JPS6132896B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は多重チヤンネル発電装置、特に不足
速度状態を検出するための改良された回路を有す
る多重チヤンネル発電装置に関する。

負荷に電流を供給するために、発電機を並列に
接続して多重チヤンネル運転することができる。
例えば４エンジン航空機の場合には４チヤンネル
運転が行なわれ、各エンジンが各チヤンネルに対
し原動機となつている。１つのチヤンネルの原動
機が運転停止すると、発電機の回転子で原動機が
動かされる傾向となる。これは望ましいことはな
く、運転しているチヤンネルから停止しているチ
ヤンネルの固定子に電圧が印加される結果を招来
する。一般には過走（overrunning）クラツチが
定速度駆動部の出力側と発電機の回転子との間に
結合されている。例えば米国特許第3576143号明
細書を参照されたい。この明細書には原動機の速
度が最小速度以下に落ちた場合にスリツプする過
走クラツチを有する一体化された定速度駆動部・
発電機装置が示されている。同時に装置の定速度
駆動部と発電機部分の回転子との間の駆動結合圧
力が減少して終局的には不足速度圧力スイツチが
作動される。このスイツチで発電機制御装置には
信号が与えられて発電機の励磁機から励磁電圧が
取り除かれ、線路接触器が開らかれて、それによ
り当該チヤンネルは多重チヤンネル発電装置から
電気的に切り離される。発電機制御装置は発電機
の回転子に取り付けられた永久磁石発電機
（PMG）から電力を受ける。

種々な理由から定速度駆動部から不足速度圧力
スイツチを除去するのが望ましい。第１の理由は
不足速度スイツチが原動機近傍に配設されておつ
て、発電機制御部が遠隔場所にあるとすると、不
足速度スイツチを除去することにより相当量の導
体銅量を節約できるからである。例えば市販の４
エンジン航空機の場合には約300メートル（1000
フイート）の相互接続ワイヤを省略することがで
きる。

本発明者等は不足速度圧力スイツチの使用を必
要としない多重チヤンネル発電装置に用いられる
改良された一体の定速度駆動部・発動装置を開発
した。これによれば装置内の相互接続ワイヤの使
用が最小限度に押さえられかつ装置内の部品数を
減少することができる。

本発明を梗概するに、多重チヤンネル発電装置
は負荷に電流を供給する。チヤンネルは電気的に
並列に接続されておつて、類似の構造を有する。
各チヤンネルは定速度駆動部を駆動する原動機を
有し、一方定速度駆動部は発電機を駆動する。運
転停止中は定速度駆動部の出力側と発電機との間
に配置された過走クラツチが滑りを起して発電機
の回転子を定速度駆動部から機械的に分離する。
定速度駆動部の出力側に直接結合されている永久
磁石発電機（PMG）は定速度駆動部の速度に比
例する周波数を有する信号を発生する。PMGか
らの信号は発電機制御装置に与えられ、そこで許
容最小速度に等しい速度を表わす信号と比較され
る。定速度駆動部の速度が上記最小速度より低く
なつた場合には、発電機制御装置は運転停止中の
チヤンネルを多重チヤンネル発電装置から電気的
に分離して、該発電機に与えられている励磁電圧
を遮断する。この回路は短い過渡的な擾乱のよう
な誤信号によつて影響を受けることはない。

本発明の１つの目的は、不足速度圧力スイツチ
を備えていないが不足速度情報を発生することが
できる定速度駆動部が各チヤンネルに設けられた
多重チヤンネル発電装置を提供することにある。

本発明の他の目的は多重チヤンネル発電装置の
発電機の励磁機および線路接触器を制御する定速
度駆動部の出力端に接続されたPMGを各チヤン
ネルが備えている多重チヤンネル発電装置を提供
することにある。

本発明の他の目的は不足速度状態を検出する回
速に速度情報を与える定速度発生器部分の出力に
直接結合されたPMGを有する一体の定速度発電
装置を提供することにある。

本発明の他の目的や特長は添付図面を参照して
の以下の説明から明らかになろう。

第１図を参照するに、従来の多重チヤンネル発
電装置１０の１つのチヤンネルが示されている。
この単一のチヤンネル１２は負荷１４に電力を供
給し、そして追加の類似の構造のチヤンネル（図
示せず）が母線１６に接続されている。多重チヤ
ンネル発電装置１０の全べてのチヤンネルは類似
であるので、ここではチヤンネル１２だけについ
て説明することにする。原動機１８が例えば一体
化された駆動発電装置２２の定速度駆動部２０の
ような定速度駆動部の入力側に機械的に結合され
ている。一体化された駆動発電装置２２は、例え
ば米国特許第3576143号明細書に開示されている
型のものとすることができる。定速度駆動部２０
は過走クラツチ２４を介して発電機２２に結合さ
れている。定速度駆動部２０の出力速度に応答す
る不足速度圧力スイツチ２８が発電機制御装置３
０に信号を発生する。発電機制御装置３０はその
電力を永久磁石発電機即ちPMG３６から受け
る。不足速度圧力スイツチは定速度駆動部の圧力
に応答するオン・オフ・スイツチである。

