発電装置
【課題】起動時の起動負荷を低減させることが可能である。
【解決手段】多相交流発電機と、この多相交流発電機から負荷へ出力する発電装置において、多相交流発電機の各相の発電コイル１３の出力端と、負荷９０との間に、多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を設けた。また、多相交流発電機の各相の発電コイルをブロックに分割してブロック単位の出力端と、負荷９０との間に、多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を設けた。
【解決手段】多相交流発電機と、この多相交流発電機から負荷へ出力する発電装置において、多相交流発電機の各相の発電コイル１３の出力端と、負荷９０との間に、多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を設けた。また、多相交流発電機の各相の発電コイルをブロックに分割してブロック単位の出力端と、負荷９０との間に、多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風力発電や小型水車による発電に好適な発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、小型風車発電には小型発電機として交流発電機が使われ、交流発電機は、回転と同時に全発電コイルに電力が発生する回路構成になっている。したがって、交流発電機の回転に対する負荷は発電コイルに電力が発生し、この電力を例えば充電回路に流し込んだり、電力安定回路に流しこんだりした時の電力が発電コイルに逆起電力を発生させる。このエネルギーが交流発電機の回転力に対して負荷抵抗として作用し、初期動作に必要な力が大きい。
【０００３】
特許文献１には、テレビなどのリモコンに発電装置を搭載して、電池不要のリモコン装置を提供するものであり、この発電のためには、発電装置を使用者が手動で回すための動力伝達機構としてはずみ車が使われている。
【特許文献１】特開平１１−１８１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように発電装置においては、初期動作に必要な力が大きいため、特に風力発電や小型水車による発電では、この負荷が起動時の風の力や水の力を大きく要求し、風が弱いと発電機が負荷に負けて回転しないなどの問題がある。
【０００５】
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、起動時の起動負荷を低減させることが可能な発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、
多相交流発電機と、この多相交流発電機から負荷へ出力する発電装置において、
前記多相交流発電機の各相の発電コイルの出力端と、前記負荷との間に、
前記多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路を設けたことを特徴とする発電装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、
前記負荷軽減回路は、起動時所定時間後に前記負荷へ接続することを特徴とする請求項１に記載の発電装置である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、
前記負荷軽減回路は、前記多相交流発電機の起動時の回転速度が所定回転速度以上又は出力電力が所定出力電力以上で負荷に接続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電装置である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、
前記多相交流発電機の起動時の出力により駆動し、前記負荷軽減回路に電源を供給する制御回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発電装置である。
【発明の効果】
【００１１】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１２】
請求項１に記載の発明では、多相交流発電機の各相の発電コイルの出力端と、負荷との間に、多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路を設けたことで、多相交流発電機が回転して、発電コイルに起電力が発生しても、この起電力を取り出さないので発電コイルには逆起電力は発生しないため、負荷抵抗なしの状態が継続されていることになり、起動時の負荷を低減させることが可能であり、例えば風力発電や小型水車による発電を円滑に起動することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、負荷軽減回路は、起動時所定時間後に負荷へ接続することで、簡単な回路構成で起動時の負荷を低減させることが可能である。