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JP2014011835A - Rectifier circuit for power generation system for distributed power sources - Google Patents

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JP2014011835A JP2012145089A JP2012145089A JP2014011835A JP 2014011835 A JP2014011835 A JP 2014011835A JP 2012145089 A JP2012145089 A JP 2012145089A JP 2012145089 A JP2012145089 A JP 2012145089A JP 2014011835 A JP2014011835 A JP 2014011835A
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Tsutomu Isaka
勉 井坂
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Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Abstract

【課題】風車又は水車により駆動される複数の絶縁された巻線を有する分散電源用発電装置の永久磁石型発電機においては、巻数の多い巻線は高い電圧を発生するために、その絶縁耐圧を強化しなければならないという問題があった。
【解決手段】風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、複数の巻線を内蔵した永久磁石型発電機の第1の巻線の出力端子および第1のリアクトルを経て第1の整流器に接続し、第2の巻線の出力端子および第2のリアクトルを経て第2の整流器に接続し、さらに前記第2の巻線の出力端子およびコンデンサを経て倍電圧整流回路に接続し、該倍電圧整流回路の直流出力と前記第2の整流器の直流出力を、還流防止用ダイオードを介して並列に接続し、さらに前記第1の整流器の直流出力を並列に接続する分散電源用発電装置の整流回路。
【選択図】図1
In a permanent magnet generator of a power generator for a distributed power source having a plurality of insulated windings driven by a windmill or a water turbine, a winding having a large number of windings generates a high voltage, so that the withstand voltage is reduced. There was a problem that had to be strengthened.
In a rectifier circuit of a power generator for a distributed power source that obtains an approximate maximum output of a wind turbine or water turbine regardless of the flow velocity of wind or water, a first winding of a permanent magnet generator having a plurality of windings built therein Are connected to the first rectifier via the output terminal and the first reactor, are connected to the second rectifier via the output terminal of the second winding and the second reactor, and are further connected to the output of the second winding. A terminal and a capacitor to be connected to a voltage doubler rectifier circuit, a DC output of the voltage doubler rectifier circuit and a DC output of the second rectifier are connected in parallel via a reflux prevention diode, and the first rectifier A rectifier circuit for a power generator for a distributed power source that connects the DC outputs of the two in parallel.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風速又は流速に関わらず、風又は水より得られる概略の最大出力を取り出すための分散電源用発電装置の整流回路に関し、特に、PWMコンバータを用いずに定電圧充電を行う分散電源用発電装置の整流回路に関するものである。   The present invention relates to a rectifier circuit for a power generator for a distributed power source for taking out a rough maximum output obtained from wind or water from a permanent magnet generator driven by a wind turbine or a water turbine, regardless of wind speed or flow velocity. The present invention relates to a rectifier circuit of a power generator for a distributed power source that performs constant voltage charging without using a PWM converter.

風車又は水車に接続された永久磁石型発電機より、異なる流速から概略の最大出力を取り出すために、永久磁石型発電機の異なる大きさの誘起電圧値を発生する絶縁された複数の巻線の交流出力端子にリアクトルを経て直列に整流器を接続し、これらの整流器の直流出力を並列接続して外部に出力する分散電源用発電装置の整流回路がある。(例えば、後述する特許文献1の図1参照。)。   In order to extract the approximate maximum output from different flow rates from a permanent magnet generator connected to a windmill or water turbine, a plurality of insulated windings that generate different magnitudes of induced voltage values of the permanent magnet generator There is a rectifier circuit for a power generator for a distributed power source in which a rectifier is connected in series to a AC output terminal via a reactor, and the DC outputs of these rectifiers are connected in parallel and output to the outside. (For example, refer to FIG. 1 of Patent Document 1 described later.)

このような第1の従来例を、図10の風車に接続された分散電源用発電装置の整流回路を示す主回路結線図を参照して詳述する。   Such a first conventional example will be described in detail with reference to a main circuit connection diagram showing a rectifier circuit of a power generator for a distributed power source connected to the wind turbine of FIG.

図10において、1は風車、2は上記従来例の分散電源用発電装置の整流回路、3は永久磁石型発電機、4、5は第1および第2のリアクトル、61、62は第1および第2の整流器、9、10は第1および第2の巻線の出力端子、11は正側出力端子、12は負側出力端子、13はバッテリである。   In FIG. 10, 1 is a windmill, 2 is a rectifier circuit of the above-described conventional distributed power generator, 3 is a permanent magnet generator, 4, 5 are first and second reactors, and 61 and 62 are first and second reactors. The second rectifiers 9, 10 and 10 are output terminals of the first and second windings, 11 is a positive output terminal, 12 is a negative output terminal, and 13 is a battery.

図10において、永久磁石型発電機3は異なる誘起電圧値を発生する相互に絶縁された第1の巻線W1および第2の巻線W2の2種類の巻線を内蔵する。第1の巻線の交流出力は、第1の巻線の出力端子9を経て第1のリアクトル4に接続され、さらに直列に第1の整流器61に接続される。   In FIG. 10, the permanent magnet generator 3 includes two types of windings, a first winding W <b> 1 and a second winding W <b> 2 that are insulated from each other and that generate different induced voltage values. The AC output of the first winding is connected to the first reactor 4 via the output terminal 9 of the first winding, and further connected to the first rectifier 61 in series.

第2の巻線の交流出力は、第2の巻線の出力端子10を経て第2のリアクトル5に接続され、さらに直列に第2の整流器62に接続される。   The AC output of the second winding is connected to the second reactor 5 via the output terminal 10 of the second winding, and further connected to the second rectifier 62 in series.

前記第1の整流器61および前記第2の整流器62の各々の直流側は、正側出力端子11及び負側出力端子12に接続され、各巻線の合計出力がバッテリ13に充電される。   The DC side of each of the first rectifier 61 and the second rectifier 62 is connected to the positive output terminal 11 and the negative output terminal 12, and the total output of each winding is charged in the battery 13.

このように構成される分散電源用発電装置の整流回路2より、概略の風車最大出力が得られる方法を以下に示す。   A method of obtaining an approximate maximum wind turbine output from the rectifier circuit 2 of the power generator for a distributed power source configured as described above will be described below.

風車は、風車の形状及び風速Vが決まると、風車回転数Nに対する風車出力Pが一義的に定まる。例えば、風速Vx及びVyに対する風車出力Pは、それぞれ図7のようになる。そして、各々の風速に対する風車出力Pの最大値は、図7に示す風車最大出力曲線Ptのようになる。   In the wind turbine, when the shape of the wind turbine and the wind speed V are determined, the wind turbine output P with respect to the wind turbine rotation speed N is uniquely determined. For example, the windmill output P with respect to the wind speeds Vx and Vy is as shown in FIG. And the maximum value of the windmill output P with respect to each wind speed becomes like the windmill maximum output curve Pt shown in FIG.

すなわち、風から最大出力を得るためには、風車回転数Nが決まると、その時の永久磁石型発電機3の入力Pを一義的に、最大出力曲線Pt上の値に定めれば良いことを表している。   That is, in order to obtain the maximum output from the wind, once the wind turbine rotation speed N is determined, the input P of the permanent magnet generator 3 at that time may be uniquely set to a value on the maximum output curve Pt. Represents.

