JP2000517150A

JP2000517150A - Hybrid alternator

Info

Publication number: JP2000517150A
Application number: JP08529530A
Authority: JP
Inventors: ディシバーソン、チャールズ; ピーカーティス、ウィリアム; ピーフランシス、ウィラード
Original assignee: エコエアーコーポレーション
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 2000-12-19
Also published as: CA2216834A1; EP0818077A4; WO1996030992A1; CN1185868A; CN1065684C; AU5258396A; EP0818077A1; IL117673A0; TW330353B; TR199701076T1

Abstract

(57)【要約】本ハイブリッド交流発電機はステータと、ステータ内で回転するように装着されかつエアギャップによってそこから分離されたロータとから構成される。ロータは複数の磁極を画定するロータコアを有し、そこにおいて隣接する磁極は交互に北および南磁界を有する。複数の磁極は複数の永久磁極と複数の電磁極から構成される。各永久磁極は永久磁石によって画定される。複数の永久磁極は２組の直径方向両側に配置された永久磁極により構成される。各永久磁石はロータ周縁内に配置されそして隣接した永久磁極を形成するように一対の隣接した磁極と共同して作動される。本ハイブリッド交流発電機はまた、短時間だけ或いはより冷たい環境温度で交流発電機がその定格出力を大きく越えているときの過熱による損傷に対する防護を提供する温度監視電圧調整器を備えている。 (57) [Summary] The present hybrid AC generator comprises a stator and a rotor mounted to rotate within the stator and separated therefrom by an air gap. The rotor has a rotor core defining a plurality of magnetic poles, wherein adjacent magnetic poles have alternating north and south magnetic fields. The plurality of magnetic poles include a plurality of permanent magnetic poles and a plurality of electromagnetic poles. Each permanent magnetic pole is defined by a permanent magnet. The plurality of permanent magnetic poles are constituted by two sets of permanent magnetic poles arranged on both sides in the diameter direction. Each permanent magnet is located within the rotor periphery and is operated in conjunction with a pair of adjacent magnetic poles to form adjacent permanent magnetic poles. The hybrid alternator also includes a temperature monitoring voltage regulator that provides protection against overheating damage when the alternator greatly exceeds its rated output for short periods of time or at cooler ambient temperatures.

Description

【発明の詳細な説明】ハイブリッド交流発電機発明の背景 1. 発明の分野本発明は、車両において補機類を動かしたりバッテリを充電したりするための電力を供給するのに使用される種類の交流発電機に関する。より詳細には、本発明は、組み合わされて作動する永久磁石部分と巻線界磁部分とを有するロータによって回転磁界が与えられる高効率のハイブリッド交流発電機に関する。本発明はまた、特にハイブリッド交流発電機の出力電圧を制御しそして交流発電機の温度が所定の最大作動温度よりも低いときはいつでも交流発電機の出力の増加を許容できるようにロータ巻線の双方向電流の流れを自動的に調整するように企図された温度モニタ電圧調整器に関する。 2. 関連技術の説明自動車工業はアイドリング時および走行速度時の自動車両の能力を向上するよう試みられてきた。車両において最も一般に見られる交流発電機の設計は、約２５から３０年間使用されたものであり、製造するのに高価であるが、４０〜５０％程度と非常に低い効率を呈するものである。この問題は特に、所望の電圧を発生するのにロータ巻線の高励起レベルが要求されそして非常に低い効率の要因となる低い毎分回転数（以下、「ＲＰＭ」という。）のときに著しい。より高効率化の要望と同時に、最近の車両はより数多くのモータを有しそしてより大きな電力を要求するので、より大きな電気的な定格を有する交流発電機を供給することが必要である。その上、車両の燃料効率は車両の重量に密接に関係しておりそして車両の総重量を軽くするために交流発電機の重量を減らすのが好ましい。これらの目的は交流発電機の効率が高くなったときに達成される。車両における増大された電力の使用法はまた、自動車で現在用いられている定格１２ボルトよりも高い電圧で作動する構成要素を使用することに対する関心を引き起こす。同時に、このような車両にとって１２ボルト電力はより高い電圧に追加して必要であろうことが予見される。ステータに２つの巻線を設けることによって二重電圧形交流発電機を提供することは知られている。しかしながら、ロータに単一巻線が用いられる場合、異なった回路のために異なったレベルのロータ励弧電流が要求されるので、２つの異なった電圧出力を適当に調整することは困難である。本発明により提供されるタイプの単一および二重電圧形交流発電機はまた、電力を効率的に発生できるために、風力または水力駆動式のような種々の非エンジン駆動式のものにも使用され得る。ハイブリッド交流発電機は、交流発電機が低速で運転している間も、高レベルの磁束をただちに発生するよう永久磁石を使用することによってその効率を非常に高める。ここに開示されるハイブリッド交流発電機を用いると、この交流発電機は、自動車またはその他の車両に組み込まれたとき、エンジンのアイドリング速度で全割合の交流発電機の電流および電圧出力を発生する。このことは、アイドリング時の回転速度から大きく離れた速い速度で回転するまで全出力を発生することができなかった従来の交流発電機とは著しく違っている。ハイブリッド交流発電機の全出力は永久磁石により発生される磁束を補足することによって低い速度で達成される。この補足磁束は、ロータ巻線を横切って適用される順方向極性（forward polarity）電圧によってその中に誘起される順方向ロータ巻線電流を有するロータ巻線により発生される。このことは、磁界を誘起される巻線場（wound field）が磁界を誘起される永久磁石と同一方向にありかつ補足するブースト（boosting）モードまたは順方向極性モードとしてとして参照される。しかしながら、交流発電機のＲＰＭが増加するとき、永久磁石からの磁束はより大きな出力を発生しそしてロータ巻線からの補足磁束の必要性は減少する。結局、十分に高い速度では、磁束を誘起される永久磁石からだけで交流発電機の全出力が利用でき、そしてロータ巻線に追加の電流は必要ではなくなる。概して、この遷移は交流発電機の予測最大作動速度よりも十分に低い速度で生じる。ロータ速度がこの遷移点を越えるとき、エンジンは高速度で作動しており、永久磁石からの磁束は大き過ぎそして損害を与えることになる過電圧および過電流の発生を回避するよう減少されねばならない。このことは、ロータ巻線に逆方向極性（reverse polarity）電圧が適用されるバッキング（bucking）モードまたは逆方向極性モードでハイブリッド交流発電機を作動することにより達成される。逆方向極性電圧はロータ巻線に逆方向電流を発生する。逆方向電流は永久磁石からの磁束に対向する磁束を発生し、それにより所望の出力電圧に維持するよう交流発電機の出力を減少する。順方向および逆方向のロータ巻線の励弧電流を必要とすることは、従来の交流発電機の場合には要求されなかったある種の制限および必要条件をハイブリッド交流発電機用電圧調整器に負わせる。低効率のくま手極（claw pole）またはランデル（Lundell）型のハイブリッド交流発電機が知られているが、これらの制限および必要条件の存在は、これまで、ハイブリッド交流発電機用電圧調整器を製造するときでさえも技術的に認識されていなかった。第１の問題は高誘導性のロータ巻線のスイッチングにおける誘導効果、特に順方向および逆方向極性励磁モード間の遷移に関するものである。この問題は交流発電機が軽負荷状態でありそしてバッテリが交流発電機に接続されていないときに最も著しい。この状態において、正味の瞬間的な負電流（net instantaneous negative current）が主電力母線に誘導され得る。界磁巻線に誘導される電流がロータ巻線の磁界に重要なエネルギーを貯える。このエネルギーは、突然の負荷変化によってまたはロータ巻線を駆動する電圧のスイッチング時に電圧スパイクを引き起こすことができる。ハイブリッド交流発電機の出力電圧を下げるには、従来技術では界磁巻線の電流を減少または反転するように逆方向極性モードが適用されるべきであると単純に示唆していた。しかしながら、電流が反転できる前に、それまで誘導されていた磁界は消去しなければならない。この消去中も、順方向極性モードで最初に誘導された順方向電流はバッテリや自動車の補器類全部に通じる主電力母線に滞留し続ける。従来技術の調整システムの実施において、ブリッジ回路が２段電圧パルス幅変調を提供するのに用いられている。このタイプの変調は結果として、界磁電流の大きさに等しい負段階の大きさを有する負電流段階を主電力母線に生じさせる。主電力母線の負荷電流が界磁電流の大きさよりも小さい場合、正味の負電流が該母線に加えられる。この電流は、交流発電機ダイオードが交流発電機への負電流の流れを防止するので行き所がなく、その結果、バッテリまたは大きな母線コンデンサによって抑制されない限り、有害な電圧スパイクとなる。バッテリが通常のケースにおけるように交流発電機に接続されると、バッテリは、バッテリのその他の負荷後、いかなる正味の負電流を吸収するまで当てにできる。また、大きなコンデンサもこのエネルギーを吸収するのに使用できる。しかしながら、第１の方法はバッテリが逆方向電流を吸収する可能性を常に呈するものではないので当てにできない。コンデンサの使用は、特にロータ巻線に貯えられたすべてのエネルギーを処理するのに十分なコンデンサが自動車のボンネットの下で使用するための定格温度を有するものを使用される場合、非常に高価である。バッテリが取り外されたような場合、コンデンサがないと、バッテリの接続が通常行われている回路の両端に大きなフィルタコンデンサが配置されるまで、主電力母線の正味の逆方向電流（net reverse current）の流れるところがない。適度の周波数のパルス幅変調技術が採用されると、このコンデンサは適度な価値あるものにできる。しかしながら、最も低コストおよび小さな物理的寸法のためには、アルミニウム電解コンデンサが好ましい。アルミニウム電解コンデンサは、しかしながら、通常１０５℃より高い温度に耐えるようには設計されておらず、かくして、車両用エンジン付近にある高温環境の交流発電機に簡単に組み込むことはできない。１０５℃より高い温度を避けるために熱い交流発電機からコンデンサを幾分か分離したとしても、コンデンサの寿命は温度の上昇に伴って急速に減衰される。かくして、ボンネット環境下では通常アルミニウム電子技術の使用は許容されない。より高い温度のタンタルコンデンサは使用できるが、それらは物理的に大きくなりかつより高価であり、かくして、コストの観点から大量の自動車での適用には魅力的なものではない。また、コンデンサがスイッチング遷移（switching transients）を吸収するよう使用されたとしても、依然として大きなエネルギー蓄積および界磁コイルの長期の不変性による潜在的な問題がある。例えば、一方向への全電圧（例えば順方向極性モードでのブースト）付近から他方向への有効電圧（例えば逆方向極性モードでのバッキング）へ交流発電機の調整器に界磁電圧極性を変更させるように交流発電機の速度または負荷が突然変化するとき、バッテリがなくそしてシステムが無負荷状態（界磁コイルを除く）であると、大きな電圧遷移が起こりがちである。この状態で、界磁コイルにおける初期エネルギーはコンデンサに行く傾向にありそしてその電圧はコンデンサが非常に大きいかまたは母線電圧がクランプ（cl amp）されるとき以外は過剰である。変調されたパルスからのリップル電流を処理するのに適度な大きさのコンデンサが要求されるだけではあるが、コンデンサは、過度の電圧を作ることなしに界磁巻線における高エネルギーを処理できるようにするためには物理的に非常に大きくなる。たとえコンデンサ電圧を制限するよう電圧クランプが用いられたとしても、コストが非常にかかり、高温環境による信頼性への関心は続いており、そして構成要素の寸法はボンネットの下の窮屈な環境における問題を生じる。たとえバッテリがないとしても、パルス幅変調技術の使用を許容する解決策および大きなコンデンサを必要としない解決策は必要とされている。第２の、より複雑な問題は、車両が止められたときに電圧調整器が活動を停止されてから逆方向極性モードで逆方向電流を供給するのを防止するよう予防策が講じられていなければならないことである。非常に高いエンジンおよび交流発電機速度では、永久磁石からの磁束はハイブリッドロータ巻線における反対方向への磁束によってほぼ完全に打ち消される。磁束の打消しが、例えば交流発電機を高回転速度で作動させているイグニッションスイッチを切ることによってただちに切られると、交流発電機の出力電圧は典型的な自動車の電気的な構成要素にとって損傷を与えるレベルまで急速に増加する。本発明は、電圧調整器、および偶然に車両のイグニッションシステムが不活発化されるのを防止するよう独立してそのイグニッションシステムに自動的に動力を供給する自動インターロック（interlock）を具体化するものである。この自動インターロックの設計は、車両が動かされていないときに車両のバッテリを放電しがちである車両のバッテリからの電流を少しまたは無しにするためのものである。電圧調整器の好適な実施形態はまた、電圧調整器またはバッテリ母線上のその他のシステムに損傷を与えることになる遷移電圧の抑制の第２の機能を遂行するようにロータ巻線を順方向および逆方向極性モード間で切り換えるために必要なある種のスイッチ（好ましくは、電界効果トランジスタ(以下、「ＦＥＴ」という。)）を許容する新規な方法で遷移電圧の抑制を具体化するものである。上述の如く構成されるハイブリッド交流発電機は、エンジンのアイドリング速度からレッドゾーンの最大速度までのすべての速度でその全定格出力を発生するように適切に設計されている。交流発電機の最大出力における２つの制限はロータ巻線が、永久磁石と組み合わされて、発生できる最大磁束と高温雰囲気状態での全出力連続作動時における過剰な熱を放熱するための交流発電機の熱的能力である。第１の制限は一般的に低速作動時に現れそして第２の制限はより高い速度で現れる。いずれかの制限に関して交流発電機の作動を改善することは通常交流発電機のコストの高騰を招くかまたは物理的寸法を不適当にも増大する。より大きな磁束を発生するにはロータ巻線を通る電流の流れを増大する（より大きな線直径およびより大きな巻線）かまたは永久磁石の数または強さを大きくすることが必要である。両者はハイブリッド交流発電機のコストおよび寸法に大きく影響する。熱的能力の改善には追加の内蔵または外付けファン、交流発電機ケースへのより大きな冷却フィン、ロータの内部または特定の電子コンポーネントへのより大きな空気流路が必要であり、それによりより高い温度で連続運転できる。ハイブリッド交流発電機は予測される悪条件下の周囲温度であってもその全速度範囲でその全定格出力を安全に発生するように適切に設計される。その結果、冷却および磁束の制限は交流発電機の設計作業中も平衡を保たれる。このことはエンジンのアイドリング速度で所望の全定格出力を発生するのにちようどよい磁束容量と悪条件下の高い周囲温度中のすべてのその他の温度でも交流発電機を所望の最大作動温度以下に保つのにちょうどよい冷却とを有する交流発電機に帰結する。しかしながら、このタイプの設計では交流発電機が悪条件下で作動していないときは結果として交流発電機にとって過剰な電力出力容量となる。更に、悪条件下であっても、交流発電機は全出力発生時でもただちに最大作動温度に到達することはない。フォーアップ期間中、交流発電機の温度は最大作動温度よりも低いが、一般的に利用されるよりも過剰な電力出力容量をまた有する。従来技術の有する問題に鑑みて、本発明の一つの目的は低いＲＰＭでも効率よく作動する交流発電機を提供することにある。本発明の別の目的は、ロータ巻線により発生される可変回転磁界と組み合わされて回転永久磁石磁界を供給するようロータに永久磁石アセンブリを用いた交流発電機を提供することにある。本発明のまた別の目的は、現用の同じ出力の交流発電機よりも軽い、または同じ重量でより大きい出力を発生する交流発電機を提供することにある。本発明の更に別の目的は、有効な二重電圧形交流発電機、好ましくは両電圧が変化する負荷下で十分に調整された二重電圧形交流発電機を提供することにある。別の本発明の目的は、交流発電機が逆方向極性モードにあるときに電圧調整器が不活発化されるのを防止するよう自動的にインターロックするハイブリッド交流発電機用電圧調整器を提供することにある。本発明のまた別の目的は、電圧遷移抑制を提供するハイブリッド交流発電機用電圧調整器を提供することにある。本発明の更に別の目的は、交流発電機がバッテリを備えることなしにそして高価なコンデンサや電圧クランプなしに作動できるハイブリッド交流発電機用電圧調整器を提供することにある。また別の本発明の目的は、車両がアイドリング速度で作動しているときに最大定格の出力電圧および電流を供給するハイブリッド交流発電機を提供することにある。更に別の本発明の目的は、ステータに配置された放射状冷却スロット（radio cooling slots）を介して交流発電機を提供することにある。更にまた別の本発明の目的は、交流発電機の冷却容量によって制限される作動形態における過剰な電力出力容量を過熱による交流発電機の損傷の危険性なしに安全に利用できる交流発電機を提供することである。発明の概要上述並びに当業者にとって明らかとなるその他の目的は本発明で達成され、そこにおいて、第１の観点では、ステータと、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されたロータとから構成されるハイブリッド交流発電機を指向しており、前記ロータは複数の磁極を画定するロータコアを有し、隣接する磁極は交互に北および南磁界を有し、複数の磁極は永久磁石により画定される少なくとも１つの永久磁極と各々が巻線磁界により画定される複数の電磁極から構成される。関連した観点において、本発明は、ステータ巻線を有するステータと、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されそして複数のロータ界磁極を画定するロータコアを備えたロータと、永久磁極を画定するように対応するロータ界磁極に取り付けられそしてロータ周辺の部分を形成するような手段で取り付けられた少なくとも１つの永久磁石と、複数の電磁極を画定するように残りのロータ界磁極と共同して作動されるロータ巻線から構成され、電磁および永久磁極は複数の磁極を画定し、隣接する磁極は交互に北および南磁界を有するハイブリッド交流発電機を指向している。別の観点において、本発明は、ステータ巻線を有するステータと、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されそして複数のロータ界磁極を画定するロータコアを備えたロータと、ロータ周辺部内に配置されそして隣接する永久磁極を形成するように一対の隣接するロータ界磁極と共同して作動される少なくとも１つの永久磁石と、複数の電磁極を画定するように残りのロータ巻線界磁極と共同して作動されるロータ巻線とから構成され、電磁および永久磁極は複数の磁極を画定し、隣接する磁極は交互に北および南磁界を有するハイブリッド交流発電機を指向している。関連した観点において、本発明は、ステータ巻線を有するステータと、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されそして複数のロータ界磁極を画定するロータコアを備えそしてその各々が磁極片を有するロータと、永久磁極を形成するようにロータコアと磁極片の間に装着された少なくとも１つの永久磁石と、複数の電磁極を画定するように残りのロータ巻線界磁極と共同して作動されるロータ巻線とから構成され、電磁および永久磁極は複数の磁極を画定し、隣接する磁極は交互に北および南磁界を有するハイブリッド交流発電機を指向している。別の観点において、本発明は、ステータ巻線を有するステータと、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されそして各々がロータコア回転軸に実質的に平行な長手方向軸を有する複数のロータ界磁極を画定するロータコアとから構成され、ロータ界磁極はロータコアから端面へ放射状に延びかつ第１の長手方向長さを有する本体部分と端面に取り付けられかつ第１の長手方向長さよりも長い第２の長手方向長さを有する端部分を備えたハイブリッド交流発電機を指向している。更に別の観点において、本発明は、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されたロータコアと、ステータ内で回転するように装着されるシャフトを備えたロータと、ステータの第１の長手方向区域内で回転するようにシャフトに装着されそしてロータ巻線と多数の電磁極とを有する巻線界磁ロータ部分と、ステータの第２の長手方向区域内で回転するように巻線界磁ロータ部分から長手方向へ離間された関係でシャフトに装着されそして多数の永久磁極を有する永久磁石ロータ部分とから構成され、各電磁極はシャフトと実質的に平行な長手方向軸を有するロータ界磁極を備えそしてロータコアから端面へ放射状に延びそして第１の長手方向長さを有する本体部分と端面に取り付けられそして第１の長手方向長さよりも長い第２の長手方向長さを有する端部分とを備えたハイブリッド交流発電機を指向している。一実施形態において、本発明のハイブリッド交流発電機はブーストモードにおける交流発電機からの出力を増加するようにロータ巻線を介して順方向励磁電流をそしてバッキングモードにおける交流発電機からの出力を減少するようにロータ巻線を介して逆方向励磁電流を発生するための巻線界磁ロータ部分のロータ巻線に接続されたロータ励磁回路により構成される。別の実施形態において、本発明のハイブリッド交流発電機は更に交流発電機の出力電圧を制御するように交流発電機の巻線を通る双方向の電流の流れを制御するための電圧調整器を備え、電圧調整器は交流発電機の出力電圧を監視するように接続されそして交流発電機の出力電圧を増加または減少すべきであることを指示するエラー信号を発生する電圧監視回路と、ロータ巻線に接続されそして順方向極性電圧がロータ巻線に供給される順方向極性モードと逆方向極性電圧がロータ巻線に供給される逆方向極性モードと順方向または逆方向極性モードに接続されたときに誘導された電流が電圧調整器に損傷を与えることなく減衰（decay）するのを許容する減衰モードとを含む複数のモードに巻線を接続するように整列されたスイッチング回路と、スイッチング回路に接続されそして交流発電機の出力電圧を増加するように順方向極性モードに入らせ、交流発電機の出力電圧を減少するように逆方向極性モードに入らせ、順方向または逆方向極性モードから切り離されるときにいつでも減衰モードに入らせるように電圧監視回路のエラー信号に応答する制御回路とから構成される。本発明のハイブリッド交流発電機の別の実施形態は、ステータと、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されたロータとから構成される。ロータは複数の磁極を画定するロータコアを有し、隣接した磁極は交互に北および南磁界を有する。