JPH077998A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電装置（１）により供給され、消費装置
（２）が吸収する電力の変化とは関係なく、出力電圧
（Ｖ１）の実効値（Ｕ１）と周波数（ｆ１）を一定に保
持させること。 【構成】 発電装置（１）は何らかの消費装置に交流電
気エネルギーを供給するためのものであり、交流電圧
（Ｖ２）を発生する発電機（５）に結合するモータ
（３）と、交流電圧（Ｖ２）から直流電圧（Ｖ３）を発
生する第１の変換器（６）と、第１の変換器（６）と並
列に接続する再充電可能電気エネルギー源（７）と、直
流電圧（Ｖ３）から発電装置（１）の出力交流電圧（Ｖ
１）を発生する第２の変換器（９）とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータと、前記モータ
に機械的に結合して電気エネルギーを発生する発電機と
を具備し、設定実効値及び設定周波数を有する交流電圧
である第１の電圧で電気エネルギーを供給する発電装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような発電装置があらゆる種類の
消費装置（以下、単に「消費装置」という）に電気エネ
ルギーを供給しようとするものであることは自明であ
る。公知の発電装置の出力交流電圧、すなわち、発電装
置が消費装置に供給する電圧は、発電装置の発電機が発
生する電圧から直接に構成されている。この出力電圧の
周波数は、言うまでもなく、消費装置により吸収され且
つ発電装置が供給することを要求されている電力とは関
係なく、できる限り一定でなければならない。

【０００３】従って、公知の発電装置の発電機は実際に
は同期型の発電機、すなわち、その回転子の回転速度に
比例する周波数を有する電圧を発生する発電機でなけれ
ばならず、この周波数が要求されている値を有するよう
に、回転速度を一定の値に調整しなければならない。回
転子は発電装置のモータの出力軸に機械的に結合してい
るので、一定の値に設定すべきであるのがその値はモー
タの回転速度であることは自明である。そこで、たとえ
ば、回転子がモータの出力軸に直接に結合しているよう
な二極発電機を有する発電装置の場合、消費装置によっ
て吸収される電力の量にかかわらず、発電装置の出力電
圧の周波数を５０Ｈｚにするために、モータの回転速度
を３０００ｒｐｍに設定しなければならない。

【０００４】周知の通り、モータが供給することを要求
される機械動力の急速な変化の中で、モータの回転速
度、特に、一般に発電装置で使用されているような内燃
機関の回転速度を正確に設定するのは困難である。とこ
ろが、発電装置において、この機械動力が消費装置によ
り吸収される電力に依存することは自明であり、その電
力は非常に短い時間の中で低い値、さらには零の値から
高い値、さらには、発電装置により供給しうる最大電力
の値まで、あるいは、逆に高い値から低い値まで変化し
てしまう場合がある。消費装置により吸収される電力が
そのように変化している間、周知の発電装置のモータの
回転速度、従って、発電装置の出力電圧の周波数を実際
に所要の一定値に保持することは不可能である。

【０００５】モータの速度の変化が原因となって発電装
置の出力電圧の周波数に起こる変化を少なくすること
は、モータを発電機に結合している軸に慣性フライホイ
ールを装着するという手段によって可能であるが、それ
を完全に排除するのは不可能である。また、そのような
フライホイールには、重くかさの大きい構成要素である
という欠点がある。発電装置の出力電圧の実効値も、消
費装置により吸収される電力に関係なく一定にとどまっ
ていなければならない。

【０００６】この出力電圧を調整するために、周知の発
電装置においては、一般に、いわゆる励磁巻線を装備し
た回転子を有する発電機と、それらの励磁巻線を流れる
電流を消費装置により吸収される電力に従って修正する
ための適切な回路とを使用している。ところが、この電
力が急速に変化するとき、特に励磁巻線の誘導率の関係
上、励磁巻線を流れる電流は相対的にゆっくりと変化す
るだけであるので、発電機により供給される電圧、すな
わち、発電装置の出力電圧の値は変化してしまう。

【０００７】発電機が供給する電圧は発電機の回転子の
回転速度によっても左右されるので、消費装置により吸
収される電力が変化するときのこの電圧の変化は、先に
述べたようにその時点で起こる回転速度の変化によって
一層悪化する。要するに、公知の発電装置については、
それが給電している消費装置により吸収される電力が変
化したとき、供給される電圧の値と周波数はいずれも一
定にとどまらないのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上述のような欠点のない発電装置、すなわち、発電
装置が給電している消費装置により吸収される電力に大
きく且つ／又は急速な変化が起こっても一定である実効
値と周波数を有する交流電圧を供給する発電装置を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、設定実効
値及び設定周波数を有する交流電圧である第１の電圧で
電気エネルギーを供給するためのものであり、モータと
前記モータに機械的に結合して、前記電気エネルギーを
発生する発電機とを具備し、且つ前記発電機が第２の電
圧で前記電気エネルギーを発生するように構成され、前
記発電機に電気的に結合して、前記第２の電圧を一定の
値を有する直流電圧である第３の電圧に変換する第１の
変換器と、前記第１の変換器と並列して結合する再充電
可能電気エネルギー源と、前記第１の変換器及び前記再
充電可能電気エネルギー源に電気的に結合して、前記第
３の電圧から前記第１の電圧を発生する第２の変換器と
を具備することを特徴とする特許請求の範囲に記載の発
電装置により達成される。本発明のその他の目的及び利
点は、添付の図面に関連する以下の説明から明白になる
であろう。

【００１０】

【実施例】本発明による発電装置を図１に限定的な意味
をもたない１例として、概略的に示す。図１に全体を図
中符号１で示す発電装置は、実効値Ｕ１と周波数ｆ１を
有する交流電圧Ｖ１の形態をとる電気エネルギーを発生
するためのものである。この電気エネルギーは、図１に
は図中符号２によってごく概略的に表わされている任意
の種類の消費装置に供給されることになる。以下の説明
から明白になるであろうが、発電装置１がどのように構
成されているかに応じて、交流電圧Ｖ１は単相であって
も、多相、たとえば、三相であっても良い。発電装置１
の出力端子には消費装置２の端子が接続されている。そ
れらの出力端子の数は、言うまでもなく、電圧Ｖ１の位
相の数によって決まるが、図には個別に示されておら
ず、まとめて図中符号Ｓによって出力端子を表わしてい
る。

【００１１】発電装置１は、この実施例では別個には図
示していない気化器による供給を受けるガソリン機関で
あるモータ３を含む。ガソリン機関３に供給されるべき
燃料・空気混合物の流量と組成、従って、ガソリン機関
３の各々の回転速度においてガソリン機関３により供給
されるべき機械動力を確定する気化器のちょう形弁の位
置は、制御回路４を介して、電気調整信号ＳＭの値によ
り以下に説明する方式で制御される。制御回路４につい
ては、以下に論ずるような実行すべき様々な機能に関す
る知識をもつ当業者によっていくつかの態様で問題なく
構成できるので、詳細な説明を省く。当業者であれば、
たとえば、マイクロコンピュータを適切なインタフェー
ス回路と組合わせ且つこのマイクロコンピュータを所要
の機能を実行するようにプログラミングすることによ
り、この制御回路４を容易に、都合良く構成しうると理
解できるであろう。

【００１２】発電装置１は、従来の通りに固定子と、回
転子とを有する（個別には図示していない）電気エネル
ギー発電機５をさらに含む。発電機５の回転子は、二本
線によって象徴的に表わす機械的リンク機構により、モ
ータ３の出力軸に直接に結合されている。発電機５は、
その固定子に対する回転子の回転に応答して単相又は多
相の交流電圧の形態をとる電気エネルギーを発生する数
種類の周知の発電機の中のいずれか１つであれば良いの
で、ここでは詳細には説明しない。図１において、図中
符号Ｖ２は発電機５が発生する交流電圧を表わし、Ｕ２
とｆ２はその電圧の実効値と周波数をそれぞれ表わして
いる。

