(57)【要約】【課題】高電圧供給および低電圧供給の両方に亘って適切な制御を提供する。【解決手段】  電圧調整器２８は、発電機２２からの一定の三相高電圧出力を維持するように、励磁機の界磁３０をフィードバック制御する。この高電圧出力は、用途２６に供給される。回路の残りの部分は、ライン４３に、直流負荷４４用の調整された低電圧の直流出力を供給する。発電機２２からの三相高電圧交流出力は、ＡＣ／ＤＣ整流器３２によって、直流電圧に整流される。整流器３２からの出力は、コンデンサ３４によってフィルタリングされる。フィルタリングされた高電圧の直流は、ＤＣ／ＡＣインバータ３６によって、単相高周波交流電圧に逆変換される。ライン３７に発生した高周波高電圧の交流は、高周波二相整流変圧器３８および全波整流器４０によって、低電圧の直流に変換される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機用の電圧調整器において、
高電圧用途に三相交流電力を供給するとともに、低電圧に逓減される高電圧を供給する高電圧ラインと、
前記高電圧ライン上に所望の電圧を実現させるように前記発電機用の制御器にフィードバックを送るための該高電圧ラインからのフィードバックリンクと、
前記低電圧を受けて低電圧用途に接続する低電圧ラインと、
前記低電圧ラインに供給される電圧レベルを制御するために、前記低電圧ラインから低電圧制御器にフィードバックをかけるフィードバックラインと、
を備える電圧調整器。
【請求項２】
前記逓減されるように供給される高電圧は、変圧器を通過することを特徴とする請求項１に記載の電圧調整器。
【請求項３】
前記変圧器は、整流器の上流に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電圧調整器。
【請求項４】
前記低電圧ライン用の前記フィードバックラインは、検出された低電圧を低電圧制御器に供給しており、さらにこの前記低電圧制御器に所望の低電圧が供給されることを特徴とする請求項２に記載の電圧調整器。
【請求項５】
前記低電圧制御器は、前記低電圧ライン上に所望の低電圧を確保するようにインバータを制御することを特徴とする請求項３に記載の電圧調整器。
【請求項６】
前記低電圧制御器が前記インバータを制御して前記所望の低電圧を実現することを可能にするために、前記インバータの上流の入力電圧が前記低電圧制御器に供給されることを特徴とする請求項５に記載の電圧調整器。
【請求項７】
前記インバータは、前記変圧器に入力される所望の波形を提供するように制御される少なくとも４つのスイッチを含むことを特徴とする請求項５に記載の電圧調整器。
【請求項８】
高電圧ラインに三相交流電力を供給する同期発電機と、
高電圧用途に三相交流電力を供給するとともに、低電圧に逓減される高電圧を供給する高電圧ラインと、
前記高電圧ライン上に所望の電圧を実現させるように前記発電機用の制御器にフィードバックを送るための該高電圧ラインからのフィードバックリンクと、
前記低電圧を受けて低電圧用途に接続する低電圧ラインと、
前記低電圧ラインに供給される電圧レベルを制御するために、前記低電圧ラインから低電圧制御器にフィードバックをかけるフィードバックラインと、
を備える発電機、電圧調整器および用途の組み合わせ。
【請求項９】
前記逓減されるように供給される高電圧は、変圧器を通過することを特徴とする請求項８に記載の発電機、電圧調節器および用途の組み合わせ。
【請求項１０】
前記変圧器は、整流器の上流に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の発電機、電圧調節器および用途の組み合わせ。
【請求項１１】
前記低電圧ライン用の前記フィードバックラインは、検出された低電圧を低電圧制御器に供給しており、さらにこの低電圧制御器に所望の低電圧が供給されることを特徴とする請求項９に記載の発電機、電圧調整器および用途の組み合わせ。
【請求項１２】
前記低電圧制御器は、前記低電圧ライン上に所望の低電圧を確保するようにインバータを制御することを特徴とする請求項１０に記載の発電機、電圧調整器および用途の組み合わせ。
【請求項１３】
前記低電圧制御器が前記インバータを制御して前記所望の低電圧を実現することを可能にするために、前記インバータの上流の入力電圧が前記低電圧制御器に供給されることを特徴とする請求項１２に記載の発電機、電圧調整器および用途の組み合わせ。
【請求項１４】
前記インバータは、前記変圧器に入力される所望の波形を提供するように制御される少なくとも４つのスイッチを含むことを特徴とする請求項１２に記載の発電機、電圧調整器および用途の組み合わせ。
【請求項１５】
前記高電圧用途が電気モータであり、前記低電圧用途が制御電圧であることを特徴とする請求項８に記載の発電機、電圧調整器および用途の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧供給および低電圧供給の両方に用いる電圧調整器を備える同期発電機の電圧調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電気システムにおいては、様々な大きさの電圧を要求する種々の負荷が存在する。これらの電圧は、幅広い種類の負荷に亘ってほぼ一定であることが好ましい。
【０００３】
従来技術においては、与えられた形式の電圧に対して、様々な方法による電圧調整が適用されている。これは、三相交流電圧および整流された直流電圧の両方について当てはまる。
【０００４】
従来技術においては、高電圧から低電圧への変換用の標準的な従来型ＤＣ／ＤＣコンバータが使用されている。これは、２０：１以上の高い変圧比を要求するので、構成部品が大きくて高価なものになるとともに、電圧調整される範囲が非常に狭くなってしまう。その結果、所望の動的な応答とともに一定の出力電圧を保つことが難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術の電圧調整は、高電圧供給および低電圧供給のいずれかに適切な電圧制御を提供するものとして特徴付けることができる。しかし、従来技術は、両方に亘って適切に制御することにおいては欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
