第１０２０１００６０９９８号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第２２６２１０１号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第０２５４１２９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１２／１５３９０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、静止励磁の利点とブラシレス励磁の利点とを組み合わせることである。
【００１６】
本発明における、同期機の、特にターボ発電機のロータの少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するためのブラシレス励磁システムのための調節装置は、
一次励磁機のロータとステータとの間に発生される磁束の強度を又は磁束に関連するパラメータを検出するように構成されている少なくとも１つの検出装置と、
二次励磁機と一次励磁機との間に接続可能とされ、二次励磁機によって発生される二次励磁三相電流を整流することによって、一次励磁機に供給可能とされる二次励磁直流電流を発生させるように構成されている、少なくとも１つの調節ユニットであって、同期機のロータの励磁巻線に供給可能とされる励磁電流の電流強度から独立して、一次励磁機のロータとステータとの間に発生される磁束が一定に保持されるように、二次励磁直流電流の電流強度を調整するように構成されている、少なくとも１つの調節ユニットと、
同期機のロータ軸に回転可能に固定された状態で接続されている少なくとも１つの調整ユニットであって、一次励磁機のロータと同期機のロータの励磁巻線との間に接続されており、一次励磁機によって発生される励磁三相電圧を整流することによって励磁電流を発生させるように、且つ、同期機のロータに供給可能とされる励磁電流の電流強度を調整するように構成されている、少なくとも１つの調整ユニットと、
を備えている。
【００１７】
調整ユニットによって、すなわち、同期機のロータに供給可能とされる励磁電流の電流強度の間接的な調整によって、本発明における調節装置を具備するブラシレス励磁システムは、負荷の変動に対して非常に急速に反応することができるので、静止励磁システムに相当し、調節技術に関連する速度的優位性を有している。このために、ロータ軸において動的な整流を実施する必要がある。特に、正励磁電圧及び負励磁電圧は、調整ユニットによって発生可能とされ、負励磁電圧によって同期機のロータの励磁巻線を急速に脱磁させることができる。これにより、ブラシレス励磁のコンセプトが著しく拡張及び改善される。従って、本発明における調節装置によって、同期機の調節挙動及び安定性が改善されるので、送電網に接続されている給電ユニットのための送電網の演算器についての徐々に増加する最低必要条件を満たし、これにより、地球的規模のエネルギ変化が支援される。
【００１８】
例えば、給電ユニットについての最低必要条件は、低温時におけるブラシレス励磁システムについての一般に８００ｍｓの間に１ｐｕから０．９ｐｕに変化する、同期機の無負荷運転における基準電圧ジャンプに関する要件である。同期機を動的に脱磁させることなく、又は、同期機のロータの励磁巻線を動的に脱磁させることなく、従来技術に基づくブラシレス励磁システムと同様に、このような条件が大型の空冷式同期機のために実現可能とされることはない。一方、本発明における調節装置によって、同期機を適切に脱磁することができる。さらに、送電網において負荷が突然減少した場合に、可能な限り急速に過電圧を補正する必要がある。このことは、本発明における調節装置の調整ユニットによって実現可能とされる。さらに、送電網が故障した際に同期機の安定性を維持するために、送電網の電圧が回復した瞬間に、同期機のための給電ユニットの演算器の対応する最低必要条件に従って、同期機が２００ｍｓ〜２５０ｍｓ後に最大過励磁で動作する必要がある。このことは、同様に、本発明における調節装置又は調整ユニットによっても可能である。最大過励磁の状態に可能な限り急速に到達するためには、励磁時間を可能な限り短くする必要があるが、本発明における調節装置を利用することによって達成可能とされる。
【００１９】