図5は、上記第1の従来例が対象とする分散電源用発電装置の整流回路2の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の説明図である。以下の説明では、風車出力と永久磁石型発電機3の入力が等しく、発電機損失(例えば銅損など)の損失を考慮する。   FIG. 5 is an explanatory diagram in the case where the DC output of the rectifier circuit 2 of the distributed power generator targeted by the first conventional example is connected to a constant voltage source such as a battery. In the following description, the wind turbine output and the input of the permanent magnet generator 3 are equal, and the loss of the generator loss (for example, copper loss) is considered.

分散電源用発電装置の整流回路2の永久磁石型発電機3内に巻かれた第1、第2の巻線の各出力は、各巻線の誘起電圧値の違い、各巻線内部インダクタンスと各出力端子に接続されるリアクトルによる電圧降下のために、図5の風車回転数対出力特性に示すP1、P2のようになる。   Each output of the first and second windings wound in the permanent magnet generator 3 of the rectifier circuit 2 of the rectifier circuit 2 for the distributed power source is different in the induced voltage value of each winding, each winding internal inductance and each output. Due to the voltage drop due to the reactor connected to the terminal, P1 and P2 shown in the wind turbine rotation speed vs. output characteristics of FIG. 5 are obtained.

風車回転数Nが低い場合には、永久磁石型発電機3内の第1および第2の巻線の誘起電圧値がバッテリ電圧Vbより低いために、バッテリ13には充電されない。   When the wind turbine rotational speed N is low, the induced voltage value of the first and second windings in the permanent magnet generator 3 is lower than the battery voltage Vb, so the battery 13 is not charged.

風車回転数Nが上昇して、図5の風車回転数N2付近になると、第2の巻線に電流が流れ始め、風車回転数Nの上昇と共に電流が上昇し、第2の巻線による出力はP2のようになる。この時、風車回転数Nが上昇して誘起電圧が上昇しても、バッテッリ電圧は、ほぼ一定であるが、第2の巻線のインダクタンスおよび第2のリアクトル5によるインピーダンスが周波数に比例するために、出力P2は漸増するに留まる。   When the wind turbine rotation speed N increases and reaches the vicinity of the wind turbine rotation speed N2 in FIG. 5, the current starts to flow through the second winding, and as the wind turbine rotation speed N increases, the current increases, and the output by the second winding Becomes like P2. At this time, even if the wind turbine rotation speed N increases and the induced voltage increases, the battery voltage is substantially constant, but the inductance of the second winding and the impedance of the second reactor 5 are proportional to the frequency. At the same time, the output P2 only increases gradually.

第1の巻線は、さらに風車回転数Nが上昇することにより出力が取れるが、第1の巻線の内部インダクタンスおよび第1のリアクトル4が小さいために大きな出力が取れる。   Although the output of the first winding can be increased by further increasing the wind turbine rotation speed N, a large output can be obtained because the internal inductance of the first winding and the first reactor 4 are small.

このように構成される分散電源用発電装置の整流回路2のバッテリ等の定電圧源への出力は、図6の点線に示すように、永久磁石型発電機3内の第1、第2の巻線の出力P1、P2を加算して得られる合計出力であり、最大出力曲線Ptと概略同一である。   The output to the constant voltage source such as the battery of the rectifier circuit 2 of the rectifier circuit 2 of the distributed power generator configured as described above is the first and second in the permanent magnet generator 3 as shown by the dotted line in FIG. The total output obtained by adding the outputs P1 and P2 of the windings, and is substantially the same as the maximum output curve Pt.

また第2の従来例として、風車又は水車により駆動されて、異なる誘起電圧値を発生する絶縁された複数の巻線により構成される永久磁石型発電機の巻線の交流出力を、個別の整流器により整流し、該個別の整流器の直流出力を並列に接続して外部に出力する分散電源用発電装置の直流出力回路において、前記複数の巻線の中で低い誘起電圧値を発生する巻線の出力端子にリアクトルを経て前記個別の整流器を接続し、前記複数の巻線の中で高い誘起電圧値を発生する巻線の出力端子にリアクトルを経て前記個別の整流器を接続するリアクトル直列整流回路とコンデンサを経て前記個別の整流器を接続するコンデンサ直列整流回路を並列に接続し、前記高い誘起電圧値を発生する巻線の内部インダクタンスによる誘導性インピーダンスと前記コンデンサによる容量性インピーダンスとの直列合成インピーダンスが、前記永久磁石型発電機の定格回転数範囲内において容量性インピーダンスとなるようにする分散電源用発電装置の整流回路がある(例えば、後述する特許文献2の図1参照。)。   Further, as a second conventional example, the AC output of the winding of a permanent magnet type generator constituted by a plurality of insulated windings driven by a windmill or a water turbine and generating different induced voltage values is converted into an individual rectifier. In the DC output circuit of the power generator for a distributed power source that rectifies and outputs the DC output of the individual rectifiers in parallel, the windings that generate a low induced voltage value among the plurality of windings A reactor series rectifier circuit that connects the individual rectifiers via a reactor to an output terminal, and connects the individual rectifiers via a reactor to an output terminal of a winding that generates a high induced voltage value among the plurality of windings; A capacitor series rectifier circuit that connects the individual rectifiers via a capacitor is connected in parallel, and an inductive impedance due to an internal inductance of the winding that generates the high induced voltage value and the There is a rectifier circuit for a power generator for a distributed power source in which a series combined impedance with a capacitive impedance by a capacitor becomes a capacitive impedance within a rated rotational speed range of the permanent magnet generator (for example, a patent document described later) 2 FIG. 1).

このような第2の従来例を、図11の風車に接続された分散電源用発電装置の整流回路を示す主回路結線図を参照して詳述する。   Such a second conventional example will be described in detail with reference to a main circuit connection diagram showing a rectifier circuit of a power generator for a distributed power source connected to the wind turbine of FIG.

図11において、7はコンデンサ、63は第3の整流器であり、図10と同一番号は同一構成部品を表す。   In FIG. 11, 7 is a capacitor, 63 is a third rectifier, and the same numbers as those in FIG. 10 represent the same components.

図11において、永久磁石型発電機3は異なる誘起電圧値を発生する相互に絶縁された第1の巻線W1および第2の巻線W2の2種類の巻線を内蔵する。第1の巻線の出力端子9には、第1のリアクトル4が接続され、さらに第1の整流器61が直列に接続される。第2の巻線の出力端子10には、第2のリアクトル5および第2の整流器62が直列に接続される。さらに第2の巻線の出力端子10には、コンデンサ7および第3の整流器63が直列に接続される。第1の整流器61、第2の整流器62および第3の整流器63の直流出力は、並列に接続され、その合計直流出力がバッテリ13に充電される。   In FIG. 11, the permanent magnet generator 3 includes two types of windings, a first winding W <b> 1 and a second winding W <b> 2 that are insulated from each other and that generate different induced voltage values. The first reactor 4 is connected to the output terminal 9 of the first winding, and the first rectifier 61 is further connected in series. A second reactor 5 and a second rectifier 62 are connected in series to the output terminal 10 of the second winding. Furthermore, the capacitor 7 and the third rectifier 63 are connected in series to the output terminal 10 of the second winding. The direct current outputs of the first rectifier 61, the second rectifier 62 and the third rectifier 63 are connected in parallel, and the total direct current output is charged to the battery 13.