複数の磁極は複数の永久磁極と複数の電磁極から構成される。各永久磁極は永久磁石によって画定される。複数の永久磁極は２組の直径方向両側に配置された永久磁極により構成される。各永久磁石はロータ周辺部内に配置されそして隣接する永久磁極を形成するように隣接する永久磁極の対と共同して作動される。本発明のハイブリッド交流発電機のまた別の実施形態は、ステータ巻線を有するステータと、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されたロータとから構成される。ロータは複数のロータ界磁極と複数の永久磁石を画定するロータコアを有する。各永久磁石はロータ周辺部内に配置されそして隣接する永久磁極を形成するように隣接するロータ界磁極間に装着される。複数の永久磁極は２つの直径方向両側に配置された組の永久磁極により構成される。ロータ巻線は残りのロータ界磁極と共同して作動されそして複数の電磁極を画定する。複数の電磁極は２つの直径方向両側に配置された組の電磁極により構成される。永久磁極および電磁極は複数の磁極を画定する。隣接する磁極は交互に北および南磁界を有する。本発明のハイブリッド交流発電機の更に別の実施形態は、ステータ巻線を有するステータと、ステータ内で回転するように装着されそしてエアギャップによってそこから離されたロータである。ロータはその回りに非対称に配置された複数のロータ界磁極を画定するロータコアを有する。各ロータ界磁極はロータコアから端面へ放射状に延びる本体により構成される。ロータはまた複数の永久磁石を備え、その各々はロータ周辺部内に配置されそして隣接する永久磁極を形成するように一対の隣接するロータ界磁極間に装着される。複数の永久磁極は２つの直径方向両側に配置された組の永久磁極により構成され、永久磁極の各組は４つの隣接する永久磁極により構成される。各永久磁極は励磁方向がロータコア回転軸に関して円周方向へ指向されるように配列される。ロータ巻線は複数の電磁極を画定するように残りのロータ界磁極と共同して作動される。複数の電磁極は２つの直径方向両側に配置された組の電磁極により構成される。電磁極の各組は２つの隣接する電磁極により構成される。電磁極および永久磁極は複数の磁極を画定し、隣接する磁極は交互に北および南磁界を有する。本交流発電機は更に複数のロータ界磁極片を備えている。各片はロータ界磁片が相互に等距離に離間されるために対応する極本体の一つの端面に非対称に装着される。ハイブリッド交流発電機の別の実施形態はロータ巻線とステータ巻線の間に新規な接続配列を使用している。この配列を使用することにより、単純化された電圧調整器を使用し得ることは製品コストを大きく削減する。電圧調整器はロータ巻線の一端をバッテリの陽極端とアースの間に交互に接続する。ロータ巻線の他端はステータの中性点（バッテリ電圧の約半分で作動する）に接続される。電圧調整器のスイッチング回路は順方向および逆方向極性モード間で遷移するようにロータを交互に接続するのに２つのスイッチを必要とするだけである。本ハイブリッド交流発電機は車両がアイドリング速度で運転されるときに全定格出力電圧および電流を発生しそしてその運転速度範囲の全体にわたって全定格出力を発生し続けるように設計されている。本温度監視電圧調整器は電圧監視回路と、温度センサと、スイッチング回路と、制御回路とを備えている。電圧監視回路は交流発電機の出力電圧を監視するように接続されそして交流発電機の出力電圧が増加または減少されるべきであることを示すエラー信号を発生する。温度センサは交流発電機の温度を感知するようにハイブリッド交流発電機、好ましくは出力ダイオードブリッジのヒートシンクと熱的に接触されて機械的に装着されるように適合される。温度センサは電圧監視回路と電気的に接続されそして交流発電機の温度が所定の最大交流発電機温度に近づいたことを温度センサが感知したときにハイブリッド交流発電機の出力電圧を減少するようにエラー信号を変調する。スイッチング回路はロータ巻線に接続されそして該巻線を順方向極性電圧が巻線に供給される順方向極性モードかまたは逆方向極性電圧がロータ巻線に供給される逆方向極性モードのいずれかに接続する。制御回路は監視回路のエラー信号に応答して、交流発電機の出力電圧を増加する必要があるときはいつでも順方向極性モードに入りそして交流発電機の出力電圧を減少するときは逆方向極性モードに入るようにスイッチング回路に指示する。最も高度に好適な実施形態では、温度センサはサーミスタであり、そしてスイッチング回路はまた減衰モードを備えている。図面の簡単な説明図１は本発明によるハイブリッド交流発電機のシャフトと平行にかつそれを通る長手方向の断面図である。図２はロータのシャフトと直角にかつ交流発電機の巻線界磁ロータ部分を通る線２−２に沿った断面図である。図３はロータのシャフトと直角にかつ交流発電機の永久磁石ロータ部分を通る線３−３に沿った断面図である。図４は電圧調整のためのロータ励起回路および第２出力電圧を発生するための電圧変換回路を有する本発明の交流発電機の電気回路図である。図５は本発明の典型的な実施例における一定の電圧出力を維持するのに必要な界磁電流対エンジンのＲＰＭのグラフである。図６は固体ディスク形永久磁石を採用した本発明の第１の代案的な実施例のロータのシャフトに平行な断面図である。図７は図６に示される本発明の第１の代案的な実施例に用いられる１０極ディスク形永久磁石の側面図である。図８は図６に示される本発明の第１の代案的な実施例に用いられる分割された磁束通路エレメントの正面図である。図９は図８に示される線９−９に沿った分割された磁束通路エレメントの断面図である。図１０は埋設された永久磁石を用いる本発明の第２の代案的な実施例の断面図である。図１１はロータの埋設された永久磁石を示す図１０の線１１−１１に沿った断面図である。図１２はハイブリッド交流発電機のロータ巻線を制御されるブリッジ回路のための電圧調整器のブロック図である。図１３は図１２のブロック図による回路の詳細な回路図である。図１３Ａは図１３の回路に基づく温度監視電圧調整器の詳細な回路図で、温度センサは交流発電機温度が所定の最大作動温度よりも低いときはいつでも定格交流発電機出力よりも高くし得るように交流発電機の出力電圧を調節するよう用いられている。図１４は背部律と交流発電機のための新規な配列の結線図で、そこにおいてロータ巻線はステータ巻線の中性点に接続されている。図１５は図１３のヒステリシスインバータエレメントと比較して改良された調整器の動的特性を提供するヒステリシス変調器の結線図である。図１６は本発明のハイブリッド交流発電機の代替的な実施例のシャフトに平行かつそこを通る長手方向の断面図である。図１７は図１６の交流発電機のロータシャフトに垂直な線１７−１７に沿った断面図である。図１７Ａは図１７に示される永久磁極の部分拡大図である。図１８は図１６の交流発電機の代替的な実施例の図１７と同様な断面図である。図１８Ａは図１８に示される永久磁極の部分拡大図である。図１９は図１６のハイブリッド交流発電機の別の実施例の図１７と同様な断面図である。図１９Ａは図１６のハイブリッド交流発電機の別の実施例の図１７と同様な断面図である。図２０は本発明およびその代替的な実施例のハイブリッド交流発電機により利用され得るロータ極形態の正面図である。図２１は図２０のロータ極の線２１−２１に沿った平面図である。図２２は図２０のロータ極形態の斜視図である。図２３は図２０のロータ極形態の代替的な実施例の正面図である。好適な実施例の説明図１を参照すると、本発明の交流発電機は、第１長手方向ステータ領域１２と第２長手方向ステータ領域１４とを有するステータ１０を備える。図４に示されるように、３相ステータ巻線１６がステータ１０の内部に形成されたスロット１８（図２および３に示されている）を通って延びる。総体的に矢印２０で示されるロータがステータ１０内で回転するようシャフト２２に装着される。ロータは、第１ステータ領域１２内で回転する巻線界磁ロータ部分２４と第２ステータ領域１４内で回転する永久磁石ロータ部分３８とを備える。巻線界磁ロータ部分２４は、電流がシャフト２２のスリップリング３０，３２を介して適用されるときはいつでも磁界を発生するよう励起されることができるロータ巻線２８を有する。スリップリング３０，３２と接触させて励弧電流がロータ巻線に供給できるように周知のブラシ（図示なし）がケース３６の領域３４内に装着され得る。永久磁石ロータ部分３８は、巻線界磁ロータ部分２４から長手方向に離間された関係でシャフト２２に装着される。永久磁石ロータ部分３８はその周囲に配置された複数の永久磁石４０を備え、磁化の方向がロータのシャフトに関して急速に指向されるように装着される。磁石は、ロータとステータの間のエアギャップを横切って延びる多数極永久磁石磁界を維持する。図２は、その中で巻線界磁ロータが回転するステータの第１領域１２を通る断面図である。巻線界磁ロータは、ロータのシャフトに沿って隣接して積み重ねられた図２に示される断面形状を有する多数の薄い積層板から周知のように形成される。代案としては、巻線界磁ロータ極はソリッド鋳型成形磁性材料を用いて構成され得る。ロータの各積層板は、ロータ巻線２８が北および南磁界を交互に生ずるように対向方向へ巻かれた交互の極を有してその回りに配列される複数の極４２を備える。かくして、ステータの第１領域１２とロータの第１巻線ロータ部分２４は、励弧電流がロータ巻線２８に供給されるときはいつでも出力線４４，４６および４８（図１および図４に示されている）を通ってステータ巻線１６から出力を発生する突極（salient pole）交流発電機として作用する。ハイブリッド交流発電機−放射状に磁化される永久磁石図３は交流発電機の一実施例の永久磁石ロータ部分を通る断面図である。永久磁石ロータ部分は、矩形のスラブとして形作られかつ永久磁石ロータ積層板３８に保持される８個の永久磁石４０を備える。代案としては８個よりも多いまたは少ない磁極を用い得るが、常に巻線界磁ロータと同じ数を有する。矩形のスラブ以外の形も使用され得、例えばスラブの厚さをロータの曲線に適合するよう変化し得る。各永久磁石スラブはその厚さ全てを磁化されそして磁化の方向が放射状、すなわち、シャフト２２に直角でありかつスラブ４０の大きな面に垂直である方向へ延びるように装着される。スラブは、永久磁石ロータの周囲の積層板３８の開口に保持されそして、１つのスラブの北極を外向きにしそして次のスラブの北極を内向きにして交互に置かれる。この方法で、巻線ロータにより発生された磁界は、順方向励弧電流がロータ巻線２８に適用されるときに永久磁石磁界に加わりそして逆方向電流が適用されるときに永久磁石磁界から減じる。図示の場合の永久磁石はネオジムで形成されるが、しかしながら、セラミックまたはサマリウム−コバルト磁石のようなその他の磁性材料もまた使用され得そして特有な適用では好適であり得る。生産では、ネオジム磁石はニッケルめっきされる。磁石を保持する開口に加えて、積層板３８は、重量を軽減しそして冷却空気が交流発電機を通ることができるように多数の開口５０を備える。これらのことは電気機械にとって一般的になじみのあることでありそして特に交流発電機ではシャフト２２が回転されるときはいつでもステータ巻線１６に電圧を誘導するロータに永久磁石４０が永久磁石磁界を与えることは理解されよう。シャフトの回転は総体的にベルトおよびプーリ駆動で達成されるが、しかしながら、歯車駆動またはその他の手段も適用され得る。図１に示されるものの場合、ステータ巻線１６は巻線界磁ロータ部分を連続して取り巻く第１ステータ領域から永久磁石部分を取り巻く第２ステータ領域を通って延びる。かくして、シャフト２２が回転すると、部分的に永久磁石からの磁界の効果でありかつ部分的に巻線界磁ロータ部分の巻線２８の励弧電流により発生された磁界の効果である電圧がステータ巻線１６に誘導される。また、２つのステータ区域に別々の巻線を使用してそれらの出力を電気的に結合することも可能である。図１、２および３に示されるものの場合、交流発電機のステータ部分は領域１２におけるものと領域１４におけるものとが同じでありそして同一のスロット１８およびステータ巻線１６とを備える。しかしながら、スロット１８はその長さに沿ってよじれ（twist）があるようにゆがめられ得る。このよじれの目的は磁気的なイカサマ（cogging）を防止することにある。このようなよじれがない場合、ステータとロータの間のエアギャップのスロット開口により生じる種々の磁気抵抗によって磁気的なイカサマおよび無用な振動が発生される。ステータは電気的グレード（electric grade）鋼の薄い積層板の積み重なりとして形成される。この積み重なりの各部材はその長さに沿った１つのステータスロットピッチのよじれを形成するよう隣接する部材から十分に回転方向へ変位される。図３に示されていないが、永久磁石部分は樹脂で接着されたカーボン繊維のような軽量であるが強い材料の予め製造された円筒状スリーブを備え得る。このスリーブは薄い壁厚と永久磁石ロータ部分の直径に等しい直径とを有する。それは永久磁石ロータ部分を取り囲み、磁石４０が外向きに投げ出されそして高速運転の結果として発生された遠心力でステータを損傷するのを防止する。本発明の製造版では、ロータの回転中に磁石がロータ極から外れてしまうのを防止するために、ロータに永久磁石を保持する適当な手段が、図２４に示されるように、永久磁石を皿ねじで取り付けている。しかしながら、磁石をロータ界磁極に保持するその他の手段も使用し得る。例えば、ロータの両側でシャフトに装着された一対の円形端板（endplate）も使用でき、そこにおいて各端板は実質的にシャフトと平行に突出したリップ部分を有し、該リップ部分はロータの幅の約半分まで延びかつ極片を形成するように磁石上に延びる。代案として、端板は、永久磁石の頂部に装着された極片上にリップ部分が延びるようにも形成できる。更に、永久磁石をロータ界磁極に固定するのにエポキシ系接着剤もまた使用され得る。永久磁石をロータに保持するためのその他の機械的手段は当業者にとって明らかであろう。交流発電機のシャフト２２が回転し始めると、磁石部分は所要の出力電圧を発生するよう整流されるべき電圧をステータ巻線１６に誘導する。図４を参照すると、典型的なステータ巻線１６が、６つのパワーダイオード６０により形成された全波電圧整流器に接続される３つの鉄芯脚で構成される。パワーダイオード６０は出力を整流しそして電池６２に充電しかつ出力６４以上の補機類用電力を車両に供給するよう充電電力を与える。低いＲＰＭでの永久磁石による交流発電機からの出力は、出力６４で必要とされる全電圧を供給するのに十分である。従って、順方向励起極性がロータ巻線２８に適用される。このことはロータの電流を増加し、ロータ巻線により発生される磁界強度を増加しそして出力電圧を所望のレベルまで増大するようロータ巻線１６からの出力を増加する。順方向極性およびそれにより誘導される順方向電流は、ブーストモードでの永久磁石からの磁界にロータ巻線からの磁界を加えさせる電流および極性である。ロータ巻線２８に順方向励弧電流を供給することによる出力増大の必要性はエンジンの低いＲＰＭのときだけ生ずる。エンジン速度が増加すると、ステータからの出力は増加しそして所望の出力電圧が単に永久磁石ロータ部分によるステータで発生される点に到達する。この速度では、励弧電流はロータ巻線２８に供給される必要はない。しかしながら、この速度以上では、永久磁石ロータ部分はステータ巻線に過電圧を発生することになる。高いＲＰＭでの過電圧を打ち消すために、ロータ巻線２８は、減衰モードで交流発電機からの出力を減少する逆方向励弧電流を供給する。図５は、エンジンＲＰＭの関数としてステータ巻線１６から生じる出力６４における一定の出力電圧を維持するのに必要なロータ巻線２８における巻線界磁電流のグラフを示す。このグラフは本発明の一つの実施可能な手段の例示を提供する。交流発電機のエンジンとの伝動装置、ロータおよびステータにおける巻線の巻数および抵抗、および磁石およびロータ巻線により発生される磁界の相対的な強度の全ては、どのような特殊な適用例にとっても実際の曲線を取り勝ちである。図５を参照すると、順方向励弧電流が必要である曲線６６のブースト部分は、ＲＰＭ約６００のアイドリング時からＲＰＭ１２００に到達するまで生ずる。ＲＰＭがＲＰＭ６００からＲＰＭ１２００に増加すると、一定の出力電圧を維持するのに必要な順方向励弧電流の量は減少し、位置７０でゼロ（０）になる。この位置では、励起の全ては永久磁石ロータ部分から得られる。ＲＰＭ１２００を越える速度では、曲線のバッキング部分（buck portion）６８に入り込む。曲線のこの区域では、出力電圧が所望のレベルを越えるのを防止するために、垂直軸に負の電流値で示される逆方向励起が要求される。ブーストモードとバッキングモードとの間の交差位置７０は負荷と共に変化しそして巻線界磁ロータ部分と永久磁石ロータ部分との間の出力の相対的な比率を変化することによって調節され得る。図１を参照すると、このことは永久磁石４０またはロータ巻線により発生される磁界の強度を調節することにより達成される。代案として、永久磁石部分１４と巻線界磁ロータ部分１２との相対的な寸法を変化することにより変更され得る。図１において、これらはほぼ等しい寸法として示されているが、比率は作動時のブーストおよびバッキング領域間の交差位置を調節するのに必要なだけ変化され得る。二重電圧形ハイブリッド交流発電機図１に示される本発明の最も単純な形態において、ステータ巻線１６は図４に示される周知の巻線配置を用いている。しかしながら、その他のステータ巻線配列も採用され得る。例えば、２つの異なった出力電圧を発生するようにステータを２つの別個の巻線に接続することは知られている。本発明は、より高い出力電圧、典型的に４８ボルトと同様に１２ボルト出力を有することが所望されるこの二重電圧発生方法を注視するものである。しかしながら、二重電圧運転の好適な方法は図４に関係して述べられるタイプの電圧変換回路を用いることである。本発明のその他の変形もまた注視される。例えば、単一電圧形態において、ステータ巻線は、１つが巻線界磁ロータ部分を取り巻く第１領域１２内だけにありそして１つが永久磁石ロータ部分を取り巻く第２領域１４内にある２つの別個のステータ巻線から構成され得る。これらの別々のステータ巻線からの出力はそのとき所望の出力電圧を発生するのに必要なだけ電気的に組み合わされる。引き続き図１を参照すると、ステータの２つの領域間にギャップ５２があることが分かる。このギャップはステータ１２および１４の磁性領域を隔離するように相対的に低い透磁率の材料で作成されるべきである。ギャップは単純なエアギャップであるか、或いは部分的または完全にプラスチックまたは同様な部材のような低い透磁率の固体材料で充満され得る。ステータ巻線１６が第１領域１２からギャップを通って第２領域１４に完全に延びるところでは、ギャップは、その中に巻線１６を形成するステータ巻線が配置される連続したスロット１８を設けるようにステータと同じロータに直角な断面形状を有する部材で充満され得る。ハイブリッド交流発電機−ステータを通る放射状冷却スロット好適な実施例において、ステータ区域１２および１４間のエアギャップ５２は中実ではなく、外部空間に開放される。冷却空気は、そのとき端部で交流発電機の外に導通されているステータ区域１２間のエアギャップ５２を通って交流発電機の内部に入ることが可能である。典型的に、このことは交流発電機の一端または両端に配置されたファン（図示なし）によって行われる。図１に示されるステータのための２つの区域のジオメトリィは、冷却空気が最も冷却を必要とする交流発電機の中央領域に導かれるように流れるのを可能にする。この構造はユニットにおける熱エネルギーの拡散を強める一方、電力出力密度を同時に最大にする。エアギャップには一連の放射状に指向された開口を有する軸方向のスペーサが適当に設けられ、該開口は、冷却空気が交流発電機の最も熱い部分に入れるようにエアギャップをスペーサの円周方向断面の表面面積の約８５％以上開放する。矢印５３は、この断面において空気が長手方向にのみ流れる従来技術と比較するとステータを通って放射状に流れる冷却空気の交流発電機内部への入口を示す。ステータを通って放射状に入る空気はロータとステータとの間のギャップを通って流れ得る。巻線界磁ロータ区域にもまた、軸方向に整列されかつ永久磁石区域の流動通路５０に対応する空気流動開口が設けられ得る。ステータコアを通って交流発電機の中央へ流された空気は、永久磁石区域を通るのと同じくステータコイルの臨界区域(critical sections)、巻線界磁コイルの区域およびダイオードを横切って流れる。ステータコアスペーサおよびロータ区域に空気流動開口を設けることによる交流発電機の温度の低下および空気流動の増加に加えて、交流発電機の総重量は大きく減少される。参照された領域における空気流動開口は、重大な磁束を導くことのない交流発電機の区域に配置される。その結果、これらの開口および空気流動口が交流発電機の電気的出力を減少しない、またはその効果に影響しないことが加わる。対照的に、ランデル型やクローポールジオメトリィ（claw pole geometry）交流発電機の電流段階は２端換気（double end ventilation）以上のなにものも許容しない。ステータコアの中間区域を通って換気することはできず、またランデル型およびクローポール構造は空気の流動に用いることのできる空所や場所のない相対的に中実の構造であるのでここではロータ部分を通って換気する機会はない。追加の平行な空気流動路を設けることによって、一定量の空気を流動させるだけの圧力差を生起するのに交流発電機の冷却ファンは必要ではない。このことは交流発電機全体の雑音を減少し、かつ／または、交流発電機全体の寸法を縮小するようにファンの羽根直径および羽根の設計を手直しできる。空気の流動は全ての作動状態において永久磁石の温度を可能な限り低く保つのに特に有効である。このことは交流発電機の出力を強めそして高温での損傷発生の危険性を最少に止める。このことは、最近の自動車のボンネットの下に存在する高温状態において交流発電機を最高の可能出力と評価できる。電圧調整器−基本的な２段式ＰＷＭ調整器交流発電機からの所望の一定出力電圧を維持するために、図５に示されるのと同様な手段で変化するロータ巻線２８に順方向または逆方向励弧電流を供給することが必要である。図４はこの目的を達成するのに適当なロータ励起回路を示す。ステータからの整流電流６４は、総和（summing）回路８２の基準電圧８０と比較される。総和回路８２は出力電圧６４から基準電圧８０を減算しそしてエラー信号を関数発生器８６へとライン８４に送り込む。関数発生器は、出力電圧６４が基準電圧８０を下回るときはいつでも、スリップリング３０，３２を通って界磁巻線２８に順方向励弧電流を供給する変調器８８を制御する。典型的に、基準電圧はバッテリ６２の所定の充電電圧に設定される。関数発生器は、出力電圧６４が基準電圧８０以上に上昇するときはいつでも、界磁巻線２８に逆方向励弧電流を供給する。関数発生器８６は、必要に応じて所望の順方向または逆方向界磁電流を供給しそして所望の出力電圧を発生するように変調器８８を制御する増幅器補償ブロックとして作用する。発生される増幅および補償は符号６４での出力電圧と基準電圧８０の間のエラーとして決定されるライン８４のエラー信号によって決定される。関数発生器８６および変調器８８は、単に所望の出力を発生するのに必要な量の一定の、すなわち、切り換えられずかつパルス状ではない連続して直線状に可変な、順方向または逆方向励弧電流を供給しそしてそれによりエラー信号８４をゼロに直線的に減少するように整合され得る。このことは直線的な調整体系を生じ、そこにおいて変調器８８の直線的な出力は所望の出力電圧を発生するのに必要な平均電流と同じである。しかしながら、平均電流にとっては所望のレベルに近づけることだけが必要であり、それ故、調整の適当な方法は、ロータ巻線２８を通る平均電流を調節するようパルスを用いるように関数発生器８６および変調器８８を配列することである。陽極性のパルスは順方向電流を界磁巻線に適用させそして逆極性のパルスは逆方向電流を適用させる。パルスの幅は界磁巻線を通る平均電流を変化するように変化される。このことは平均界磁電流の大きさおよび方向を制御するのに電気的に効果的な回路設計を提供する。このことは、順方向および逆方向極性モード間を交互に直接切り替わる基本的に２段階のパルス幅変調（以下、「ＰＷＭ」という。）電圧調整回路を構成する。電圧調整−二重電圧形交流発電機エレメント８０〜８８からなるロータ励起回路は、電気回路に給電しそしてバッテリ６２を充電するように位置６４で一定の出力電圧を供給する。交流発電機が単一電圧形交流発電機である場合、これで十分である。交流発電機が二重電圧形交流発電機である場合には、典型的に、２つの互換性のある設計のうちの一つが用いられる。最も簡単な設計において、ステータにはすでに述べたように第２巻線が設けられる。エラー信号８４は、第１出力が調整されるように第２出力がそれ自体のレベルを探し求めることができる状態で、２つのロータ巻線のうちの一方からだけに基づいて発生し得る。代案として、両巻線からの出力電圧の関数であるエラー信号は、いずれの出力も完全に調整されていないが、合成エラー信号によって共にほぼ所望のレベルに保持されるように用いられ得る。