同期発電機用の電圧調整器において、高電圧の供給が、発電機用の制御器にフィードバックを送る。これに加え、この高電圧は、変圧器を通過して、低電圧を供給する。この低電圧へのフィードバックによって、供給されている低電圧を精密に制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明による電圧調整器および発電機の概略図。
【図２Ａ】図１の一部であるインバータを示す図。
【図２Ｂ】図２Ａのインバータからの出力波形。
【図３Ａ】第１の点における出力波形。
【図３Ｂ】第２の点における出力波形。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示は、高電圧負荷用途および低電圧負荷用途の両方に用いる電圧調整スキームを組み合わせる方法を説明する。同期巻線界磁型発電機（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｗｏｕｎｄ  ｆｉｅｌｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ）に用いるスキームおよび位相学（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）は、輸送機関、航空宇宙分野および他の産業に適用することができる。三相の高電圧が、励磁機の界磁制御器によって従来の様式で制御される。これに加え、三相の高電圧は、単相高周波数変圧器によって、低い電圧レベルに下げられる。その後、この電圧は、整流された後に、他の電圧調整器によって検出かつ調整される。
【０００９】
図１に、マルチ出力電圧調整システム２０とともに三相同期発電機を示す。図示するように、発電機２２が発生させた標準的な高電圧三相出力は、高電圧三相負荷２４に直接的に接続されている。負荷２４は、種々の高電圧三相交流負荷とすることができる。
【００１０】
通常の三相同期発電機と同様に、電圧調整器２８は、励磁機の界磁３０にフィードバック制御をかけ、発電機２２から一定の三相高電圧が出力され続けるように励磁機の界磁電流を調節する。この高電圧出力は、アプリケーション（用途）２６に供給される。
【００１１】
図１に示す回路の残りの部分は、直流負荷４４用の調整された低電圧直流出力をライン４３に供給するためのものである。
【００１２】
発電機２２からの高電圧三相交流出力は、ＡＣ／ＤＣ整流器３２によって、直流電圧に整流される。整流器３２からの出力は、コンデンサ３４によってフィルタリングされる。このフィルタリングされた高電圧の直流は、ＤＣ／ＡＣインバータ３６によって、単相高周波交流電圧に逆変換される。ライン３７に発生した高周波高電圧の交流は、その後、高周波二相整流変圧器（ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｅｎｔｅｒ−ｔａｐｐｅｄ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）３８および全波整流器４０によって、低電圧の直流に変換される。その後、ローパスフィルタ４２を通過すると、ライン４３において所望の直流出力電圧となり、低電圧直流負荷４４に利用することができる。
【００１３】
ライン４３における低電圧直流出力は、電圧検出システム４６を介して電圧調整器５０に接続されている。この調整器５０は、（１つまたは複数の）アプリケーション（用途）２６から命令信号４８を受ける。さらには、コンデンサ３４における高電圧の直流が、入力電圧センサ５２によって検出され、かつ電圧調整器５０に接続されている。電圧調整器５０は、インバータ制御器５４を介して、ＤＣ／ＡＣインバータ３６を制御する。こうして、高周波変圧器３８への入力電圧が調節され、点４３の位置における最終的な直流出力電圧が所望のレベルに維持される。
【００１４】
図２Ａに示すように、インバータ３６は、複数のスイッチＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を含み得る。スイッチＴ１〜Ｔ４の各々は、図２Ｂに示す出力を発生させるようにインバータ制御器５４で制御される。図２Ｂに、変圧器３８に導入される点３７の位置における出力を「インバータ出力波形」として示す。
【００１５】
図３Ａに、点３９の位置における変圧器３８からの出力を示し、図３Ｂに、点４３の位置における出力を示す。
【００１６】
本発明を用いることにより、アプリケーション（用途）に供給されている高電圧および低電圧の両方に亘って有効な制御を維持することができる。
【００１７】
本出願に開示したように、単一の高電圧ラインが発電機から出て、負荷２４および整流器３２の両方に分岐される。本出願の目的に対して、特許請求の範囲に単一の高電圧ラインを記載しているが、発電機から、高電圧分岐および低電圧分岐（これらは２つの別個のラインとする）や図示したような分岐ラインへの種々の供給を含むものであると解釈されたい。
【００１８】
本発明の実施例を開示したが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、いくつかの変更がなされ得ることを理解されるであろう。
【符号の説明】
【００１９】
２０…マルチ出力電圧調整システム
２２…発電機
２４…負荷
２８…電圧調整器
３２…整流器
３６…インバータ
３８…変圧器
４０…全波整流器
４２…ローパスフィルタ
４４…低電圧直流負荷
５０…電圧調整器
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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