第2の巻線の内部インダクタンスによる誘導性インピーダンスと、直列に接続されたコンデンサ7による容量性インピーダンスとの合成インピーダンスが、前記永久磁石型発電機3の定格回転数範囲内において容量性インピーダンスとなるように設計する。このように設計することにより、ある風車回転数以上になると第2の巻線には、バッテリ13への有効分電流と容量性インピーダンスによる進相分電流がベクトル的に加算された交流電流が流れる。   The combined impedance of the inductive impedance due to the internal inductance of the second winding and the capacitive impedance due to the capacitor 7 connected in series becomes the capacitive impedance within the rated rotational speed range of the permanent magnet generator 3. To design. By designing in this way, when the rotational speed of the wind turbine exceeds a certain value, an AC current in which the effective current to the battery 13 and the phase-advanced current due to the capacitive impedance are added in vector flows through the second winding. .

図8は、上記第2の従来例が対象とする分散電源用発電装置の整流回路2の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の説明図である。以下の説明では、風車出力と永久磁石型発電機3の入力が等しく、発電機損失(例えば銅損など)の損失を考慮する。   FIG. 8 is an explanatory diagram of a case where the DC output of the rectifier circuit 2 of the distributed power generator targeted by the second conventional example is connected to a constant voltage source such as a battery. In the following description, the wind turbine output and the input of the permanent magnet generator 3 are equal, and the loss of the generator loss (for example, copper loss) is considered.

風車回転数Nが低い場合には、第2の巻線の誘起電圧値が、バッテリ電圧Vbより低いために、バッテリ13には充電されない。風車回転数Nが上昇して、風車回転数N2になると、第2のリアクトル5および第2の整流器62を通って電流が流れ始め、第2の整流器62の直流出力はPLとなる。この時、コンデンサ7のインピーダンスは大きいために、コンデンサ7を通って流れる第3の整流器63の直流出力PCは小さい。   When the wind turbine rotational speed N is low, the induced voltage value of the second winding is lower than the battery voltage Vb, so the battery 13 is not charged. When the wind turbine rotational speed N rises and reaches the wind turbine rotational speed N2, current starts to flow through the second reactor 5 and the second rectifier 62, and the DC output of the second rectifier 62 becomes PL. At this time, since the impedance of the capacitor 7 is large, the DC output PC of the third rectifier 63 flowing through the capacitor 7 is small.

風車回転数Nが上昇すると、永久磁石型発電機3の周波数および誘起電圧が増加するが、第2の巻線の内部インダクタンス及び第2のリアクトル5により、インピーダンスが周波数に比例するために直流出力PLは漸増する。しかしながら、コンデンサ7は周波数に比例してインピーダンスが減少するために誘起電圧の増加と相まって直流出力PCが増加する。   When the wind turbine rotational speed N increases, the frequency and induced voltage of the permanent magnet generator 3 increase. However, since the impedance is proportional to the frequency due to the internal inductance of the second winding and the second reactor 5, the DC output PL gradually increases. However, since the impedance of the capacitor 7 decreases in proportion to the frequency, the DC output PC increases in combination with the increase of the induced voltage.

風車回転数Nが上昇し、風車回転数N1以上になると、内部インダクタンス等が小さい第1の巻線は、大きな出力が取れ始める。従って、前記永久磁石型発電機3の第1、第2の巻線の各出力は、各巻線の誘起電圧値の違い、および各巻線内部インダクタンスと各出力端子に接続されるリアクトル又はコンデンサによる電圧降下のために、図8の風車回転数対出力特性に示すP1、P2のようになる。   When the wind turbine rotation speed N increases and becomes greater than or equal to the wind turbine rotation speed N1, the first winding having a small internal inductance or the like starts to obtain a large output. Therefore, the outputs of the first and second windings of the permanent magnet generator 3 are the difference between the induced voltage values of the windings, and the voltage generated by the reactors or capacitors connected to the internal inductances of the windings and the output terminals. Due to the descent, P1 and P2 shown in the wind turbine rotation speed versus output characteristics of FIG. 8 are obtained.

このように構成される上記分散電源用発電装置の整流回路2のバッテリ等の定電圧源への出力は、図9の点線に示すように、永久磁石型発電機3内の第1、第2の巻線の出力P1、P2を加算して得られる合計出力であり、最大出力曲線Ptと概略同一である。   The output to the constant voltage source such as a battery of the rectifier circuit 2 of the distributed power generator configured as described above is the first and second outputs in the permanent magnet generator 3 as shown by the dotted line in FIG. Is the total output obtained by adding the outputs P1 and P2 of the windings, and is substantially the same as the maximum output curve Pt.

特開2006−238539号公報JP 2006-238539 A 特開2007−288954号公報JP 2007-288754 A

しかしながら、上記のように構成される第1の従来例の分散電源用発電装置の整流回路2においては、低回転数領域から風車最大出力に沿った出力を取り出すために、第2の巻線の巻数を大きくしなければならない。したがって、巻数の大きい第2の巻線は大きい誘起電圧値を発生させるために、永久磁石型発電機3内の第2の巻線の絶縁耐圧を強化しなければならないという問題があった。   However, in the rectifier circuit 2 of the power generator for a distributed power source of the first conventional example configured as described above, in order to take out the output along the wind turbine maximum output from the low rotational speed region, The number of turns must be increased. Therefore, the second winding having a large number of turns has a problem that the withstand voltage of the second winding in the permanent magnet generator 3 must be strengthened in order to generate a large induced voltage value.

また、永久磁石型発電機3の2種類の巻線の出力端子には、リアクトルが接続されているために、遅れ電流による発電機巻線との鎖交磁束ひいては発電機誘起電圧が減少するという問題があった。そのため、風車最大出力曲線Ptと近似出力曲線Psが大きく乖離する領域があり、風車又は水車より最大出力曲線に沿った出力を得ることができないという問題があった。   In addition, since the reactor is connected to the output terminals of the two types of windings of the permanent magnet generator 3, the interlinkage magnetic flux with the generator winding due to the lag current, and thus the generator induced voltage is reduced. There was a problem. For this reason, there is a region where the windmill maximum output curve Pt and the approximate output curve Ps greatly deviate from each other, and there is a problem that an output along the maximum output curve cannot be obtained from the windmill or the water turbine.

第2の従来例においては、上記の発電機誘起電圧の減少という問題について、逆に鎖交磁束ひいては発電機誘起電圧の増加を図ることができる。しかし、低回転数領域から風車最大出力に沿った出力を取り出すためには、上記第1の従来例と同様に、第2の巻線は大きい誘起電圧値を発生させる必要がある。したがって、永久磁石型発電機3内の第2の巻線の絶縁耐圧を強化しなければならないという問題があった。   In the second conventional example, conversely, with respect to the problem of a decrease in the generator induced voltage, it is possible to increase the linkage flux and thus the generator induced voltage. However, in order to take out the output along the wind turbine maximum output from the low rotation speed region, the second winding needs to generate a large induced voltage value as in the first conventional example. Therefore, there is a problem that the withstand voltage of the second winding in the permanent magnet generator 3 must be strengthened.

本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、永久磁石型発電機3内の巻線の絶縁耐圧を強化することなく、風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路の出力向上を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a distributed power generator for a distributed power source that obtains a rough maximum output of a wind turbine or a water turbine without strengthening the dielectric strength of the windings in the permanent magnet generator 3. The purpose is to improve the output of the rectifier circuit.

