(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する誘導発電機を備えたドライブシステムにおいて、
前記誘導発電機を始動する始動用バッテリと、
走行用モータを駆動する走行用インバータと、
補機用モータを駆動する補機用インバータと、
前記主巻線に入力側が接続され、前記走行用インバータに出力側が接続された整流器と、
前記補助巻線に出力側が接続され、前記補機用インバータおよび前記始動用バッテリに入力側が接続された発電用インバータとを備えた
ことを特徴とするドライブシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のドライブシステムにおいて、
前記補助巻線の出力電力に対する前記補機用インバータの要求電力の比率の最大値が、前記主巻線の出力電力に対する前記走行用インバータの要求電力の比率の最大値よりも大きく、
前記補助巻線は、前記主巻線よりも前記二次導体に近い位置に配置されている
ことを特徴とするドライブシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のドライブシステムにおいて、
前記主巻線の出力電力に対する前記走行用インバータの要求電力の比率の最大値が、前記補助巻線の出力電力に対する前記補機用インバータの要求電力の比率の最大値よりも大きく、
前記主巻線は、前記補助巻線よりも前記二次導体に近い位置に配置されている
ことを特徴とするドライブシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のドライブシステムにおいて、
前記一次巻線が設置される固定子スロットが形成された固定子鉄心と、
前記二次導体が設置される回転子スロットが形成された回転子鉄心とを備え、
前記固定子スロットは、前記補助巻線と前記主巻線との間に突出するように形成された固定子鉄心凸部を有し、
前記固定子鉄心凸部と前記主巻線との間に絶縁体が設置されている
ことを特徴とするドライブシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のドライブシステムにおいて、
前記主巻線と前記補助巻線とが前記二次導体からの距離が同等となるように配置されている
ことを特徴とするドライブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主巻線と補助巻線を有する一次巻線を備えた誘導発電機を用いたドライブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
主巻線と補助巻線を有する一次巻線を備えた発電機を用いたドライブシステムが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されている発電機は、三相巻線（主巻線に相当）と、これとは別に励磁専用巻線（補助巻線に相当）が設けられており、三相巻線は整流器を介してバッテリと走行用インバータに接続されると共に、励磁専用巻線は励磁用インバータを介してバッテリと走行用インバータに接続されている。
【０００４】
特許文献２に記載されている発電機は、主出力巻線（主巻線に相当）と補助出力巻線（補助巻線に相当）とが設けられており、主出力巻線は電力系統に接続されると共に、補助出力巻線は補助電力系統に接続されている。
【０００５】
特許文献３に記載されている発電機は、固定子巻線（主巻線に相当）と補助巻線とが設けられており、固定子巻線は整流器を介してインバータに接続されると共に、補助巻線は始動用電動機と外部冷却用ファンに接続されている。また、補助巻線は固定子鉄心のスロット底部に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７９９０８号公報
【特許文献２】特開２００５−１６８２８８号公報
【特許文献３】特開昭５９−７６１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、三相巻線（主巻線に相当）と、これとは別に励磁専用巻線（補助巻線に相当）が設けられているが、三相巻線がダイオードブリッジ（整流器）を介して電池に接続されているため、三相巻線を定電圧にする必要が生じて、三相巻線を可変電圧にできない。
【０００８】