しかしながら、図４は本発明による二重出力電圧形交流発電機のための好適な互換性ある設計を示している。この設計において、交流発電機は、より高い電圧のバッテリであるバッテリ６２のために出力６４で一定電圧を発生する、主として単一出力電圧形交流発電機である。第２巻線から第２電圧を発生する代わりに電圧変換回路９０により供給される。前述の励弧電流について述べたのと同様な手段で、ライン１００にエラー信号を発生するように基準電圧９４が加算回路９８において第２バッテリ９２に接続された出力電圧９６と加算される。関数発生器１０２が変調器１０４を制御する。変調器１０４はスイッチングパワーサプライ部（switching power supply design）におけるスイッチ１０６をオンおよびオフに切り換える一連のパルスを発生する。スイッチングパワーサプライは周知のものでありそしてコンデンサ１０８およびコイル１１０で濾波された電圧調整出力を発生する。スイッチング調整器のための電圧源はその出力電圧よりも高くなければならずそしてライン１１４の出力６４に接続されるかまたは破線１１６のステータ巻線１６に直接接続され得る。概して、１電源またはその他の場合が選定されそして接続はスイッチ１１８を通る代わりにライン１１４または１１６に永続的に作成されることになる。ハイブリッド交流発電機−軸方向磁化永久磁石図６は総体的に参照符号２００で緊めされる交流発電機の第１の代案的な実施例を示し、それは多数の極で磁化される一対の固体ディスク状永久磁石２１０，２１２を採用している。このディスクは結合された永久磁石材料で作成され得る。ステータ２１４は本質的に前記実施例に関連して述べられたステータ１４と同様であり、従って、その外形形状のみで示されている。総体的に、良質の電気鋼で作成された積層または鋳型成形ステータのスロットに巻かれた３相巻線を備える。必要ならば、二重巻線が二重電圧出力部に用いられ得る。前述されたステータのエアギャップ５２に対応するステータのエアギャップは、ステータの永久磁石部分を巻線界磁部分から絶縁するよう巻線界磁ロータ部分のいずれかの側部に導入され得る。単一の永久磁石部分が図１〜３に関連して説明された場合と同様に使用され得または巻線界磁ロータ部分の対向する側部に長手方向へ分離された２つの永久磁石部分が図６の実施例に示されるように使用され得る。固体ディスク永久磁石エレメントは図７に分離されて示されている。分離した永久磁石エレメントで作成することも可能であるが、好ましくは、組み立てられたときにシャフトと平行に、長手方向へ、その厚さを通して磁化された、単一部品として作成される。これは、磁化が長手方向の代わりに放射状に指向される図１および３に示される永久磁石の磁化の方向に９０°（９０度）である。電気を発生するために、ロータの磁界線はロータとステータとの間のエアギャップ２１６を貫通してステータ巻線を切らなければならない。磁界が長手方向に曲げられると、磁束は曲げられてエアギャップまで指向されねばならない。このことは、図８および９に示されるような多数の極セグメント２２０で作成された総体的に参照符号２１８で示される磁束通路エレメントで達成される。個別の極セグメント２２０は永久磁石ディスク２１０からの磁束をステータ巻線を貫通するようエアギャップ２１６まで担送する。第２の磁束通路エレメントが磁束戻し板２２２により構成される。２つの磁束戻し板が、各磁石ディスクに１つずつ、ロータの端面に配置されて用いられる。永久磁石を固体ディスク状に形成して磁化の方向を回転することにより、機械的強度の改善が達成されそしてより大きな磁石寸法および表面面積が結果として生ずる。このことは固有の強力な設計を与えそして、極セグメント２２０によりエアギャップまで通路をつけられるときにディスクの大きな表面面積を出て行く磁束を集結することができる。本発明の好適な形体において、極セグメント片２２０は、巻線ロータの巻線伸延部を取り巻く巻線開口２２４を有して形作られている。この形状は巻線に追加の強度を与えかつロータを損傷することなく非常に高い回転速度を達成することができる。端部片２２２、永久磁石ディスク２１０、極セグメント片２２０および巻線ロータ部分は、セグメント片および磁石ディスクの開口２８および２３０をそれぞれ通るリベット２２６により共に保持される。図６のロータ構成要素は図１に示されるものと同様な手段でシャフト２２に装着される。シャフト２２はハウジングに軸承されそして電流を供給するためにブラシにより巻線界磁ロータ部分に接触されるスリップリングを有する。電圧出力および調整は前述されたものと同様である。ハイブリッド交流発電機−円周方向磁化永久磁石本発明の更に別の実施例が図１０および１１に示されており、それは総体的に参照符号３００で示されている。この実施例において、永久磁石３０２は、アルミニウムのような非磁性材料で形成され、ロータのシャフト２２の回りにハブを形成する支持具０４に埋設される。支持具はハブから磁石を磁気的に絶縁しそしてそれらを確実に保持する。前述の２つの設計の各々において、永久磁石３０２はそれらの厚さを通って磁化される。しかしながら、それらは磁化の方向がさらに第３の方向に、この場合、シャフトに関して円周方向に指向されて装着される。図１１の埋設される磁石は、円周方向に離間されて配置される磁束通路エレメント３０６間および磁石３０２間で交互に向きを換えて非磁性支持具に挿着される。磁束通路エレメント３０６は高透磁率を有する材料で作成される。それらは矢印３０８によって示されるように、磁束を磁石からロータとステータの間のエアギャップに向ける。図６〜９に関連して述べられた設計と同様なこの設計は、磁束がロータ周辺に集中される状態で、小さな空間に相対的に大量の永久磁石材料を使用することができる。いくつかの適用例において、このことはコストを低減する安価な永久磁石の使用を可能にする。その他の高エネルギー磁石を用いる適用例において、図１〜３の設計も好適である。ステータ３１０は実質的に図１〜３に関連して述べられたステータと同じである。非磁性端部キャップ３１２が巻線界磁部分３１４に巻線界磁ロータ伸延部のための支持部準備する。ロータ巻線のための同様な端部キャップが図示のように磁石支持具に組み合わされるか、または別部品として形成され得る。この端部キャップ片が、図６において、磁性材料片２２０と同様に現されるが、この設計においては非磁性材料で、そして図６では透磁性材料で形成されることを注視すべきである。電圧調整器−３段設計図１２は第１実施例の３段電圧調整器のブリッジ回路タイプのブロック図である。電圧調整器は前述されたタイプの交流発電機のロータの巻線４００を通る双方向の電流の流れを制御する。調整器はまたその他のタイプの３段制御を必要とする装置の交流発電機にも使用され得る。ロータの永久磁石部分と組み合わされるロータ巻線４００は磁束をハイブリッド交流発電機のステータ巻線４０２，４０４，４０６に導入する。双方向の電流の流れはスイッチング回路を形成するようブリッジ配列に配置された４つのスイッチ４０８，４１０，４１２および４１４の使用のおかげで達成される。第１上方スイッチ４０８は巻線４００の第１端に接続されそして第１下方スイッチ４１４と共に第１対のスイッチを形成する。これらのスイッチが閉じられたとき、ロータ巻線４００の第１端は陽極母線４１８上のバッテリ４１６の陽極端に接続されそしてロータ巻線４００の第２端はアース４２０上のバッテリ４１６の陰極端に接続される。第１対のスイッチ４０８，４１４が閉じられたとき、電圧調整器は順方向極性モードまたはブーストモードにあると言われ、そして順方向電流がロータ巻線４００の第１端から、スイッチ４０８に接続され、ロータ巻線１００の第２端に接続され、スイッチ４１４に接続される。第２上方スイッチ４１０は第２下方スイッチ４１２と共に第２対のスイッチを形成する。第２対のスイッチが閉じられたとき、ロータ巻線４００の第２端は陽極母線４１８に接続されそして第１端はアース４２０に接続される。この状態において、電圧調整器は逆方向極性モードまたはバッキングモードにあると言われる。制御ロジックはこれらのモードを相互に排他的にするように用意される。巻線４００は、順方向極性モードにおいて順方向電流の流れによって発生される磁束がロータの永久磁石部分によって供給される磁束に加えられるように、ロータに巻き付けられる。その逆に、逆方向極性モードにおいて、ロータ巻線４００を通る逆方向電流の流れが、永久磁石からの磁束と減法で組み合わされる反対の極性の磁束を発生する。ハイブリッド交流発電機の出力を調整するために、従来技術は前述の基本的なＰＷＭ調整器において述べられたような順方向および逆方向極性モード間でロータ巻線４００を単に切り換えられていた。これらの２つのモードだけを操作する電圧調整器は、２段式ＰＷＭ電圧調整器と呼ばれる。電圧調整器は、出力を増加する必要があるときはいつでも順方向極性モードに切り換えられ、そして出力を減少する必要があるときはいつでも逆方向極性モードに切り換えられる。しかしながら、前述したように、順方向電流がスイッチ４０８および４１４を通ってロータ巻線４００に誘導されると、コイル４００により発生される磁界にかなりのエネルギーが貯えられる。第１対のスイッチ４０８および４１４がただちに開けられそして第２対のスイッチ４１０，４１２がただちに閉じられると、ロータ巻線４００からの磁界がゆっくりと減衰するように順方向極性モードで誘導された順方向電流は流れ続ける。一定の条件下で、この順方向界磁電流は逆方向電流が第２上方スイッチ４１０を通って下方スイッチ４１２に流れるように流れ続ける。それはまた陽極母線４１８に逆方向電流として現れる。母線の正味の負荷が低く、そしてバッテリが接続されていると、通常、この逆方向電流はバッテリに入って少しずつ充電する。しかしにがら、バッテリがない場合またはその他の同様に起こり得る状態では、大きな電圧スパイク（spike）が発生されて車両の構成要素を損傷してしまう。これらのスパイクおよび車両の電気システムの負荷変化によって発生されるその他のスパイクは、陽極母線４１８からアース４２０へバッテリ４１５の端子間にコンデンサを配置することによって処理できる。しかしながら、車両のボンネットの下で作動するのに適した温度等級を有する十分な大きさのコンデンサは高価である。従って、電圧調整器の好適な実施例は３段電圧調節器の設計を参照した形態を採用している。この形態において、電圧調整器は、巻線４００に順方向電流の流れを開始するまたは順方向電流の流れの存在を増加するために、通常の順方向極性モードを採用する。逆方向極性モードは逆方向電流の流れを開始するまたは逆方向電流の流れの量を増加するために用いられる。第３のモード、ここでは減衰モードとして参照される、には電圧調整器が順方向または逆方向極性モードを離れたのちに入る。減衰モード（ゼロ電圧またはゼロ極性モードとも考えられる）において、その他の２つのモードのいずれかにあるときに誘導される電流はロータ巻線を通って循環できそして回路に残部にいかなる障害電圧をも誘導することなくゼロに向かって減衰できる。この減衰には、順方向極性モードから逆方向極性モードへの直接過渡、または結果として逆方向電流が主電力母線に適用されることになる反対方向の過渡を防止するように減衰電流が供給されるときはいつでも、その他の２つのモードのいずれかののちに入る。これらの普通の４エレメントブリッジ回路、例えば全波ブリッジ整流器等、は、ブリッジ回路の一般的な使用において、対向する対のエレメントは同時に接続する傾向にあることが認識されている。かくして、第１対のスイッチが１段において導通しそして第２対のスイッチが第２段において導通する。この３段設計において、相互に直接に対向する（相互に対角線上に対向する代わりに）２つのエレメントは同時に開けられそして電流は残りの２つのエレメントを通って循環減衰電流パターンで流れることができる。例えば、順方向極性モードにおいて、スイッチ４０８および４１４は閉じられる。減衰モードにおいて、スイッチ４０８は開けられる一方、スイッチ４１４は閉じられたままである。本発明のいくつかの手段において、スイッチ４１２はこのとき、第１下方スイッチ４１４を通過してから順方向の導通路を設けそして第２下方スイッチ４１２を通過して逆方向にバックアップするよう閉じられる。後により詳細に述べるように、しかしながら、スイッチ４１２および４１４は半導体スイッチ、好ましくはスイッチを閉じる制御信号を用いることなく内部（inte rnal）ダイオードを介して逆方向モードで導通できる特性を有するＦＥＴである。この内部ダイオードは、減衰電流の現出を検出するよう用いられる逆方向電流の流れが発生すると電圧降下を生じる。減衰モードはまた減衰電流が上方スイッチ４０８および４１０を通って流れるのを許容することによっても実行される。続いて図１２を参照すると、ロータ４００およびロータの永久磁石からの磁束の組合せ効果はステータ巻線４０２，４０４および４０６により生じそして６つのダイオード４２２，４２４，４２６，４２８，４３０および４３２から構成された周知の３相全波ブリッジ整流器で整流される。これらの６つのダイオードは図４のダイオード６０に対応する。整流出力は陽極電力母線４１８上をバッテリ４１６に給送され、かつまた、電力母線４１８のコネクタ（図示なし）上を車両の電気的負荷に給電する。交流発電機の出力電圧は電圧監視回路４３６によってライン４３４上で監視される。電圧監視回路は交流発電機の出力電圧を基準電圧回路４３８からの基準電圧と比較してライン４４０にエラー信号を発生する。エラー信号４４０は制御回路４４２の入力に適用される。制御回路４４２は主回路４４４、減衰電流検出回路４４６およびロジック回路４４８を備える。主回路はライン４４０上の監視回路のエラー信号に直接反応しそして交流発電機の出力を増加または減少するようロジック回路４４８に合図する１つ以上の主制御信号を発生する。基本的な２段式ＰＷＭ調整器において、主制御信号は出力の増加が望まれるときに第１対のスイッチをオンにしそして出力の減少が望まれるときに第２対のスイッチをオンにするように用いられる。しかしながら、本発明において、主制御信号は、副制御信号が発生される前に、減衰電流検出回路４４６から得た情報を有するロジック回路４４８で変化される。副制御信号は制御ライン４５０，４５２，４５４および４５６のスイッチ４０８，４１０，４１２および４１４の段階を個別に制御する。減衰電流検出回路４４６はロータ巻線４００の減衰電流を監視するように接続される。好適な設計において、この監視は減衰電流検出回路４４６と巻線４００の第１および第２端との間の接続ライン４５８および４６０によって適当に行われる。減衰電流検出回路４４６は、ライン４６２および４６４のロジック回路４４８の入力に適用される１つ以上の抑制信号を発生する。これらの熟知の技術は巻線４００における減衰電流を監視するその他の方法もあることを容認している。自動インターロックおよび内部電圧調整器電源３つの追加のダイオード４６６，４６８および４７０が独立した電力をＶ_cc電源を発生する内部電源４７２に供給する。内部電源４７２は電圧調整回路を作動するための電力を供給する。この電圧は調整器のための制御電圧電源に供給するように調整される。ハイブリッド交流発電機は永久磁石および巻線磁界を共に含むので、交流発電機は回転を始めるとすぐに電圧を発生し始める。電圧がより大きくなると、追加のブースト磁界が発生できるので、電子機器に電力を供給するのに十分な電圧が発生する。この全ては、車両がアイドリング速度に到達する前であっても発生し、それによりアイドリング時でも、電圧調整器は適切に機能する。この方法でシステムを作動することは自動インターロックを提供し、それにより電圧調整ループは接続されておらずそして交流発電機が回転していないときに磁界および制御電流がほぼゼロに落ちるが、交流発電機の速度が上がると電圧調整器の電子機器を自動的に接続する。自動インターロックは、システムが高速度で作動しているときに過電圧や過電流を生じるのを断つように界磁電流は決して遮断されないので、ハイブリッド交流発電機において非常に重要である。このことは、点火スイッチが電圧調整器の磁界をオフにできる本交流発電機との明瞭な違いである。車両が動かされておらずそしてエンジンはバッテリの放電（drain）を回避するよう作動されていないときに、交流発電機の界磁電流がゼロであることは重要であるが、これを点火キーのみで行わせるべきではない。このことは、交流発電機が高速度で作動しているときでも不注意等で点火装置をオフに切り換えることができるという理由である。図１３は図１２のブロック図に対応する詳細な図式的回路図である。バッテリ４１６は、図１２に示された方法でステータ巻線４０２，４０４および４０６に順次に接続された６つのブリッジ整流器出力ダイオード４２２〜４３２に接続される。ステータ巻線４０２，４０４および４０６は図１３に示されていないが、それらの結線はまったく周知のものである。内部電源４７２はＮＰＮトランジスタ５０２の出力電圧Ｖ_ccを調整するツェナーダイオード５００から構成される。３端子電圧調整装置およびその他の電圧調整回路もまた好適である。電圧監視回路４３６は、抵抗器ブリッジ５０４，５０６および５０８間の電圧降下を生ずるライン４３４のバッテリ電圧４１６を監視する。抵抗器５０６は調整器の出力電圧を調節するよう調節自在なものに作成される。交流発電機の計測される出力電圧はエラー増幅器５１０で電圧基準回路４３８からの基準電圧と比較される。電圧監視回路はエラー増幅およびループ補償を遂行する。基準電圧源４３８からの基準電圧はエラー増幅器５１０の一方の入力に適用されそして他方の入力はバッテリからの電圧分割器に接続される。全体補償（integral compensation）はエラー増幅器５１０の反転入力と出力との間の帰還ネットワークの容量性（ca pasitive nature）によって与えられる。補償ネットワークは総体的に参照符号５１２で示されている。このネットワークは交流発電機における速度および負荷の全範囲で調整電圧の直流（ＤＣ）エラーを取り除く。エラー増幅器の出力は、制御回路４４２の主回路部分４４４に設けられたライン４４０の増幅されたエラー信号である。エラー信号は２段変調器として作用するヒステリシスインバータ５１６によって形成された単一のヒステリシスブロックの入力に適用される。交流発電機の出力が高過ぎるとき、エラー信号４４０はより低くなりそしてヒステリシスインバータ５１６の出力はハイ（電圧が加えられている状態、high）に切り換わる。このハイ信号は常に交流発電機における正味の磁界を減少させる。代わりに、ヒステリシスインバータ５１６がロー（電圧が加えられていない状態、low）のときは、交流発電機における正味の磁界は増加する。主回路４４４は４つの制御信号をライン５１８，５２０，５２２および５２４に生じる。ライン５１８の主制御信号は２段変調器５１６から直接与えられそしてライン５２０の主制御信号はその信号の反転された逆のものである。主制御信号５２０はインバータ５２６により発生される。ライン５１８および５２０の制御信号は２段の基本的なＰＷＭ調整器の設計におけるスイッチングブリッジの対角線上に対向するスイッチの対を駆動するように使用できる。それらはここに示される変調制御のための出発点として働き、結果として副制御信号に所望の切り換えを実際に行わせる。エラー増幅ブロック４３６の利得および原動力と組み合わされるインバータ５１６のヒステリシスは電圧エラーを制御しそしてループの常態の発振周波数を設定する。主インバータ５１６の機能はまた、ランプ発振器および対応する構成要素を有するパルス幅変調器によって達成できるが、しかしながら、この設計は図１３に示される単一のデジタル回路よりも複雑かつ高価である。符号５１６で形成されるヒステリシスインバータおよび図１３に示されるような正帰還抵抗器は、符号５１６で形成されるヒステリシス変調器およびそれを取り巻く抵抗器コンデンサ帰還網を開示する図１５の改良された回路により置き換えられ得る。この改良された回路において、コンデンサ／演算増幅器エレメント５１６は陽極への帰還とヒステリシス変調器を提供する負帰還側への１次フィルタを備えている。この回路は、変調周波数をループ交差周波数よりも十分に高く設定することを許容することにより、図１３の対応したエレメントと比較して改良された調整器の動的特性を提供する。ライン５１８および５２０の主制御信号は、インバータ５２８および５３０により発生されたライン５２２および５２４の主制御信号の遅延コピーにより達成される。ヒステリシスインバータ５１６からの出力は総体的に参照符号５３２で示される単純な抵抗器コンデンサ遅延で遅延される。かくして、主制御ライン５２２はライン５２０の主制御信号の遅延バージョンを伝える。ライン５２４はライン５１８の主制御信号の遅延バージョンを伝える。ライン５１８および５２０の主制御信号は、最後に巻線４００を通る電流の向きを切り換えるための副制御信号を生ずるロジック回路４４８に入力を与えるように用いられる。図１２のスイッチングエレメント４０８，４１０，４１２および４１４は図１３の共作動される駆動電子部品を有するＦＥＴ（ＦＥＴ）５３４，５３６および５３８並びに５４０に対応する。第１上方スイッチに対応するＦＥＴ５３４および第１下方スイッチに対応するＦＥＴ５４０がオンになると、交流発電機は順方向極性モードにあると称される。ＦＥＴ５３６および５３８がオンになると、交流発電機は逆方向極性モードにあると称される。交流発電機は、バッテリまたは交流発電機出力から巻線４００に電圧が適用されていないことを示す上方ＦＥＴが共にオフまたは下方ＦＥＴが共にオフであるときはいつでも、減衰モードにあると称される。本発明の異なった装置は巻線４００をバッテリから切断するよう上方スイッチを共にオフに切り換えるかまたは下方スイッチを共にオフに切り換え得る。追加の構成要素と共に巻線４００に電圧を適用しないその他の形態も採用し得る。巻線４００をバッテリから切り離すのに加えて、電圧調整器の残りの回路または自動車のどこかに損傷を及ぼす電圧を誘導することなく電流が減衰できるように、巻線は接続されねばならない。このことは巻線４００の両端に接続された２つのスイッチを通って減衰電流が再循環できることにより達成される。図１３に示される好適な設計において、再循環回路は下方の２つのＦＥＴを介して行われる。しかしながら、再循環回路は上方の２つのＦＥＴを介してまたはその他の構成要素でも行うことができる。両ＦＥＴ５３８および５４０は再循環回路を実施するようオンに切り換えできるが、しかしながら、これらのＦＥＴはバイアスされていないときであっても逆方向電流を伝えることができるように内部ダイオードを有する。オフのままであるとき、再循環する減衰電流は、巻線４００の第１および第２端に接続されたライン４５８および４６０の減衰電流検出回路４４６によって感知される電圧を下方ＦＥＴの内部ダイオードの両端に誘導する。ダイオード５４２および５４４は、順方向または逆方向極性モード中にＦＥＴのドレーンがハイであるときは、いつでも比較器５４６および５４８をＦＥＴから分離する。比較器５４６および５４８の一側は、電圧分割器および電圧基準源Ｖ_refから得られた電圧基準を有し、そして他側はアース付近であるときのＦＥＴドレーン電圧上の１つのダイオード降下である電圧の濾波バージョンを有する。ダイオード５４２および５４４は、比較器５４６および５４８の入力に負電圧は必要ではないので、１つのダイオード電圧降下によって電圧レベルを上昇する。ロジック回路４４８はロジックゲート５５０，５５２，５５４，５５６，５５８，５６０および５６２を有する図１３で実行される。これらのゲートで実行されるロジック回路は主制御信号を受け取りそしてライン４５０，４５２，４５４，４５６に副制御信号を発生するように減衰電流検出回路４４６からライン４６２および４６４の信号を抑制する。副制御信号４５４のような副制御信号がハイに切り換わるとき、その共作動されるＦＥＴ、例えばＦＥＴ５３４はオンになる。ゲート５５０，５５２および５５４により実行されるロジック機能はゲート５５６，５５８，５６０および５６２により実行されるロジック機能と同じである。構成要素数、２つのロジックチップだけで実行できる、を減少するために、異なったロジックエレメントが同じロジック機能を実行するよう用いられる。ロジックゲート５５０および５６２は上方ＦＥＴ５３４および５３６をそれぞれ制御する。ロジックゲート５５０は３入力ＡＮＤゲートである。その出力はハイでありそして対応するＦＥＴ５３４は３入力ＡＮＤゲートへの３つの入力全てがハイであるときだけオンである。これらの３つの入力はライン５１８の遅延されていない主ＰＷＭ制御信号と、ライン５１４の遅延された主ＰＷＭ制御信号と、ＦＥＴ５４０の逆方向電流を監視する減衰電流監視回路からのライン４６４の抑制信号である。ライン４６４の抑制信号があることは、減衰電流が逆方向極性モードで最初に誘導された結果として、巻線４００に逆方向減衰電流があることを示している。ライン４６４の抑制信号は第２の下方ＦＥＴ５３８をオン状態に保持しそしてＦＥＴ５３４が同時にオンに切り換えられてしまうのをただちに抑制する。一旦、逆方向極性モードで誘導された電流が十分に小さな値まで減衰されると、ライン４６４の抑制信号は回路がモードを変更できる段階に切り換わる。