請求項1の発明によれば、風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、前記永久磁石型発電機の第1の巻線は、該第1の巻線の出力端子および第1のリアクトルを経て第1の整流器に接続し、前記永久磁石型発電機の第2の巻線は、該第2の巻線の出力端子および第2のリアクトルを経て第2の整流器に接続し、さらに第2の巻線は、前記第2の巻線の出力端子およびコンデンサを経て倍電圧整流回路に接続し、該倍電圧整流回路の直流出力と前記第2の整流器の直流出力を、還流防止用ダイオードを介して並列に接続し、さらに前記第1の整流器の直流出力を並列に接続することを特徴とする分散電源用発電装置の整流回路。   According to the first aspect of the present invention, in the rectifier circuit of the power generator for a distributed power source, which obtains the approximate maximum output of the wind turbine or the water turbine regardless of the flow velocity of the wind or water from the permanent magnet generator driven by the wind turbine or the water turbine. The first winding of the permanent magnet generator is connected to the first rectifier via the output terminal of the first winding and the first reactor, and the second winding of the permanent magnet generator is connected. The line is connected to the second rectifier via the output terminal of the second winding and the second reactor, and the second winding is doubled via the output terminal of the second winding and the capacitor. Connected to a rectifier circuit, the DC output of the voltage doubler rectifier circuit and the DC output of the second rectifier are connected in parallel via a reflux prevention diode, and the DC output of the first rectifier is further connected in parallel Rectifying circuit of distributed power generator .

請求項2の発明によれば、前記倍電圧整流回路は、前記永久磁石型発電機の第2の巻線の出力端子に、直列にコンデンサを接続し、該コンデンサを経て第3の整流器を接続し、該第3の整流器に接続される任意の巻線の1相を、前記第3の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路の中点に接続して構成し、前記倍電圧整流回路の直流出力の正側に、前記第2の整流器の正側接続点をカソード側とし、直列に第1の還流防止用ダイオードを接続し、前記倍電圧回路の直流出力の負側に前記第2の整流器の負側接続点をアノード側とし、直列に第2の還流防止用ダイオードを接続したことを特徴とする請求項1記載の分散電源用発電装置の整流回路。   According to the invention of claim 2, the voltage doubler rectifier circuit has a capacitor connected in series to the output terminal of the second winding of the permanent magnet generator, and a third rectifier is connected via the capacitor. A phase of an arbitrary winding connected to the third rectifier is connected to a midpoint of a series capacitor circuit connected in parallel to the DC output side of the third rectifier, Connect the positive connection point of the second rectifier to the cathode side on the positive side of the DC output of the voltage rectifier circuit, and connect the first reflux prevention diode in series to the negative side of the DC output of the voltage doubler circuit. 2. The rectifier circuit for a power generator for a distributed power source according to claim 1, wherein a negative connection point of the second rectifier is the anode side, and a second reflux prevention diode is connected in series.

請求項3の発明によれば、風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、永久磁石型発電機内の巻線の種類を1種類の巻線として、低い風車回転数から充電を開始する整流回路を、前記倍電圧整流回路と前記第1の整流回路により構成し、前記倍電圧整流回路の直流出力の正側をアノード側とし、直列に還流防止ダイオードを接続し、前記倍電圧整流回路の直流出力の負側をカソード側とし、直列に還流防止ダイオードを接続し、前記還流防止ダイオードを接続した前記倍電圧整流回路の直流出力と前記第1の整流回路の直流出力を並列に接続することを特徴とする分散電源用発電装置の整流回路。   According to the invention of claim 3, in the rectifier circuit of the power generator for a distributed power source, which obtains the approximate maximum output of the wind turbine or the water turbine regardless of the flow velocity of the wind or water from the permanent magnet generator driven by the wind turbine or the water turbine. The rectifier circuit that starts charging at a low wind turbine speed is configured by the voltage doubler rectifier circuit and the first rectifier circuit, with one type of winding in the permanent magnet generator as one type of winding. The positive side of the DC output of the voltage rectifier circuit is the anode side, and a reflux prevention diode is connected in series. The negative side of the DC output of the voltage doubler rectifier circuit is the cathode side, and the reflux prevention diode is connected in series. A rectifier circuit for a power generator for a distributed power source, wherein a DC output of the voltage doubler rectifier circuit to which a prevention diode is connected and a DC output of the first rectifier circuit are connected in parallel.

本発明の分散電源用発電装置の整流回路においては、永久磁石型発電機3の細い巻線での構成が可能な第2の巻線は、倍電圧整流回路に接続されるために、風車回転数Nが低いときでもバッテリ13に充電できる第2の巻線の誘起電圧を半分にすることができる。従って、第2の巻線の絶縁耐圧を強化する必要が無いので、分散電源用発電装置の価格を下げることができる。さらに、風又は水より得られる概略の最大出力を取り出すことができる。   In the rectifier circuit of the power generator for a distributed power source according to the present invention, the second winding, which can be configured with a thin winding of the permanent magnet generator 3, is connected to the voltage doubler rectifier circuit, so Even when the number N is low, the induced voltage of the second winding that can charge the battery 13 can be halved. Therefore, it is not necessary to strengthen the withstand voltage of the second winding, so that the price of the distributed power generator can be reduced. Furthermore, the approximate maximum output obtained from wind or water can be taken out.

本発明の実施例1の分散電源用発電装置の整流回路を説明するための主回路結線図である。It is a main circuit connection diagram for demonstrating the rectifier circuit of the generator device for distributed power supplies of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の分散電源用発電装置の整流回路を説明するための主回路結線図である。It is a main circuit connection diagram for demonstrating the rectifier circuit of the generator device for distributed power supplies of Example 2 of this invention. 本発明の実施例1の分散電源用発電装置の整流回路の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の各整流回路の直流出力を説明図である。It is explanatory drawing about the DC output of each rectifier circuit at the time of connecting the DC output of the rectifier circuit of the power generator for distributed power supplies of Example 1 of this invention to constant voltage sources, such as a battery. 本発明の実施例1の分散電源用発電装置の整流回路の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の合計出力を説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a total output when the direct current output of the rectifier circuit of the power generator for a distributed power source according to the first embodiment of the present invention is connected to a constant voltage source such as a battery. 第1の従来例の分散電源用発電装置の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の各整流回路の直流出力を説明図である。It is explanatory drawing about the direct current output of each rectifier circuit at the time of connecting direct current output of the power generator for distributed power supplies of the 1st conventional example to constant voltage sources, such as a battery. 第1の従来例の分散電源用発電装置の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の合計出力を説明図である。It is explanatory drawing for the total output at the time of connecting the direct current output of the generator for distributed power sources of a 1st prior art example to constant voltage sources, such as a battery. 本発明、第1および第2の従来例に係る風速をパラメータとした時の、風車回転数対風車出力特性の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of a windmill rotation speed versus windmill output characteristic when the wind speed which concerns on this invention and the 1st and 2nd prior art example is made into a parameter. 第2の従来例の分散電源用発電装置の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の各整流回路の直流出力を説明図である。It is explanatory drawing about the direct current output of each rectifier circuit at the time of connecting the direct current output of the power generator for distributed power supplies of the 2nd conventional example to constant voltage sources, such as a battery. 第2の従来例の分散電源用発電装置の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の合計出力を説明図である。It is explanatory drawing about the total output at the time of connecting the DC output of the power generator for distributed power supplies of the 2nd prior art example to constant voltage sources, such as a battery. 第1の従来例の分散電源用発電装置の主回路結線図である。It is a main circuit connection diagram of the power generator for distributed power supplies of the 1st conventional example. 第2の従来例の分散電源用発電装置の主回路結線図である。It is a main circuit connection diagram of the power generator for distributed power supplies of the 2nd conventional example.

