小型発電機
【課題】 低速回転でも実用性のある電圧の電力を生じる発電機及びそれを含む風力発電装置を提供する。
【解決手段】 ４００ｒｐｍの低速回転において１２ボルト以上の電圧の電力を発電するオルタネター発電機であって、スロット内に少なくとも２組の独立した三相Ｙ結線巻線を形成した電機子を有し、各組の巻線に対して三相ダイオードブリッジ回路を結合するとともに、該ブリッジ回路を直列に連結した構造を有することを特徴する発電機。
【解決手段】 ４００ｒｐｍの低速回転において１２ボルト以上の電圧の電力を発電するオルタネター発電機であって、スロット内に少なくとも２組の独立した三相Ｙ結線巻線を形成した電機子を有し、各組の巻線に対して三相ダイオードブリッジ回路を結合するとともに、該ブリッジ回路を直列に連結した構造を有することを特徴する発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４００ｒｐｍの低速回転でも実用上十分な電圧（１２Ｖ以上）の電力を発電する小型のオルタネター発電機及びそれを含む風力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電機としては、各種のものが知られているが、低風速の風力により実用性のある電圧の電力を生じる安価な発電機は未だ知られておらず、その出現が強く要望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、低速回転でも実用性のある電圧の電力を生じる発電機及びそれを含む風力発電装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば以下の発明が提供される。
（１）４００ｒｐｍの低速回転において１２ボルト以上の電圧の電力を発電するオルタネター発電機であって、スロット内に少なくとも２組の独立した三相Ｙ結線巻線を形成した電機子を有し、各組の巻線に対して三相ダイオードブリッジ回路を結合するとともに、該ブリッジ回路を直列に連結した構造を有することを特徴する発電機。
（２）風車と発電機とからなる風力発電装置において、該発電機として前記（１）に記載の発電機を用いることを特徴とする風力発電装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の発電機は、低速回転でも実用上十分な電圧（１２ボルト以上）の電力を発電することができる。
また、本発明の風力発電装置は、低速の風でも実用上十分な電圧の電力を発電することができる。
そして、本発明の発電機は安価に提供することが可能なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のオルタネター発電機は、スロット内に少なくとも２組の独立した三相Ｙ結線巻線を形成した構造の電機子を有している。
【０００７】
本発明の発電機を製造するには、オルタネター発電機において、そのスロット内に、各独立した少なくとも２組の三相Ｙ結線巻線を形成する。この場合、スロット内に形成する巻線の組数は、２〜５組、好ましくは２〜３組である。巻線としては、表面が電気的に絶縁された導体線（ホルマル銅線等）が用いられる。
【０００８】
本発明では、前記三相Ｙ結線巻線の各々に対して、発電で生じる交流電流を直流電流に整流する三相ダイオードブリッジ回路を結合する。そして、これらの各ブリッジ回路を直列に連結し、その一方の端部ブリッジ回路に陽極（＋）出力端子を付設し、その他方の端部ブリッジ回路に陰極（−）出力端子を付設する。
【０００９】
図１に電機子に形成した２組の三相Ｙ結線巻線の各々に、整流用の三相ダイオードブリッジ回路を結合した構造の発電機の電気配線図を示す。
図１において、Ａ１は第１の巻線、Ａ２は第２の巻線を示し、Ｄ１は第１の三相ダイオードブリッジ回路、Ｄ２は第２の三相ダイオードブリッジ回路を示す。Ｆは界磁コイルを示し、ＲＧＥはレギュレーター（出力調整機）を示し、プラス（＋）は陽極出力端子、マイナス（−）は陰極出力端子を示す。
【００１０】
この発電機においては、発電機のローター軸を回転させると、その出力端子＋、−を介して直流電流を得ることができる。この場合の発電特性は、電機子に２組の巻線が形成され、そしてそれらは直列に連結されていることから、１組の巻線を形成した電気子を有する発電機と比べて、その電圧は２倍となる。
【００１１】
本発明の発電機は、低速回転でも高められた電圧の電力を発生させることができる。例えば、市販されている小型自動車用のオルタネター発電機（１２Ｖ〜９５Ａ仕様）をそのまま用い、回転数４００ｒｐｍで抵抗負荷を用いて発電すると、出力電圧６Ｖ、出力電流２．５Ａの電力を得ることができる。これに対し、図１に示した構造の本発明の発電機では、４００ｒｐｍの回転数で、１２Ｖで５Ａの実用上十分に利用可能な電力を得ることができる。
【００１２】
本発明の発電機は、自動車用のオルタネター発電機（１２Ｖ〜９５Ａ仕様、好ましくは１２Ｖ〜８０Ａ仕様）を改造して安価に作ることができる。
自動車用のオルタネター発電機において、発生電流の大きい発電機には、通常、スロット内に、複数本の導線を巻線した電機子が用いられている。これは電機子巻線の導線が太いと、巻線作業能率が悪くなるからである。
【００１３】
図２に、２本の導線を１組にしてスロット内に巻線して形成した電機子巻線（三相Ｙ結線巻線）の回路図を示す。