特許文献２は、主出力巻線（主巻線に相当）と補助出力巻線（補助巻線に相当）とが設けられているが、主出力巻線が電力系統に接続されているため、主出力巻線を定電圧にする必要が生じて、主出力巻線を可変電圧にできない。
【０００９】
このように、特許文献１と特許文献２は、三相巻線や主出力巻線（主巻線）を可変電圧にできないという課題がある。
【００１０】
仮に三相巻線や主出力巻線（主巻線）を可変電圧にできたとしても、三相巻線や主出力巻線（主巻線）の電圧に比例して、励磁専用巻線や補助出力巻線（補助巻線）の電圧が変化することになるため、励磁専用巻線や補助出力巻線（補助巻線）の電圧が低くなった際に、励磁専用巻線や補助出力巻線（補助巻線）から発電できる電力の最大値（補助巻線の最大出力）が低下してしまうという新たな課題が生じる。
【００１１】
特許文献３は、固定子巻線（主巻線に相当）と補助巻線とが設けられており、固定子巻線は整流器を介してインバータに接続されているため、固定子巻線を定電圧にする必要が生じず、固定子巻線を可変電圧にできる。しかしながら、固定子巻線から発電される電力は、定電圧・定周波数で船内に配電されるものであり、また、固定子巻線を可変電圧で運転するという記載はなく、固定子巻線を可変電圧で運転しなければ、補助巻線から発電できる電力の最大値が低下してしまう課題が生じることはない。さらに、同期機であるため、励磁にはブラシが必要となる課題がある。
【００１２】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する誘電発電機を備え、主巻線の電圧を可変にすると共に、補助巻線の最大出力を増加させることが可能なドライブシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する誘導発電機を備えたドライブシステムにおいて、前記誘導発電機を始動する始動用バッテリと、走行用モータを駆動する走行用インバータと、補機用モータを駆動する補機用インバータと、前記主巻線に入力側が接続され、前記走行用インバータに出力側が接続された整流器と、前記補助巻線に出力側が接続され、前記補機用インバータおよび前記始動用バッテリに入力側が接続された発電用インバータとを備えたものとする。
【００１４】
以上のように構成した本発明によれば、始動用バッテリが誘導発電機の主巻線から独立しているため、誘導発電機の主巻線側の電圧を可変にできると共に、補助巻線の周波数を発電用インバータで変化させることにより、補助巻線の出力電力を増加させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、主巻線および補助巻線を含む一次巻線を有する誘電発電機を用いたドライブシステムにおいて、主巻線の電圧を可変にすると共に、補助巻線の最大出力を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施例に係るドライブシステムの構成図である。
【図２】走行用インバータの要求電圧と走行用インバータ及び補機用インバータの要求電力との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施例における二巻線誘導発電機の構造を示す側面図及び断面図である。
【図４】二巻線誘導発電機の一次巻線と二次導体の磁気結合についての説明図である。
【図５】走行及び補機用インバータが要求する電力の最大値を１としたときの主巻線及び補助巻線が出力可能な最大電力の計測結果を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施例における二巻線誘導発電機の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例における二巻線誘導発電機の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施例における二巻線誘導発電機の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図中、同等の要素には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の第１の実施例に係るドライブシステムとして、電気駆動式ダンプトラックのドライブシステムを例に説明する。
【００１９】