一次励磁機に電流を供給することによって直接実施される同期機のロータの励磁巻線の励磁と組み合わせて、受動的なすなわち制御不能な整流ユニットを従来技術に基づいて利用する代わりに、本発明における調整ユニットを利用することによって、又はその機能を利用することによって、一次励磁機によって発生される励磁三相電圧が一定の大きさである場合に、同期機のロータに供給可能とされる励磁電流の電流強度を調整することは優位である。このことは、本発明における調節装置の調節ユニットによって実現可能とされる。このために、本発明における調節装置の調整ユニットによって、一次励磁機のロータとステータとの間に発生される磁束が、同期機のロータの励磁巻線に供給可能とされる励磁電流の電流強度から独立して、一定に維持されるように、一次励磁機に供給可能とされる二次励磁直流電流の電流強度が調整される。磁束が一定に維持される結果として、一次励磁機によって発生される励磁三相電圧の大きさが一定に維持される。
【００２０】
そうすると、ブラシレス励磁の利点の従来からの利点は、静止励磁のの利点と、特に静止励磁の調整に関する利点と組み合わせ可能とされる。
【００２１】
検出装置は、一次励磁機のロータとステータとの間における磁束の強度を直接計測することができる。代替的には、検出装置は、当該磁束に関連する少なくとも１つのパラメータを検出するために利用可能とされるので、一次励磁機のロータとステータとの間における磁束の強度それぞれの推定が可能となる。また、２つ以上の対応する検出装置が設けられている場合もある。
【００２２】
同期機のロータに供給可能とされる励磁電流の電流強度を調節することを目的として、調整ユニットが、同期機によって発生される三相電流の実際の電流強度を電流強度の所定の基準値と比較する調節電子システムに、通信手段を介して接続されており、これにより、同期機のロータに供給可能とされる励磁電流の電流強度を調整することができる。代替的には、調整ユニット自体が、対応する調節電子システムを備えている。
【００２３】
好ましくは、調整ユニットが、少なくとも１つの制御可能な整流ユニットを有している。このような制御可能とされる整流ユニットは、一次励磁機によって発生される励磁三相電圧の整流と同期機のロータに供給可能とされる励磁電流の電流強度の調整との両方を実施するために利用可能とされる。このために、制御可能とされる整流ユニットは、制御可能とされる整流器を有している。
【００２４】
本発明における、同期機の、特にターボ発電機のロータの少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するためのブラシレス励磁システムは、
外部電極を有する回転機械として実現されている少なくとも１つの一次励磁機であって、一次励磁機が、同期機のロータ軸に回転可能に固定された状態で接続されている、ロータ巻線を有するロータと、外部電極巻線を有するステータを有しており、ロータ巻線が、同期機のロータの励磁巻線に導電する状態で接続可能とされる、少なくとも１つの一次励磁機と、
永続的に励磁されている内部電極を有する装置として実現されている少なくとも１つの二次励磁機であって、二次励磁機が、同期機のロータ軸に回転可能に固定された状態で接続されている永久磁石を有するロータと、ステータ巻線を有するステータとを有しており、ステータ巻線が、一次励磁機の外部電極巻線に導通する状態で接続可能とされる、少なくとも１つの二次励磁機と、
少なくとも１つの上述の構成のうちいずれか一つ構成に従った調節装置と、
を備えている。
【００２５】
従って、調節装置に関連する上述の利点及び実施例は、ブラシレス励磁システムに関連している。一次励磁機のロータ巻線は、同期機のロータ軸に回転可能に固定された状態で接続されている調整ユニット、特に同時に回転する整流器を介して、同期機のロータの励磁巻線に導電された状態で接続可能とされる。二次励磁機のステータ巻線は、アクチュエータを介して、一次励磁機の外部電極巻線に導電された状態で接続可能とされる。
【００２６】
本発明における、同期機の、特にターボ発電機のロータの少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するための方法は、
一次励磁機によって一定な励磁三相電圧を発生させるステップであって、一次励磁機のロータが、同期機のロータに回転可能に固定された状態で接続されている、ステップと、
同期機のロータに回転可能に固定された状態で接続されている調整ユニットを介して、一定な励磁三相電圧を整流することによって、励磁電流を発生させるステップと、
調整ユニットを介して励磁電流の電流強度を調節するステップと、
を有している。
【００２７】
従って、調節装置に関連する上述の利点は、当該方法にも関連している。特に、調節装置は、当該方法を実施するように構成されている。
【００２８】