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、負荷軽減回路は、多相交流発電機の起動時の回転速度が所定回転速度以上又は出力電力が所定出力電力以上で負荷に接続することで、例えば風力発電や小型水車の発電軸が円滑に回転して起動することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、多相交流発電機の起動時の出力により駆動し、負荷軽減回路に電源を供給する制御回路を備えたことで、負荷軽減回路の電源を別に必要としないため簡単な装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の発電装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は発電装置の第１の実施の形態の構成を示す概略構成図である。この発電装置１０は、風力発電や小型水車による発電に用いられる。この発電装置１０には、３相交流発電機１１を用いており、この３相交流発電機１１の発電軸１２が風車や水車５０に接続される。多相交流発電機１１の３相の発電コイル１３から負荷９０へ出力する。負荷９０として、例えば電力安定回路、変圧回路、充電回路が用いられる。
【００１８】
この３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３の出力端と、負荷９０との間に、３相交流発電機１１の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を並列に設けている。この負荷軽減回路１４〜１６は、リレー回路で構成され、３相交流発電機１１の起動時は開状態にある。
【００１９】
また、３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３の出力端には、制御回路１５が接続され、この制御回路１５は３相交流発電機１１の起動時の出力により駆動し、負荷軽減回路１４〜１６に電源を供給する。
【００２０】
この制御回路１５は、負荷軽減回路１４〜１６を制御し、負荷軽減回路１４〜１６を起動時所定時間後に負荷９０へ接続する。したがって、風車や水車５０の起動によって３相交流発電機１１の発電軸１２が回転して、発電コイル１３に起電力が発生しても、３相交流発電機１１の起動時は開状態にあるため、この起電力を取り出さないので発電コイル１３には逆起電力は発生しないため、負荷抵抗なしの状態が継続されていることになり、起動時の負荷を低減させることが可能であり、例えば風力発電や小型水車による発電を円滑に起動することができる。この実施の形態では、負荷軽減回路１４〜１６は、起動時所定時間後に負荷へ接続することで、簡単な回路構成で起動時の負荷を低減させることが可能である。
【００２１】
また、制御回路１５は、負荷軽減回路１４〜１６を制御し、負荷軽減回路１４〜１６毎に、負荷９０への接続タイミングを遅延させることができる。たとえば、１秒、２秒、３秒と異なるものとすることで、３相交流発電機１１に対する初動負荷を軽減することができる。このように、なめらかに回し始めるには、ｔ秒、２ｔ秒、３ｔ秒と違うこととするのが望ましく、発電が可能にするために、５秒、１０秒、１５秒の遅延時間とするのが適切である。この実施の形態では、負荷軽減回路１４〜１６は、負荷１４への接続タイミングを各相毎に遅延させることで、各相の数分だけ起動時の負荷を低減させることが可能である。
【００２２】
また、回転速度検出手段６０を備え、この回転速度検出手段６０は３相交流発電機１１の発電軸１２が回転する回転速度を検出し、この回転速度情報を制御回路１５へ送る。
制御回路１５は、回転速度情報に基づき負荷軽減回路１４〜１６を制御し、負荷軽減回路１４〜１６は、３相交流発電機１１の起動時の回転速度が所定回転速度以上であるときに負荷９０に接続する。この実施の形態では、負荷軽減回路１４〜１６は、３相交流発電機１１の起動時の回転速度が所定回転速度以上で負荷に接続することで、例えば風力発電や小型水車の発電軸が円滑に回転して起動することができ、回転速度が所定回転速度以上になるとフル発電に至る。
【００２３】
また、回転速度検出手段６０に代えて出力電力検出手段を設けてもよく、この場合は出力電力検出手段が３相交流発電機１１の起動時の出力電力を検出し、この出力電力情報を制御回路１５へ送る。制御回路１５は、出力電力情報に基づき負荷軽減回路１４〜１６を制御し、負荷軽減回路１４〜１６は、負荷軽減回路１４〜１６は、３相交流発電機１１の起動時の出力電力が所定出力電力以上であるときに負荷９０に接続する。
【００２４】
この実施の形態では、３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３の出力端を接続して負荷９０に接続し、各相の発電コイル１３の出力端に負荷軽減回路１４〜１６を並列に接続しているが、各相の発電コイル１３の出力端をそれぞれ負荷９０に接続する場合には、各相の発電コイル１３の出力端と、負荷９０との間に負荷軽減回路を直列に接続する。
【００２５】
［第２の実施の形態］
図２は発電装置の第２の実施の形態の構成を示す概略構成図である。この発電装置１０は、第１の実施の形態と同様に、風力発電や小型水車による発電に用いられる。この発電装置１０には、３相交流発電機１１を用いており、この３相交流発電機１１の発電軸１２が風車や水車５０に接続され、３相の発電コイル１３から負荷９０へ出力する。
【００２６】
この３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３をブロックに分割してブロック単位の出力端と、負荷９０との間に、３相交流発電機１１の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を並列に設けている。この負荷軽減回路１４〜１６は、リレー回路で構成され、３相交流発電機１１の起動時は開状態にある。