【００１３】以下の説明から明白になるであろうが、電
圧Ｖ２の位相の数は電圧Ｖ１の位相の数とは異なってい
ても良い。さらに、電圧Ｖ２の実効値Ｕ２と周波数ｆ２
は可変であり、通常は、電圧Ｖ１の実効値Ｕ１及び周波
数ｆ１とは異なっている。電圧Ｖ２が現れる発電機５の
出力端子の数が電圧Ｖ２の位相の数によって決まること
は自明であるが、図にはそれらの出力端子は個別に示さ
れておらず、まとめて図中符号５．１によって表わされ
ている。発電装置１は、各々が発電機５の端子５．１の
１つにそれぞれが接続されている端子５．１と同数の第
１の端子を有する第１の変換器回路６をさらに含む。変
換器６の第１の端子も個別には示されておらず、まとめ
て図中符号６．１によって表わされている。変換器６は
２つの第２の端子をさらに有するが、それらの端子も個
別には示されておらず、まとめて図中符号６．２によっ
て表わされている。

【００１４】ここで、先に説明した又は以下で説明する
発電装置１の素子間の様々な電気的接続は、たとえば、
発電機５と変換器６との間の接続で自明であるように数
本の導電ワイヤから成る接続の場合であっても、図１に
は単に１本の線により象徴的に表わされているというこ
とに注意すべきである。図１をさらに理解しやすくする
ために、以下に示すように電気エネルギーを移送する働
きをする接続を、以下に示すように制御信号、調整信号
又は測定信号を伝送する働きをする接続より太い線によ
り表わしている。

【００１５】前述の変換器６は、発電機５がモータ３に
より駆動されたときに発電機５から受け取る交流電圧Ｖ
２に応答して端子６．２に直流電圧Ｖ３を発生するよう
に構成されている。さらに、変換器６は、以下に説明す
るように相当に大きく変化することもある電圧Ｖ２の実
効値とは関係なく電圧Ｖ３の値Ｕ３は一定であるように
構成されている。加えて、変換器６は、それに接続して
いる素子に供給する電力を以下に説明するように制御回
路４から受信する調整信号ＳＣの値に従って調整するよ
うに構成されている。

【００１６】この実施例においては、以下の説明で明白
になる理由によって、同様に以下でさらに説明する状況
の中で信号ＳＣは２つの明確に異なる値ＳＣ０及びＳＣ
１をとることができる。さらに、変換器６は、信号ＳＣ
が値ＳＣ０を有するときは出力端子６．２で電力を全く
送り出さず、信号ＳＣが値ＳＣ１を有するときには、出
力端子６．２で発電機５から受け取った全ての電力を伝
送するように構成されている。変換器６のような変換器
は、当業者には良く知られている回路であるので、ここ
では詳細に説明しない。そのような変換器は、一般に、
変換器に印加される交流電圧を受け取る整流器により供
給されて整流され、可能であればフィルタリングされた
電圧から、その整流電圧のピーク値が直流電圧に要求さ
れている値より低い場合であっても、所望の直流電圧を
発生する電圧安定器から構成されていると述べておけば
十分である。

【００１７】発電装置１は、図中符号７によって表わさ
れている再充電可能電気エネルギー源、すなわち、ある
量の直流電圧の電気エネルギーを蓄積し且つ戻すことが
できる装置をさらに含む。エネルギー源７は、変換器６
の出力端子６．２の１つずつにそれぞれ接続する１対の
端子を有し、それらの端子は図中符号７．１によってま
とめて示されている。さらに、エネルギー源７は、端子
７．１が変換器６の端子６．２に接続していないときに
エネルギー源７が端子７．１で発生する電圧Ｖ４が少な
くとも変換器６により発生される電圧Ｖ３とほぼ等しく
なるように構成されている。エネルギー源７の端子７．
１と変換器６の端子６．２が接続しているときには、当
然、電圧Ｖ３と電圧Ｖ４とは厳密に等しい。この実施例
において、エネルギー源７は鉛蓄電池又はカドミウム・
ニッケル蓄電池などの従来の蓄電池から成るバッテリー
から構成されているものと仮定する。しかしながら、エ
ネルギー源７を後に説明する実施例の場合のように異な
る態様で構成しても良いことに注意すべきである。

【００１８】発電装置１は、エネルギー源７に接続する
監視回路８をさらに含む。この監視回路８は、エネルギ
ー源７の電荷の状態、すなわち、エネルギー源７におい
て利用可能な電気エネルギーの量を表わす測定信号ＳＱ
を制御回路４に供給するように構成されている。この実
施例では、エネルギー源７が完全に充電されているとき
は信号ＳＱは最大値ＳＱ１を有し、エネルギー源７が放
電するのと同時に信号ＳＱの値は減少するものと仮定す
る。監視回路８と、この回路とエネルギー源７との接続
は当業者には良く知られている様々な方法で実現可能で
あるので、それらについては詳細に説明しない。そのよ
うな監視回路は、一般に、それぞれが関連するエネルギ
ー源の端子における電圧と、エネルギー源の充電電流又
は放電電流とを表わしている測定信号を供給する少なく
とも２つの回路を含み、また、可能であれば、エネルギ
ー源の温度又はそのエージング状態、すなわち、初めて
動作して以来経過した時間などのエネルギー源のその他
のパラメータを表わす測定信号を供給する回路を含むこ
とを述べておけば十分である。そのような監視回路は、
言うまでもなく、先に挙げた様々な測定信号に従って監
視回路が接続しているエネルギー源の状態を表わす信号
を発生することができる計算回路をさらに含む。

【００１９】発電装置１は図中符号９によって示す第２
の変換器回路をさらに含む。変換器９は、それぞれが変
換器６の端子６．２の中の１つに接続している、まとめ
て図中符号９．１により表わされている１対の入力端子
と、まとめて図中符号９．２により表わされている出力
端子とを有する。出力端子９．２は発電装置１の出力端
子Ｓと同数であり、それぞれ、後に説明する測定回路１
０を介して出力端子Ｓの１つに接続している。変換器９
は直流電圧Ｖ３から発電装置１の出力交流電圧Ｖ１を発
生する働きをする。すなわち、変換器９は一般にはイン
バータと呼ばれている周知の回路と同じ種類の回路であ
るので、ここでは詳細には説明しない。

【００２０】インバータは直流電圧から、単相、多相の
いずれであっても良い交流電圧を発生するための回路で
あると述べるだけで十分である。この交流電圧のピーク
値は直流電圧の値とほぼ等しい。この目的のために、イ
ンバータは、詳細には、発生することを要求されている
交流電圧が単相であるか又は多相であるかによって決ま
る数と接続方式をもつトランジスタやサイリスタなどの
電子素子を含んでいる。加えて、各々の電子素子は、正
弦関数に沿って変化する幅を有する周期パルスから形成
されている信号によって制御される。それらのパルス幅
を決める様々な正弦関数は、全て、同じ振幅と同じ周波
数を有し、それらは、それぞれ、インバータが発生する
交流電圧の実効値と周波数を規定するのであるが、互い
に関して、同様にこの交流電圧が単相であるか又は多相
であるかによって決まる量だけ位相ずれしている。

【００２１】発電装置１では、変換器９を構成している
インバータの電子素子を制御するための様々な信号を制
御回路４により永久的に発生させるので、その結果、変
換器９も永久に動作することになる。そこで、図面を過
度に複雑にしないために、それらの制御信号が制御回路
４から変換器９まで伝送されてゆく接続経路の全てを１
本の線のみによって表現している。また、以下の説明を
無用に複雑にしないように、それらの制御信号の全てを
単純に変換器９の制御信号と呼び、図中符号ＳＤによっ
て表わす。

【００２２】発電装置１は、それぞれ図中符号１０及び
１１で表わされている２つの測定回路をさらに含む。測
定回路１０は変換器９の出力端子９．２と、発電装置１
の出力端子Ｓとの間に位置し、発電装置１により消費装
置２に供給される電力（これが消費装置２により吸収さ
れる電力と同じであるのは自明である）を表わす測定信
号ＳＰを制御回路４に供給するように構成されている。
それら２つの電力が同じであるため、以下、双方を図中
符号Ｐｅによって表わす。さらに、測定回路１０は、変
換器９が供給する電圧Ｖ１が修正なく発電装置１の出力
端子Ｓに印加されるように構成されている。

【００２３】測定回路１０は当業者には良く知られてい
る様々な方法で構成可能であるので、この回路について
詳細には説明しない。ここでは、回路１０が電圧Ｖ１の
実効値及び消費装置２により吸収される電流をそれぞれ
表わす測定信号を供給する１対の回路と、それらの測定
信号に応答して信号ＳＰを発生するために必要である計
算回路とを含んでいて良いということを述べれば十分で
ある。