好ましくは、少なくとも１つの制御可能とされる整流ユニットが調整ユニットとして利用される。このような制御可能とされる整流ユニットは、一次励磁機によって発生される励磁三相電圧の整流のために、及び、同期機のロータに供給される励磁電流の電流強度を調整するために利用可能とされる。このために、制御可能とされる整流ユニットは、制御可能とされる整流器を有している。
【００２９】
好ましくは、一定な励磁三相電圧が、一次励磁機への、二次励磁機によって発生される整流された二次励磁三相電流の供給を調節することによって発生される。このことは、一次励磁機のロータとステータとの間において磁束が一定であることを示している。
【００３０】
本発明におけるブラシレス励磁システムの好ましい実施例について、添付図面に基づいて以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ターボ発電機と組み合わせられた、従来技術に基づくブラシレス励磁システムの概略図である。
【図２】同期機と組み合わせられた、本発明におけるブラシレス励磁システムについての典型的な実施例の概略図である。
【図３】本発明におけるブラシレス励磁システムについての典型的な実施例の一次励磁機の概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図面において、同一の機能を有している構成要素には、同一の参照符号が付されている。
【００３３】
図１は、ターボ発電機１のロータ３の図示しない少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するための、ターボ発電機１と組み合わせられた従来技術に基づくブラシレス励磁システム２の概略図である。ターボ発電機１は、ターボシステムを形成するために、タービン４と組み合わせられている。
【００３４】
ブラシレス励磁システム２は、外部電極を有する回転機械として実現されている一次励磁機５を備えており、一次励磁機５は、図示しないロータ巻線を有しているロータ７であって、ターボ発電機１のロータ軸６に回転可能に固定された状態で接続されているロータ７と、図示しない外部電極巻線を有するステータ８とを有しており、ロータ巻線は、ターボ発電機１のロータ３の励磁巻線に導電する状態で接続可能とされる。
【００３５】
さらに、ブラシレス励磁システム２は、永続的に励磁されている内部電極を有する装置として実現されている二次励磁機９を備えており、二次励磁機９は、図示しない永久磁石を有するロータ１０であって、ターボ発電機１のロータ軸６に回転可能に固定された状態で接続されているロータ１０と、図示しないステータ巻線を有するステータ１１とを有しており、ステータ巻線は、一次励磁機５のステータ８の外部電極巻線に導電する状態で接続可能とされる。
【００３６】
さらに、ブラシレス励磁システム２は、ロータ軸６に回転可能に固定された状態で接続されている整流ユニット１２を備えている。整流ユニット１２は、一次励磁機５のロータ７のロータ巻線とターボ発電機１のロータ３の励磁巻線との間に接続されており、一次励磁機５によって発生される三相電圧の、制御不可能なすなわち受動的な整流のために設計されている。このために、整流ユニット１２は、相互接続されたダイオードの形態をした、制御不可能な整流器（図示しない）を有している。
【００３７】
二次励磁機９は、三相二次励磁電流を発生させる。三相二次励磁電流の電流強度は、二次励磁直流電流を一次励磁機５ひいては一次励磁機５の外部電極巻線に供給するために、調整器１３によって調整及び整流される。調整器１３は、図１において破線１４で示すターボ発電機１によって発生される三相電流に従って、一次励磁機５に供給するための二次励磁直流電流の電流強度、ひいてはターボ発電機１のロータ３の励磁巻線に供給するための励磁電流の電流強度を調整する。
【００３８】
図２は、同期機１７のロータ１６の図示しない少なくとも１つの励磁巻線に励磁電流を供給するための、本発明におけるブラシレス励磁システム１５についての典型的な実施例を表わす概略図である。同期機は、ターボシステムを形成するために、タービン４と組み合わせられる。
【００３９】
ブラシレス励磁システム１５は、外部電極を有する回転機械として実現されている一次励磁機５を備えており、一次励磁機５は、図示しないロータ巻線を有するロータ７であって、同期機１７のロータ軸６に回転可能に固定された状態で接続されているロータ７と、図示しない外部電極巻線を有するステータ８とを有している。ロータ巻線は、同期機１７のロータ１６の励磁巻線に導電する状態で接続可能とされる。図３は、一次励磁機５の典型的な実施例を表わす。
【００４０】