図１は、本実施例に係るドライブシステムの構成図である。図１において、ドライブシステムは、誘導発電機（二巻線誘導発電機）２と、二巻線誘導発電機２を始動する始動用バッテリ１０と、走行用モータ５を駆動する走行用インバータ４と、補機用モータ９を駆動する補機用インバータ８と、整流器３と、発電用インバータ７とを備えている。二巻線誘導発電機２は、原動機1によって駆動される。二巻線誘導発電機２は、主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する。二巻線誘導発電機２が主巻線および補助巻線を含む一次巻線を有しているため、主発電機と補助発電機の２台を用いるよりもドライブシステムが簡素化されてコストが低減される。
【００２０】
整流器３は、入力側が二巻線誘導発電機２の主巻線に接続され、出力側が走行用インバータ４および回生放電抵抗器６に接続されている。回生放電抵抗器６は、走行用モータ５の回生動作によって発電される電力を放電する。発電用インバータ７は、出力側が二巻線誘導発電機２の補助巻線に接続され、入力側が補機用インバータ８および始動用バッテリ１０に接続されている。始動用バッテリ１０は、二巻線誘導発電機２が始動しているときに発電用インバータ７に電力を供給する。
【００２１】
二巻線誘導発電機２の主巻線は、定電圧にする必要のあるバッテリを介することなく整流器３を介するのみで走行用インバータ４に接続されており、定電圧にする必要のある電力系統に接続されていないことから、二巻線誘導発電機２の主巻線を定電圧にする必要はない。
【００２２】
二巻線誘導発電機２の主巻線と補助巻線の電圧は概ね比例する。そのため、発電用インバータ７で二巻線誘導発電機２の補助巻線の電圧を変化させることで、二巻線誘導発電機２の主巻線を可変電圧にできる。このように、発電用インバータ７で二巻線誘導発電機２の補助巻線から励磁されるため、ブラシレス化できる。
【００２３】
補機用インバータ８が要求する電力よりも走行用インバータ４が要求する電力のほうが大きいため、整流器よりも高価なインバータは、走行用インバータ４に接続するよりも、要求する電力の小さい補機用インバータ８に接続したほうが、コストが低減される。
【００２４】
二巻線誘導発電機２の始動が完了した後は、始動用バッテリ１０が補機用インバータ８と切り離されるため、補機用インバータ８の要求する電圧は、始動用バッテリ１０とは異なる大きさにできる。
【００２５】
補機用インバータ８は定電圧を要求するが、二巻線誘導発電機２の補助巻線は可変電圧になる。発電用インバータ７は、二巻線誘導発電機２の補助巻線の電圧を昇圧できるため、補機用インバータ８が要求する電圧よりも、二巻線誘導発電機２の補助巻線の電圧が小さくなるように、二巻線誘導発電機２を設計することで、補機用インバータ８の要求する電圧で運転できる。
【００２６】
図２は、走行用インバータ４の要求電圧と走行用インバータ４及び補機用インバータ８が要求する電力との関係を示す説明図である。横軸は走行用インバータ４が要求する電圧Ｖの二乗を二巻線誘導発電機２の周波数ｆで除した商で、縦軸は走行用インバータ４と補機用インバータ８が要求する電力ＰｍａｉｎとＰａｕｘである。ΔＰｍａｉｎは、主巻線２１３１が出力可能な電力に対する走行用インバータ４が要求する電力Ｐｍａｉｎの比率である。ΔＰａｕｘは、補助巻線２１３２が出力可能な電力に対する補機用インバータ８が要求する電力Ｐａｕｘの比率である。図２において、ΔＰｍａｉｎおよびΔＰａｕｘを破線の傾きで表しており、ΔＰｍａｉｎおよびΔＰａｕｘ（破線の傾き）がそれぞれ最も大きくなるときの状態をプロットしている。図２において、ΔＰｍａｉｎが大きくなるほど、走行用インバータ４の要求電力Ｐｍａｉｎに対して主巻線２１３１の出力電力の余裕が小さくなる（主巻線２１３１に対する要求が厳しくなる）ことを意味し、ΔＰａｕｘの傾きが大きくなるほど、補機用インバータ８の要求電力Ｐａｕｘに対して補助巻線２１３２の出力電力の余裕が小さくなる（補助巻線２１３２に対する要求が厳しくなる）ことを意味する。
【００２７】
一般に、二巻線誘導発電機２の磁束量Φは、電圧Ｖに比例し、角周波数ωに反比例する（ω＝２πｆ、ｆ：二巻線誘導発電機２の周波数）。
【００２８】
【数１】
0006923722.tif 000002
【００２９】
リアクタンスＸは、角周波数ωとインダクタンスＬに比例する。
【００３０】
【数２】
0006923722.tif 000003
【００３１】
電流Ｉは、電圧Ｖに比例し、リアクタンスＸに反比例する。