【００２４】測定回路１１は、この実施例では発電機５
の端子５．１に接続している入力端子を有する。測定回
路１１は、発電機５の回転子の回転速度、従って、モー
タ３の回転速度を表わす測定信号ＳＲを制御信号４に供
給するように構成されている。以下、この回転速度をＲ
とする。測定回路１１も当業者には良く知られている様
々な方法で構成可能であるので、この回路について詳細
には説明しない。この実施例においては、回路１１は信
号ＳＲを電圧Ｖ２の周波数ｆ２に従属させるように構成
されているものと仮定する。この周波数は、当然、発電
機５の回転子、従って、モータ３の回転速度に比例して
いる。

【００２５】必要に応じて、測定回路１０と発電装置１
の出力端子Ｓとの間に、たとえば、ヒューズ又はカット
アウトから構成される過電流からの保護手段を設けても
良いことに注意すべきである。そのような保護手段は本
発明とは直接の関係をもたないので、図示されていな
い。以下にさらに詳細に説明する通り、発電装置１が動
作しているときに消費装置２により吸収される電力Ｐｅ
は、一般に、モータ３により機械動力の形態で供給され
る。以下の説明の中では図中符号Ｐｍにより表わすこの
機械動力は発電機５によって電力に変換され、変換器６
及び９を介して消費装置２へと伝送される。モータ３が
供給する機械動力Ｐｍの一部は電力への変換時に発電機
５によって消散し、その電力の一部は消費装置２への伝
送時に変換器６及び９によって消散する。

【００２６】ところが、発電機５並びに変換器６及び９
で消散される動力と電力は発電装置１により供給される
電力Ｐｅと比較して少なく、必要に応じてこの消散する
動力と電力を考慮に入れるために発電装置１の様々な素
子の大きさをどのように決めるべきかは当業者には問題
なく理解できるので、以下の発電装置１の動作の詳細な
説明においては、そのような動力や電力の消散を無視す
る。

【００２７】図２は、モータ３により供給される機械動
力Ｐｍの周知の変化と、モータの回転速度Ｒとの関係を
信号ＳＭの３つの異なる値ＳＭ０、ＳＭ１及びＳＭ２に
対して概略的に示す。この実施例では、値ＳＭ０は、モ
ータ３の気化器のちょう形弁が完全に閉鎖していると
き、言いかえれば、ちょう形弁が一般にはアイドリング
位置として知られている位置にあるときの値である。信
号ＳＭがこの値ＳＭ０を有する場合、モータ３の回転速
度がどのようなものであっても、モータ３は機械動力を
ほとんど供給しない。同様に、値ＳＭ１は、モータ３の
気化器がちょう形弁が完全に開いているとき、すなわ
ち、モータ３が各回転速度でその速度で供給しうる最大
の動力を供給する位置にあるときの値である。最後に、
値ＳＭ２は、モータ３がその各々の回転速度でその速度
で供給しうる最大の動力のうち一部分を供給するような
位置にちょう形弁があるときの値である。この実施例に
おいては、この一部分の割合は８０％に等しいと仮定す
る。

【００２８】以下の説明で明白になる理由により、先に
挙げた測定回路１０及び１１は、信号ＳＰと信号ＳＲが
同じ種類となるように構成されている。たとえば、それ
らの信号ＳＰ及びＳＲは、各々、電圧から形成されてい
ても良い。さらに、測定回路１０及び１１は、消費装置
２により吸収される電力Ｐｅがどれほどのものであって
も、信号ＳＭが先の値ＳＭ２を有するとき及びモータ３
がその供給する機械動力Ｐｍとこの電力Ｐｅとが等しく
なるような速度で回転しているときには、信号ＳＰと信
号ＳＲは等しくなるように構成されている。

【００２９】さらに、制御回路４は、信号ＳＰが信号Ｓ
Ｒより小さいときは信号ＳＭに値ＳＭ０をとらせ、信号
ＳＰが信号ＳＲより大きいときには信号ＳＭに値ＳＭ１
をとらせると共に、信号ＳＰと信号ＳＲが等しい場合に
は、信号ＳＱがＳＱ１に等しければ信号ＳＭに値ＳＭ２
をとらせ、信号ＳＱがＳＱ１より小さければ信号ＳＭに
値ＳＭ１をとらせるように構成されている。また、制御
回路４は、信号ＳＰが信号ＳＲより小さいか又はそれと
等しいときは、信号ＳＣに値ＳＣ１をとらせ、信号ＳＰ
が信号ＳＲより大きいときには値ＳＣ０をとらせるよう
に構成されている。制御回路４のこの動作を図３の表に
要約してある。

【００３０】次に、消費装置２により吸収される電力Ｐ
ｅが発電装置１から供給しうる最大電力より小さいが零
ではない値Ｐｅ１を有し、ある長さの時間にわたって変
化しないままであった任意の時点から始めて、発電装置
１の動作を説明する。また、それと同じ時点で、エネル
ギー源７は完全に充電されており且つ信号ＳＱはそのた
めに値ＳＱ１をとっているものと仮定する。以下の説明
で明らかになるであろうが、そのような条件の下では、
モータ３は信号ＳＲが電力Ｐｅの値Ｐｅ１に対応する信
号ＳＰの値ＳＰ１と等しい値ＳＲ１を有するときの速度
Ｒ１で回転する。従って、信号ＳＭは値ＳＭ２を有し、
モータ３は一方ではこの電力Ｐｅ１に等しく、他方では
モータ３が速度Ｒ１で供給しうる最大機械動力Ｐｍ１′
の８０％に等しい動力を供給する。そのため、発電機５
により供給される電力も値Ｐｅ１を有する。

【００３１】さらに、信号ＳＣは値ＳＣ１を有し、その
結果、変換器６は発電機５から受け取った電力Ｐｅ１の
全てを変換器９へ伝送する。変換器９は永久に動作する
ので、この電力Ｐｅ１は消費装置２へ完全に伝送される
ことになる。この状況においては、モータが発生する機
械動力Ｐｍ１は電力Ｐｅ１を発生するために発電機５に
より吸収される機械動力と等しく、従って、モータ３が
供給する駆動トルクは発電機５により発生する制動トル
クと等しいので、モータ３の回転速度Ｒは変化しない。
このように、発電装置１は、消費装置２により吸収され
る電力Ｐｅが一定のままである限り、変化しないままの
安定状況にある。

【００３２】ここで、消費装置２により吸収される電力
Ｐｅがある長さの時間にわたって値Ｐｅ１にとどまった
後に、急激に減少して、零でない新たな値Ｐｅ２をとる
ようになった場合について考える。このとき、信号ＳＰ
は先の値ＳＰ１より小さい新たな値ＳＰ２をとる。従っ
て、制御回路４は信号ＳＭに、モータ３の気化器のちょ
う形弁がアイドリング位置にある値ＳＭ０を与えるが、
信号ＳＣには値ＳＣ１を与え続ける。このため、モータ
３は実際には機械動力を全く供給しないが、その運動エ
ネルギーと、発電機５の運動エネルギーとに応答して、
より低速で回転し続ける。従って、発電機は電力を供給
し続け、信号ＳＣは値ＳＣ１を有するので、この電力は
消費装置２により吸収される電力Ｐｅ２と等しい。

【００３３】モータ３の回転速度Ｒが信号ＳＲの値ＳＲ
２が信号ＳＰの新たな値ＳＰ２と等しくなる値Ｒ２に達
すると、制御回路４は信号ＳＭに値ＳＭ２を戻す。そこ
でモータ３が供給する機械動力Ｐｍ２は再びその最大機
械動力Ｐｍ２′の８０％に等しくなり、信号ＳＲの値Ｓ
Ｒ２は信号ＳＰの値ＳＰ２と等しいので、この機械動力
Ｐｍ２は、さらに、消費装置２により吸収される電力Ｐ
ｅ２とも等しい。従って、発電装置１は再び安定位置を
とるが、この状況は先の状況とはモータ３の回転速度Ｒ
と、モータ３が供給する機械動力Ｐｍと、発電機５によ
り発生されて、変換器６及び９を介して消費装置２へと
伝送される電力の値に関してのみ異なっている。この電
力Ｐｅの値が一定のままであり且つＰｅ２と等しいまま
である限り、この状況は変化しないままである。