この巻線において、端部１と２は結合されて第１相を形成し、端部３と４は結合されて第２相を形成し、端部５と６は結合されて第３相を形成する。端部７、８、９、１０、１１及び１２は、結合して、Ｙ結線の中心部を形成する。
導線Ｗ１〜Ｗ６はスロット内に形成された巻線を示す。
【００１４】
本発明の発電機は、図２に示した三相Ｙ結線巻線を有する電機子を備えた発電機において、その巻線回路を図３のように変更するとともに、各組の巻線に対して、図３に示すように、三相ダイオードブリッジ回路を結合し、該回路を直列に連結することによって得ることができる。
図３に示した電気配線の発電機では、回転数４００ｒｐｍで、１２Ｖ、５Ａの電力を得ることができる。
【００１５】
本発明の発電機は、その動力源として、風力や波力等の各種の動力源を用いて発電させることができる。
本発明の発電機は、好ましくは風力を利用した風車発電機として有利に用いることができる。この場合、発電機のローターは、風車の回転軸を直接ローター回転軸に連結させることによって回転させることができる他、風車の回転力を慣用の回転伝達手段、例えばプリー方式、チエン方式、ギヤー方式等によって、ローター回転軸に伝達させローターを回転させることができる。また、本発明で用いる風車の方式は特に制約されず各種方式のものを用いることができる。
【００１６】
本発明によれば、オルタネター発電機を自動車解体車より取り出し、これを改造することにより、安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の発電機の構造を示す電気配線図である。
【図２】２本の導線を１組にしてスロット内に巻線して形成した電機子巻線の回路図を示す。
【図３】図２に示す巻線回路図を有する電機子を備えた自動車用発電機を改造して作った本発明発電機の電気配線図を示す。
【符号の説明】
【００１８】
Ａ１、Ａ２ 三相Ｙ結線巻線
Ｆ 界磁コイル
Ｄ１、Ｄ２ 三相ダイオードブリッヂ回路
＋ − 三相ダイオードブリッヂ回路の接続部の陽極、陰極
ＲＧＥ レギレーター（出力調整機）
（＋） 発電機の陽極出力端子
（−） 発電機の陰極出力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４００ｒｐｍの低速回転でも実用上十分な電圧（１２Ｖ以上）の電力を発電する小型のオルタネター発電機及びそれを含む風力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
風力発電機としては、各種のものが知られているが、低風速の風力により実用性のある電圧の電力を生じる安価な発電機は未だ知られておらず、その出現が強く要望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、低速回転でも実用性のある電圧の電力を生じる発電機及びそれを含む風力発電装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば以下の発明が提供される。
（１）４００ｒｐｍの低速回転において１２ボルト以上の電圧の電力を発電するオルタネター発電機であって、スロット内に少なくとも２組の独立した三相Ｙ結線巻線を形成した電機子を有し、各組の巻線に対して三相ダイオードブリッジ回路を結合するとともに、該ブリッジ回路を直列に連結した構造を有することを特徴する発電機。
（２）風車と発電機とからなる風力発電装置において、該発電機として前記（１）に記載の発電機を用いることを特徴とする風力発電装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の発電機は、低速回転でも実用上十分な電圧（１２ボルト以上）の電力を発電することができる。
また、本発明の風力発電装置は、低速の風でも実用上十分な電圧の電力を発電することができる。
そして、本発明の発電機は安価に提供することが可能なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のオルタネター発電機は、スロット内に少なくとも２組の独立した三相Ｙ結線巻線を形成した構造の電機子を有している。
【０００７】
本発明の発電機を製造するには、オルタネター発電機において、そのスロット内に、各独立した少なくとも２組の三相Ｙ結線巻線を形成する。この場合、スロット内に形成する巻線の組数は、２〜５組、好ましくは２〜３組である。巻線としては、表面が電気的に絶縁された導体線（ホルマル銅線等）が用いられる。
【０００８】
本発明では、前記三相Ｙ結線巻線の各々に対して、発電で生じる交流電流を直流電流に整流する三相ダイオードブリッジ回路を結合する。そして、これらの各ブリッジ回路を直列に連結し、その一方の端部ブリッジ回路に陽極（＋）出力端子を付設し、その他方の端部ブリッジ回路に陰極（−）出力端子を付設する。
【０００９】
図１に電機子に形成した２組の三相Ｙ結線巻線の各々に、整流用の三相ダイオードブリッジ回路を結合した構造の発電機の電気配線図を示す。
図１において、Ａ１は第１の巻線、Ａ２は第２の巻線を示し、Ｄ１は第１の三相ダイオードブリッジ回路、Ｄ２は第２の三相ダイオードブリッジ回路を示す。Ｆは界磁コイルを示し、ＲＧＥはレギュレーター（出力調整機）を示し、プラス（＋）は陽極出力端子、マイナス（−）は陰極出力端子を示す。
【００１０】