界磁巻線を励起する電圧は３つのモード、すなわち順方向極性モード、逆方向極性モードおよび減衰モードを有するのではあるが、ＦＥＴは実際には４つの異なった段階を有する。順方向極性モードにおいてＦＥＴ５３４および５４０は導通する。逆方向極性モードにおいてＦＥＴ５３６および５３８は導通する。減衰モード（２段階）においてＦＥＴ５３４および５３６は共にオフである。減衰モードは２つの異なった段階、順方向減衰モードおよび逆方向減衰モードを有する。順方向減衰モードにおいて、順方向極性モードで誘導された電流は減衰することができそしてＦＥＴ５３８がオフのままにされてＦＥＴ５４０はオンに保持されるが、その内部ダイオードを介して導通する。順方向減衰モードにおいて、減衰電流は順方向極性モードにおいて流れるのと同じ方向へ巻線４００を通って流れ続ける。逆方向減衰モードにおいて、ＦＥＴ５３８はオンにそしてＦＥＴ５４０はオフになるが、その内部ダイオードを介して導通し、逆方向電流は巻線４００を通って循環し、ＦＥＴ５３８を介して下降されそしてＦＥＴ介してバックアップする。本発明は巻線４００の双電圧励起を供給するようブリッジ回路配列を使用している。電圧監視回路４３６はライン４４０にエラー信号を発生するように基本的なエラー増幅器を備える。電圧調整ループは平均バッテリ電圧の厳格な制御を備えるのに対応するループ周波数を形作るよう補償ブロックを備える。ライン４４０のエラー信号を出力する補償増幅器は、ブリッジの中間タップ間に接続される巻線４００を通る双方向電流を供給するように全ブリッジ出力段階を間接的に動かすパルス幅変調器、またはその他の２段変調器、を動かす。ロジック回路４４８は、界磁電流量が減少されているときはいつでも巻線４００に適用されるゼロ付近の電圧の第３段階の電圧励起を許容するよう、主回路４４４の出力を変調する。主回路４４４からの主制御信号は、対角線上に配置された対のブリッジスイッチを直接オンに切り換えるよう作用する。しかしながら、ゼロ電圧励起は界磁電流の量が減少するときはいつでも用いられる。界磁電流の瞬間量が主回路４４４からの主制御信号によって増加するよう命じられているとき、適切な極性の全母線電圧は適切な対角線上の対のブリッジエレメントを励起することにより界磁コイルに適用される。しかしながら、界磁電流量が減少しているとき、前記の導通している対角線上の対のスイッチの上方スイッチのみがオフに切り換わる。下方対角線上スイッチのオフ切り換えにおける遅延および対角線上の対向するスイッチ間におけるオン切り換えの遅延を用いることにより、上方スイッチに流れる誘導性界磁電流はスイッチエレメントでオフに切り換えられた場合よりも低い負電流にただちに変換される。下方対角線上スイッチの電流の流れは前述の遅延によってオフ切り換え状態を続ける。その下方対角線上スイッチはそのとき他方の下方スイッチに逆方向電流があることによりそのままでいるよう命じられる。図１３の実施例において示されたように、逆方向導通パワースイッチがＦＥＴであり、そしてそのスイッチが遅延されたオン切り換えを有するとき、逆方向電流は最初に約−０.６ボルトの電圧降下を発生するＦＥＴの内在（intrinsic）ダイオードを通って流れる。下方逆方向導通ＦＥＴがオンに切り換わると、逆方向循環電流はまたより低い電圧降下を引き起こす抵抗のＦＥＴを通って流れる。上述した本発明の好適な装置において、このＦＥＴは、ＦＥＴ内在ダイオードの両端の電圧が減衰界磁電流の存在の簡単な指示器を提供できるようにするために、減衰電流中はオフに保たれる。非直線性ダイオード特性は小さな電流にとっても適度な電圧レベルを与える。このことは、界磁電流の存在を指示するのに比較器５４６および５４８の形態の簡単な電圧比較器の使用を可能にする。内在ダイオード電圧が基準電圧源４３８により設定されたしきい値よりも負でありそして抵抗分割器がその点より低いとき、逆方向電流の存在が指示される。比較器が逆方向導通スイッチに界磁電流の存在を指示するとき、対角線上に対向するエレメントへの作動は比較器の信号によって抑制されそして減衰界磁電流を導通している下方ＦＥＴへの作動はオンに保持される。比較器がゼロ近くの界磁電流を指示したのち、主回路４４４の主制御信号によって命令されるように対向する対角線上のブリッジエレメントを励起するのが安全である。ゼロの界磁電流で新しい対角線上の対をスイッチングすることは母線にいかなる負電流も導入せず、それ故、バッテリが接続されていなくともシステムが軽負荷であるときは有害な電圧スパイクを発生しない。３段調整の制御ロジックおよび方法主制御ループは、ライン４３４の出力を監視する電圧監視回路４３６を含みそしてバッテリ電圧と基準電圧４３８との間の差に作用するエラー増幅器を備える。増幅されたエラー信号は、２段変調器の出力でのＰＷＭ信号、反転ＰＷＭ信号およびこれらの２つの信号の遅延コピーを含む主制御信号を発生するよう主回路４４４に共作動されるパルス幅変調器、またはその他の２段変調器を動かす。主ＰＷＭ制御信号は信号スイッチをオン段階とオフ段階との間で制御する。オン段階にある間、一方の対角線上の対をオンにそしてオフ段階中に対向する対角線上の対を切り換えるよう設定されそして逆もまた同様である。２段階の基本的な逓昇の故に、デジタルロジックは制御システムを実施するのに好適である。実際のスイッチ指令は、より複雑なスイッチング構造を生じそして後述するような負母線電流を取り除くように遅延、抑制およびその他の信号によって変調される。巻線４００を通る界磁電流の瞬間量を増加するとき、適切な対角線上ブリッジ対は全てオンである。しかしながら、母線への負電流段階を取り除くために、ブリッジは、逆方向励起で母線からより迅速な減衰を強いるよりも、むしろ下方スイッチだけを含む循環電流ループに界磁電流を自然に減衰させるように作動する。この自然減衰を設定するために、両上方ブリッジエレメントはオフでありそして減衰する界磁電流は下方ブリッジエレメントを循環する。一方の下方ブリッジエレメントが順方向に導通する一方、他方は逆方向に導通する。この自然減衰は、ヒステリシスインバータ５１６に対応する２段変調が再び段階を変更するかまたは界磁電流がゼロになるまで続く。第１の場合、最初に導通している対は再びオンになる。後者の場合、界磁電流がゼロに到達するとき、対向する対角線上の対がオンになる。自然減衰の特色は、減衰電流がほぼゼロに到達するまで、新しい対角線上の対のオンへの切り換えを抑制することにより達成される。好適な設計における全体の作動は、かくして、出力スイッチの作動が行われる４段階またはスイッチ装置降下が無視される場合、界磁巻線両端における瞬間的な電圧の３段階を有する多段階である。瞬間的な界磁電圧の３段階はプラスのバッテリ電圧、ゼロ電圧およびマイナスのバッテリ電圧である。本発明の好適な作動方法は次の段階を採用する。 (1) オン状態の上方装置が非遅延ＰＷＭオフ指令にただちに反応してオフに切り換わり、 (2) 下方エレメントのオフ切り換えが遅延されそしてオン切り換え状態の全てのブリッジエレメントが等しいまたはより長い時間遅延されて上方装置がオフに切り換わるときに自動的に実行するよう下方ブリッジエレメントに電流を循環でき、 (3) 各下方スイッチのしきい値比較器がその装置における逆方向電流（減衰界磁電流）の存在を指示しそしてそのロジック信号が次の段階を遂行するよう用いられる。 a）逆方向導通スイッチのＦＥＴドライブはしきい値電圧測定への妨害を取り除くよう抑制され、 b）その下のスイッチが遅延電流を遅延するためにオンであるので新しい上方対角線上スイッチのオフ切換えドライブが抑制され、 c）循環電流の遅延を実行するよう他方のＦＥＴのドライブが残りをオンにさせ、 d）界磁電流がゼロになる前に主制御信号がそれらの最初の段階に戻ると、出力装置の最初の対角線上の対がオンに戻りそして界磁電流の量が再び増加し始める。これは一定速度および固定負荷で作動するときに作動の通常モードである。システムは１つの段階おいて母線電圧で界磁巻線を駆動することとその他の段階のために下方ＦＥＴに電流を循環して磁界減衰を有することとの間で作動する。このゼロドライブ電圧に続く全ドライブ電圧は平均界磁電流の方向の影響を受けない同様な手段で作動する。かくして、固定負荷を有する、相対的に低い交流発電機速度の通常の作動において、交流発電機は順方向極性モードと減衰モードの間（より詳細には、順方向極性モードと順方向減衰モードの間）を循環する。交流発電機が相対的に高速度で作動するとき、交流発電機は逆方向極性モードと減衰モードの間（より詳細には、逆方向極性モードと逆方向減衰モードの間）を循環する。これらの順方向または逆方向極性モードと減衰モードの間の通常の循環中、ライン５１８の主制御信号はオンおよびオフ段階間を行き来する。 e）ライン５１８の主信号がその最初の段階に戻る前に界磁電流がゼロになるときだけは対向するブリッジの対がオンになりそしてロータ巻線４００の電流が方向を変える。このタイプの作動は平均界磁電流がゼロ付近であるときまたは交流発電機の速度または負荷が突然変化するときに生じる。温度監視電圧調整器図１３Ａは本発明による好適な実施例の温度監視電圧調整器の回路図を示している。図示された回路は、電圧監視回路４３６が温度センサ５０９を有する抵抗器５０８に置き換えられるように変形されていることを除き、実質的に図１３に示された３段式電圧調整器の回路に対応している。温度センサ５０９は交流発電機温度を監視するためにハイブリッド交流発電機と熱的に接触して装着され、そして温度の関数である可変抵抗を有する。温度センサ５０９を装着するのに好適な位置は出力ダイオード４２２〜４３２の共通のヒートシンクである。その他の装着位置もまた適合する。一般的に、交流発電機の最も熱に敏感なコンポーネント付近または交流発電機によって熱が最も発生される位置付近に装着位置があるのが好ましい。温度センサ５０９の機能は交流発電機が前もって設定した交流発電機温度に近づいたときまたは越えたときにいつでも電圧監視回路（ライン４４０上の）の出力にエラー信号を適応させることである。図１３Ａに示させれる実施例において、温度センサ５０９は正温度係数（以下、「ＰＴＣ」という。）を有するサーミスタが好ましい。このタイプのＰＴＣサーミスタセンサは非直線温度関数の抵抗を有する。臨界温度以下の温度では、ＰＴＣサーミスタは相対的に一定の抵抗を有する。この一定の抵抗は抵抗器５０４，５０６およびセンサ５０９により形成された抵抗電圧分割器に現れ、そして電圧調整器は抵抗器５０８と組み合わされて図１３に関連して述べられた方法で正確に作動する。このことは交流発電機の出力電圧に直接比例するエラー増幅器５１０の入力に電圧を発生する。交流発電機の出力電圧が負荷変化に反応して上昇または下降したとき、その上昇または下降は４３８からの基準電圧に関連したエラー増幅器によって感知されそして交流発電機の出力は前述したように所要の出力電圧を常に保持するように調節される。しかしながら、交流発電機が加熱されてサーミスタの臨界温度に近づくと、サーミスタの抵抗は劇的に増加し始める。抵抗分割器の温度センサ５０９の両端に現れる出力電圧の部分はそれに対応して増加する。エラー増幅器５１０はこの電圧増加を交流発電機の出力電圧における明白な増加として見て、それに応じて出力電圧を減少し始める。出力電圧が低下すると、交流発電機の出力電力は減少しそして検出される交流発電機温度も低下する。その結果、交流発電機はサーミスタ温度がその臨界温度以下に保たれている限りその定格出力よりも非常に大きな電力を発生することができる。所望の温度の関数としての可変抵抗を有するサーミスタの適切な選定することで、ハイブリッド交流発電機にとっていかなる所望の最大作動温度にも設定できる。既述のタイプの温度監視調整器を備えて組み立てられた適切に設計されたハイブリッド交流発電機はいかなるエンジン速度でもいかなる環境温度でもその全定格電力出力を連続して供給できる。交流発電機を回転するエンジンの始動時からこの電力を供給することが可能となる。アイドリング速度以上の速度では、ハイブリッド交流発電機はその全定格電力出力よりも非常に大きな電力を供給することができる。高い環境温度の最悪な場合であっても温度センサおよび電圧調整器の設計により設定されるその最大作動温度に交流発電機が到達するまで余分の出力が短時間可能である。その後、交流発電機の冷却設計により制限されそしてその全定格出力を連続して発生することができる。最悪な場合の条件よりも冷い環境温度では、交流発電機はその全定格出力よりも大きな電力を連続して発生できる。このことはエンジンが十分に速く回転しており、ロータ巻線が永久磁石と組み合わされて発生できる磁束によって交流発電機の出力が制限されていない場合を仮定している。交流発電機の冷却容量が超過されるほどに交流発電機の負荷が大きいと、温度監視電圧調整器は交流発電機の電圧出力を減少する。交流発電機の電力出力はサーミスタの臨界温度、すなわち、交流発電機の最大安全作動温度またはその付近で交流発電機を連続して保持するのに十分なだけ減少される。この方法で交流発電機はその定格出力を超過するときに過熱による損傷から保護されている。当業者は、ＰＴＣサーミスタ５０９の代わりに、抵抗分割器の上方枝の抵抗器５０４を負温度係数（以下、「ＮＴＣ」という。）エレメントで置き換えそして下方枝の抵抗器５０８を再挿入することにより、ＮＴＣ抵抗装置または同等な回路もまた使用できることを認識されよう。代替的に、温度センサの可変抵抗はエラー増幅器５１０への他方の入力でエラー増幅器により見られる基準電圧を変形するように使用され得る。このことは、エラー増幅器の非変換入力にブリッジを配置しそしてブリッジ両端に基準電圧を適用することを除き、図１３Ａに示された抵抗ブリッジと同様な抵抗ブリッジを用いることにより達成される。温度による可変抵抗はそのとき基準電圧を変化し、それにより出力電圧および出力電力を制御するようにエラー信号を変形する。熱電対、温度感知型ダイオード等のような、その他のタイプの温度センサが、必要に応じて、追加の電気回路と共に、使用され得る。更に、好適な実施例は３段式電圧調整器の設計に基づくものであるが、図４に示されるような２段式電圧調整器の設計もまた使用され得る。２段式電圧調整器の設計に本発明を実施するのに必要な変更は上述された３段式の設計のための変更にそのまま対応するものである。好ましくは、抵抗ブリッジは温度の関数として非直線性可変抵抗を有するセンサを用いて形成され、そして該ブリッジは感知された交流発電機の出力電圧を変更するかまたは基準電圧を変更するように総和回路８２への入力の一方に使用される。いずれの場合でも、抵抗ブリッジは最大の所望の作動温度に到達するときに交流発電機の出力電圧を減少するように整合される。過渡抑圧図１３に示される電圧調整器は、自動車産業において周知の標準的な「負荷遮断(load dump)」で発生されるような電圧過渡の抑圧の独特な方法を組み込んでいる。負荷遮断は大きな電流が引き出されている間に大きなバッテリ負荷が突然オフに切り換えられるときまたはバッテリ自体が切断されるときの状態である。この状態において、抑圧装置は交流発電機の巻線に溜まった誘導性エネルギーを処理することが要求される。本電圧調整器は、ブリッジＦＥＴダイオードをオンに切り換えるダイオード５８２，５８４，５８６および５８８を指示する信号レベルツェナーダイオード５８０を使用し、それによりブリッジＦＥＴは過渡を緩和できる。ＦＥＴ装置は大きな電力衝撃を十分に処理でき、かくしてブリッジ配列は過渡電圧に適切に制御されたときにこれらの装置が２つの機能遂行するのを可能にする。残りのトランジスタおよびインバータ５９０および５９２はブリッジ回路の種々のＦＥＴを動かす駆動回路である。上方パワーＦＥＴ５３４および５３６は周知のＮＰＮ／ＰＮＰレベル中継（translation）回路で直接動かされる。ＦＥＴゲートに最も近いＰＮＰトランジスタ５９４および５９６は能動ゲートプルダウン（active gate pull down）を与える。ＦＥＴは障害を最少にするよう示される回路で相対的にゆっくりとオンオヨビオフに切り換えられる。界磁電流変調は全交流界磁電流とゼロの間の範囲で交流発電機の出力に電流段階を発生できる。交流発電機は有限の出力インダクタンスを有するので、その電流を瞬間的に変更できない。パワーＦＥＴのよりゆっくりした上昇および降下時間はこの問題を部分的に軽減しておりそしてツェナーダイオード５８０およびその仲間のダイオード５８２〜５８８により設けられる電圧クランプ配列は、クランプ電圧を越える短い電圧エクスカーションであるべきそれらの破壊電圧に到達することからＦＥＴを保護する。約２７ボルトのクランプ電圧が用いられる。インバータ５９０および５９２は２つの充電ポンプ発振器として配列される。総体的に参照符号５９１および５９３で示される整流および関連回路を有する発振器は、バッテリ電圧を切り換えるよう上方パワーＦＥＴを動かすためにライン５９５のバッテリ電圧よりも高い電圧を供給する。中性点接続形交流発電機図１４はハイブリッド交流発電機のための新規な巻線配列を示し、そこにおいてロータ巻線６００はステータ巻線６０２，６０４および６０６の中性点接点に接続される。前述したように、ハイブリッド交流発電機のロータ巻線６００は交流発電機の出力電圧を増加するよう順方向極性電圧を、そして交流発電機の出力を減少するよう逆方向極性電圧を供給されねばならない。この極性反転は、４エレメントブリッジ回路の対向する対角線上の対のスイッチを交互にオンに切り換えるブリッジ回路を有する図１２に示される３段電圧調整器で達成される。一方の対は順方向電流を発生するようにロータ巻線を全バッテリ電圧とアースとの間に接続し、そして対角線上に対向する対は巻線を通って流れる逆方向電流を誘導するように反対の極性を有してロータ巻線を全バッテリ電圧とアースとの間に接続する。ブリッジ回路はこの極製版点を遂行するように少なくとも４つのスイッチングエレメントを必要とする。図１４に示される回路において、しかしながら、２つのスイッチだけが必要である。ロータ巻線６００の第１端はステータ巻線の中性点６０８に接続されそして第２端は電圧調整器６４２のスイッチング回路６２４に接続される。図１４の交流発電機の中性点６０８は３つの別個のステータ巻線６０２，６０４および６０６の中心点である。星形を形成するように一端で相互に接続された異なった数の別個のステータ巻線からなる多相巻線もまた使用され得る。多相ステータ巻線はダイオード６１２〜６２２からなる多相ブリッジ整流器において従来方法で整流される。星形ステータ巻線の中性点はバッテリ６１０に適用される出力電圧のほぼ２分の１で作動し、順方向電流はロータ巻線の対向端をバッテリ６１０の陽極端に接続することによりロータ巻線６００に簡単に誘導できる。それに代わり、ロータ巻線に負電流を誘導するように、対向端をアースに接続できる。この形態においてロータ巻線に適用される電圧は、ブリッジ形態に適用される電圧よりも小さいにもかかわらず、電流は所望の磁束を発生するようにロータ巻線の巻数およびインピーダンスを調節することにより同等なものに作成され得る。バッテリとアースの間でのロータ巻線の第２端のスイッチングは、２つのスイッチ６２６および６２８だけを必要とするスイッチング回路６２４で達成される。スイッチ６２６および６２８の作動は主制御ライン６３２および６３４上の制御回路６３０によって制御される。制御回路６３０は、ロータ巻線６００に順方向極性電圧を適用するように、スイッチ６２６を閉じそしてスイッチ６２８を開ける。逆方向極性電圧をロータ巻線６００に適用するように、スイッチ６２６は開けられそしてスイッチ６２８は閉じられる。スイッチを相補的な状態で作動しそして０から１００パーセントに変化するデューティサイクルを用いることにより、界磁コイル両端間の平均電圧は種々の速度および負荷の原因である全ブーストおよび全バッキング間の範囲で制御される。順方向極性モード中に、電流はバッテリから、スイッチ６２６を通り、ロータ巻線６００を通り中性点６０８へ流れ、そしてそこから別個のステータ巻線６０２〜６０６およびブリッジダイオード６１２〜６２２の外へ流れる。一定のステータ巻線およびブリッジダイオードを通って流れる一定量の電流は交流発電機の相いかんで決まりそして交流発電機の回転に正変する。監視回路６３６が出力電圧を基準電圧６４０と比較することによってライン６３８の出力電圧を監視する。電圧調整器６４２は本質的に前述された基本的なタイプの２段ＰＷＭ電圧調整器である。しかしながら、ブリッジ回路の対角線上の対のスイッチをオンおよびオフに切り換えるように主制御信号を用いる代わりに、主制御信号は２つの別個のスイッチ６２６および６２８だけをオンおよびオフに切り換えるように用いられる。電圧調整器のための基本的な２段ＰＷＭ制御構成が好適である適用例では、中性点接続形交流発電機で用いられるときに２つのスイッチだけを用いることによる電圧調整器のコストの低減は重要である。中性点接続形ハイブリッド交流発電機は交流発電機の界磁電流が速度ゼロのときに自動的にゼロになるという別の利点を有する。かくして、交流発電機の駆動は点火装置がオフに切り換えられたときに交流発電電流オフに切り換えることができないようにしてはならない。制御電子機器は非常に小さな電力消費に設計され得、かくして、バッテリ放電の危険性をなくして継続的にオンのままにし得る。この手段において、中性点接続形ハイブリッド交流発電機は、前述の、交流発電機が回転を始めたときに自動的に調整器に電力を供給しそして交流発電機が回転を停止したときに自動的に電力を停止する自動インターロック機能を達成する。制御回路６３０は単純な２段ヒステリシス増幅器、ヒステリシスを有する単純なインバータ、ヒステリシスを生じるようにフィードバックを有する比較器または演算増幅器、一般的なパルス幅変調器などであり得る。中性点接続形ロータ巻線もまた、交流制御システムを用いて電流が順方向最大値と逆方向最大値との間で円滑に変化される直線ドライブで動かされ得る。ロータ巻線は回転しそしてステータ巻線は固定されているので、界磁巻線の中性点およびスイッチング回路との接続はスリップリングを介して従来方法で行われる。ハイブリッド交流発電機−永久磁石及び開示巻線を取り付けられた極を有する単一ロータつき図１６および図１７は本発明のハイブリッド交流発電機の互換性のある実施例を示す。ハイブリッド交流発電機７００は長手方向のステータ領域７０４を有するステータ７０２を備えている。３相ステータ巻線７０６（図４に示された巻線７０６とまた同様な）はステータ７００の内部に形成されたスロットを通って延びている。ロータ７１０がシャフト７１２のステータ７０２内で回転するように装着される。ロータ７１０はコア７１４（図１７に円形の破線内の区域により示される）により構成されそして複数の磁性ロータ界磁極７１６を画定している。極７１６は交互に北および南磁界を有するように形作られている。ロータ７１０はロータシャフト７１２に沿って隣接して重ね合わされた図１７に示された断面形状を有する多数の薄い積層体から従来方法で形成され得る。代替的に、ロータ界磁極は固形の成形磁性材料を用いて構成され得る。図１７はその内部でロータ７１０が回転するステータ７０２のステータ領域７０４を断面図である。２つの磁極７１６は、永久磁極７１６ａおよび７１６ｂを画定するようにその端部に装着された永久磁石７１８を備えている。残りの磁極は巻線界磁ロータ極でありそして北および南磁界を交互に発生するように磁極７１６ａおよび７１６ｂ間に配置される極が交互に対向方向へ巻き付けられたロータ巻線７２０を有する。永久磁石７１８はロータ７１０の曲線または周縁に適合する“パン塊（bread- loaf）”形状を有する。永久磁極の一部であるロータ界磁極本体は図１７に示されるようにテーパ付けられているのが好ましい。この極本体はまた単一の幅を有するようにも形作ることができ、或いはその他の幾何学的形状も使用し得る。更に、図１７は、２つの極が直径方向両端に配置された永久磁極である１０個の極（７１６）を有するロータ７１０を示しているが、互換性ある形態もまた使用し得る。例えば、互換性ある設計としては２つ以上またはそれ以下の永久磁極を利用し得る。更に、２つ以上の永久磁極を使用する場合、それらの極の相互に関する位置は変更され得る。各磁石７１８はその厚さを通って磁化されそして磁化方向が矢印７２１で示されるように、すなわち、シャフト７１２に垂直または放射状でかつ磁石７１８の大きな面に直角な方向へ、放射状に延びるように装着される。磁石はロータ７１０の周辺部のまわりのロータ積層体７１５の開口に保持される。図１７Ａを参照して、磁石７１８は、磁石７１９の頂面と同一面となるように沈頭されたねじ７１９を介してロータ界磁極本体７１７に固定されるのが好ましい。永久磁石が相互に隣接して配置される場合、ロータの周縁全体にわたって北および南磁極が交互に生じるするために、一つの磁石の北磁極が外方へ向けられていると次の磁石の北磁極が内方へ向けられるかまたはその逆にされなければならない。永久磁石７１６ａ，７１６ｂは図１〜３に示されたその他の実施例で述べられたのと同じ材料から作成される。積層体７１５は重量を軽減しそして冷却空気が交流発電機を通って流れることができるように多数の開口７２２を備えている。図１８は別の交流発電機の実施例の図１７と同様な図である。交流発電機７５０は交流発電機７００と同様でありそして長手方向のステータ領域を有するステータ７０２とロータ７５２を備えている。