【００３４】次に、消費装置２により吸収される電力Ｐ
ｅがある長さの時間にわたって値Ｐｅ２にとどまった後
に急激に増加して、新たな値Ｐｅ３をとるようになった
状況を考える。そこで、信号ＳＰは先の値ＳＰ２より大
きい新たな値ＳＰ３をとる。従って、制御回路４は信号
ＳＭに、モータ３の気化器のちょう形弁が完全に開く値
ＳＭ１を与える。同時に、制御回路４は信号ＳＣに、変
換器６が電力を全く供給しなくなる値ＳＣ０を与える。
従って、発電機５により供給される電力も零になり、発
電機５がモータ３に加える制動トルクも同様に零にな
る。そのため、この時点で、モータ３が供給する機械動
力の全てをモータと発電機５の回転子を加速するために
利用することができる。変換器６は電力を供給しなくな
るので、消費装置２により吸収される電力Ｐｅ３はエネ
ルギー源７により供給されるようになる。そこで、エネ
ルギー源７は放電し、信号ＳＱの値は減少し、ＳＱ１よ
り少なくなるまで降下する。モータ３が回転速度Ｒが信
号ＳＲの値ＳＲ３が信号ＳＰの値ＳＰ３と等しくなる値
Ｒ３に達すると、制御回路４は信号ＳＣに値ＳＣ１を戻
すが、信号ＳＱはＳＱ１より小さいので、依然として信
号ＳＭをその最大値ＳＭ１にとどめる。このような条件
の下では、モータ３はその最大機械動力Ｐｍ３′を供給
し、発電機５は、この機械動力Ｐｍ３′と等しく且つ消
費装置２により吸収される電力Ｐｅの値Ｐｅ３より大き
い電力を供給する。

【００３５】信号ＳＣが値ＳＣ１を有しているために変
換器６により供給される電力でもある動力Ｐｍ３′と、
消費装置２により吸収される電力Ｐｅ３との差はエネル
ギー源７によって吸収される。これに関連して、エネル
ギー源７はこの実施例においては従来の蓄電池から成る
バッテリーから構成されていることが想起されるが、こ
のバッテリーはこの時点で前述のように一部放電する。
エネルギー源７の端子７．１は変換器６の出力端子６．
２に直接に結合しているので、エネルギー源７は直流電
圧、すなわち、電圧Ｖ３の下で自ら再充電し、充電中に
エネルギー源が吸収する電流は、エネルギー源が蓄積す
る電気エネルギーの量が増加するにつれて徐々に減少し
てゆく。

【００３６】エネルギー源７により吸収されている電流
がこのように減少すると、その結果、モータ３により供
給しなければならない機械動力は減少し、モータ３の回
転速度Ｒと信号ＳＲの値は増加しようとする。しかしな
がら、信号ＳＲの値が信号ＳＰの値ＳＰ３を越えると、
直ちに制御回路４は信号ＳＭに値ＳＭ０を戻し、その結
果、モータ３が供給する機械動力Ｐｍはほぼ零まで降下
し、その回転速度Ｒは減少する。信号ＳＲの値が再び値
ＳＰ３と等しい値に達すると、制御回路４は信号ＳＭに
値ＳＭ１を戻しモータ３は再びその最大動力Ｐｍ３′を
供給し始める。このプロセスを数回繰り返すことになる
が、エネルギー源７により吸収されてゆく電流は減少し
続け、モータ３が最大動力Ｐｍ３′を供給する時間の長
さと、モータ３がほぼ零の動力しか供給しない時間の長
さとの比は小さくなるので、その結果、モータ３により
供給される平均機械動力は徐々に減少する。

【００３７】エネルギー源７が完全に再充電されたと
き、信号ＳＱは再び値ＳＱ１に達する。そこで、モータ
３が速度Ｒ３で回転し、従って、信号ＳＲの値ＳＲ３は
信号ＳＰの値ＳＰ３と等しくなると、制御回路４は信号
ＳＭに値ＳＭ２を戻す。

【００３８】従って、その時点でモータ３が供給する機
械動力Ｐｍ３は再びその最大機械動力Ｐｍ３′の８０％
に等しくなり、信号ＳＲの値ＳＲ３は信号ＳＰの値ＳＰ
３と等しいので、この機械動力Ｐｍ３は消費装置２によ
り吸収される電力Ｐｅ３とも等しい。消費装置２により
吸収される電力Ｐｅが変化せず、Ｐｅ３と等しいままで
あるかぎり、この状況は変わらないままである。消費装
置２により吸収される電力Ｐｅが変化するたびに、以上
説明したプロセスの中の１つに類似するプロセスが起こ
るのは自明である。

【００３９】図４は、先に説明した様々なプロセスの進
展を時間ｔに関連して概略的に示す。図４において、グ
ラフａ）は消費装置２により吸収される電力Ｐｅと対応
する信号ＳＰを連続する線によって示すと共に、モータ
３の回転速度Ｒを表わす信号ＳＲを破線によって示す。
先に説明した通り、信号ＳＲと信号ＳＰとに差が生じる
のは、電力Ｐｅの値に変化が起こるたびにそれに続くご
く短時間の間だけである。そのため、信号ＳＲを表わす
破線はグラフａ）の、それらの時間に相当する部分にの
み現れている。

【００４０】図４のグラフｂ）からｅ）は、それぞれ、
信号ＳＭと、モータ３により供給される機械動力Ｐｍ
と、信号ＳＣと、信号ＳＱの値を表わす。尚、簡明にす
るために、信号ＳＲと機械動力Ｐｍの変化は通常は直線
的ではないものとして図示されていることに注意すべき
である。

【００４１】発電装置１の様々な素子、特に制御回路４
を発電装置１が先に説明したのと異なる方式で動作する
ように構成しても良いことは言うまでもない。たとえ
ば、消費装置２により吸収される電力Ｐｅが増加したと
き、信号ＳＣが先に説明した例のように値ＳＣ０をとる
のではなく、変換器６は動作し続けていても、同時に、
入力端子６．１から出力端子６．２へ伝送する電力を信
号ＳＣのこの値により設定される零以外の値に制限する
ような別の固定値をとるように、制御回路４を構成して
も良い。この限定された電力は明らかに発電機５によっ
て発生されているので、モータ３により供給される機械
動力は専らモータ３及び発電機５の回転子を加速する目
的では利用されなくなり、この機械動力の一部は依然と
して発電機５により電力に変換されている。この加速
中、エネルギー源７は、消費装置２により吸収される、
変換器６からは供給されなくなっている電力Ｐｅのその
一部分を供給するためにのみ要求されている。

【００４２】従って、そのような場合、蓄積することが
できなければならない最大量の電気エネルギーが図４に
関連して説明した例におけるより少なく、それにより、
そのコスト価格を低下させるように、エネルギー源７の
大きさを規定することが可能である。先に説明した場合
に類似するケースでは、制御回路４により信号ＳＣに与
えられる値を固定しなくとも良く、消費装置２により吸
収される電力Ｐｅの増加の値に従ってその値を定めても
良い。

【００４３】消費装置２により吸収される電力Ｐｅが変
化するたびに、モータ３と発電機５の回転速度Ｒは変化
し、従って、発電機５により発生される交流電圧Ｖ２の
実効値Ｕ２と周波数ｆ２に変化が生じることがわかるで
あろう。ところが、発電装置１により発生される電圧Ｖ
１の実効値Ｕ１と周波数ｆ１は一定である直流電圧Ｖ３
の値Ｕ３と、電圧Ｖ２の実効値Ｕ２及び周波数ｆ２とは
無関係に制御回路４により確定される変換器９を制御す
る信号ＳＤの特性のみに従って決まるので、電圧Ｖ２の
実効値Ｕ２と周波数ｆ２の上述のような変化は電圧Ｖ１
の実効値Ｕ１と周波数ｆ１に全く影響を及ぼさないこと
も明らかであろう。発電装置１のこの特性は既知の発電
装置と比較した場合の発電装置１の大きな利点である。

【００４４】さらに、電圧Ｖ１の実効値Ｕ１と周波数ｆ
１の選択に際しては、変換器９を制御する信号ＳＤが所
要の特性を有するように制御回路４を構成すれば十分で
あるので、その選択をきわめて自在に行っても良いこと
がわかるであろう。信号ＳＤのそれらの特性、すなわ
ち、この実効値Ｕ１及び／又はこの周波数ｆ１が、たと
えば、発電装置１の制御盤に設けられている１つ又は複
数のスイッチの位置によって決まるように、制御回路４
を構成することさえ可能である。例を挙げると、電圧Ｖ
１が単相電圧である場合、制御盤に１つの２位置スイッ
チを設け、そのスイッチが一方の位置にあるか又は他方
の位置にあるかに従って、電圧Ｖ１の実効値Ｕ１と周波
数ｆ１がそれぞれ２２０Ｖ，５０Ｈｚ、あるいは１１０
Ｖ，６０Ｈｚのいずれかとなるように制御回路４を構成
することができる。