風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、複数の巻線を内蔵した永久磁石型発電機の第1の巻線の出力端子および第1のリアクトルを経て第1の整流器に接続し、第2の巻線の出力端子および第2のリアクトルを経て第2の整流器に接続し、さらに前記第2の巻線の出力端子およびコンデンサを経て倍電圧整流回路に接続し、該倍電圧整流回路の直流出力と前記第2の整流器の直流出力を、還流防止用ダイオードを介して並列に接続し、さらに前記第1の整流器の直流出力を並列に接続する分散電源用発電装置の整流回路である。   An output terminal of a first winding of a permanent magnet generator having a plurality of windings therein, in a rectifier circuit of a power generator for a distributed power source that obtains an approximate maximum output of the wind turbine or the water turbine regardless of the flow velocity of the wind or water; Connected to the first rectifier via the first reactor, connected to the output terminal of the second winding and the second rectifier via the second reactor, and further connected to the output terminal of the second winding and the capacitor And then connecting to the voltage doubler rectifier circuit, connecting the DC output of the voltage doubler rectifier circuit and the DC output of the second rectifier in parallel via a reflux prevention diode, and further connecting the DC output of the first rectifier It is the rectifier circuit of the power generator for distributed power supplies connected in parallel.

図1は、本発明を風車に適用した場合であり、風車により駆動される分散電源用発電装置の整流回路を説明する主回路結線図である。   FIG. 1 is a main circuit connection diagram illustrating a rectifier circuit of a power generator for a distributed power source that is driven by a windmill when the present invention is applied to the windmill.

同図において、81は倍電圧整流回路、111は第2の整流器62と倍電圧整流回路81の正側接続点、112は第2の整流器62と倍電圧整流回路81の負側接続点、601、602は第1、第2の還流防止用ダイオードであり、図10および図11と同一番号は同一構成部品を表す。本発明の分散電源用発電装置の整流回路2は、永久磁石型発電機、第1および第2のリアクトル、コンデンサ、第1〜第3の整流器、第1〜第2の倍電圧用コンデンサ、第1および第2の還流防止用ダイオード、正側出力端子、負側出力端子で構成される。   In the figure, 81 is a voltage doubler rectifier circuit, 111 is a positive connection point of the second rectifier 62 and the voltage doubler rectifier circuit 81, 112 is a negative connection point of the second rectifier 62 and the voltage doubler rectifier circuit 81, 601 , 602 are first and second reflux preventing diodes, and the same reference numerals as those in FIGS. 10 and 11 denote the same components. The rectifier circuit 2 of the power generator for a distributed power source according to the present invention includes a permanent magnet generator, first and second reactors, capacitors, first to third rectifiers, first to second voltage doubler capacitors, The first and second reflux preventing diodes, a positive output terminal, and a negative output terminal.

以下、図1について説明する。
第1の巻線の出力は、従来例と同様に、第1の巻線の出力端子9、第1のリアクトル4および第1の整流器61を経てバッテリ13に出力される。
Hereinafter, FIG. 1 will be described.
The output of the first winding is output to the battery 13 via the output terminal 9 of the first winding, the first reactor 4 and the first rectifier 61 as in the conventional example.

第2の巻線の出力は、第2の巻線の出力端子10より、2つの各直流出力回路を経て、バッテリ13に出力される。以下に第2の巻線の2つの直流出力回路を説明する。   The output of the second winding is output from the output terminal 10 of the second winding to the battery 13 via the two DC output circuits. Hereinafter, two DC output circuits of the second winding will be described.

第2の巻線の1つ目の直流出力回路は、第2の巻線の出力端子10に、直列に第2のリアクトル5を接続し、該第2のリアクトル5に直列に第2の整流器62を接続して構成される。その直流出力は、第2の巻線の出力端子10、第2のリアクトル5および第2の整流器62経て、バッテリ13に出力される。   The first DC output circuit of the second winding has a second reactor 5 connected in series to the output terminal 10 of the second winding, and a second rectifier in series with the second reactor 5. 62 is connected. The DC output is output to the battery 13 via the output terminal 10 of the second winding, the second reactor 5 and the second rectifier 62.

第2の巻線の2つ目の直流出力回路は、次のように構成される。
第2の巻線の出力端子10に、直列にコンデンサ7を接続し、該コンデンサ7に直列に第3の整流器63を接続し、該第3の整流器63に接続された第2の巻線の1相を、前記第3の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路16の中点Sに接続される。前記直列コンデンサ回路16は、第1の倍電圧用コンデンサ14と第2の倍電圧用コンデンサ15が直列に接続されて構成される。前記第3の整流器63と直列コンデンサ回路16により、倍電圧整流回路81が構成される。
The second DC output circuit of the second winding is configured as follows.
The capacitor 7 is connected in series to the output terminal 10 of the second winding, the third rectifier 63 is connected in series to the capacitor 7, and the second winding connected to the third rectifier 63 is connected. One phase is connected to the midpoint S of the series capacitor circuit 16 connected in parallel to the DC output side of the third rectifier. The series capacitor circuit 16 is configured by connecting a first voltage doubler capacitor 14 and a second voltage doubler capacitor 15 in series. The third rectifier 63 and the series capacitor circuit 16 constitute a voltage doubler rectifier circuit 81.

上記のように構成される第2の巻線の2つ目の直流出力回路は、第2の巻線の出力端子10、コンデンサ7および倍電圧整流回路81を経てバッテリ13に出力される。   The second DC output circuit of the second winding configured as described above is output to the battery 13 via the output terminal 10 of the second winding, the capacitor 7, and the voltage doubler rectifier circuit 81.

ここで、前記倍電圧整流回路81の直流出力は、前記第2の整流器62の直流出力の正側接続点111をカソード側とする第1の還流防止用ダイオード601および前記第2の整流器62の直流出力の負側接続点112をアノード側とする第2の還流防止用ダイオード602を介して、上記第2の整流器62の直流出力と並列に接続される。   Here, the DC output of the voltage doubler rectifier circuit 81 is the same as that of the first anti-reflux diode 601 and the second rectifier 62 with the positive side connection point 111 of the DC output of the second rectifier 62 as the cathode side. The DC output is connected in parallel with the DC output of the second rectifier 62 through a second anti-reflux diode 602 whose negative side connection point 112 is the anode side.

還流防止用ダイオード601および602は、バッテリ13に充電されずに、倍電圧整流回路81を構成する直列コンデンサ回路16の中点Sを経て、第2の巻線間で電流が還流することを防ぐ目的で接続される。   The reflux prevention diodes 601 and 602 prevent the current from flowing back between the second windings through the midpoint S of the series capacitor circuit 16 constituting the voltage doubler rectifier circuit 81 without being charged in the battery 13. Connected for purpose.