【００２７】
この実施の形態では、３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３をブロックａ１、ａ２，ａ３・・・ａｎと、ブロックｂ１、ｂ２，ｂ３・・・ｂｎと、ブロックｃ１、ｃ２，ｃ３・・・ｃｎとに分割してブロック単位の出力端と、負荷１２との間に、３相交流発電機１１の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を並列に設けており、この負荷軽減回路１４〜１６および制御回路１５は第１の実施の形態と同様に構成される。
【００２８】
したがって、３相交流発電機１１が回転して、発電コイル１３に起電力が発生しても、この起電力を取り出さないので発電コイル１３には逆起電力は発生しないため、負荷抵抗なしの状態が継続されていることになり、起動時の負荷を低減させることが可能であり、例えば風力発電や小型水車の発電軸が円滑に回転して起動することができ、フル発電に至る。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明は、風力発電や小型水車による発電に好適な発電装置に適用可能であり、起動時の起動負荷を低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】発電装置の第１の実施の形態の構成を示す概略構成図である。
【図２】発電装置の第２の実施の形態の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０ 発電装置
１１ ３相交流発電機
１２ 発電軸
１３ 発電コイル
１４〜１６ 負荷軽減回路
１５ 制御回路
６０ 回転速度検出手段
９０ 負荷
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風力発電や小型水車による発電に好適な発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、小型風車発電には小型発電機として交流発電機が使われ、交流発電機は、回転と同時に全発電コイルに電力が発生する回路構成になっている。したがって、交流発電機の回転に対する負荷は発電コイルに電力が発生し、この電力を例えば充電回路に流し込んだり、電力安定回路に流しこんだりした時の電力が発電コイルに逆起電力を発生させる。このエネルギーが交流発電機の回転力に対して負荷抵抗として作用し、初期動作に必要な力が大きい。
【０００３】
特許文献１には、テレビなどのリモコンに発電装置を搭載して、電池不要のリモコン装置を提供するものであり、この発電のためには、発電装置を使用者が手動で回すための動力伝達機構としてはずみ車が使われている。
【特許文献１】特開平１１−１８１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように発電装置においては、初期動作に必要な力が大きいため、特に風力発電や小型水車による発電では、この負荷が起動時の風の力や水の力を大きく要求し、風が弱いと発電機が負荷に負けて回転しないなどの問題がある。
【０００５】
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、起動時の起動負荷を低減させることが可能な発電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、
多相交流発電機と、この多相交流発電機から負荷へ出力する発電装置において、
前記多相交流発電機の各相の発電コイルの出力端と、前記負荷との間に、
前記多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路を設けたことを特徴とする発電装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、
前記負荷軽減回路は、起動時所定時間後に前記負荷へ接続することを特徴とする請求項１に記載の発電装置である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、
前記負荷軽減回路は、前記多相交流発電機の起動時の回転速度が所定回転速度以上又は出力電力が所定出力電力以上で負荷に接続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電装置である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、
前記多相交流発電機の起動時の出力により駆動し、前記負荷軽減回路に電源を供給する制御回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発電装置である。
【発明の効果】
【００１１】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１２】