【００４５】さらに、発電装置１により発生される交流
電圧Ｖ１の実効値Ｕ１が発電機５により発生される交流
電圧Ｖ２の実効値Ｕ２とは無関係であることにより、電
圧Ｖ２を調整する必要はなくなる。その結果、発電装置
１は、周知の発電装置では発電機の回転子の励磁巻線を
流れる電流の強さを調整する働きをしていた装置に類似
する装置を含まないという付加的な利点を有することに
なる。

【００４６】また、発電装置１の発電機５の回転子で
は、そのような励磁巻線の代わりに都合良く永久磁石を
使用することができるので、必ずしも励磁巻線を設ける
必要はない。これは周知の発電装置と比較した場合の発
電装置１のもう１つの利点であるが、それは、永久磁石
を装着した回転子を有する発電機が励磁巻線を装着した
回転子を有する発電機と比べて一般にかさばらず、価格
も安いことがわかっているためである。

【００４７】以上の説明から明白であるように、モータ
３の回転速度Ｒがどのようなものであっても、モータ３
は大半の時間にわたってその速度における最大動力の強
められた割合の一部分を供給する。従って、モータ３が
その最大動力のこの決められた割合の部分を供給してい
るときに、モータ３の効率が最大又は少なくともそれに
近いレベルとなり且つモータ３が排出する汚染ガスの量
は最小又は少なくともそれに近い量となるように、モー
タ３の大きさを定めることが可能である。

【００４８】効率と、排出される汚染ガスの量のそのよ
うな最適化は、周知の発電装置のモータの場合には不可
能である。それは、従来のモータが可変機械動力を供給
しつつ、一定の回転速度で回転しなければならず、従っ
て、最適の効率と汚染ガス排出の条件の下ではほとんど
動作しないためである。

【００４９】図５に概略的に示す実施例においては、図
中符号２１で表わされている本発明による発電装置は、
図１の発電装置１のモータ３に類似しており、同じ図中
符号３を付してあるモータを含む。発電装置２１のモー
タ３は、発電装置１のモータ３と同様に、制御回路２４
により発生される信号（同様に図中符号ＳＭで表わされ
ている）の値によって位置が決まるちょう形弁を有する
気化器を含む。発電装置２１の動作に関する知識をもつ
当業者であれば、制御回路２４を様々な方法で問題なく
構成できるので、この回路について詳細には説明しな
い。詳細にいえば、図１の制御回路４の場合と同様に、
たとえば、マイクロコンピュータを適切なインタフェー
ス回路と組合わせ且つこのマイクロコンピュータを必要
な機能を実行するようにプログラムすることにより、制
御回路２４を構成しても良い。

【００５０】モータ３は発電機２５の回転子（図示せ
ず）に機械的に結合しており、発電機２５の固定子は、
この実施例においては、互いに電気的に絶縁された３つ
の巻線２５ａ，２５ｂ及び２５ｃを含む。発電装置２１
は、それぞれが第１の変換器６と、エネルギー源７と、
監視回路８と、第２の変換器９と、測定回路１０とを含
む３つの素子群をさらに具備する。尚、各々の素子がど
の素子群に属するかによって、それぞれの図中符号の後
に文字ａ，ｂ又はｃを付して示している。それらの素子
６ａから１０ａ，６ｂから１０ｂ及び６ｃから１０ｃ
は、それぞれ、図１において同じ図中符号を付して示し
てある素子と同様のものであり、各素子群の中で、素子
は図１の対応する素子と同じように互いに接続してい
る。従って、それらの素子と相互の接続については、こ
こでは繰り返して説明しない。

【００５１】変換器６ａから６ｃの入力端子は発電機２
５の巻線２５ａから２５ｃにそれぞれ接続していると述
べておけば十分である。同様に、この実施例では、変換
器９ａから９ｃはそれらの変換器により発生される交流
電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＶ１ｃが単相であるように構成
されている。しかしながら、この特徴は必須のものでは
なく、別の実施例においては、電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及び
Ｖ１ｃの１つ又はいくつかが多相、たとえば、３相の電
圧となるように変換器９ａ，９ｂ及び９ｃを構成しても
良いことに注意すべきである。

【００５２】図１の場合と類似させて、制御回路２４に
より発生される変換器６ａから６ｃ及び９ａから９ｃの
制御信号と、監視回路８ａから８ｃ及び測定回路１０ａ
から１０ｃにより制御回路２４に供給される信号とは、
それぞれ、図中符号ＳＣ，ＳＤ，ＳＱ及びＳＰによって
表わされている。尚、関連する素子を符号で指示するた
めに、それらの図中符号の後に同様に文字ａ，ｂ又はｃ
を付してある。発電装置２１は出力端子Ｓ１ａ，Ｓ２
ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ，Ｓ１ｃ及びＳ２ｃをさらに含み、
それらの出力端子は測定回路１０ａから１０ｃを介して
変換器９ａから９ｃの１つの出力端子にそれぞれ接続し
ている。従って、図中符号Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＶ１ｃに
よってそれぞれ表わされている、変換器９ａから９ｃが
発生する交流電圧は、各々、端子Ｓ１ａ及びＳ２ａ，Ｓ
１ｂ及びＳ２ｂ並びにＳ１ｃ及びＳ２ｃに現れる。

【００５３】発電装置２１は、発電機２５の回転速度を
測定する回路をも含むが、この回路は図１の回路１１に
類似しており、回路１１と同じ図中符号によって表わさ
れている。測定回路１１は発電機２５の巻線２５ａに接
続し、発電機２５の回転子の回転に応答して巻線２５ａ
により発生される電圧Ｖ２ａの周波数を表わし、従っ
て、モータ３の回転速度を表わす、図中符号ＳＲで示さ
れる信号を制御回路２４に供給する。発電装置２１の動
作は発電装置１の動作にごく類似しているので、ここで
は詳細には説明しない。しかしながら、後に説明するよ
うに、１つ又は複数の消費装置に電気エネルギーを供給
するために発電装置２１を使用しても良く、そのような
場合、消費装置は互いに異なる電力を吸収しても良いこ
とに注意すべきである。

【００５４】従って、制御回路２４は、消費装置により
消費される総電力がどれほどのものであっても、モータ
３は大半の時間について、モータ３が供給する、その総
電力と等しい機械動力がその時点での速度における最大
機械動力の決められた割合、たとえば、８０％と等しく
なるような速度で回転するように、構成されているので
ある。そのような調整を確保するために、制御回路２４
は永久的に信号ＳＰａ，ＳＰｂ及びＳＰｃを加算し、そ
の和を信号ＳＲの値と比較し、その比較に従って、先に
発電装置１の動作に関連して説明したのと同様の方式に
より信号ＳＭ，ＳＣａ，ＳＣｂ及びＳＣｃの値を確定す
る。発電装置１により発生される電圧Ｖ１の場合と同じ
前述の理由により、３つの電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＶ１
ｃの実効値と周波数が発電装置２１から供給され、消費
装置により吸収される電力とは無関係であることは自明
である。

【００５５】言うまでもなく、それら３つの電圧Ｖ１
ａ，Ｖ１ｂ及びＶ１ｃは同一の実効値と周波数を有して
いても良く、その場合、３つの信号ＳＤａ，ＳＤｂ及び
ＳＤｃも同じになるであろう。ところが、制御回路２４
は、３つの電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＶ１ｃのうち１つの
電圧の実効値及び／又は周波数が他の２つの電圧の実効
値及び／又は周波数とは異なるような、さらには、３つ
の電圧全ての実効値及び／又は周波数が互いに異なるよ
うな特性を信号ＳＤａ，ＳＤｂ及びＳＤｃがもつように
構成されても良く、これは発電装置２１の付加的な利点
である。

【００５６】また、制御回路２４は、新語ＳＤａ，ＳＤ
ｂ及びＳＤｃの特性、すなわち、電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及
びＶ１ｃ各々の実効値及び／又は周波数が、それらの信
号の各々について別個に、発電装置２１の制御盤に設け
られている１つ又は複数のスイッチの位置によって決ま
るように構成されていても良い。従って、たとえば、制
御盤に３つの２位置スイッチを設け、それらのスイッチ
の１つの位置に従って、電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＶ１ｃ
の各々が２２０Ｖの実効値と５０Ｈｚの周波数、もしく
は１１０Ｖの実効値と６０Ｈｚの周波数を有するよう
に、制御回路２４を構成しても良いのである。