図3は、実施例1における前記永久磁石型発電機3内の第2の巻線の巻数が、第1の巻線の2倍の巻数である場合の分散電源用発電装置の整流回路2の直流出力をバッテリ等の定電圧源に接続した場合の説明図である。   FIG. 3 shows the rectifier circuit 2 of the power generator for a distributed power source when the number of turns of the second winding in the permanent magnet generator 3 in Example 1 is twice the number of turns of the first winding. It is explanatory drawing at the time of connecting DC output to constant voltage sources, such as a battery.

図3を用いて、実施例1の分散電源用発電装置の整流回路2の直流出力について説明する。風車回転数Nが上昇し、第2の巻線の電圧がバッテリ13へ充電を開始する電圧の半分、図3における風車回転数N22の半分の風車回転数N21になると、第2の巻線の出力端子10からコンデンサ7を経て倍電圧整流回路81より、バッテリ13に充電を開始する。その直流出力は、図3のP21のようになる。   With reference to FIG. 3, the DC output of the rectifier circuit 2 of the distributed power generation apparatus according to the first embodiment will be described. When the wind turbine rotational speed N rises and the voltage of the second winding reaches half of the voltage at which charging of the battery 13 starts to be charged, that is, half of the wind turbine rotational speed N22 in FIG. The battery 13 is charged from the output terminal 10 through the capacitor 7 and from the voltage doubler rectifier circuit 81. The DC output is as indicated by P21 in FIG.

さらに、風車回転数Nが上昇し、風車回転数N21付近になると、第2の巻線の出力端子10、第2のリアクトル5を経て第2の整流器62からも直流出力し、バッテリ13に充電される。その直流出力は、図3のP22のようになる。   Further, when the wind turbine rotational speed N rises and becomes near the wind turbine rotational speed N 21, the direct current is output from the second rectifier 62 via the output terminal 10 of the second winding and the second reactor 5, and the battery 13 is charged. Is done. The DC output is as indicated by P22 in FIG.

そして、風車回転数Nがさらに上昇し、風車回転数N1になると、第1の巻線から第1のリアクトル4を経て第1の整流器61からも直流出力し、バッテリ13に充電される。バッテリ13には直流出力であるP21、P22、P1の合計出力が充電され、図4のように最大出力曲線Ptに沿った近似出力曲線Psを得ることができる。   When the wind turbine rotational speed N further increases and reaches the wind turbine rotational speed N1, the direct current is output from the first rectifier 61 via the first reactor 4 from the first winding, and the battery 13 is charged. The battery 13 is charged with the total output of P21, P22, and P1, which are DC outputs, and an approximate output curve Ps along the maximum output curve Pt can be obtained as shown in FIG.

上記のように実施例1では、永久磁石型発電機3内の第2の巻線は、第2の巻線の出力端子10に直列に第2のリアクトル5を接続し、該第2のリアクトル5を経て第2の整流器62を接続する整流回路と、第2の巻線の出力端子10に直列にコンデンサ7を接続し、該コンデンサ7を経て第3の整流器63に接続し、該第3の整流器63に接続される前記第2の巻線の1相を、前記第3の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路16の中点Sに接続し構成する倍電圧整流回路81の各々の直流出力を並列に接続している。これは、第2の巻線の内部インダクタンスとコンデンサとの直列合成インピーダンスを永久磁石型発電機の定格回転数範囲内において容量性となるように設計することにより、図3および図4に示すように風車回転数Nが低い領域でも出力を得ることができ、さらに風車回転数Nが大きい時にも最大出力曲線Ptと近似出力曲線Psをほぼ一致させることが可能となる。   As described above, in the first embodiment, the second winding in the permanent magnet generator 3 has the second reactor 5 connected in series to the output terminal 10 of the second winding, and the second reactor The capacitor 7 is connected in series to the output terminal 10 of the second winding and the rectifier circuit that connects the second rectifier 62 via 5, and is connected to the third rectifier 63 via the capacitor 7, The voltage doubler rectifier circuit is configured by connecting one phase of the second winding connected to the rectifier 63 to the middle point S of the series capacitor circuit 16 connected in parallel to the DC output side of the third rectifier. The direct current outputs of 81 are connected in parallel. As shown in FIGS. 3 and 4, the series combined impedance of the internal inductance of the second winding and the capacitor is designed to be capacitive within the rated rotational speed range of the permanent magnet generator. In addition, an output can be obtained even in a region where the windmill rotational speed N is low, and even when the windmill rotational speed N is large, the maximum output curve Pt and the approximate output curve Ps can be substantially matched.

第1の倍電圧用コンデンサ14と第2の倍電圧用コンデンサ15のそれぞれの直流電圧値は、コンデンサ容量の大小によって電圧脈動の大小があるが、バッテリ13の電圧値の半分に充電される。よって、風車回転数N21が風車回転数N22の半分で充電可能な電圧となり、バッテリ13に充電を開始することが可能となる。   The DC voltage values of the first voltage doubler capacitor 14 and the second voltage doubler capacitor 15 are charged to half the voltage value of the battery 13, although the voltage pulsation has a magnitude depending on the magnitude of the capacitor capacity. Therefore, the wind turbine rotational speed N21 becomes a voltage that can be charged at half the wind turbine rotational speed N22, and the battery 13 can be charged.

したがって、低い風車回転数から充電可能な整流回路を構成することができ、さらに第2の巻線の絶縁耐圧を従来のままに抑えることができる。   Therefore, it is possible to configure a rectifier circuit that can be charged from a low windmill speed, and further to suppress the withstand voltage of the second winding as in the prior art.

図1の本発明の実施例では、永久磁石型発電機3の巻線が2種類の場合で説明したが、3種類の巻線として、低い風車回転数から充電を開始する巻線に倍電圧整流回路を接続する方法も可能である。
このように構成することにより、分散電源用発電装置の整流回路2のバッテリ13等の定電圧源への出力を、2巻線の場合よりも風車の最大出力曲線Ptに近づけることができるので、風からより多くのエネルギーを取得できる。
In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the case of two types of windings of the permanent magnet generator 3 has been described. However, as the three types of windings, a double voltage is applied to the windings that start charging from a low wind turbine speed. A method of connecting a rectifier circuit is also possible.
By configuring in this way, the output to the constant voltage source such as the battery 13 of the rectifier circuit 2 of the power generator for the distributed power supply can be made closer to the maximum output curve Pt of the windmill than in the case of two windings. You can get more energy from the wind.

また、本発明で用いるリアクトルは、飽和リアクトルや、タップ付きとすることで、風車出力特性により一致するような微調整が可能である。
さらに、図1における第1のリアクトル4は、永久磁石型発電機3内のインダクタンスが設計段階で把握できれば、省略することも可能である。
In addition, the reactor used in the present invention can be finely adjusted so as to match the wind turbine output characteristics by being a saturated reactor or having a tap.
Furthermore, the first reactor 4 in FIG. 1 can be omitted if the inductance in the permanent magnet generator 3 can be grasped at the design stage.

図2に示す本発明の第2の実施例は、本発明の第1の実施例で説明した分散電源用発電装置の整流回路において、永久磁石型発電機3内の巻線の種類が1種類の場合の主回路結線図である。   The second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is one type of winding in the permanent magnet type generator 3 in the rectifier circuit of the distributed power generator described in the first embodiment of the present invention. It is a main circuit connection diagram in the case of.

