[发明专利]电容器补偿式发电机

说明书

技术领域

本发明涉及电容器补偿式发电机。

背景技术

如下的电容器补偿式发电机是被广泛公知的，该电容器补偿式发电 机包括：转子，其被卷绕有利用二极管来短路的磁场绕组；定子，其被 卷绕有输出绕组和励磁绕组，该输出绕组通过与由所述转子产生的磁通 交链来产生交流电力，该励磁绕组相对于输出绕组以规定的相位角配置， 利用进相电容器来短路；以及内燃机，其使所述转子和所述定子相对旋 转，作为该电容器补偿式发电机的例子，可列举专利文献1记载的技术。 该发电机本来是无刷单相同步发电机，取设计者的名字也称为野中式发 电机。

在该发电机中，通过进相电容器而超前了90度相位的电流流过励磁 绕组，利用二极管对由于电枢反作用而在磁场绕组中产生的磁场电流进 行整流，将通过内燃机而旋转的转子(磁场)直流磁化成NS极来产生旋 转磁场。卷绕在定子上的输出绕组与由转子的旋转磁场产生的磁通交链 来产生交流电力。

【专利文献1】日本特开昭63-227960号公报

该电容器补偿式发电机由于不需要电刷、滑环(slip ring)等，结构 简单，因而价格低廉而得到广泛普及，然而存在如下的不利情况，即： 输出电压伴随内燃机转速的上升而上升，并随着负荷的增减而变动，因 而输出电压不稳定。并且，期望的是对于特定的负荷频率恒定，然而上 述电容器补偿式发电机难以充分满足该条件。

发明内容

因此，本发明的目的是解决上述课题，提供一种输出的交流电力的 电压或频率恒定的电容器补偿式发电机。

为了解决上述课题，在发明1中，一种无刷型电容器补偿式发电机， 该电容器补偿式发电机包括：转子，其被卷绕有利用二极管来短路的磁 场绕组；定子，其被卷绕有输出绕组和励磁绕组，该输出绕组与由所述 转子产生的磁通交链来产生交流电力，该励磁绕组相对于所述输出绕组 以规定的相位角配置，利用进相电容器来短路；以及内燃机，其使所述 转子相对于所述定子旋转，该电容器补偿式发电机构成为具有：转速检 测单元，其检测所述内燃机的转速；输出电压检测单元，其检测从所述 输出绕组输出的交流电力的电压；致动器，其自由变更所述内燃机的转 速；以及致动器驱动单元，其按照由恒定电压运转模式和恒定频率运转 模式构成的运转模式中的任一种模式驱动所述致动器，该恒定电压运转 模式计算所述内燃机的目标转速，根据所述目标转速与检测出的所述转 速的偏差对所述致动器的动作进行PID控制，以使所述检测出的输出电 压成为目标电压，该恒定频率运转模式计算所述内燃机的目标转速，根 据所述目标转速与检测出的所述转速的偏差对所述致动器的动作进行 PID控制，以使从所述输出绕组输出的交流电力的频率成为目标频率。

在发明2的电容器补偿式发电机中，构成为该电容器补偿式发电机 具有运转模式选择开关，该运转模式选择开关通过用户的操作选择所述 恒定电压运转模式和恒定频率运转模式中的任一种模式，并且所述致动 器驱动单元按照由用户经由所述运转模式选择开关所选择的运转模式来 驱动所述致动器。

在发明3的电容器补偿式发电机中，构成为所述恒定电压运转模式 中的所述目标电压是由用户所设定的值，并且在选择了所述恒定电压运 转模式时，所述致动器驱动单元计算所述目标转速，以使所述检测出的 输出电压收敛于所述目标电压。

在发明4的电容器补偿式发电机中，构成为所述恒定频率运转模式 中的所述转速是根据目标频率而设定的固定值，并且在选择了所述恒定 频率运转模式时，所述致动器驱动单元将所述检测出的转速控制为所述 固定值。

在发明1的电容器补偿式发电机中，构成为检测内燃机的转速和输 出的交流电力的电压，并且按照恒定电压运转模式和恒定频率运转模式 中的任一种模式驱动自由变更内燃机的转速的致动器，该恒定电压运转 模式计算所述内燃机的目标转速，根据所述目标转速与检测出的所述转 速的偏差对所述致动器的动作进行PID控制，以使所述检测出的输出电 压成为目标电压，该恒定频率运转模式计算所述内燃机的目标转速，根 据所述目标转速与检测出的所述转速的偏差对所述致动器的动作进行 PID控制，以使从所述输出绕组输出的交流电力的频率成为目标频率。