請求項１に記載の発明では、多相交流発電機の各相の発電コイルの出力端と、負荷との間に、多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路を設けたことで、多相交流発電機が回転して、発電コイルに起電力が発生しても、この起電力を取り出さないので発電コイルには逆起電力は発生しないため、負荷抵抗なしの状態が継続されていることになり、起動時の負荷を低減させることが可能であり、例えば風力発電や小型水車による発電を円滑に起動することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、負荷軽減回路は、起動時所定時間後に負荷へ接続することで、簡単な回路構成で起動時の負荷を低減させることが可能である。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、負荷軽減回路は、多相交流発電機の起動時の回転速度が所定回転速度以上又は出力電力が所定出力電力以上で負荷に接続することで、例えば風力発電や小型水車の発電軸が円滑に回転して起動することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、多相交流発電機の起動時の出力により駆動し、負荷軽減回路に電源を供給する制御回路を備えたことで、負荷軽減回路の電源を別に必要としないため簡単な装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の発電装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は発電装置の第１の実施の形態の構成を示す概略構成図である。この発電装置１０は、風力発電や小型水車による発電に用いられる。この発電装置１０には、３相交流発電機１１を用いており、この３相交流発電機１１の発電軸１２が風車や水車５０に接続される。多相交流発電機１１の３相の発電コイル１３から負荷９０へ出力する。負荷９０として、例えば電力安定回路、変圧回路、充電回路が用いられる。
【００１８】
この３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３の出力端と、負荷９０との間に、３相交流発電機１１の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を並列に設けている。この負荷軽減回路１４〜１６は、リレー回路で構成され、３相交流発電機１１の起動時は開状態にある。
【００１９】
また、３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３の出力端には、制御回路１５が接続され、この制御回路１５は３相交流発電機１１の起動時の出力により駆動し、負荷軽減回路１４〜１６に電源を供給する。
【００２０】
この制御回路１５は、負荷軽減回路１４〜１６を制御し、負荷軽減回路１４〜１６を起動時所定時間後に負荷９０へ接続する。したがって、風車や水車５０の起動によって３相交流発電機１１の発電軸１２が回転して、発電コイル１３に起電力が発生しても、３相交流発電機１１の起動時は開状態にあるため、この起電力を取り出さないので発電コイル１３には逆起電力は発生しないため、負荷抵抗なしの状態が継続されていることになり、起動時の負荷を低減させることが可能であり、例えば風力発電や小型水車による発電を円滑に起動することができる。この実施の形態では、負荷軽減回路１４〜１６は、起動時所定時間後に負荷へ接続することで、簡単な回路構成で起動時の負荷を低減させることが可能である。
【００２１】
また、制御回路１５は、負荷軽減回路１４〜１６を制御し、負荷軽減回路１４〜１６毎に、負荷９０への接続タイミングを遅延させることができる。たとえば、１秒、２秒、３秒と異なるものとすることで、３相交流発電機１１に対する初動負荷を軽減することができる。このように、なめらかに回し始めるには、ｔ秒、２ｔ秒、３ｔ秒と違うこととするのが望ましく、発電が可能にするために、５秒、１０秒、１５秒の遅延時間とするのが適切である。この実施の形態では、負荷軽減回路１４〜１６は、負荷１４への接続タイミングを各相毎に遅延させることで、各相の数分だけ起動時の負荷を低減させることが可能である。
【００２２】
また、回転速度検出手段６０を備え、この回転速度検出手段６０は３相交流発電機１１の発電軸１２が回転する回転速度を検出し、この回転速度情報を制御回路１５へ送る。
制御回路１５は、回転速度情報に基づき負荷軽減回路１４〜１６を制御し、負荷軽減回路１４〜１６は、３相交流発電機１１の起動時の回転速度が所定回転速度以上であるときに負荷９０に接続する。この実施の形態では、負荷軽減回路１４〜１６は、３相交流発電機１１の起動時の回転速度が所定回転速度以上で負荷に接続することで、例えば風力発電や小型水車の発電軸が円滑に回転して起動することができ、回転速度が所定回転速度以上になるとフル発電に至る。
【００２３】
また、回転速度検出手段６０に代えて出力電力検出手段を設けてもよく、この場合は出力電力検出手段が３相交流発電機１１の起動時の出力電力を検出し、この出力電力情報を制御回路１５へ送る。制御回路１５は、出力電力情報に基づき負荷軽減回路１４〜１６を制御し、負荷軽減回路１４〜１６は、負荷軽減回路１４〜１６は、３相交流発電機１１の起動時の出力電力が所定出力電力以上であるときに負荷９０に接続する。
【００２４】
この実施の形態では、３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３の出力端を接続して負荷９０に接続し、各相の発電コイル１３の出力端に負荷軽減回路１４〜１６を並列に接続しているが、各相の発電コイル１３の出力端をそれぞれ負荷９０に接続する場合には、各相の発電コイル１３の出力端と、負荷９０との間に負荷軽減回路を直列に接続する。
【００２５】
［第２の実施の形態］