この発電機においては、発電機のローター軸を回転させると、その出力端子＋、−を介して直流電流を得ることができる。この場合の発電特性は、電機子に２組の巻線が形成され、そしてそれらは直列に連結されていることから、１組の巻線を形成した電気子を有する発電機と比べて、その電圧は２倍となる。
【００１１】
本発明の発電機は、低速回転でも高められた電圧の電力を発生させることができる。例えば、市販されている小型自動車用のオルタネター発電機（１２Ｖ〜９５Ａ仕様）をそのまま用い、回転数４００ｒｐｍで抵抗負荷を用いて発電すると、出力電圧６Ｖ、出力電流２．５Ａの電力を得ることができる。これに対し、図１に示した構造の本発明の発電機では、４００ｒｐｍの回転数で、１２Ｖで５Ａの実用上十分に利用可能な電力を得ることができる。
【００１２】
本発明の発電機は、自動車用のオルタネター発電機（１２Ｖ〜９５Ａ仕様、好ましくは１２Ｖ〜８０Ａ仕様）を改造して安価に作ることができる。
自動車用のオルタネター発電機において、発生電流の大きい発電機には、通常、スロット内に、複数本の導線を巻線した電機子が用いられている。これは電機子巻線の導線が太いと、巻線作業能率が悪くなるからである。
【００１３】
図２に、２本の導線を１組にしてスロット内に巻線して形成した電機子巻線（三相Ｙ結線巻線）の回路図を示す。
この巻線において、端部１と２は結合されて第１相を形成し、端部３と４は結合されて第２相を形成し、端部５と６は結合されて第３相を形成する。端部７、８、９、１０、１１及び１２は、結合して、Ｙ結線の中心部を形成する。
導線Ｗ１〜Ｗ６はスロット内に形成された巻線を示す。
【００１４】
本発明の発電機は、図２に示した三相Ｙ結線巻線を有する電機子を備えた発電機において、その巻線回路を図３のように変更するとともに、各組の巻線に対して、図３に示すように、三相ダイオードブリッジ回路を結合し、該回路を直列に連結することによって得ることができる。
図３に示した電気配線の発電機では、回転数４００ｒｐｍで、１２Ｖ、５Ａの電力を得ることができる。
【００１５】
本発明の発電機は、その動力源として、風力や波力等の各種の動力源を用いて発電させることができる。
本発明の発電機は、好ましくは風力を利用した風車発電機として有利に用いることができる。この場合、発電機のローターは、風車の回転軸を直接ローター回転軸に連結させることによって回転させることができる他、風車の回転力を慣用の回転伝達手段、例えばプリー方式、チエン方式、ギヤー方式等によって、ローター回転軸に伝達させローターを回転させることができる。また、本発明で用いる風車の方式は特に制約されず各種方式のものを用いることができる。
【００１６】
本発明によれば、オルタネター発電機を自動車解体車より取り出し、これを改造することにより、安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の発電機の構造を示す電気配線図である。
【図２】２本の導線を１組にしてスロット内に巻線して形成した電機子巻線の回路図を示す。
【図３】図２に示す巻線回路図を有する電機子を備えた自動車用発電機を改造して作った本発明発電機の電気配線図を示す。
【符号の説明】
【００１８】
Ａ１、Ａ２ 三相Ｙ結線巻線
Ｆ 界磁コイル
Ｄ１、Ｄ２ 三相ダイオードブリッヂ回路
＋ − 三相ダイオードブリッヂ回路の接続部の陽極、陰極
ＲＧＥ レギレーター（出力調整機）
（＋） 発電機の陽極出力端子
（−） 発電機の陰極出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４００ｒｐｍの低速回転において１２ボルト以上の電圧の電力を発電するオルタネター発電機であって、スロット内に少なくとも２組の独立した三相Ｙ結線巻線を形成した電機子を有し、各組の巻線に対して三相ダイオードブリッジ回路を結合するとともに、該ブリッジ回路を直列に連結した構造を有することを特徴する発電機。
【請求項２】
風車と発電機とからなる風力発電装置において、該発電機として請求項１に記載の発電機を用いることを特徴とする風力発電装置。
【請求項１】
４００ｒｐｍの低速回転において１２ボルト以上の電圧の電力を発電するオルタネター発電機であって、スロット内に少なくとも２組の独立した三相Ｙ結線巻線を形成した電機子を有し、各組の巻線に対して三相ダイオードブリッジ回路を結合するとともに、該ブリッジ回路を直列に連結した構造を有することを特徴する発電機。
【請求項２】
風車と発電機とからなる風力発電装置において、該発電機として請求項１に記載の発電機を用いることを特徴とする風力発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２８８１７８（Ｐ２００６−２８８１７８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１３６３０（Ｐ２００５−１１３６３０）
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（０００１２３９３０）
【出願人】（５９４０３９０２２）
【出願人】（５９４０３９０１１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（０００１２３９３０）
【出願人】（５９４０３９０２２）
【出願人】（５９４０３９０１１）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]