ロータ７５２はコア７５１（図１８の破線内の区域によって示されている）により構成されそして複数のロータ界磁極７５６を画定している。極７５６は交互に北および南磁界を有するように形成される。ロータ７５４は、図１８に示される断面形状を有しそしてロータシャフト７１２に沿って隣接して重ね合わされた多数の薄い積層体から従来方法で形成され得る。代替的に、ロータ界磁極は固体の成形磁性材料を用いて構成され得る。積層体は、重量を軽減しそして冷却空気が交流発電機を通って流れることができるように多数の開口７５５を備えている。磁極７５６ａおよび７５６ｂは永久磁極でありそして永久磁石７５８ａおよび７５８ｂをそれぞれ備えている。永久磁石７５８ａは本体部分７６０ａと極片７６２ａの間に装着される。同様に、永久磁石７５８ｂは本体部分７６０ｂと極片７６２ｂの間に装着される。本体部分と極片の間への永久磁石の配置はロータ７５２の機械的な完全な状態を改善しそしてロータの回転中における振動を減衰する。ロータ７１０と同様に、ロータ７５２の残りの磁極は巻線界磁ロータ極でありそして北および南磁界を交互に発生するように磁極７５６ａおよび７５６ｂ間に配置される極が交互に対向方向へ巻かれたロータ巻線７６４を有する。永久磁石７５８ａおよび７５８ｂは実質的に長方形の形状を有する。極片７６２ａ，７６２ｂはロータ７１０の曲線または周縁に適合する“パン塊”形状を有する。しかしながら、その他の極片および磁性片も使用し得る。図１８は、２つの極が直径方向両端に配置された１０個の極を有するロータ７５２を示しているが、互換性のある形態も使用し得る。例えば、互換性のある設計としては２つ以上またはそれ以下の永久磁石を利用し得る。更に、２つ以上の永久磁石が使用されるとき、相互に関する磁石の位置は変化され得る。ロータ７１０の永久磁石７１８について前述したように、永久磁石７５８ａおよび７５８ｂはその厚さを通って磁化されそして磁化方向が矢印７２１により示されるように、すなわち、シャフト７１２に垂直でかつ磁石の大きな面に直角な方向へ、放射状に延びるように装着される。図１８Ａを参照して、極片７６２ａおよび磁石７５８ａは、極片７６２ａの頂面と同一面となるように沈頭されたねじ７１９を介してロータ極本体７６０ａに固定されるのが好ましい。極片７６２ｂおよび磁石７５８ｂは同様な手段で極本体７６０ｂに固定される。図１９を参照すると、本発明の交流発電機の別の実施例が示されている。交流発電機８００は長手方向のステータ領域を有するステータ８０２とステータ８０２内でシャフト上で回転するように装着されたロータ８０８を備えている。３相ステータ巻線８０４がステータ８０２の内部に形成されたスロット８０６を通って延びる。ロータ界磁極８１０は、図の破線内の区域として画定されるロータコア８１２から放射状に延びる。極８１０は磁極であり、そこにおいて隣接する極８１０は交互に北および南磁界を発生する。極８１０ａ〜ｄは永久磁極でありそして磁石８１４ａおよび８１４ｂ間に形成される。磁石８１４ａは極８１０ａおよび８１０ｂ間に近接して装着される。永久磁石８１４ａおよび８１４ｂは、ロータコアの回転軸に関して円周方向に向けられた磁界を生じる。磁界は図１９に矢印８１５により示されている。磁石８１４ａは磁石８１４ａがロータ周縁内にあるような手段で極８１０ａおよび８１０ｂ間に装着される。非磁性のスペーサ８１６ａが永久磁石８１４ａをロータコア８１２から磁気的に絶縁する。スペーサ８１６ａはアルミニウムのような非磁性材料から作成できる。しかしながら、いかなる非磁性材料もなしにエアギャップまたは空間もまた使用し得る。同様に、磁石８１４ｂは極８１０ｃおよび８１０ｄ間に近接して装着される。磁石８１４ｂは磁石８１４ｂがロータ周縁内にあるような手段で極８１０ｃおよび８１０ｄ間に装着される。非磁性のスペーサ８１６ｂが永久磁石８１４ｂをロータコア８１２から磁気的に絶縁する。前述したように、非磁性材料の代わりにエアギャップまたは空間も使用し得る。かくして、磁石８１４ａおよび８１４ｂは２対の隣接した永久磁極を作る。残りのロータ極は、極が交互に北および南磁界を発生するように対向方向へ交互に巻かれるよう配列されたロータ巻線８１８を有する。ロータ８０８の設計形態は重要な利点を提供している。この利点の一つは、磁石８１４ａおよび８１４ｂがスチール製ロータ極８１０ａおよび８１０ｂの近い方の半分と直接連続しているので、極８１０ａおよび８１０ｂの遠い方の半分が永久磁極の対のいずれの側の隣接した巻線界磁極とも利用され得ることである。かくして、永久磁極８１０ａおよびは８１０ｂは隣接した巻線磁界に高い磁気抵抗を磁気的に現すことはない。別の利点は永久磁石８１４ａおよび８１４ｂが低コストのフェライト磁石により実現され得ることである。前述した利点はまた極８１０ｃ，８１０ｄおよび永久磁石８１４ｂからなる永久磁極の対にも適用される。２つの直径方向両側に配置される永久磁極が図示されているが、その他の形態もまた使用し得る。例えば、１対の永久磁極だけを使用してもよい。別の例としてはロータ８０８に直径方向両側ではない位置に配置された２対の永久磁極がある。電磁極とは異なった形状の永久磁極を用いた設計も使用され得る。更に、図１７、１８および１９は１０個のロータ界磁極を用いたロータ７１０、７５２および８０８をそれぞれ示しているが、ロータは１０個以上またはそれ以下のロータ界磁極を画定するように形成され得る。図１７〜１９の互換性のあるハイブリッド交流発電機の実施例は、前述したバッキングおよびブーストモードで作動できる界磁調整器を用いて作動され得る。更に、図１７〜１９の互換性のあるハイブリッド交流発電機の実施例はまた、前述した２段および３段式電圧調整器を使用し得る。加えて、図１７〜１９のハイブリッド交流発電機は、前述したような中性点接続型交流発電機として形成され得る。図１９Ａを参照すると、本発明の交流発電機の別の実施例が示されている。交流発電機９００は長手方向のステータ領域を有するステータ９０２とステータ９０２内で回転するようにシャフトに装着されたロータ９０８を備えている。３相ステータ巻線９０４がステータ９０２の内部に形成されたスロット９０６を通って延びている。１２個のロータ界磁極９１０がロータコア９１２から放射状に延びている。コア９１２は永久磁石９１４ａ〜ｆをロータコア９１２から磁気的に絶縁するために非磁性であるのが非常に好ましい。このような磁気的な絶縁は１つの極性を有する磁石の部分からの磁束がコア９１２を通りそして対向する極性を有する別の磁石の部分に流れるのを防止する。例えば、非磁性コア９１２は磁束がコア９１２を通りそして磁石９１４ａのＳ極と磁石９１４ｃのＮ極の間を流れるのを防止する。かくして、このような磁気的な絶縁は不利益な磁束の通路を絶縁の位置で排除しそしてロータ９０８とステータ９０２の間にある活動的なエアギャップ９１３に向かって磁束を集中させる。好適な実施例において、コア９１２はアルミニウム、銅、真鍮、プラスチックおよびセラミックのような非磁性材料から作成される。図１９Ａに示されるように、非磁性コア９１２は一対の直径方向両側に配置された実質的にあり継ぎ（dovetail）形状の雄構成部９１３および９１５を有し、雄構成部９１３および９１５はロータ９０８に形成された対応する実質的にあり継ぎ形状の雌形部９１７および９１９にそれぞれ配設される。このような構成はロータ９０８の残部分に関してこあ９１２が回転するのを防止する。スロット９０６の数は極の数の３倍に等しいのが非常に好ましい。かくして、図１９Ａに示されるように、ステータ９０２の内部に３６個のスロット９０６が形成されている。極９１０は隣接する極が交互に北および南磁界を発生する磁極である。極９１０ａ〜ｈは永久磁極でありそして磁石９１４ａ〜ｆにより形成される。磁石９１４ａは極９１０ａおよび９１０ｂ間に近接して装着される。磁石９１４ｂは極９１０ｂおよび９１０ｃ間に近接して装着されそして磁石９１４ｃは極９１０ｃおよび９１０ｄ間に近接して装着される。同様に、磁石９１４ｄは極９１０ｅおよび９１０ｆ間に近接して装着される。磁石９１４ｅは極９１０ｆおよび９１０ｇ間に近接して装着され、そして磁石９１４ｆは極９１０ｇおよび９１０ｈ間に近接して装着される。磁石９１４ａ〜ｃは４つの隣接および近接した永久磁極を生じさせる。同様に、磁石９１４ｄ〜ｆは磁石９１４ａ〜ｃにより発生された永久磁極に関して直径方向に対向した位置に４つの隣接および近接した永久磁極を生じさせる。残りの４つのロータ極は電磁極９１０ｉ〜ｌにより構成される。極９１０ｉおよび９１０ｊはそれぞれ極９１０１および９１０ｋに関して直径方向に対向して配置される。極９１０ｉ〜ｌは交互に北および南磁界を発生するように交互に対向方向へ巻かれた極となるよう配列された巻線９１８を有する。磁石９１４ａ〜ｆはロータ周縁内に磁石９１４ａ〜ｆがあるような手段で極間に装着される。永久磁石９１４ａ〜ｆはロータコアの回転軸に関して円周方向に指向される磁界を生じさせる。かくして、永久磁石９１４ａ〜ｆは、狭いが可変であるその面積（dimension）を横切る横断方向（図１９Ａの矢印９１０ｋの方向）へ磁化される。このような磁石形態は本説明において「集中磁束形態」として参照される。交流発電機９００は重要な利点を提供する。利点の一つは、磁石９１４ａおよび９１４ｃがそれぞれ鋼ロータ極９１０ａおよび９１０ｄの近い方の半分と直接連続しているので、極９１０ａおよび９１０ｂの遠い方の半分がそれぞれ隣接した巻線界磁極９１０ｋおよび９１０ｉと共に利用され得ることである。更に、永久磁極９１０ａおよび９１０ｄは隣接する巻線磁界に高い磁気抵抗を磁気的に与えることはない。同様に、磁石９１４ｄおよび９１４ｆはそれぞれ鋼ロータ極９１０ｅおよび９１０ｈの近い方の半分と直接連続する。かくして、極９１０ｅおよび９１０ｈの遠い方の半分がそれぞれ隣接した巻線界磁極９１０ｌおよび９１０ｊと共に利用され得る永久磁極９１０ｅおよび９１０ｈもまた隣接する巻線磁界に高い磁気抵抗を磁気的に与えることはない。上述されたような形態の別の利点は、磁石９１４ａ〜ｆが巻線界磁磁束を妨害しないことである。交流発電機９００の別の利点は、１２個のロータ極が自動車のような原動機付き車両の運転と共同して作動される種々の電子的機能を実効あるものにするように用いることができる出力周波数を提供することである。好適な実施例において、永久磁石９１４ａ〜ｆは焼結フェライトのような低価格のフェライト磁石により実現され得る。しかしながら、結合ネオジウム、結合フェライトまたはサマリウムコバルトのようなその他のタイプの磁石もまた利用され得る。図１９Ａに示されるように、極９１０ｉ〜ｌの巻線界磁極本体は所定の間隔でロータコア９１２の円周方向に配置されそして極片９２０ａ〜ｄは、１２個の極片すべてがロータ周縁に相互に等しく離間されるような手段で巻線界磁極本体に配置される。このような形態は２対の隣接した巻線界磁極９１０ｉ、９１０ｊ、９１０ｋおよび９１０ｌにとって非常により大きな界磁巻線空間を提供し、それにより、適用可能な励磁アンペア回数および交流発電機の出力密度（power dens ity）を増加する。１２個の極本体のすべては、巻線を受容するのに適用可能な空間を増大しそして隣接する巻線界磁コイル（極９１０ｉ，９１０ｊおよび９１０ｋ，９１０ｌ）間の区域への空気の流れを増大し、かくして交流発電機の運転温度を低下するために不均斉に離間される。好適な実施例において、極９１０ａ、９１０ｄ、９１０ｅおよび９１０ｈのような、磁石と巻線界磁極の間に配置されたロータ界磁極の極本体は、一側では磁石により、他側では巻線界磁極により与えられる磁束の合成された和に対応する幾何学的形状（長さおよび幅）を有する。かくして、極９１０ａ、９１０ｄ、９１０ｅおよび９１０ｈは支極（contribution pole）として参照される。極９１０ａ、９１０ｄ、９１０ｅおよび９１０ｈの極本体の幾何学的形状は極が所定の極磁束を担持できるように選定される。かくして、極９１０ａ、９１０ｄ、９１０ｅおよび９１０ｈの極本体の幾何学的形状は磁石間または巻線界磁極の極本体間に配置された極の極本体と異なっていてもよい。例えば、図１９Ａに示されるように、極９１０ａ、９１０ｄ、９１０ｅおよび９１０ｈの幾何学的形状、例えば、幅、は、極９１０ａ、９１０ｄ、９１０ｅおよび９１０ｈの本体が極９１０ｃの極本体におけるようにテーパ付けられていないので、磁石間に配置された極に用いる極本体の幅とは異なっている。かくして、図１９Ａに示される単一積層型のハイブリッド交流発電機の実施例は次の重要な利点を生じさせる。 a）設計の複雑さの減少。例えば、図１９Ａの設計形態は図１に示されるようなステータを絶縁するためのスペーサ５２を排除している； b）交流発電機の全体的寸法の縮小； c）交流発電機の冷却および通風の改良。それにより過熱の可能性を減少する； d）製造コストの低減； e）図１に示される２重積層形態と実質的に同じ出力密度； f）原動機付き車両の作動に必要な電子的機能を実効あるものにするように使用できる周波数の出力； g）低価格のフェライト磁石の利用可能；および h）不利益な磁束のロータコアを通る流れの防止。８個の永久磁極（４個の永久磁極の２つの直径方向両側に配置された組）が示されているが、その他の形態もまた使用し得る。例えば、永久磁極を電磁極に対して異なった比率で使用し得る。更に、ロータは１２個以上またはそれ以下のロータ界磁極を画定するように形成され得る。例えば、ロータは８個、１０個または１４個のロータ界磁極を画定するように形成され得る。前述の利点もまた前述の変形例でも実現される。図１９Ａのハイブリッド交流発電機の実施例は前に述べたバッキングモードおよびブーストモードで作動できる界磁調整器と共に作動され得る。更に、図１９Ａのハイブリッド交流発電機は前に述べた２段および３段式電圧調整器と共に使用され得る。加えて、図１９Ａのハイブリッド交流発電機は前に述べた中性点接続型の交流発電機としても形成され得る。インデンテッド（indented）ロータ界磁極図２０〜２２を参照すると、ロータ界磁極８５０は本体部分８５２と極片部分８５４とから構成されている。本体部分８５２はロータコア８５６から端面８５８へ放射状に延びている。本体部分８５２はシャフト８６０と実質的に平行な長手方向軸、長手方向長さＬ１および幅Ｗ１を有する。極片部分８５４は端面８５８に取り付けられ、本体部分の長さＬ１よりも長い長手方向長さＬ２、および幅Ｗ２を有する。かくして、本体部分８５２はその全周に沿って極片部分８５４から距離Ａだけ刻み目を付け（indent）られている。図２１および２２の破線８５３は本体部分８５２の周辺を表している。本体部分８５２に刻み目を付けることは極本体の長手方向長さをＬ１に縮小するので、極本体の幅は極本体の必要な断面積を維持するために幅Ｗ１まで適当な量だけ増大される。ロータ界磁極８５０は成形の高透磁率の鋼部品から作成され得、そこにおいて刻み目は鋳型成形または機械加工により直接形成される。互換性のあるインデンテッドロータ界磁極の形態が図２３に示されている。ロータ界磁極８６２は端部キャップ８６４ａ，８６４ｂと中央本体部分８６６から構成される。中央本体部分は長手方向長さＬ３を有しそして各キャップはＬ４の長手方向長さを有する。中央本体部分８６２の長手方向の全長は極８５０と同じＬ１であり、そしてＬ３＋２×Ｌ４の合計である。キャップ８６４ａは端部分８６５ａと本体部分８６７ａから構成される。本体部分８６７ａおよび端部分８６５ａはそれぞれ長さＬ４およびＬ５を有する。Ｌ４およびＬ５間の長さの差は文字Ａで表されている。かくして、本体部分８６７ａは端部分８６５ａから距離Ａだけ刻み目を付けられている。同様に、キャップ８６４ｂは端部分８６５ｂと本体部分８６７ｂから構成される。本体部分８６７ｂおよび端部分８６５ｂはそれぞれ長さＬ４およびＬ５を有する。Ｌ４およびＬ５間の長さの差は文字Ａで表されている。かくして、本体部分８６７ｂは本体部分８６６の全周について端部分８６５ｂから距離Ａだけ刻み目を付けられている。刻み目の距離Ａはロータ界磁巻線の必要な巻数および／またはステータ巻線界磁積層領域を越えて延びる巻線を所望するか否かに従って変更できる。ロータ界磁の両端の刻み目はロータ極のいずれかの端部に無理のない巻線支持部を提供し、かくして、曲がった極片支持ピンの使用を不要にする。更に、ロータ界磁極は巻線はロータ界磁極８５２の縁部８５４ａ、８５４ｂおよび８５４ｃ、または極８６２の縁部８６９ａ、８６９ｂおよび８６９ｃを越えて延びないように巻くことができるので、ロータ界磁極の数の増加を実現でき、それにより、ロータ界磁極を相互により接近して離間させることができる。この特色はまた図１の交流発電機の永久磁石ロータ部分３８により接近して巻線界磁部分２４を配置させることを可能にする。極本体の周縁は縮小されているので、ロータ巻線の正味の巻数は減少される。それ故、従来の極本体よりも少ない巻線が必要とされる。巻線の量の減少はまた巻線を通って流れる電流への抵抗の減少を生じさせ、それにより電力消費を減少する。加えて、巻線の量の減少はまたロータの重量および製造コストを減少する。更に、巻線の量の減少は巻線界磁巻線厚を縮小し、それにより巻線からの熱伝達を容易にする。このことは熱伝導を改善しそして過熱の可能性を減少する。かくして、前述した目的および上述の説明から明らかとなった目的は、効果的に成就されることは明らかであり、そして、上述の構造において本発明の主旨および範囲を逸脱することなしにある程度の変更を行えるので、上述の説明に含まれそして図面に示される全ての事柄例示として解釈されそして限定を意図するものではないことに留意されたい。本発明は最も実際的および好適な例であることを考慮して示されかつ述べられたが、本発明の範囲内で多くの変形が可能であることは認識されよう。それ故、添付の請求の範囲の全範囲の同等物についても権利がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hybrid alternator Background of the Invention 1.Field of the invention The present invention is intended to operate accessories and charge a battery in a vehicle. It relates to an alternator of the type used to supply power. More specifically, Akira discloses a rotor having a permanent magnet portion and a winding field portion that operate in combination. Therefore, the present invention relates to a high-efficiency hybrid AC generator to which a rotating magnetic field is applied. The present invention Also controls, inter alia, the output voltage of the hybrid alternator and the temperature of the alternator. Allow the alternator output to increase whenever the temperature is below the specified maximum operating temperature. Designed to automatically adjust the bidirectional current flow of the rotor windings Temperature monitor voltage regulator. 2.Description of related technology The automotive industry will improve the capabilities of motor vehicles at idle and at driving speeds. Have been tried. The most common alternator designs found in vehicles are around 2 It has been used for 5 to 30 years and is expensive to manufacture, but 40 to 50 %, Which is very low. This problem is especially true when the desired voltage is generated. High excitation levels of the rotor windings are required to produce and very low efficiency factors It is remarkable at a very low revolutions per minute (hereinafter referred to as "RPM"). At the same time as the demand for higher efficiency, modern vehicles have more motors and AC generators with higher electrical ratings are required because they require more power. It is necessary to supply. In addition, vehicle fuel efficiency is closely related to vehicle weight And it is preferable to reduce the alternator weight to reduce the total weight of the vehicle. Good. These goals are achieved when the alternator becomes more efficient. The use of increased power in vehicles also depends on the standards currently used in vehicles. Interest in using components that operate at voltages higher than 12 volts cause. At the same time, for such vehicles, 12 volt power translates to higher voltages. It is foreseen that additional additions will be necessary. Providing a dual voltage alternator by providing two windings on a stator It is known. However, if a single winding is used for the rotor, different Since different levels of rotor excitation current are required for different circuits, two different It is difficult to properly adjust the resulting voltage output. The terminal provided by the present invention Ip's single and double voltage alternators can also generate power efficiently Also used for various non-engine driven types such as wind or hydraulic driven obtain. Hybrid alternators maintain high levels of power even when the alternator is running at low speeds. By using permanent magnets to generate magnetic flux immediately. Enhance. Using the hybrid alternator disclosed herein, this alternator The engine is idling when installed in a car or other vehicle Generates a percentage of alternator current and voltage output at speed. This means that Full output is generated until the motor rotates at a high speed that is far away