[发明专利]自励式发电机的容性负载保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过自动电压调节器(AVR)控制供应给磁场绕组的电流以调节发电机的输出的发动机驱动式发电机(自励式AVR式同步发电机)的控制装置，尤其涉及保护自动电压调节器(AVR)免受反电动势破坏的自励式发电机的容性负载保护装置，所述反电动势是由于连接了容性负载时所述发电机中的电枢反应而产生的。

背景技术

关于自励式AVR式同步发电机，在专利文献1中记载有如下所述的结构，如图4所示，该结构具有：被卷绕在发电机1的定子侧的发电绕组2和励磁绕组3；被卷绕在由驱动源(发动机)4旋转的转子5上的磁场绕组6；安装在转子5上以产生励磁电流的永久磁铁7；控制供应给所述磁场绕组6的电流的自动电压调节器(AVR)10。

经由电刷8与磁场绕组6连接的自动电压调节器(AVR)10具有：在输入侧连接了励磁绕组3的两端的整流器11；设置在整流器11与接地之间且用于对整流器11的输出电压进行平滑的电容器12；与磁场绕组6并联地连接的续流二极管13；通过导通/截止控制来使磁场电流流过磁场绕组6的晶体管14；对磁场电流进行PWM控制的磁场电流驱动电路(磁场电流驱动单元)15。磁场绕组6的一端被连接到整流器11的输出侧，磁场绕组6的另一端被连接到晶体管14的集电极侧。

为了在对流过磁场绕组6的磁场电流进行PWM控制的情况下吸收停止通电时所发生的浪涌电压并实现磁场电流的平滑化，而设置续流二极管13。

此外，发电绕组2的输出侧被构成为经由电刷8连接到负载9，并且检测到的输出电压被输入到磁场电流驱动电路15。

通过自动电压调节器(AVR)10，按如下所述的方式进行动作：通过晶体管14的导通/截止来控制供应给磁场绕组6的电流，由此，使从发电绕组2输出的电压保持为预先设定的电压。

在自励式AVR式同步发电机中，在作为负载9，连接有容性负载即电容性负载的情况下，会引起由电枢反应造成的转子5的磁化作用。因此，如图5B所示，因一定量以上的容性负载电流而引起在转子5的磁场绕组6上产生反电动势电压的现象。此时，认为由于在作为转子励磁控制单元的AVR上施加反电动势电压(过电压)，因此，在没有保护功能的情况下，会在AVR 10内部的电容器12等整流器件等上产生由过电压造成的损坏。另外，图5A是示出没有连接容性负载的通常情况中的、流过励磁绕组3和磁场绕组6的电流的简略电路说明图。再者，在图5A和图5B中，使用磁场电流控制FET 14来代替图4中的作为开关元件的晶体管14。

以往，如图6所示，使用对两个双极晶体管进行了达林顿(Darlington)连接的自偏压电路40来作为用于抑制反电动势电压的容性负载保护用短路电路。根据该电路，通过由容性负载的电枢反应造成的反电动势，基极电流ib从转子(磁场绕组6)经由引线电阻41流到晶体管42，晶体管43短路，由此流过短路电流ic。

引用文献

专利文献1：日本特开平8-140400号公报

发明内容

虽然将晶体管、FET等器件用于形成容性负载保护用短路电路，但是存在有这样的问题：在上述的自偏压电路40中，依靠转子5中产生的反电动势电压无法得到对于晶体管42、43而言足够的栅电压，因此，不能在饱和动作区域中使用这些器件，需要发热量大的大型器件。

另外，在晶体管42的基极上连接有用于降低电压的大型引线电阻41，需要抑制器件的发热。

而且，还存在有这样的问题：如果使用在电路上易操作的PNP晶体管、P沟道FET，则价格昂贵，没有适合于电路的大容量器件。

也就是说，在自偏压电路中，晶体管42、43所需要的功能只是短路动作，如果能够实现该功能，则可以抑制AVR内器件的发热，保护装置可以大幅度地小型化，并且也能够大幅度地降低由反电动势电压造成的电路损坏的可能性。

本发明是鉴于上述实际情况而提出来的，其目的在于，关于保护自动电压调节器(AVR)免受因电枢反应产生的反电动势的破坏的装置，提供一种可以使用低价的器件来构成的自励式发电机的容性负载保护装置。

为了达到上述目的，第一方案的发明在下述方面具有第一特征，即：

自励式发电机1具备自动电压调节器10，所述自动电压调节器10根据发电机输出电压的变动，向磁场绕组6供应对卷绕在由发动机驱动的发电机中的励磁绕组3的输出进行整流而获得的电流，对于所述自励式发电机1，配置有：

磁场电流控制用驱动器21，其与所述磁场绕组6串联地连接，用于通过所述自动电压调节器10所具有的驱动电路23进行导通断开控制而使磁场电流流过所述磁场绕组6；以及