【００３２】
【数３】
0006923722.tif 000004
【００３３】
トルクＴは、磁束量Φと電流Ｉに比例する。
【００３４】
【数４】
0006923722.tif 000005
【００３５】
出力Ｐは、角周波数ωとトルクＴに比例する。
【００３６】
【数５】
0006923722.tif 000006
【００３７】
上記の式（５）に式（４）を代入した後、式（１）と式（３）を代入し、さらに式（２）を代入すると、出力Ｐは、次式で表される。
【００３８】
【数６】
0006923722.tif 000007
【００３９】
したがって、二巻線誘導発電機２が出力可能な最大の電力は、電圧Ｖの二乗を周波数ｆで除した商に比例する。すなわち、二巻線誘導発電機２が出力可能な最大の電力は、図２の横軸に比例し、ΔＰｍａｉｎやΔＰａｕｘが大きくなるほど、要求される電力を出力するのが厳しい状態になる。
【００４０】
走行用インバータ４が要求する電力Ｐｍａｉｎの最大値は、補機用インバータ８が要求する電力Ｐａｕｘの最大値よりも大きい。したがって、一見、二巻線誘導発電機２の電力を出力するのが厳しくなるのは、走行用インバータ４が接続されている二巻線誘導発電機２の主巻線側であると思われがちだが、電気駆動式ダンプトラックのドライブシステムでは、図２のようにΔＰｍａｉｎよりもΔＰａｕｘのほうが大きく、補機用インバータ８が接続されている二巻線誘導発電機２の補助巻線側のほうが厳しい。
【００４１】
電気駆動式ダンプトラックは、例えば鉱山で使用され、積み込みやダンピング作業時は走行が停止される。このとき、電気駆動式ダンプトラックのドライブシステムは、原動機１の消費エネルギを小さくして燃費を向上させるため、原動機１の回転速度は低く抑えられ、アイドリング状態になる。原動機１と二巻線誘導発電機２の回転速度は同一であるため、原動機１の回転速度が低く抑えられると、二巻線誘導発電機２の周波数ｆは低くなり、数３の角周波数ωは低くなる。このとき、数３の磁束量Φが大きくなり過ぎないように、電圧Ｖを低くする必要があり、走行用インバータ４は低い電圧を要求する。さらに、アイドリング終了直後は、走行用インバータ４が低い電圧を要求したまま、原動機１の回転速度（二巻線誘導発電機の周波数ｆ）が最大になることがあり、このときに図２の横軸が最も小さくなる。この横軸が最も小さくなる電圧Ｖと周波数ｆのときに、補機用インバータの要求する電力Ｐａｕｘが最大になると、ΔＰａｕｘが最も大きくなり、図２の補助巻線側で最も厳しいポイントとしてプロットした。
【００４２】
走行用インバータ４の要求する電力Ｐｍａｉｎが最大で、走行用インバータ４の要求する電圧Ｖが最小のとき、ΔＰｍａｉｎは最も大きくなり、図２の主巻線側で最も厳しいポイントとしてプロットした。
【００４３】
上述したように、二巻線誘導発電機２が出力可能な最大の電力は、図２の横軸に比例し、ΔＰｍａｉｎやΔＰａｕｘが大きくなるほど、要求される電力を出力するのが厳しい状態になる。図２のように、ΔＰａｕｘの最大値のほうが、ΔＰｍａｉｎの最大値よりも大きいため、インバータが要求する電力を出力するのが厳しいのは、二巻線誘導発電機２の補助巻線側になる。
【００４４】
このように、ΔＰａｕｘの最大値がΔＰｍａｉｎの最大値よりも大きくなるのは、電気駆動式ダンプトラックのドライブシステムに二巻線誘導発電機２を適用した場合に特有の事象である。
【００４５】
図３は、本実施例における二巻線誘導発電機２の構造を示す側面図及び断面図である。二巻線誘導発電機２は固定子２１と回転子２２を備え、固定子２１は、固定子鉄心２１１で形成された固定子スロット２１２に一次巻線２１３が設置され、一次巻線２１３は、主巻線２１３１と補助巻線２１３２を有している。一次巻線２１３は、楔２１４によって固定子スロット２１２に保持されている。回転子２２は、回転子鉄心２２１で形成された回転子スロット２２２に回転子バー２２３１が設置され、回転子バー２２３１はエンドリング２２３２で端部を短絡されている。二次導体２２３は、回転子バー２２３１とエンドリング２２３２を有する。ギャップ２３は、固定子２１と回転子２２の間の空隙である。
【００４６】
補助巻線２１３２の電圧を発電用インバータ７で変化させると、固定子鉄心２１１や回転子鉄心２２１を通る磁束量が変化し、主巻線２１３１を鎖交する磁束数が変化し、主巻線２１３１の電圧を変化させられ、走行用インバータ４が要求する電圧になるように制御することができる。