同図において、81は倍電圧整流回路、113は第1の整流器61と倍電圧整流回路81の正側接続点、114は第1の整流器61と倍電圧整流回路81の負側接続点、図1、図10および図11と同一番号は同一構成部品を表す。本発明の分散電源用発電装置の整流回路2は、永久磁石型発電機、第1のリアクトル、コンデンサ、第1〜第2の整流器、第1〜第2の倍電圧用コンデンサ、第1および第2の還流防止用ダイオード、正側出力端子、負側出力端子で構成される。   In the figure, 81 is a voltage doubler rectifier circuit, 113 is a positive connection point of the first rectifier 61 and the voltage doubler rectifier circuit 81, 114 is a negative connection point of the first rectifier 61 and the voltage doubler rectifier circuit 81, The same reference numerals as those in FIGS. 1, 10 and 11 denote the same components. The rectifier circuit 2 of the power generator for a distributed power source according to the present invention includes a permanent magnet generator, a first reactor, a capacitor, first to second rectifiers, first to second voltage doubler capacitors, first and first capacitors. 2 free-flow prevention diodes, a positive output terminal, and a negative output terminal.

以下、図2について説明する。
第1の巻線の出力は、第1の巻線の出力端子9より、2つの各直流出力回路を経て、バッテリ13に出力される。以下に2つの直流出力回路を説明する。
Hereinafter, FIG. 2 will be described.
The output of the first winding is output from the output terminal 9 of the first winding to the battery 13 via the two DC output circuits. Two DC output circuits will be described below.

第1の巻線の1つ目の直流出力回路は、第1の巻線の出力端子9に、直列に第1のリアクトル4を接続し、該第1のリアクトル4に直列に第1の整流器61を接続して構成される。その直流出力は、第1の巻線の出力端子9、第1のリアクトル4および第1の整流器61経て、バッテリ13に出力される。   The first DC output circuit of the first winding has a first reactor 4 connected in series to the output terminal 9 of the first winding, and a first rectifier in series with the first reactor 4. 61 is connected. The DC output is output to the battery 13 via the output terminal 9 of the first winding, the first reactor 4 and the first rectifier 61.

第1の巻線の2つ目の直流出力回路は、次のように構成される。
第1の巻線の出力端子9に、直列にコンデンサ7を接続し、該コンデンサ7に直列に第2の整流器62を接続し、該第2の整流器62に接続された第1の巻線の1相を、前記第2の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路16の中点Sに接続される。前記直列コンデンサ回路16は、第1の倍電圧用コンデンサ14と第2の倍電圧用コンデンサ15が直列に接続されて構成される。前記第2の整流器62と直列コンデンサ回路16により、倍電圧整流回路81が構成される。
The second DC output circuit of the first winding is configured as follows.
The capacitor 7 is connected in series to the output terminal 9 of the first winding, the second rectifier 62 is connected in series to the capacitor 7, and the first winding connected to the second rectifier 62 is connected. One phase is connected to the midpoint S of the series capacitor circuit 16 connected in parallel to the DC output side of the second rectifier. The series capacitor circuit 16 is configured by connecting a first voltage doubler capacitor 14 and a second voltage doubler capacitor 15 in series. The second rectifier 62 and the series capacitor circuit 16 constitute a voltage doubler rectifier circuit 81.

上記のように構成される第1の巻線の2つ目の直流出力回路は、第1の巻線の出力端子9、コンデンサ7および倍電圧整流回路81を経てバッテリ13に出力される。   The second DC output circuit of the first winding configured as described above is output to the battery 13 via the output terminal 9 of the first winding, the capacitor 7 and the voltage doubler rectifier circuit 81.

ここで、前記倍電圧整流回路81の直流出力は、前記第2の整流器61の直流出力の正側接続点113をカソード側とする第1の還流防止用ダイオード601および前記第2の整流器62の直流出力の負側接続点114をアノード側とする第2の還流防止用ダイオード602を介して、上記第1の整流器61の直流出力と並列に接続される。   Here, the DC output of the voltage doubler rectifier circuit 81 is generated by the first reflux prevention diode 601 and the second rectifier 62 having the positive side connection point 113 of the DC output of the second rectifier 61 as the cathode side. The DC output is connected in parallel with the DC output of the first rectifier 61 via a second reflux prevention diode 602 whose anode side is the negative connection point 114 of the DC output.

実施例1と同様に、還流防止用ダイオード601および602は、バッテリ13に充電されずに、倍電圧整流回路81を構成する直列コンデンサ回路16の中点Sを経て、第1の巻線間で電流が還流することを防ぐ目的で接続される。   Similar to the first embodiment, the freewheeling prevention diodes 601 and 602 are not charged to the battery 13, and pass through the middle point S of the series capacitor circuit 16 constituting the voltage doubler rectifier circuit 81, and between the first windings. It is connected for the purpose of preventing current from flowing back.

第1の倍電圧用コンデンサ14と第2の倍電圧用コンデンサ15のそれぞれの直流電圧は、コンデンサ容量の大小によって電圧脈動の大小があるが、バッテリ13の電圧の半分に充電される。よって、倍電圧整流回路81の直流出力は、第1の整流器61の直流出力を開始する風車回転数の半分で、バッテリ13に充電を開始することが可能となる。   The DC voltage of each of the first voltage doubler capacitor 14 and the second voltage doubler capacitor 15 is charged to half of the voltage of the battery 13, although there is a voltage pulsation depending on the size of the capacitor. Therefore, the DC output of the voltage doubler rectifier circuit 81 can be started to charge the battery 13 at half the wind turbine speed at which the DC output of the first rectifier 61 is started.

上記倍電圧整流回路81の直流出力と第1の整流器61の直流出力は、図5のP2、P1とほぼ同等となる。このように本発明の合計出力は、図6の近似出力曲線Psとほぼ同等となるが、実施例1の近似出力曲線Psよりは最大出力曲線Ptに近似していないが、簡便な方法で、最大出力曲線Ptに近似した出力が取り出せる。つまり、2つの巻線を内蔵した永久磁石型発電機で構成する第1の従来例の分散電源用発電装置の整流回路と同等の性能を、1つの巻線で実現することが可能である。   The DC output of the voltage doubler rectifier circuit 81 and the DC output of the first rectifier 61 are substantially equal to P2 and P1 in FIG. As described above, the total output of the present invention is substantially equivalent to the approximate output curve Ps of FIG. 6, but is not approximated to the maximum output curve Pt than the approximate output curve Ps of Example 1, but by a simple method, The output approximated to the maximum output curve Pt can be taken out. In other words, it is possible to achieve performance equivalent to that of the rectifier circuit of the power generator for a distributed power source according to the first conventional example, which is constituted by a permanent magnet generator having two windings built in, with a single winding.

また、本発明で用いるリアクトルは、飽和リアクトルや、タップ付きとすることで、風車出力特性により一致するような微調整が可能である。
さらに、図2におけるリアクトル4は、永久磁石型発電機3内のインダクタンスが設計段階で把握できれば、省略することも可能である。
In addition, the reactor used in the present invention can be finely adjusted so as to match the wind turbine output characteristics by being a saturated reactor or having a tap.
Furthermore, the reactor 4 in FIG. 2 can be omitted if the inductance in the permanent magnet generator 3 can be grasped at the design stage.