さらに、ブラシレス励磁システム１５は、永続的に励磁されている内部電極を有する装置として実現されている二次励磁機９を備えており、二次励磁機９は、図示しない永久磁石を有するロータ１０であって、同期機１７のロータ軸６に回転可能に固定された状態で接続されているロータ１０と、図示しないステータ巻線を有するステータ１１とを有している。ステータ巻線は、一次励磁機５の外部電極巻線に導電する状態で接続可能とされる。
【００４１】
さらに、ブラシレス励磁システム１５は、調節装置２５を備えている。
【００４２】
調節装置２５は、一次励磁機５のロータ７とステータ８との間に発生する磁束の強度又は当該磁束に関連するパラメータを検出するように構成されている検出装置２６を備えている。
【００４３】
さらに、調節装置２５は、二次励磁機９と一次励磁機５との間に接続されている調節ユニット２７を備えており、調節ユニット２７は、二次励磁機９によって発生される二次励磁三相電流を整流することによって、一次励磁機５に供給される二次励磁直流電流を発生させるように構成されており、同期機１７のロータ１６の励磁巻線に供給される励磁電流の電流強度から独立して、一次励磁機５のロータ７とステータ８との間に発生される磁束が一定に維持されるように、二次励磁直流電流の電流強度を調整するように構成されている。
【００４４】
さらに、調節装置２５は、調整ユニット１８を備えている。調整ユニット１８は、同期機１７のロータ軸６に回転可能に固定された状態で接続されており、一次励磁機５のロータ７と同期機１７のロータ１６の励磁巻線との間に接続されており、一次励磁機５によって発生される励磁三相電圧を整流することによって励磁電流を発生させるように、且つ、同期機１７のロータ１６に供給される励磁電流の電流強度を調整するように構成されている。このために、調整ユニット１８は、通信手段を介して、調節電子システム１９に接続されている。調整ユニット１８は、図示しない少なくとも１つの制御可能な整流ユニットを備えている。
【００４５】
二次励磁機９は、直流電流を一次励磁機５ひいては一次励磁機５の外部電極巻線に供給するために、調節ユニット２７によって調整及び整流される二次励磁三相電流を発生させる。調節ユニット２７は、検出装置２６によって検出された、一次励磁機５のロータ７とステータ８との間の磁束の強度に従って、一次励磁機５に供給するための二次励磁直流電流の電流強度を調整する。破線２８は当該磁束を示す。調節電子システム１９は、同期機１７によって発生される三相電流の電流強度に従って、調整ユニット１８を制御する。図２の破線２９は当該三相電流を示す。
【００４６】
図３は、本発明におけるブラシレス励磁システム１５についての典型的な実施例の一次励磁機５を概略的に表わす斜視図である。一次励磁機５のステータ８は、８つの外部電極巻線２０を備えている。外部電極巻線２０は、円状リングの形態をした共通するコア組立体２１を介して接続されている。このために、ラジアル方向内方に延在している突起２２が、コア組立体２１に設けられている外部電極巻線２０を貫通して延在している。さらに、一次励磁機５は、インダクタとして示されている３つのロータ巻線２３を有する、ロータ７を有している。ブラシレス励磁システム１５が動作している場合には、矢印２４によって示される磁場が、外部電極巻線２０とロータ巻線２３との間において一次励磁機５に発生される。本発明におけるブラシレス励磁システム１５によって、同期機１７のロータ１６の励磁巻線に供給される励磁電流の電流強度から独立して、当該磁場に関連する磁束を一定に維持することができる。
【００４７】
本発明について、好ましい典型的な実施例を通じて詳細に図解及び説明したが、本発明は、開示された実施例によって限定される訳ではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない限り、他の変形例であっても、当業者は当該開示された実施例から導くことができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  ターボ発電機
２  ブラシレス励磁システム
３  ロータ
４  タービン
５  一次励磁機
６  ロータ軸
７  ロータ
８  ステータ
９  二次励磁機
１０  ロータ
１１  ステータ
１２  整流ユニット
１３  調整器
１４  破線
１５  ブラシレス励磁システム
１６  ロータ
１７  同期機
１８  調整ユニット
１９  調節電子システム
２０  外部電極巻線
２１  コア組立体
２２  突起
２３  ロータ巻線
２４  磁場
２５  調節装置
２６  検出装置
【図１】
0006466575.tif 000002
【図２】
0006466575.tif 000003
【図３】
0006466575.tif 000004