【００４７】
補助巻線２１３２の周波数を発電用インバータ７で変化させると、すべりが変化し、二次導体２２３の電流が変化し、主巻線２１３１と補助巻線２１３２から出力する電力を変化させられ、走行用インバータ４や補機用インバータ８が要求する電力になるように制御することができる。
【００４８】
図４は、一次巻線２１３と二次導体２２３の磁気結合についての説明図である。一次巻線２１３は主巻線２１３１と補助巻線２１３２を有するが、図４は補助巻線２１３２と二次導体２２３の磁気結合についてのみ説明する。主巻線２１３１と二次導体２２３の磁気結合は、図４の補助巻線２１３２を主巻線２１３１に置き換えて考えることができる。図４（ａ）は最大出力が小さくなる状態、図４（ｂ）は最大出力が大きくなる状態であり、本実施例は図４（ｂ）の状態となる。図４（ａ）では補助巻線２１３２が回転子バー２２３１から離れた位置に配置され、図４（ｂ）では補助巻線２１３２が回転子バー２２３１に近い位置に配置されている。
【００４９】
図４（ｂ）は図４（ａ）よりも、補助巻線２１３２と回転子バー２２３１との隙間が小さい（距離が近い）ため、その隙間を貫く磁束（漏れ磁束）の量が小さく、その分だけ補助巻線に鎖交する磁束（主磁束）の量が大きくなる。主磁束が増量されれば、補助巻線２１３２と回転子バー２２３１の磁気結合が強まり、最大出力が大きくなる。
【００５０】
したがって、図２のように、補助巻線２１３２に要求される電力の方が厳しい（ΔＰａｕｘの最大値がΔＰｍａｉｎの最大値よりも大きくなる）場合は、補助巻線２１３２は、主巻線２１３１よりも、二次導体２２３に近い位置に配置する。
【００５１】
図５は、走行及び補機用インバータが要求する電力の最大値を１としたときの主巻線及び補助巻線が出力可能な最大電力の計測結果を示す説明図である。図の縦軸の値が１以上であれば、インバータが要求する電力を発電機が出力できることを意味する。図５において、主巻線２１３１の各値はΔＰｍａｉｎの逆数に相当し、補助巻線２１３２の各値はΔＰａｕｘの逆数に相当する。補助巻線２１３２に要求される電力の方が厳しい（ΔＰａｕｘの最大値がΔＰｍａｉｎの最大値よりも大きくなる）場合の計測結果である。
【００５２】
ΔＰａｕｘの最大値がΔＰｍａｉｎ最大値よりも大きくなる場合であり、図５の計測結果からも、補助巻線２１３２に要求される電力の方が厳しいことが確認される。すなわち、補機用インバータ８が要求する電力の最大値を１としたとき、補助巻線２１３２が出力可能な最大電力（最大出力）は１付近であるのに対して、走行用インバータ４が要求する電力の最大値を１としたとき、主巻線２１３１の最大出力は２〜２．５程度であり、補助巻線の１付近に対して大きいことが確認される。
【００５３】
補助巻線２１３２を主巻線２１３１よりも二次導体２２３に近い位置に配置（補助巻線を二次導体側に配置）することで、補助巻線２１３２を主巻線２１３１よりも二次導体２２３から遠い位置に配置（補助巻線を反二次導体側に配置）するよりも、補助巻線２１３２の最大出力が大きくなっている。これは、補助巻線２１３２を二次導体２２３に近い位置に配置したことで、二次導体２２３との磁気結合が強くなったためである。
【００５４】
図４のように、補助巻線２１３２を主巻線２１３１よりも二次導体２２３に近い位置に配置（補助巻線を二次導体側に配置）することで、補助巻線２１３２の最大出力が、補機用インバータ８が要求する電力の最大値を超えることが確認される。
【００５５】
（効果）
本実施例では、主巻線２１３１および補助巻線２１３２を含む一次巻線２１３と二次導体２２３とを有する誘導発電機２を備えたドライブシステムにおいて、誘導発電機２を始動する始動用バッテリ１０と、走行用モータ５を駆動する走行用インバータ４と、補機用モータ９を駆動する補機用インバータ８と、主巻線２１３１に入力側が接続され、走行用インバータ４に出力側が接続された整流器３と、補助巻線２１３２に出力側が接続され、補機用インバータ８および始動用バッテリ１０に入力側が接続された発電用インバータ７とを備える。
【００５６】
以上のように構成した本実施例によれば、始動用バッテリ１０が誘導発電機２の主巻線２１３１から独立しているため、誘導発電機２の主巻線２１３１の電圧を可変にできると共に、補助巻線２１３２の周波数を発電用インバータ７で変化させることにより、補助巻線２１３２の出力電力を増加させることが可能となる。
【００５７】