原動機１８の起動中は定速度駆動部の出力速度
が増大し、そして定速度駆動部内の圧力は速度増
加に比例して増大する。最小で充分な速度に達す
ると、フライボール調速機の心棒もしくはステム
が移動して油圧信号が発生し、この油圧信号で不
足速度圧力スイツチ２８が閉ざされて、発電機制
御装置３０に情報が与えられる。定速度駆動部の
出力速度が最小の充分な速度よりも高い時には、
発電機制御装置３０は発電機２６の励磁機３２に
与えられる電圧ならびに線路接触器３４の開閉位
置を制御する。

不足速度圧力スイツチ２８に応答する発電機制
御装置３０は、低速度駆動部の出力がその角速度
において適正な発電機運転に必要とされる最小角
速度よりも低い点に落ちた時に線路接触器３４を
開く。原動機１８の運転停止中は、発電機制御装
置３０は定速度駆動部２０の出力速度が不足速度
圧力スイツチ２８によつて検出される。最小速度
以下に落ちるまで線路接触器３４を閉じた状態に
維持して励磁機３２に電力を供給し続ける。

PMG３６は発電機２６の軸に結合されている
（上述の米国特許の第１図を参照されたい。PMG
は軸受５２に隣接して回転子５４の左端に設けら
れている）。PMGからの周波数情報は発電機２６
の速度状態を検出するのに用いられている。

次に第２図を参照して本発明による多重チヤン
ネル発電装置４０の１つのチヤンネル３８につい
て説明する。なお、他のチヤンネルも類似の構成
にあつて、負荷母線３９に接続されており、負荷
４１に電力を供給するものである。

原動機４２が例えば一体化された駆動発電装置
４６の定速度駆動部４４のような定速度駆動部に
機械的に結合されている。PMG４８が定速度駆
動部４４の軸に直接結合されている。PMGから
の信号は定速度駆動部の出力の速度情報である。
PMG４８からの信号の周波数は定速度駆動部の
速度に直接比例する。過走クラツチ５０がPMG
４８と、発電機５２および励磁機５８の軸との間
に結合されている。

起動中、定速度駆動部４４は最小で充分な速度
よりも大きなレベルを超えそしてこの状態は
PMG４８によつて検出される。発電機制御装置
５６内の回路でこの充分な速度状態が検出され
て、電圧が励磁機５８に与えられて線路接触器６
０が閉される。

原動機４２が運転停止しそして定速度駆動部４
４からの速度が最小で充分な速度より以下に落ち
た時には過走クラツチ５０がスリツプする。発電
機制御装置５６は信号の周波数と基準周波数を表
わす信号とを比較して、PMG４８からの信号が
不足速度状態を表示した時には発電機制御装置５
６は励磁機５８を減勢しかつ線路接触器６０を開
いて、それにより当該チヤンネルを発電装置から
分離する。

第３図を参照するに、この図には不足速度状態
を検出する発電機制御装置５６内に設けられる回
路のブロツクダイヤフラムが示されている。
PMGからの出力は正弦波信号であり、その周波
数は定速度駆動部の出力の各速度に比例する。
PMG４８からの信号は整形器６２に供給され
て、そこで整形され、正弦波入力信号は矩形波に
均等化される。整形器６２の出力はワン・シヨツ
ト回路６４に供給される。ワン・シヨツト回路６
４は整形器６２からのパルスを受信するたびに出
力端Ｑにパルスを発生しかつ出力端に反転パル
スを発生する。Ｑからのパルスの幅は整形器６２
からのバルスの幅に等しいか、あるいはまたそれ
よりも小さくなければならない。従つてワン・シ
ヨツト６４からのパルスの繰返し周波数は定速度
駆動部の出力速度の周波数に比例する。繰返し周
波数が増大すると、パルスの長さは短かくな
り、そしてＱパルスのパルス幅がパルスのパル
ス幅に等しくなると、装置は以後設定点と称する
動作点で動作する。この設定点は所望周波数（例
えば400Hz）での動作を表わし、そしてワン・シ
ヨツト６４からのパルス幅を調整することによつ
て変えることができる。ワン・シヨツト６４から
の出力パルスＱおよびは加算用低域ろ波器６６
の差動入力端に印加される。加算低域ろ波器６６
の出力は設定点からの周波数誤差に直接比例する
大きさの電圧である。