【００５７】発電装置２１のこれらの特性によって、３
つの別個の消費装置に給電を行うことが可能になる。そ
のような状況を図６に示す。図６では、発電装置２１を
単に出力端子Ｓ１ａ，Ｓ２ａ、Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ，Ｓ１ｃ
及びＳ２ｃによって表わしてあり、また、図中符号３
１，３２及び３３は３つの消費装置を示す。先に述べた
通り、それら３つの消費装置３１，３２及び３３が互い
に異なる実効値及び／又は周波数を有する電圧を供給す
ることを要求する場合であっても、発電装置２１は消費
装置３１，３２及び３３に容易に給電することができ
る。発電装置２１の各々の素子群６ａから１０ａ，６ｂ
から１０ｂ及び６ｃから１０ｃにより供給できる最大電
力がそれらの素子の構成によって限定されるのは自明で
ある。ところが、発電装置２１に上記のような特性があ
るために、単相電圧の下で動作し且つそれらの素子群の
各々により供給できる最大電力より大きい電力を吸収す
る消費装置に給電するために発電装置２１を使用するこ
とができるのである。

【００５８】図７は、先の図と同様に単に出力端子Ｓ１
ａ，Ｓ２ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ，Ｓ１ｃ及びＳ２ｃによっ
て表わされている発電装置２１が、各々の素子群６ａか
ら１０ａ及び６ｂから１０ｂが供給しうる最大電力より
は大きいが、それらの素子群の最大電力の和以下である
電力を吸収する図中符号３４の消費装置に給電するため
に使用されるような状況を示す。この場合、発電装置２
１の端子Ｓ１ａ及びＳ１ｂは共に消費装置３４の一方の
給電端子に接続し、また、発電装置２１の端子Ｓ２ａ及
びＳ２ｂは共に消費装置３４の他方の給電端子に接続し
ている。従って、この消費装置が消費する電力は、並列
して動作する２つの素子群６ａから１０ａ及び６ｂから
１０ｂによって供給される。そのような場合には、当
然、発電装置２１の制御回路２４は、２つの電圧Ｖ１ａ
及びＶ１ｂに等しい実効値と等しい周波数をもたせ、さ
らに、それらの電圧を互いに同一の位相とするために、
変換器９ａ及び９ｂに印加される信号ＳＤａ及びＳＤｂ
が同一になるように構成されなければならない。

【００５９】そのような場合にあっても、図中符号３５
で示した第２の消費装置にも発電装置２１により給電し
て良い。そこで、消費装置３５が接続している端子Ｓ１
ｃ及びＳ２ｃで発電装置２１により発生される電圧Ｖ１
ｃに、電圧Ｖ１ａ及びＶ１ｂとは異なる実効値及び／又
は周波数をもたせることが可能であるのは自明であろ
う。図示してはいないが、同様にして、単相電圧の下で
動作し且つ先の実施例において消費装置３４により吸収
される電力より大きいが、素子群６ａから１０ａ，６ｂ
から１０ｂ及び６ｃから１０ｃによりそれぞれ供給でき
る最大電力の和以下である電力を吸収する消費装置に給
電するために発電装置２１を使用しても良い。

【００６０】そのような場合には、発電装置２１の端子
Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ及びＳ１ｃは共に消費装置の給電端子の
一方に接続し、また、発電装置２１の端子Ｓ２ａ，Ｓ２
ｂ及びＳ２ｃは共に消費装置の他方の端子に接続してい
る。そこで、消費装置が吸収する電力は、並列して動作
する３つの素子群６ａから１０ａ，６ｂから１０ｂ及び
６ｃから１０ｃにより供給されることになる。さらに、
この場合には、３つの電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ及びＶ１ｃに
同じ実効値と同じ周波数をもたせ且つそれらの電圧を互
いに同一の位相にするために変換器９ａ，９ｂ及び９ｃ
に印加される信号ＳＤａ，ＳＤｂ及びＳＤｃを同一にさ
せるように、発電装置２１の制御回路２４を構成しなけ
ればならないことはもちろんである。

【００６１】発電装置２１の上述の特性によっても、３
相星形電圧の下で動作する消費装置に給電するためにこ
の発電装置を使用することが可能である。そのような状
況を図８に示すが、図８でも、発電装置２１は単にその
出力端子Ｓ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ，Ｓ１ｃ及び
Ｓ２ｃによって表わされており、図中符号３６は発電装
置が給電する消費装置を示す。この場合、消費装置３６
の中性端子Ｎは発電装置２１の３つの端子Ｓ１ａ，Ｓ１
ｂ及びＳ１ｃに接続し、また、消費装置３６の他の３つ
の端子Ｒ，Ｓ及びＴは発電装置２１の端子Ｓ２ａ，Ｓ２
ｂ及びＳ２ｃにそれぞれ接続している。さらに、発電装
置の制御回路２４は、変換器９ａ，９ｂ及び９ｃに印加
される信号ＳＤａ，ＳＤｂ及びＳＤｃについて、電圧Ｖ
１ａ，Ｖ１ｂ及びＶ１ｃが等しい実効値と等しい周波数
を有するが、それら３つの電圧の各々は他の２つに対し
て１２０°位相ずれしているように構成されている。こ
の場合においても、依然として、消費装置３６が吸収す
る電力が並列して動作する３つの素子群６ａから１０
ａ，６ｂから１０ｂ及び６ｃから１０ｃによって供給さ
れることは言うまでもない。従って、消費装置３６によ
り吸収される電力は、多くとも、素子群６ａから１０
ａ，６ｂから１０ｂ及び６ｃから１０ｃがそれぞれ供給
される最大電力の和と等しい。

【００６２】図６から図８に示す、先に説明した実施例
においては、１つ又は複数の消費装置に上述の方式のい
ずれかに従って給電するために発電装置２１に対して必
要とされる様々な接続は発電装置２１の外で行われる。
それらの接続は発電装置２１の中で行われても良い。発
電装置２１によって限られた数の消費装置に対して同様
に限定されている方式で給電しようとするときには、そ
のたびにそれらの接続を固定しても良い。ところが、発
電装置２１の制御盤に設けた複数位置スイッチを使用し
て、そのような接続を行っても良い。この場合、複数位
置スイッチは、各々の位置において発電装置２１の上述
の用途の１つについて必要な接続を成立させるように、
発電装置２１の出力端子と、変換器９ａ，９ｂ及び９ｃ
の出力端子とに接続している。そのスイッチを制御回路
２４に接続し、制御回路２４により、スイッチの各位置
で必要な特性をもつ信号ＳＤａ，ＳＤｂ及びＳＤｃを発
生するようにしても良い。

【００６３】図９に概略的に表わした実施例では、図中
符号４１で示す本発明による発電装置は消費装置２に給
電するためのものであり、モータ３と、制御回路４と、
発電機５と、測定回路１０及び１１とを含む。それらの
様々の素子は図１で同じ図中符号を付してある素子に類
似しているので、ここでは繰り返して説明しない。発電
機５の回転子がモータ３により駆動されたときに発電機
５により発生される交流電圧Ｖ２は、３つの出力端子
６′ａ，６′ｂ及び６′ｃを有する変換器６′の入力端
子に印加される。変換器６′は、端子６′ａ及び６′ｂ
で、発電装置１の変換器６により発生された電圧Ｖ３に
類似する直流電圧Ｖ３を発生するように構成されてい
る。

【００６４】さらに、変換器６′は、端子６′ａ及び
６′ｃで電圧Ｖ３と値は等しいが、符号が逆である第２
の直流電圧Ｖ３′を発生するように構成されているので
あるが、それは、たとえば、端子６′ｂが端子６′ａに
対して正であれば、端子６′ｃはこの同じ端子６′ａに
対して負であることを意味している。さらに、発電装置
１の変換器６の場合と同じように、変換器６′は、電圧
Ｖ２の実効値がどのようなものであっても電圧Ｖ３及び
Ｖ３′の値Ｕ３をほぼ一定にするように構成されている
と共に、変換器６′に接続する素子に供給する電力を同
様に図中符号ＳＣで表わしてある調整信号の値に従って
調整するように構成されている。変換器６′は当業者に
は良く知られた回路であるのでは、ここではさらに詳細
な説明を省く。