また、本実施例では、補助巻線２１３２の出力電力に対する補機用インバータ８の要求電力Ｐａｕｘの比率ΔＰａｕｘの最大値が、主巻線２１３１の出力電力に対する走行用インバータ４の要求電力Ｐｍａｉｎの比率ΔＰｍａｉｎの最大値よりも大きく、補助巻線２１３２は、主巻線２１３１よりも二次導体２２３に近い位置に配置されている。これにより、主巻線２１３１が反二次導体側に配置され、補助巻線２１３２が二次導体２２３に近づくため、補助巻線２１３２と二次導体２２３の磁気結合が強くなり、補助巻線２１３２から出力される電力の力率が向上する。力率が向上すれば同じ有効電力を出力するのに必要な電流が低減されるため、補助巻線２１３２の温度上昇が抑えられる。
【実施例２】
【００５８】
本発明の第２の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。図６は、本実施例における二巻線誘導発電機２の構造を示す断面図である。
【００５９】
主巻線２１３１に要求される電力の方が厳しい（ΔＰｍａｉｎの最大値がΔＰａｕｘの最大値よりも大きくなる）場合は、図６に示すように、補助巻線２１３２は主巻線２１３１よりも二次導体２２３から遠い位置に配置する。主巻線２１３１に要求される電力の方が厳しい（ΔＰｍａｉｎの最大値がΔＰａｕｘの最大値よりも大きくなる）場合は、主巻線２１３１に要求される電力の方が補助巻線２１３２よりも厳しいため、主巻線２１３１の最大出力が向上するようにする。
【００６０】
補助巻線２１３２を主巻線２１３１よりも二次導体２２３から遠い位置に配置（補助巻線を反二次導体側に配置）することで、図５に示すように、主巻線２１３１の最大出力が向上する。
【００６１】
（効果）
本実施例では、主巻線２１３１の出力電力に対する走行用インバータ４の要求電力Ｐｍａｉｎの比率ΔＰｍａｉｎの最大値が、補助巻線２１３２の出力電力に対する補機用インバータ８の要求電力Ｐａｕｘの比率ΔＰａｕｘの最大値よりも大きく、主巻線２１３１は、補助巻線２１３２よりも二次導体２２３に近い位置に配置されている。
【００６２】
以上のように構成した本実施例によれば、補助巻線２１３２が反二次導体側に配置され、主巻線２１３１が二次導体２２３に近づくため、主巻線２１３１と二次導体２２３の磁気結合が強くなり、主巻線２１３１から出力される電力の力率が向上する。力率が向上すれば同じ有効電力を出力するのに必要な電流が低減されるため、主巻線２１３１の温度上昇が抑えられ、二巻線誘導発電機２の体格を小さくできる。
【実施例３】
【００６３】
本発明の第２の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。図７は、本実施例における二巻線誘導発電機２の構造を示す断面図である。
【００６４】
主巻線２１３１と補助巻線２１３２に要求される電力のどちらが厳しいか不明（ΔＰｍａｉｎの最大値がΔＰａｕｘの最大値が不明）な場合は、図７に示すように、補助巻線２１３２と主巻線２１３１は二次導体２２３からの距離が同等となる位置に配置する。なお、図５の「補助巻線を主巻線と並べて配置」は図７の配置を意味する。
【００６５】
補助巻線２１３２と主巻線２１３１を二次導体２２３からの距離が同等となる位置に配置することで、図５と同様な傾向を得られる。すなわち、補助巻線を反二次導体側に配置するときと二次導体側に配置するときの中間的な特性が得られ、補助巻線２１３２と主巻線２１３１の最大出力のバランスをとることができる。
【００６６】
（効果）
本実施例では、主巻線２１３１と補助巻線２１３２とが二次導体２２３からの距離が同等となるように配置されている。
【００６７】
以上のように構成した本実施例によれば、補助巻線２１３２と主巻線２１３１のどちらかの特性を優先することなく、補助巻線２１３２と主巻線２１３１の最大出力のバランスをとることができるため、走行用インバータ４や補機用インバータ８が要求する電圧や電力が変更された場合でも、誘導発電機２の仕様を変更することなく対応することが可能となる。
【実施例４】
【００６８】
本発明の第４の実施例について、第２の実施例との相違点を中心に説明する。図８は、本実施例における二巻線誘導発電機２の構造を示す断面図である。
【００６９】