from the rotation speed during dring. This is significantly different from conventional alternators that could not be used. Full power of hybrid alternator supplements magnetic flux generated by permanent magnets At low speeds. This supplementary flux is applied across the rotor windings. The forward direction induced in it by the forward polarity voltage used It is generated by a rotor winding having a directional rotor winding current. This induces a magnetic field The induced winding field is in the same direction as the permanent magnet in which the magnetic field is induced And as a supplementary boosting mode or forward polarity mode Referenced. However, as the alternator RPM increases, the flux from the permanent magnets increases. And generates less power and reduces the need for supplemental magnetic flux from the rotor windings. Conclusion At sufficiently high speeds, the alternator cannot be fully powered by only the permanent magnets in which the magnetic flux is induced. Output is available, and no additional current is needed for the rotor windings. generally, This transition occurs at a speed well below the expected maximum operating speed of the alternator. When the rotor speed exceeds this transition point, the engine is running at high speed and Magnetic flux from permanent magnets is too large and damaging overvoltages and overcurrents Must be reduced to avoid the occurrence of This means that the rotor windings Bucking mode where reverse polarity voltage is applied or Is achieved by operating the hybrid alternator in reverse polarity mode . The reverse polarity voltage generates a reverse current in the rotor winding. Reverse current is permanent magnet To generate a magnetic flux that opposes the magnetic flux from, thereby maintaining the desired output voltage. Reduce the output of the alternator. The need for forward and reverse rotor winding excitation currents is a disadvantage of conventional AC Hybrids certain restrictions and requirements not required for generators Load the voltage regulator for the alternator. Low efficiency claw pole or la Lundell-type hybrid alternators are known. Limitations and requirements have so far made voltage regulators for hybrid alternators Even when manufactured, it was not technically recognized. The first problem is the inductive effect on the switching of highly inductive rotor windings, especially It concerns the transition between the directional and reverse polarity excitation modes. This problem is exchange When the generator is lightly loaded and the battery is not connected to the alternator Most notable. In this state, the net instantaneous negative current (net instantaneous negative current) can be induced on the main power bus. The current induced in the field winding stores important energy in the magnetic field of the rotor winding. This energy can be due to sudden load changes or to the voltage driving the rotor windings. Voltage spikes can be caused during switching. Hybrid AC departure To reduce the output voltage of the electric machine, the prior art reduces or reverses the current in the field winding. It simply suggested that the reverse polarity mode should be applied. Only However, the magnetic field previously induced must be erased before the current can be reversed. Must. During this erase, the forward current initially induced in forward polarity mode is It stays on the main power bus leading to the battery and all the vehicle accessories. In the implementation of the prior art regulation system, the bridge circuit has a two-stage voltage pulse width Used to provide keys. This type of modulation results in a field current A negative current step having a negative step magnitude equal to the magnitude is produced on the main power bus. If the load current on the main power bus is smaller than the magnitude of the field current, a net negative current Added to the bus. This current is the negative current to the alternator To prevent battery flow or large busbar connections. Unless suppressed by a capacitor, it will be a harmful voltage spike. When the battery is connected to the alternator as in the normal case, the battery Can be relied upon after any other load on the battery to absorb any net negative current. Wear. Also, large capacitors can be used to absorb this energy. I However, the first method always presents the possibility of the battery absorbing reverse current It cannot be relied on because it is not a thing. The use of capacitors, especially in rotor windings Enough capacitors to handle all the energy Very expensive when used with a rated temperature for use under is there. If the battery is removed and the capacitor is not present, the battery connection will be lost. Until large filter capacitors are placed at both ends of the normal circuit, There is no place for the net reverse current in the power bus. With the use of moderate frequency pulse width modulation technology, this capacitor has a reasonable value. Can be something. However, because of the lowest cost and small physical dimensions Is preferably an aluminum electrolytic capacitor. Aluminum electrolytic capacitors However, it is not usually designed to withstand temperatures higher than 105 ° C. Thus, it can be easily integrated into an alternator in a high temperature environment near the vehicle engine It is not possible. Some capacitors from hot alternator to avoid temperatures above 105 ° C Even when separated, the life of the capacitor is rapidly diminished with increasing temperature. Thus, the use of aluminum electronics in a bonnet environment is generally not acceptable. No. Higher temperature tantalum capacitors can be used, but they are physically larger. Bulky and more expensive, and thus in large numbers of vehicles in terms of cost Not attractive. Capacitors also absorb switching transients. Even if used, the energy storage and field coil length are still large. There is a potential problem with phase constancy. For example, the total voltage in one direction (eg forward Effective voltage in the other direction from around (boost in directional polarity mode) (eg reverse polarity) Mode backing) to alter the field voltage polarity in the alternator regulator When the alternator speed or load suddenly changes during When the system is in a no-load condition (excluding the field coil), large voltage transitions are likely to occur. It is. In this state, the initial energy in the field coil tends to go to the capacitor. And the voltage is very large or the bus voltage is clamped (cl amp) except when it is done. A moderate amount of capacitor to handle the ripple current from the modulated pulse Capacitors are required, but the capacitors can be connected without creating excessive voltage. Physically very large to be able to handle high energy in magnetic windings It will be good. Even if a voltage clamp was used to limit the capacitor voltage However, the cost is very high and the interest in reliability in high temperature environments continues. The dimensions of the components thus create problems in the harsh environment under the hood. Solutions that allow the use of pulse width modulation techniques, even without batteries There is a need for a solution that does not require large capacitors. The second, more complicated problem is that the voltage regulator shuts down when the vehicle is stopped Precautionary measures have been taken to prevent the supply of reverse current in reverse polarity mode That is what must be done. Very high engine and alternator At machine speed, the flux from the permanent magnets is in the opposite direction in the hybrid rotor windings Is almost completely canceled by the magnetic flux. The cancellation of magnetic flux, for example, Immediately by turning off the ignition switch operating at high rotational speed When switched off, the output voltage of the alternator is reduced to typical automotive electrical components. Rapidly increasing to damaging levels. The present invention provides a voltage regulator and accidentally inactive vehicle ignition system. Automatically powers its ignition system independently to prevent The present invention embodies an automatic interlock for supplying the interlock. This self The dynamic interlock design releases the vehicle battery when the vehicle is not moving. To reduce or eliminate current from the vehicle's battery, which is prone to electricity is there. The preferred embodiment of the voltage regulator is also a voltage regulator or its Performs a second function of suppressing transition voltages that can damage other systems Required to switch the rotor winding between forward and reverse polarity modes as Certain switches (preferably field effect transistors (hereinafter "FET") U. )) Is realized by a novel method that allows the transition voltage to be suppressed. The hybrid alternator configured as described above operates at the idling speed of the engine. Generates its full rated output at all speeds from degrees to the maximum speed of the red zone Properly designed. The two limits on the maximum output of the alternator are low The maximum magnetic flux that can be generated in combination with the permanent magnet The thermal capacity of the alternator to dissipate excess heat during continuous operation at full power is there. The first limit generally appears at low speed operation and the second limit is higher speed. Appears in. Improving alternator operation with respect to any of the limitations is usually This can lead to increased costs or inappropriately increased physical dimensions. Larger magnetic flux To increase the current flow through the rotor windings (larger wire diameter and And larger windings) or need to increase the number or strength of permanent magnets is there. Both greatly affect the cost and size of the hybrid alternator. heat Additional internal or external fans, greater capacity for alternator cases Cooling fins, larger inside the rotor or to certain electronic components An air flow path is required, which allows continuous operation at higher temperatures. Hybrid alternator operates at full speed even at ambient temperature under expected adverse conditions It is properly designed to safely generate its full rated power over a range of degrees. as a result, Cooling and magnetic flux limitations are balanced during the alternator design work. This is Good magnetism to produce the desired full rated output at engine idling speed The alternator must also be installed at all other temperatures at high ambient temperatures under fluent capacity and adverse conditions. The result is an alternator with just the right cooling to keep it below the desired maximum operating temperature I do. However, this type of design does not operate the alternator under adverse conditions Sometimes this results in excessive power output capacity for the alternator. Furthermore, bad conditions Alternator reaches