【００６５】発電装置４１は図中符号７′により示す再
充電可能な電気エネルギー源をさらに含み、このエネル
ギー源７′の３つの出力端子７′ａ，７′ｂ及び７′ｃ
は変換器６′の端子６′ａ，６′ｂ及び６′ｃにそれぞ
れ接続している。エネルギー源７′は、その端子７′ａ
及び７′ｂで電圧Ｖ３とほぼ等しい値Ｕ３と同じ極性を
有する第１の電圧を発生すると共に、この全く同じ端子
７′ａ及び端子７′ｃでは電圧Ｖ３′と等しい値Ｕ３と
同じ極性を有する第２の電圧を発生するように構成され
ている。そのようなエネルギー源７′は、たとえば、端
子７′ｂ及び７′ｃをそれぞれ構成する２つの末端端子
と、端子７′ａを構成する中間端子とを有する従来の蓄
電池から成るバッテリーにより構成されても良い。

【００６６】発電装置４１は、先と同様に図中符号８で
示されている監視回路をさらに含む。この監視回路はエ
ネルギー源７′に接続して、エネルギー源７′に蓄積さ
れている電気エネルギーの量を表わす信号ＳＱを供給す
る。監視回路８は発電装置１の回路８と同一のものであ
るので、ここでは繰り返して説明しない。変換器６′の
出力端子６′ａ，６′ｂ及び６′ｃは、直流電圧Ｖ３及
びＶ３′に応答して同様に図中符号Ｖ１で表わされてい
る発電装置３１の出力交流電圧を発生するように構成さ
れた第２の変換器９′の入力端子９′ａ，９′ｂ及び
９′ｃにそれぞれ接続している。

【００６７】発電装置１の変換器９と同様に、変換器
９′は一般にインバータとして知られている回路と同じ
種類の回路であるので、ここでは説明しない。変換器
９′は発電装置１の変換器９と同様にトランジスタやサ
イリスタなどの電子素子を含むことを述べておけば十分
である。さらに、変換素子９′の電子素子は変換器９の
電子素子を制御するための信号と同じ種類の信号により
制御され、まとめて、変換器９の電子素子と同じ図中符
号ＳＤによってそれらの信号を表わしている。しかしな
がら、変換器９′は符号が逆である２つの電圧Ｖ３及び
Ｖ３′を受け取るので、変換器９と比べて半分の数の電
子素子で構成できるということに注意すべきである。高
電圧と大きな電流に耐えなければならないそのような電
子素子は高価な素子であるので、これは発電装置１と比
較した場合の発電装置４１の明確な利点である。

【００６８】発電装置４１の動作は図１の発電装置１の
動作と同一であるので、ここでは説明しない。図５の発
電装置２１のような発電装置の変換器６ａから６ｃ、エ
ネルギー源７ａから７ｃ及び変換器９ａから９ｃを先に
説明した変換器６′、エネルギー源７′及び変換器９′
に類似させて、同じ利点を得ても良いことは自明であ
る。先に指示した通り、発電装置１の再充電可能な電気
エネルギー源７は、たとえば、鉛蓄電池又はカドミウム
・ニッケル蓄電池などの従来の蓄電池から成るバッテリ
ーにより構成されても良い。

【００６９】しかしながら、変換器９のような変換器に
より供給される交流電圧のピーク値は、多くとも、この
変換器に印加される直流電圧の値と等しいことがわかっ
ている。従って、たとえば、発電装置１により発生され
る電圧Ｖ１が２２０Ｖの実効値を有していなければなら
ない場合には、直流電圧Ｖ３の値Ｕ３は少なくとも２２
０・√２ボルト、すなわち、約３１２Ｖに等しくなけれ
ばならない。鉛蓄電池などの従来の蓄電池の各素子は約
２．２ボルトの電圧を発生するので、その高さの高圧を
供給するためには、そのような従来の蓄電池から成るバ
ッテリーは少なくとも１４２個の素子を含んでいなけれ
ばならない。そのため、そのような蓄電池から成るバッ
テリーは高価であり且つかさばる。

【００７０】図１０は、従来の蓄電池から成るバッテリ
ーよりはるかに安価であり且つ相当に小型であるという
理由により、発電装置１のエネルギー源７を実現するた
めに都合良く使用できるような装置の１例を示す。限定
的な意味をもたない実施例として図１０に概略的に示さ
れ、同様に図中符号７で表わされている電気エネルギー
源は、正端子７１ａと負端子７１ｂとの間で電圧Ｖ３の
値Ｕ３より明らかに小さい値Ｕ５を有する直流電圧Ｖ５
を発生する蓄電池から成るバッテリー７１を含む。電圧
Ｖ５の値Ｕ５は、たとえば、１２Ｖ又は２４Ｖであって
も良い。エネルギー源７は電圧増幅器７２をさらに含
み、その電圧増幅器７２の入力端子７２ａ及び７２ｂは
蓄電池のバッテリー７１の端子７１ａ及び７１ｂにそれ
ぞれ接続している。電圧増幅器７２はエネルギー源７の
端子７．１ａ及び７．１ｂに接続する１対の出力端子７
２ｃ及び７２ｄをさらに含むが、それらの端子７．１ａ
及び７．１ｂは図１にはまとめて図中符号７．１で表わ
されている端子である。

【００７１】電圧増幅器７２は当業者には良く知られて
いる回路であるので、詳細な説明を省く。電圧増幅器７
２は、電圧Ｖ５から、端子７２ｃ及び７２ｄが他の素子
に接続していないときの電圧Ｖ３の値と少なくともほぼ
等しい値を有する直流電圧を端子７２ｃ及び７２ｄで発
生するように構成されていることを述べておけば十分で
ある。図１では図中符号Ｖ４で表わしてある電圧である
この直流電圧は、言うまでもなく、端子７２ｃ及び７２
ｄがエネルギー源７の端子７．１ａ及び７．１ｂを介し
て変換器６の出力端子に接続しているときの電圧Ｖ３と
厳密に等しい。図１０の端子７．１ａ及び７．１ｂから
出ている矢印は、エネルギー源と図１の変換器６及び９
との接続を象徴的に表わしている。

【００７２】図１０のエネルギー源７は充電器７３をさ
らに含み、この充電器の入力端子７３ａ及び７３ｂは電
圧増幅器７２の出力端子７２ｃ及び７２ｄにそれぞれ接
続し、その出力端子７３ｃ及び７３ｄは蓄電池バッテリ
ー７１の端子７１ａ及び７１ｂにそれぞれ接続してい
る。充電器７３は周知の装置であるので、詳細には説明
しない。充電器７３は、明らかに電圧Ｖ５と等しい電圧
で、蓄電池バッテリー７１の再充電のために必要とされ
る電流をバッテリーに供給することができるように構成
されていることを述べておけば十分である。以下の説明
から明らかになるであろう理由により、充電器７３は、
制御入力端子７３ｅで受信する信号ＳＢが第１の状態に
あるか又は第２の状態にあるかに従って、蓄電池バッテ
リー７１を再充電するために必要とされる電流を供給す
るか、又はこの電流を遮断するようにさらに構成されて
いる。

【００７３】先に説明した通り、エネルギー源７は、変
換器６が全て又は一部ブロックされたときに、すなわ
ち、電力Ｐｅが増加した後に、消費装置２が受け取らな
くなった電力を、モータ７の回転速度Ｒが新たな値に達
するまで消費装置２に供給する。また、モータ３の回転
速度Ｒがこの新たな値に達したならば、エネルギー源７
が蓄積している電気エネルギーの量を表わす信号ＳＱが
その最大値ＳＱ１に達するまで、エネルギー源７が再充
電されることも説明した通りである。

【００７４】エネルギー源７を図１０に示すように構成
した場合、制御回路４は、充電器７３に前記の信号ＳＢ
を供給すると共に、エネルギー源７を再充電しなければ
ならないとき、すなわち、先に説明した状況においては
信号ＳＢに第１の状態を与え、残る時間については第２
の状態を与えるように構成される。消費装置２により吸
収される電力が増加したとき及び変換器６が先に説明し
たように全て又は一部ブロックされたとき、この電力Ｐ
ｅと、依然として変換器６により供給されている電力と
の差は蓄電池のバッテリー７１により電圧Ｖ５で供給さ
れ、且つ電圧増幅器７２により電圧Ｖ３で変換器９へ伝
送されることは容易に理解されるであろう。そこで、信
号ＳＢは第２の状態となるので、充電器７３は蓄電池バ
ッテリー７１に電流を供給しない。