図８に示すように、補助巻線２１３２を主巻線２１３１よりも二次導体２２３から遠い位置に配置する場合は、主巻線２１３１と補助巻線２１３２の間に固定子鉄心凸部２１１１を設け、固定子鉄心凸部２１１１と補助巻線２１３２の間に、補助巻線２１３２の脱落を防止するための絶縁体２１４１を設ける。これにより、固定子スロット２１２に補助巻線２１３２を組み込んでから主巻線２１３１を組み込むまでの間に、補助巻線２１３２が固定子スロット２１２から脱落することを防止することができ、主巻線２１３１の組み込み作業を容易にすることが可能となる。補助巻線２１３２の電圧は、補助巻線２１３２にエナメル絶縁を用いることができるように数百Ｖ級の低電圧にする。補助巻線２１３２は、エナメル絶縁された複数本のエナメル電線を用いる。エナメル電線は丸線を用いる。その大きさ（直径）は、固定子鉄心凸部２１１１が設けられている部位の、固定子スロット２１２の幅（図中、両矢印で示す）よりも小さくする。
【００７０】
主巻線２１３１と補助巻線２１３２の間に、固定子鉄心凸部２１１１を設けることで、主巻線２１３１と補助巻線２１３２の間を貫く磁束（漏れ磁束）の量が大きくなり、主巻線２１３１と補助巻線２１３２の磁気結合が弱まり、両巻線間に生じる磁気干渉を抑制できる。
【００７１】
主巻線２１３１の電圧は、走行用モータ５にＭＷ級の大容量機を用いることができるように、ｋＶ級の高電圧にする。主巻線２１３１は、ガラスやマイカで絶縁された複数本の角線の電線を用いる。この場合、主巻線２１３１は、複数本の角線を束ねて成形したのちに固定子鉄心２１１に組み込まれるため、主巻線２１３１のギャップ側の固定子鉄心２１１には凸部を設けることができない。そのため、固定子鉄心２１１に凹部を設けて楔２１４を固定することで、主巻線２１３１の脱落を防止する必要がある。
【００７２】
（効果）
本実施例では、一次巻線２１３が設置される固定子スロット２１２が形成された固定子鉄心２１１と、二次導体２２３が設置される回転子スロット２２２が形成された回転子鉄心２２１とを備え、固定子スロット２１２は、補助巻線２１３２と主巻線２１３１との間に突出するように形成された固定子鉄心凸部２１１１を有し、固定子鉄心凸部２１１１と補助巻線２１３２との間に絶縁体２１４１が設置されている。
【００７３】
以上のように構成した本実施例によれば、固定子鉄心２１１に補助巻線２１３２を組み込んでから主巻線２１３１を組み込むまでの間に、補助巻線２１３２が固定子スロット２１２から脱落することを防止することができるため、主巻線２１３１の組み込み作業を容易にすることが可能となる。また、主巻線２１３１と補助巻線２１３２の間に固定子鉄心凸部２１１１を設けることで、主巻線２１３１と補助巻線２１３２の間を貫く磁束（漏れ磁束）の量が大きくなり、主巻線２１３１と補助巻線２１３２の磁気結合が弱まり、両巻線間に生じる磁気干渉を抑制できる。
【００７４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１…原動機、２…二巻線誘導発電機、３…整流器、４…走行用インバータ、５…走行用モータ、６…回生放電抵抗器、７…発電用インバータ、８…補機用インバータ、９…補機用モータ、１０…始動用バッテリ、２１…固定子、２１１…固定子鉄心、２１２…固定子スロット、２１３…一次巻線、２１３１…主巻線、２１３２…補助巻線、２１４…楔、２２…回転子、２２１…回転子鉄心、２２２…回転子スロット、２２３…二次導体、２２３１…回転子バー、２２３２…エンドリング、２２４…シャフト、２３…ギャップ。
【要約】
【課題】主巻線および補助巻線を含む一次巻線と二次導体とを有する誘電発電機を備え、主巻線の電圧を可変にすると共に、補助巻線の最大出力を増加させることが可能なドライブシステムを提供する。
【解決手段】主巻線２１３１および補助巻線２１３２を含む一次巻線２１３と二次導体２２３とを有する誘導発電機２を備えたドライブシステムにおいて、誘導発電機２を始動する始動用バッテリ１０と、走行用モータ５を駆動する走行用インバータ４と、補機用モータ９を駆動する補機用インバータ８と、主巻線２１３１に入力側が接続され、走行用インバータ４に出力側が接続された整流器３と、補助巻線２１３２に出力側が接続され、補機用インバータ８および始動用バッテリ１０に入力側が接続された発電用インバータ７とを備える。
【選択図】  図１【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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