例えば同期速度の95％に等しい速度である所望
の最小速度を表わす基準電圧が比較器６８によつ
て加算ろ波器６６からの電圧と比較される。加算
ろ波器６６からの電圧が基準信号よりも小さい時
には不足速度状態が存在するとみなされる。比較
器６８から得られる不足速度状態は予め設定され
た時間に渡つて持続した時には時間遅延回路７０
から出力が発生される。時間遅延回路７０は短い
過渡的な擾乱から装置を保護する働きをなす。時
間遅延の長さはオペレータによつて選択可能であ
るが、速度が引外し範囲外となる最長持続時間よ
り大きくなければならない。この時間長は典型的
には0.5秒ないし２秒である。

次に第４図を参照し、第３図に示したブロツク
ダイヤグラムについて詳細に述べる。PMG４８
からの信号は抵抗器７２および７４を介して整形
器６２に供給される。演算増幅器７６の負の入力
端は抵抗器７２および７４間に接続されており、
れに印加される電圧はPMG４８からの入力電圧
に比例する。演算増幅器７６の正の入力端は設置
された抵抗器７８ならびに演算増幅器７６の出力
端に抵抗器８０を介して接続されている。演算増
幅器７６のヒステレシスは抵抗器７８および８０
を適当に選択することによつて決定される。演算
増幅器７６の出力は抵抗器８２および８４から成
る分圧器に供給される。

ワン・シヨツト６４の入力端は抵抗器８２およ
び８４間に接続されている。ワン・シヨツト６４
の出力は抵抗器８６およびコンデンサ８８を適当
に選択することによつて決定されるパルス幅を有
するパルスである。ワン・シヨツト６４の出力端
Ｑおよびのパルス繰返し周波数はパルス整形器
６２からの信号の周波数と同じである。

信号Ｑおよびは能動低域ろ波器６６に供給さ
れる。Ｑおよび信号の差成分を伝達することに
よつて供通モードの雑音を除去することができ、
設定点における電力供給効果が減少する。抵抗器
９０およびコンデンサ９２はワン・シヨツト回路
６４のＱ出力端からのパルスをろ波する単純な遅
延回路を形成し、抵抗器９４に電圧を与える。同
様にして抵抗器９６およびコンデンサ９８はワ
ン・シヨツト６４の端子からの信号をろ波する
遅延回路を形成し、抵抗器１００に電圧を与え
る。抵抗器９４が演算増幅器１０２の負の入力端
に接続されておりそして抵抗器１０３が演算増幅
器１０２の正の入力端に接続されている。演算増
幅器１０２の正および負の入力端における電圧の
差は増幅されて線路１０４に出力される。線路１
０４の電圧の大きさは設定点からの誤誤差に比例
する。整合された抵抗器およびコンデンサ回路１
０６，１０８は演算増幅器１０２の負および正の
入力端子の信号をそれぞれろ波する。

能動低域ろ波器６６からの電圧が比較器６８の
抵抗器１１２を介して演算増幅器１１０の負の入
力端に供給される。正の電圧Ｖに結合された抵抗
器１１４，１１６および１１８は分圧器を形成
し、この分圧器で能動低域ろ波器６６からの電圧
と比較される基準信号が設定される。装置の運転
状態が不足速度状態でない場合には、演算増幅器
１１０の正の入力端の電圧は負の入力端の電圧を
超えている。この状態下においては、出力電圧が
演算増幅器１１０から得られる。演算増幅器１１
０の負の入力端の電圧が正の入力端の電圧を超え
た時には不足速度状態が検出される。その場合に
は演算増幅器１１０からの出力電圧は得られな
い。

時間遅延回路７０は演算増幅器１１０の出力が
短時間低レベルになつたり、あるいはオフ状態に
なつたりすることから起因する短い過渡的な擾乱
により装置が影響を受けないようにする働きを成
す。具体的に述べると増幅器１１０の出力はバイ
アス抵抗器１２２および１２４を介してトランジ
スタ１２０に結合されている。先に述べたよう
に、通常の運転中は演算増幅器１１０の出力は正
である。この正電圧は、トランジスタ１２０のベ
ースに印加されて該トランジスタを導通にし、コ
ンデンサ１２６および演算増幅器１２８の正の入
力端をアースに短絡する。電圧Ｖを結合される抵
抗器１３０および１３２は分圧回路を形成して演
算増幅器１２８の負の入力端に基準電圧を与え
る。演算増幅器１２８の正の入力端の電圧が分圧
器１３０および１３２によつて設定された電圧を
越えると出力端１３４から電圧が発生される。こ
れは、トランジスタ１２０がコンデンサ１２６を
抵抗器１３４によつて＋Ｖまで充電するのに充分
な時間だけオフ状態となつた時に生ずる。時間遅
延回路７０からの出力は励磁機５８および線路接
触器５２のオン・オフ状態を制御するための発電
機制御装置５６内の周知の回路に結合される。