図２は発電装置の第２の実施の形態の構成を示す概略構成図である。この発電装置１０は、第１の実施の形態と同様に、風力発電や小型水車による発電に用いられる。この発電装置１０には、３相交流発電機１１を用いており、この３相交流発電機１１の発電軸１２が風車や水車５０に接続され、３相の発電コイル１３から負荷９０へ出力する。
【００２６】
この３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３をブロックに分割してブロック単位の出力端と、負荷９０との間に、３相交流発電機１１の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を並列に設けている。この負荷軽減回路１４〜１６は、リレー回路で構成され、３相交流発電機１１の起動時は開状態にある。
【００２７】
この実施の形態では、３相交流発電機１１の各相の発電コイル１３をブロックａ１、ａ２，ａ３・・・ａｎと、ブロックｂ１、ｂ２，ｂ３・・・ｂｎと、ブロックｃ１、ｃ２，ｃ３・・・ｃｎとに分割してブロック単位の出力端と、負荷１２との間に、３相交流発電機１１の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路１４〜１６を並列に設けており、この負荷軽減回路１４〜１６および制御回路１５は第１の実施の形態と同様に構成される。
【００２８】
したがって、３相交流発電機１１が回転して、発電コイル１３に起電力が発生しても、この起電力を取り出さないので発電コイル１３には逆起電力は発生しないため、負荷抵抗なしの状態が継続されていることになり、起動時の負荷を低減させることが可能であり、例えば風力発電や小型水車の発電軸が円滑に回転して起動することができ、フル発電に至る。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明は、風力発電や小型水車による発電に好適な発電装置に適用可能であり、起動時の起動負荷を低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】発電装置の第１の実施の形態の構成を示す概略構成図である。
【図２】発電装置の第２の実施の形態の構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０ 発電装置
１１ ３相交流発電機
１２ 発電軸
１３ 発電コイル
１４〜１６ 負荷軽減回路
１５ 制御回路
６０ 回転速度検出手段
９０ 負荷
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相交流発電機と、この多相交流発電機から負荷へ出力する発電装置において、
前記多相交流発電機の各相の発電コイルの出力端と、前記負荷との間に、
前記多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路を設けたことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記負荷軽減回路は、起動時所定時間後に前記負荷へ接続することを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記負荷軽減回路は、前記多相交流発電機の起動時の回転速度が所定回転速度以上又は出力電力が所定出力電力以上で負荷に接続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記多相交流発電機の起動時の出力により駆動し、前記負荷軽減回路に電源を供給する制御回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項１】
多相交流発電機と、この多相交流発電機から負荷へ出力する発電装置において、
前記多相交流発電機の各相の発電コイルの出力端と、前記負荷との間に、
前記多相交流発電機の起動時の負荷を軽減する負荷軽減回路を設けたことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記負荷軽減回路は、起動時所定時間後に前記負荷へ接続することを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記負荷軽減回路は、前記多相交流発電機の起動時の回転速度が所定回転速度以上又は出力電力が所定出力電力以上で負荷に接続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記多相交流発電機の起動時の出力により駆動し、前記負荷軽減回路に電源を供給する制御回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発電装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２１３２３６（Ｐ２００９−２１３２３６Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２９４２（Ｐ２００８−５２９４２）
【出願日】平成２０年３月４日（２００８．３．４）
【出願人】（３０７０３３０７３）有限会社ＤＲＥＡＭ ＥＮＥＲＧＹ (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月４日（２００８．３．４）
【出願人】（３０７０３３０７３）有限会社ＤＲＥＡＭ ＥＮＥＲＧＹ (3)
【Ｆターム（参考）】
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