【００７５】モータ３の回転速度Ｒが新たな値に達し、
変換器６が発電機５により発生される電力の全てを再び
供給し始めると、制御回路４は信号ＳＢに第１の状態を
与えるので、充電器７３は蓄電池バッテリー７１を再充
電し始める。この再充電動作のために必然である電力が
モータ３によって機械的形態で供給されるのはもちろん
であり、このとき、モータ３は前述のように全機械動力
を供給する。図１０には示されていない監視回路８によ
り発生される信号ＳＱがその最大値ＳＱ１に達して、蓄
電池バッテリー７１が完全に再充電されたことが指示さ
れると、制御回路４は信号ＳＢを第２の状態に戻し、そ
れにより、バッテリー７１の再充電動作を遮断し、ま
た、同時に、先に説明した通りに信号ＳＭに値ＳＭ２を
与える。エネルギー源７に関していえば、消費装置によ
り吸収される電力Ｐｅが増加するたびに、その後、上述
のプロセスが繰り返されることは言うまでもない。

【００７６】図１０のエネルギー源のような再充電可能
な電気エネルギー源は、発電装置１を動作させるために
必要とされる相対的に高い電圧Ｖ３を発生するために、
少ない数の素子のみを有する蓄電池バッテリーを使用す
ることが明白であろう。その結果、電圧増幅器７２と充
電器７３の大きさとコストを考慮に入れたとしても、そ
のようなエネルギー源は、電圧Ｖ３を直接に発生する蓄
電池のバッテリーのみから構成されている同等の装置よ
りは明らかに小型で、安価になるのである。図１０のよ
うな再充電可能電気エネルギー源を本発明による発電装
置の全ての実施例において、特に、図５の発電装置２１
のエネルギー源７ａ，７ｂ及び７ｃの各々を構成するた
めに使用しても良いことは自明であろう。

【００７７】本発明の範囲内で、本発明による発電装置
を数多くの方法で変形できるであろう。１例を挙げる
と、前述の実施例では気化器の供給を受けるガソリン機
関から構成されていたモータ３の代わりに、任意の種類
の内燃機関を使用しても良いのであるが、その場合に
は、当然、モータにより供給される機械動力は先に説明
した信号ＳＭに類似する信号の値に従って調整しうるこ
とが前提となる。そのようなモータは、たとえば、噴射
システムによる供給を受けるガソリン機関、あるいは、
ディーゼル機関又はガスタービンなどであっても良い。
また、モータ３は、１例として、蒸気タービン又は水力
タービンによって構成されていても良い。

【００７８】本発明による発電装置について実行しうる
変形の中には、測定回路１１の代わりに、モータ３を発
電機５又は２５に結合する軸に同心に固定された円板
と、その円板の周囲に規則的に配置された歯又は穴が通
過してゆくのに応答してパルスを発生する光電センサ又
は磁気センサと、それらのパルスに応答して信号ＳＲを
供給する電子回路とを具備する装置を使用する例を挙げ
られるであろう。同様に、図１を参照して説明したよう
な発電装置を、発電機５の代わりに、電圧Ｖ２が図１の
場合のような交流電圧ではなく、直流電圧であるような
型の、同様に周知の発電機を使用することによって変形
しても良い。そのような場合、電圧Ｖ２がどのような値
を有しているとしても一定の直流電圧Ｖ３を発生するよ
うに変換器６を構成しなければならないことは自明であ
る。さらに、モータ３の回転速度Ｒを表わす信号ＳＲを
発生する測定回路１１は、それに従って、たとえば、こ
の回路を先に述べた方式で、すなわち、モータ３を発電
機５に結合する軸に固定された円板と、センサと、適切
な電子回路とを使用して形成することにより適合されて
いなければならない。

【００７９】図９に関連して説明した発電装置のような
発電装置も同様にして変形しうることは明白であろう。
図１に関連して説明したような発電装置についても、そ
れに変換器９に類似する１つ又は複数の変換器を追加し
且つその追加の変換器の入力端子を変換器６及びエネル
ギー源７の出力端子に接続することにより、変更を行っ
て良く、この発電装置の制御回路４は、言うまでもな
く、追加の変換器の動作に必要とされる、信号ＳＤと同
様の制御信号を供給することになる。従って、このよう
にして変形された発電装置は図５の発電装置２１と同じ
ように１つ又は複数の消費装置に給電できるであろう
が、図５の発電装置より単純である。

【００８０】また、再充電可能な電気エネルギー源７
（図１）、７ａから７ｃ（図５）又は７′（図９）の各
々を一連のコンデンサ、たとえば、電解コンデンサの形
態で構成することも可能である。ところが、コンデンサ
は、蓄電池とは異なって、端子間電圧が降下できる場合
に限って蓄積しているエネルギーを放出することが良く
知られている。そのため、エネルギー源７，７ａから７
ｃ又は７′がコンデンサから構成されている場合には、
電力Ｐｅの増加後に各々の変換器６（図１）、６ａから
６ｃ（図５）又は６′（図９）がブロックされている間
に、それらの変換器が供給するように電圧Ｖ３，Ｖ３ａ
からＶ３ｃ又はＶ３′は減少するように、変換器を適合
させなければならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による発電装置の一実施例を限定的な
意味をもたない例として概略的に示す図。

【図２】 モータにより供給される機械動力とその回転
速度との関係を示すグラフ。

【図３】 図１の発電装置の回路の動作を要約して示す
表。

【図４】 図１の発電装置で測定されるいくつかの信号
の時間に対する変化を示す図。

【図５】 本発明による発電装置の別の実施例を限定的
な意味をもたない例として概略的に示す図。

【図６】 図５の発電装置を使用する様々な方法を概略
的に示す図。

【図７】 図５の発電装置を使用する様々な方法を概略
的に示す図。

【図８】 図５の発電装置を使用する様々な方法を概略
的に示す図。

【図９】 本発明による発電装置のさらに別の実施例を
同様に限定的な意味をもたない例として概略的に示す
図。

【図１０】 本発明による発電装置において使用できる
再充電可能電気エネルギー源を概略的に示す図。

【符号の説明】

１，２１，４１…発電装置、２，３１，３２，３３，３
４，３５，３６…消費装置、３…モータ、４，２４…制
御回路、５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…発電機、６，６
ａ，６ｂ，６ｃ，６′…変換器、７，７ａ，７ｂ，７
ｃ，７′…再充電可能エネルギー源、９，９ａ，９ｂ，
９ｃ，９′…変換器、７１…蓄電池バッテリー、７２…
電圧増幅器、７３…充電器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ（３）と、前記モータ（３）に機
   械的に結合して、第２の電圧（Ｖ２；Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ，
   Ｖ２ｃ）の電気エネルギーを発生する発電機（５；２
   ５）とを具備し、設定実効値及び設定周波数を有する交
   流電圧である第１の電圧（Ｖ１；Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ，Ｖ１
   ｃ）で電気エネルギーを供給する発電装置（１；２１；
   ４１）において、前記発電機（５；２５）に電気的に結
   合して、前記第２の電圧（Ｖ２；Ｖ２ａ，Ｖ２ｂ，Ｖ２
   ｃ）を一定の値（Ｕ３）を有する直流電圧である第３の
   電圧（Ｖ３；Ｖ３ａ，Ｖ３ｂ，Ｖ３ｃ；Ｖ３，Ｖ３′）
   に変換する第１の変換器（６；６ａ、６ｂ，６ｃ；
   ６′）と、前記第１の変換器（６；６ａ，６ｂ，６ｃ；
   ６′）と並列に結合する再充電可能な電気エネルギー源
   （７；７ａ，７ｂ，７ｃ；７′）と、前記第１の変換器
   （６；６ａ，６ｂ，６ｃ；６′）及び前記再充電可能な
   電気エネルギー源（７；７ａ，７ｂ，７ｃ；７′）に電
   気的に結合して、前記第３の電圧（Ｖ３；Ｖ３ａ，Ｖ３
   ｂ，Ｖ３ｃ；Ｖ３，Ｖ３′）から前記第１の電圧（Ｖ
   １；Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ，Ｖ１ｃ）を発生する第２の変換器
   （９；９ａ，９ｂ，９ｃ；９′）とを具備することを特
   徴とする発電装置（１；２１；４１）。