本発明の分散電源用発電装置の整流回路によれば、倍電圧整流回路と還流防止用ダイオードを接続することにより、巻線の絶縁耐圧を強化することなく、低い風車回転数から充電を開始することが可能となり、風又は水より得られる概略の最大出力を取り出すことが可能となり、非常に有用である。   According to the rectifier circuit of the power generator for a distributed power source of the present invention, charging is started from a low windmill speed without increasing the withstand voltage of the winding by connecting the voltage doubler rectifier circuit and the reflux prevention diode. It is possible to extract the approximate maximum output obtained from wind or water, which is very useful.

また、永久磁石型発電機内の低い風車回転数から充電を開始する巻線の絶縁耐圧を強化することがないため、安価な分散電源用発電装置の整流回路を提供できる。   Further, since the withstand voltage of the winding that starts charging at a low wind turbine speed in the permanent magnet generator is not strengthened, an inexpensive rectifier circuit for a power generator for a distributed power source can be provided.

1 風車
2 分散電源用発電装置
3 永久磁石型発電機
4、5 第1、第2のリアクトル
61、62、63 第1、第2、第3の整流器
7 コンデンサ
81 倍電圧整流回路
9 第1の巻線の出力端子
10 第2の巻線の出力端子
14、15 第1、第2の倍電圧用コンデンサ
16 直列コンデンサ回路
601、602 第1、第2の還流防止用ダイオード
111 第2の整流器の直流出力と倍電圧整流回路の直流出力の正側接続点
112 第2の整流器の直流出力と倍電圧整流回路の直流出力の負側接続点
113 第1の整流器の直流出力と倍電圧整流回路の直流出力の正側接続点
114 第1の整流器の直流出力と倍電圧整流回路の直流出力の負側接続点
11 分散電源用発電装置の正側出力端子
12 分散電源用発電装置の負側出力端子
13 バッテリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Windmill 2 Distributed power generator 3 Permanent magnet type generator 4, 5 1st, 2nd reactor 61, 62, 63 1st, 2nd, 3rd rectifier 7 Capacitor 81 Voltage doubler rectifier circuit 9 1st Winding output terminal 10 Second winding output terminals 14 and 15 First and second voltage doubler capacitors 16 Series capacitor circuits 601 and 602 First and second anti-reflective diodes 111 of the second rectifier DC output and positive output node 112 of the double voltage rectifier circuit DC output of the second rectifier and negative output node 113 of the DC output of the voltage doubler rectifier circuit 113 DC output of the first rectifier and the double voltage rectifier circuit DC output positive connection point 114 DC output of the first rectifier and DC output negative connection point of the voltage doubler rectifier circuit 11 Positive output terminal 12 of the power generator for distributed power supply 12 Negative output terminal of the power generator for distributed power supply 13 battery

Claims (3)

風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、前記永久磁石型発電機の第1の巻線は、該第1の巻線の出力端子および第1のリアクトルを経て第1の整流器に接続し、前記永久磁石型発電機の第2の巻線は、該第2の巻線の出力端子および第2のリアクトルを経て第2の整流器に接続し、さらに第2の巻線は、前記第2の巻線の出力端子およびコンデンサを経て倍電圧整流回路に接続し、該倍電圧整流回路の直流出力と前記第2の整流器の直流出力を、還流防止用ダイオードを介して並列に接続し、さらに前記第1の整流器の直流出力を並列に接続することを特徴とする分散電源用発電装置の整流回路。   In a rectifier circuit of a power generator for a distributed power source that obtains an approximate maximum output of a wind turbine or a water turbine from a permanent magnet generator driven by a wind turbine or a water turbine regardless of the flow velocity of the wind or water, the first of the permanent magnet generator The first winding is connected to the first rectifier via the output terminal of the first winding and the first reactor, and the second winding of the permanent magnet generator is the second winding. And an output terminal and a second reactor of the second winding connected to the second rectifier, and the second winding is connected to the voltage doubler rectifier circuit via the output terminal of the second winding and the capacitor. The DC output of the rectifier circuit and the DC output of the second rectifier are connected in parallel via a reflux prevention diode, and the DC output of the first rectifier is further connected in parallel. Rectifier circuit for power generator. 前記倍電圧整流回路は、前記永久磁石型発電機の第2の巻線の出力端子に、直列にコンデンサを接続し、該コンデンサを経て第3の整流器を接続し、該第3の整流器に接続される任意の巻線の1相を、前記第3の整流器の直流出力側に並列に接続される直列コンデンサ回路の中点に接続して構成し、前記倍電圧整流回路の直流出力の正側に、前記第2の整流器の正側接続点をカソード側とし、直列に第1の還流防止用ダイオードを接続し、前記倍電圧回路の直流出力の負側に前記第2の整流器の負側接続点をアノード側とし、直列に第2の還流防止用ダイオードを接続したことを特徴とする請求項1記載の分散電源用発電装置の整流回路。   The voltage doubler rectifier circuit has a capacitor connected in series to the output terminal of the second winding of the permanent magnet generator, a third rectifier is connected via the capacitor, and is connected to the third rectifier. One phase of an arbitrary winding to be connected to the middle point of a series capacitor circuit connected in parallel to the DC output side of the third rectifier, and the positive side of the DC output of the voltage doubler rectifier circuit In addition, a positive connection point of the second rectifier is set as a cathode side, a first reflux prevention diode is connected in series, and a negative connection of the second rectifier is connected to a negative side of a DC output of the voltage doubler circuit. 2. The rectifier circuit for a power generator for a distributed power source according to claim 1, wherein the point is the anode side and a second reflux prevention diode is connected in series. 風車又は水車により駆動される永久磁石型発電機から、風又は水の流速に関わらず風車又は水車の概略の最大出力を得る分散電源用発電装置の整流回路において、永久磁石型発電機内の巻線の種類を1種類の巻線として、低い風車回転数から充電を開始する整流回路を、前記倍電圧整流回路と前記第1の整流回路により構成し、前記倍電圧整流回路の直流出力の正側をアノード側とし、直列に還流防止ダイオードを接続し、前記倍電圧整流回路の直流出力の負側をカソード側とし、直列に還流防止ダイオードを接続し、前記還流防止ダイオードを接続した前記倍電圧整流回路の直流出力と前記第1の整流回路の直流出力を並列に接続することを特徴とする分散電源用発電装置の整流回路。
Winding in a permanent magnet generator in a rectifier circuit of a power generator for a distributed power source that obtains the approximate maximum output of a wind turbine or water turbine from a permanent magnet generator driven by a wind turbine or water turbine regardless of the flow velocity of wind or water The rectifier circuit that starts charging at a low wind turbine speed is configured by the voltage doubler rectifier circuit and the first rectifier circuit, and the positive side of the DC output of the voltage doubler rectifier circuit The anode side, connected in series with a reflux prevention diode, the negative side of the DC output of the voltage doubler rectifier circuit as the cathode side, connected in series with a reflux prevention diode, and the voltage doubler rectifier connected with the reflux prevention diode A rectifier circuit for a power generator for a distributed power source, wherein a DC output of a circuit and a DC output of the first rectifier circuit are connected in parallel.
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