次に第５図を参照して定速度駆動部および発電
機間の過走クラツチの配設に関して簡単に説明す
る。

定速度駆動４４の出力でスリーブ１３８に固定
されている歯車１３６が駆動される。PMG３６
の主界磁巻線１４０もスリーブ１３８に固定され
ている。発電機の軸１４２は軸受１４４によつて
その左端部に取付けられており、一方軸受１４４
はハウジング１４６によつて支持されている。過
走クラツチ１４８がスリーブ１３８を軸１４２に
結合し、そしてスリーブ軸受１５０，１５２およ
び１５３が過走クラツチ１４８の側部に取付けら
れている。PMG３６からの出力は巻線１５６か
ら取出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来より知られている多重チヤンネル
発電装置の単一のチヤンネルを示すブロツク・ダ
イヤグラム、第２図は本発明による多重チヤンネ
ル発電装置の単一のチヤンネルのブロツク・ダイ
ヤグラム、第３図は不足速度情報を発生する回路
のブロツク・ダイヤグラム、第４図は第３図に示
した回路の回路略図、そして第５図は一体化され
た定速度駆動発電装置に取付けられた永久磁石発
電機（PMG）、発電機の回転子およびそれらの間
に設けられた過走クラツチの横断面図である。 ４２……原動機、４４……定速度駆動部、４８
……永久磁石発電機（PMG）、５０……発過走ク
ラツチ、５８……励磁機、５２……発電機、６０
……線路接触器、４１……負荷、５６……発電機
制御装置、６２……整形器、６４……ワン・シヨ
ツト回路、６６……加算用低域波器、６８……
比較器、７０……時間遅延回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各チヤンネルが発電機に結合された定速度駆
   動部を有し、該発電機の出力は線路接触器スイツ
   チを介して他のチヤンネルの発電機の出力と並列
   に結合されて負荷に電流を供給するようにした複
   数のチヤンネルを有する発電装置において、前記
   定速度駆動部に接続されて、該定速度駆動部の速
   度に比例する信号を発生するための手段と、前記
   定速度駆動部の出力の速度が選択されたレベル以
   下に落ちた場合に、それに応答して前記線路接触
   器スイツチを開く手段と、前記定速度駆動部の出
   力および前記発電機間に結合されて前記定速度駆
   動部の出力速度が発電機の速度以下に落ちた場合
   に前記発電機から前記定速度駆動部の出力を機械
   的に分離するための過走（overrunning）クラツ
   チ手段とを有することを特長とする多重チヤンネ
   ル発電装置。 ２ 原動機に連結されるように適合された入力
   と、選択された一定の速度を発生しかつ励磁電圧
   を供給される発電機に結合された出力とを有する
   定速度駆動部を備えた一体の駆動発電装置におい
   て、前記定速度駆動部の出力の速度に比例する周
   波数を有する信号を発生するために前記定速度駆
   動された手段と、前記信号に応答して前記定速度
   駆動部の出力が選択された基準速度（RPM）よ
   り低くなつた場合に前記発電機から励磁電圧を遮
   断するための手段と、前記定速度駆動部および前
   記発電機間に接続されて前記定速度駆動部の出力
   回転速度が前記選択された一定の速度より低くな
   つた時に前記定速度駆動部の出力を前記発電機か
   ら機械的に分離するための過走クラツチ手段とを
   備えている多重チヤンネル発電装置。 ３ 各チヤンネルが定速度駆動部の入力に結合さ
   れた原動機を有し、該定速度駆動部の出力は過走
   クラツチを介して発電機に結合されており、さら
   に前記発電機の出力側に接続された線路接触器
   と、永久磁石発電機（PMG）とを備えている多
   重チヤンネル定速駆動発電装置において、前記
   PMGを前記定速度駆動部から直接駆動するため
   の手段と、前記PMGからの信号に応答して不足
   速度信号を検出するための手段と、前記不足速度
   状態に応答して前記線路接触器を開くための手段
   とを有する多重チヤンネル発電装置。