maximum operating temperature immediately, even at full power, even below Never. Alternator temperature is below maximum operating temperature during four-up period However, they also have excess power output capacity than commonly utilized. In view of the problems with the prior art, one object of the present invention is to improve efficiency at low RPMs. To provide an AC generator that works well. Another object of the invention is to combine a variable rotating magnetic field generated by a rotor winding. AC using a permanent magnet assembly in the rotor to provide a rotating permanent magnet magnetic field It is to provide a generator. Yet another object of the present invention is to provide a lighter or equal An object of the present invention is to provide an alternator that generates a larger output with the same weight. Yet another object of the present invention is to provide an effective dual voltage alternator, preferably both voltages. To provide a well regulated dual voltage alternator under varying loads . Another object of the present invention is to provide a voltage regulator when the alternator is in reverse polarity mode. Hybrid that automatically interlocks to prevent inactivity An object of the present invention is to provide a voltage regulator for a flow generator. Yet another object of the invention is a hybrid AC generator for providing voltage transition suppression. It is to provide a voltage regulator. Yet another object of the present invention is to provide an alternator without a battery Voltage for hybrid alternators that can operate without expensive capacitors or voltage clamps It is to provide a regulator. Yet another object of the present invention is to provide a vehicle that operates at maximum idle speed. To provide a hybrid alternator that supplies rated output voltage and current is there. Yet another object of the present invention is to provide a radial cooling slot (radio) disposed in a stator. to provide an alternator via cooling slots). Still another object of the present invention is to provide an operation limited by the cooling capacity of an alternator. Excessive power output capacity in form without risk of alternator damage due to overheating It is to provide an alternator that can be used safely.Summary of the Invention The above and other objects which will become apparent to those skilled in the art are achieved by the present invention and Here, according to a first aspect, the stator is mounted so as to rotate within the stator. Hive comprising a rotor and a rotor separated therefrom by an air gap. The rotor is directed to a lid alternator, the rotor comprising a rotor core defining a plurality of magnetic poles. Adjacent poles have alternating north and south magnetic fields, and multiple poles are permanent magnets At least one permanent magnetic pole and each is defined by a winding magnetic field It is composed of multiple electromagnetic poles. In a related aspect, the invention comprises a stator having a stator winding, Mounted to rotate within the air gap and separated therefrom by an air gap Rotor with rotor core to define multiple rotor field poles and permanent poles Attached to the corresponding rotor field poles to form a part around the rotor At least one permanent magnet mounted by means of Consisting of a rotor winding that is operated in conjunction with the remaining rotor field poles to define The electromagnetic and permanent poles define multiple poles, with adjacent poles alternating north and south. It is aimed at a hybrid alternator with a south magnetic field. In another aspect, the invention is directed to a stator having a stator winding, wherein the stator includes Mounted to rotate in and separated therefrom by an air gap and A rotor with a rotor core defining a number of rotor field poles, and And a pair of adjacent rotor field poles so as to form adjacent permanent poles. At least one permanent magnet that is operated in concert and defines a plurality of electromagnetic poles And the remaining rotor winding field poles and the The magnetic and permanent poles define multiple poles, with adjacent poles alternating between north and south magnetic fields Is intended for a hybrid AC generator having: In a related aspect, the invention comprises a stator having a stator winding, Mounted to rotate within the air gap and separated therefrom by an air gap Rotor cores defining a plurality of rotor field poles, each having a pole piece. And a rotor mounted between the rotor core and the pole piece to form a permanent magnetic pole. At least one permanent magnet and the remaining rotor windings to define a plurality of electromagnetic poles The electromagnetic and permanent poles are comprised of a field pole and a rotor winding that is operated in cooperation. A plurality of poles are defined, with adjacent poles being hybrids having alternating north and south magnetic fields. Oriented to AC generators. In another aspect, the invention is directed to a stator having a stator winding, wherein the stator includes Mounted to rotate at and separated therefrom by air gaps and each A plurality of rotor field poles each having a longitudinal axis substantially parallel to a rotor core rotation axis The rotor field poles are emitted from the rotor core to the end face. A body portion extending in a radiating manner and having a first longitudinal length and attached to the end face; A high with an end portion having a second longitudinal length greater than the first longitudinal length Oriented for brid alternators. In yet another aspect, the invention is directed to a device mounted and rotatable within a stator. Rotor core separated from it by an air gap and rotating in the stator With a shaft mounted in a first longitudinal section of the stator Mounted on the shaft to rotate at and has rotor windings and multiple electromagnetic poles And a winding field rotor portion for winding in a second longitudinal section of the stator for rotation. Mounted on the shaft in a longitudinally spaced relationship from the line field rotor section and A permanent magnet rotor portion having a number of permanent magnetic poles, each electromagnetic pole having a shaft. And a rotor field pole having a longitudinal axis substantially parallel to A body portion extending radially to the end face and having a first longitudinal length and attached to the end face. End portion having a second longitudinal length greater than the first longitudinal length And a hybrid alternator with In one embodiment, the hybrid alternator of the present invention is in boost mode. Excitation current through the rotor winding to increase the output from the alternator To reduce the output from the alternator in backing mode. Rotor winding of the winding field rotor part for generating a reverse excitation current through the rotor winding It is constituted by a rotor excitation circuit connected to the line. In another embodiment, the hybrid alternator of the present invention further comprises an alternator. Controls the flow of bidirectional current through the alternator windings to control the output voltage Voltage regulator for monitoring the output voltage of the alternator. And that the output voltage of the alternator should be increased or decreased. A voltage monitoring circuit for generating an error signal indicating When the forward polarity voltage is supplied to the rotor winding, the forward polarity mode is Connected to reverse polarity mode and forward or reverse polarity mode Current induced when decayed without damaging the voltage regulator Aligned to connect the windings to multiple modes, including a damping mode that allows Switching circuit and the output of the alternator connected to the switching circuit Enter the forward polarity mode to increase the output voltage and reduce the output voltage of the alternator. To reverse polarity mode and switch from forward or reverse polarity mode. Error signal of the voltage monitoring circuit to enter attenuation mode whenever disconnected. And a control circuit responsive to the signal. Another embodiment of the hybrid alternator of the present invention comprises a stator, Rotor mounted for rotation at and separated therefrom by an air gap It is composed of The rotor has a rotor core defining a plurality of magnetic poles, and adjacent The poles have alternating north and south magnetic fields. Multiple magnetic poles can have multiple permanent magnetic poles and multiple Consists of magnetic poles. Each permanent magnetic pole is defined by a permanent magnet. Multiple permanent magnets The poles are constituted by two sets of permanent magnetic poles arranged on both diametrically opposite sides. Each permanent magnet Adjacent permanent magnets are located within the rotor perimeter and form adjacent permanent magnetic poles. Operated in conjunction with a pair of magnetic poles. Yet another embodiment of the hybrid alternator of the present invention has a stator winding. And a stator mounted for rotation within the stator and an air gap And a rotor separated therefrom. The rotor has multiple rotor field poles. It has a rotor core defining a number of permanent magnets. Each permanent magnet is located in the periphery of the rotor. Mounted between adjacent rotor field poles to form adjacent permanent poles Is done. The plurality of permanent magnetic poles are formed by two sets of permanent magnetic poles arranged on both diametrically opposite sides. Be composed. The rotor windings are operated in cooperation with the remaining rotor field poles and Define the electromagnetic pole. The plurality of electromagnetic poles are a pair of electromagnetic poles arranged on two diametrically opposite sides. It consists of. The permanent magnetic pole and the magnetic pole define a plurality of magnetic poles. Adjacent magnet The poles have alternating north and south magnetic fields. Yet another embodiment of the hybrid alternator of the present invention has a stator winding. And a stator mounted for rotation within the stator and an air gap The rotor separated from it. The rotor has a plurality of rotors arranged asymmetrically around it. Has a rotor core that defines the rotor field poles of. Is each rotor field pole a rotor core? And a body extending radially to the end face. The rotor also has several permanent magnets , Each of which is located within the rotor periphery and forms an adjacent permanent magnetic pole So that it is mounted between a pair of adjacent rotor field poles. Multiple permanent magnetic poles It consists of a set of permanent magnetic poles arranged on both sides in the radial direction, and each set of permanent magnetic poles has four It is constituted by adjacent permanent magnetic poles. The excitation direction of each permanent magnetic pole is the rotor core rotation axis. Are arranged to be directed in the circumferential direction with respect to. Rotor winding has multiple electromagnetic poles Actuated in coordination with the remaining rotor field poles. Two electromagnetic poles Is constituted by a set of electromagnetic poles arranged on both sides in the diametrical direction. Each set of electromagnetic poles is two Of adjacent electromagnetic poles. Electromagnetic and permanent poles define multiple poles And adjacent poles have alternating north and south magnetic fields. This alternator has several A rotor field pole piece is provided. Each piece is separated by an equal distance from the rotor field pieces For this purpose, it is mounted asymmetrically on one end face of the corresponding pole body. Another embodiment of the hybrid alternator is a new embodiment between the rotor and stator windings. Uses a regular connection arrangement. By using this array, a simplified The ability to use a pressure regulator greatly reduces product costs. Voltage regulator is rotor One end of the winding is alternately connected between the anode end of the battery and ground. Other than rotor winding The end is connected to the neutral point of the stator, which operates at about half the battery voltage. Voltage The regulator switching circuit is designed to transition between forward and reverse polarity modes. Only two switches are required to alternately connect the rotors. This hybrid alternator is fully rated when the vehicle is operated at idling speed. Rated output voltage and current and rated throughout its operating speed range Designed to keep generating output. This temperature monitoring voltage regulator consists of a voltage monitoring circuit, a temperature sensor, and a switching circuit. , A control circuit. The voltage monitoring circuit monitors the output voltage of the alternator. And the output voltage of the alternator should be increased or decreased An error signal is generated to indicate this. The temperature sensor is a hybrid alternator, preferably to sense the temperature of the alternator. More preferably, it is in mechanical contact with the heat sink of the output diode bridge in thermal contact. Adapted to be worn. The temperature sensor is electrically connected to the voltage monitoring circuit and The temperature sensor detects that the temperature of the alternator has approached the specified maximum alternator temperature. An error signal to reduce the output voltage of the hybrid alternator when sensed Is modulated. The switching circuit is connected to the rotor winding and turns the winding to a forward polarity voltage. A forward polarity mode or reverse polarity voltage supplied to the Connected to one of the reverse polarity modes. The control circuit is the error signal of the monitoring circuit In response to the need to increase the output voltage of the alternator in the forward direction whenever Reverse polarity mode to enter polarity mode and reduce the alternator output voltage Instruction to the switching circuit. In the most highly preferred embodiment, The temperature sensor is a thermistor, and the switching circuit also has a decay mode. I have. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 shows the hybrid alternator according to the invention parallel to and through the shaft. FIG. FIG. 2 is perpendicular to the rotor shaft and through the winding field rotor portion of the alternator FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2. FIG. 3 is perpendicular to the shaft of the rotor and through the permanent magnet rotor portion of the alternator FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3. FIG. 4 shows a rotor excitation circuit for voltage adjustment and a second output voltage for generating a second output voltage. It is an electric circuit diagram of the alternator of the present invention which has a voltage conversion circuit. FIG. 5 illustrates the need to maintain a constant voltage output in an exemplary embodiment of the present invention. 5 is a graph of field current versus engine RPM. FIG. 6 shows a first alternative embodiment of the present invention employing a solid disk type permanent magnet. FIG. 3 is a sectional view parallel to the shaft of the motor. FIG. 7 shows a 10 pole diode used in the first alternative embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a side view of a disk-shaped permanent magnet. FIG. 8 is a fragmentary view used in the first alternative embodiment of the present invention shown in FIG. It is a front view of a magnetic flux path element. FIG. 9 is a cross section of the split flux path element taken along line 9-9 shown in FIG. FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of a second alternative embodiment of the present invention using an embedded permanent magnet. It is. FIG. 11 shows the permanent magnet embedded in the rotor, cut along line 11-11 in FIG. FIG. FIG. 12 shows a bridge circuit in which rotor windings of a hybrid AC generator are controlled. FIG. 3 is a block diagram of a voltage regulator for the present invention. FIG. 13 is a detailed circuit diagram of the circuit according to the block diagram of FIG. FIG. 13A is a detailed circuit diagram of a temperature monitoring voltage regulator based on the circuit of FIG. The sensor will be rated whenever the alternator temperature is below the specified maximum operating temperature. Used to regulate the output voltage of the alternator so that it can be higher than the Have been. FIG. 14 is a schematic diagram of a new arrangement for the back law and the alternator, in which The stator winding is connected to the neutral point of the stator winding. FIG. 15 shows an improved tuning as compared to the hysteresis inverter element of FIG. FIG. 4 is a connection diagram of a hysteresis modulator that provides dynamic characteristics of an integrator. FIG. 16 is parallel to the shaft of an alternative embodiment of the hybrid alternator of the present invention. And a longitudinal section through it. FIG. 17 is along line 17-17 perpendicular to the rotor shaft of the alternator of FIG. It is sectional drawing. FIG. 17A is a partially enlarged view of the permanent magnetic pole shown in FIG. FIG. 18 is a sectional view similar to FIG. 17 of an alternative embodiment of the alternator of FIG. . FIG. 18A is a partially enlarged view of the permanent magnetic pole shown in FIG. 19 is a sectional view similar to FIG. 17 of another embodiment of the hybrid AC generator of FIG. FIG. FIG. 19A is a sectional view similar to FIG. 17 of another embodiment of the hybrid AC generator of FIG. FIG. FIG. 20 illustrates the use of the hybrid alternator of the present invention and its alternative embodiments. FIG. 3 is a front view of a rotor pole configuration that can be used. FIG. 21 is a plan view taken along the line 21-21 of the rotor pole in FIG. FIG. 22 is a perspective view of the rotor pole configuration of FIG. FIG. 23 is a front view of an alternative embodiment of the rotor pole configuration of FIG. Description of the preferred embodiment Referring to FIG. 1, the alternator of the present invention includes a first longitudinal stator region 12 and And a stator 10 having a second longitudinal stator region 14. As shown in FIG. The three-phase stator winding 16 has a slot 1 formed inside the stator 10 as shown in FIG. 8 (shown in FIGS. 2 and 3). A shaft such that the rotor generally indicated by arrow 20 rotates within stator 10. 22. The rotor is a winding field rotor that rotates in the first stator region 12. And a permanent magnet rotor portion 38 that rotates in the second stator region 14. I can. The winding field rotor portion 24 is connected to the slip rings 30, 32 of the shaft 22. Can be excited to generate a magnetic field whenever applied via It has a rotor winding 28. The excitation current is reduced by contacting the slip rings 30 and 32. A known brush (not shown) is provided on the Can be mounted within. Permanent magnet rotor portion 38 is longitudinally spaced from winding field rotor portion 24. It is attached to the shaft 22 in the relationship described above. Permanent magnet rotor part 38 is arranged around it A plurality of permanent magnets 40, the direction of magnetization of which is rapid with respect to the rotor shaft. Attached so that it is directed to. The magnet is the air gap between the rotor and the stator Maintain a multi-pole permanent magnet magnetic field extending across the FIG. 2 shows a section through a first region 12 of the stator in which the winding field rotor rotates. FIG. Wound field rotors are stacked adjacent along the rotor shaft Formed from a number of thin laminates having the cross-sectional shape shown in FIG. It is. Alternatively, the wound field rotor poles may be constructed using solid molded magnetic material. Can be achieved. Each laminate of the rotor is such that the rotor windings 28 alternately produce north and south magnetic fields. Plural poles arranged around alternating poles wound in opposite directions so as to shift 42. Thus, the first region 12 of the stator and the first winding rotor portion 24 of the rotor are energized. Whenever an arc current is supplied to rotor winding 28, output lines 44, 46 and 4 8 (shown in FIGS. 1 and 4) to generate output from stator winding 16 Act as a salient pole alternator. Hybrid alternator-radially magnetized permanent magnet FIG. 3 is a cross-sectional view passing through a permanent magnet rotor portion of an embodiment of the AC generator. Perpetual The magnet rotor portion is shaped as a rectangular slab and the permanent magnet rotor laminate 38 8 are provided. Alternatively, more than 8 or Fewer poles can be used, but always have the same number as the winding field rotor. Rectangular slab Other shapes can be used, e.g., changing the slab thickness to fit the rotor curve. I can do it. Each permanent magnet slab is magnetized in its entire thickness and the direction of magnetization is radial, That is, in the direction perpendicular to the shaft 22 and perpendicular to the large face of the slab 40. It is attached to extend. The slab is held in an opening in the laminate 38 around the permanent magnet rotor and one Alternately with the north pole of one slab facing out and the north pole of the next slab facing in It is. In this way, the magnetic field generated by the winding rotor is such that the forward excitation current is low. Applied to the permanent magnet field when applied to the motor winding 28 and a reverse current is applied. When subtracted from the permanent magnet field. The permanent magnet in the case shown is made of neodymium. However, such as ceramic or samarium-cobalt magnets Other magnetic materials may also be used and may be suitable for particular applications. In production The neodymium magnet is nickel plated. In addition to the openings that hold the magnets, the laminate 38 reduces weight and provides cooling air. A number of openings 50 are provided to allow passage through the alternator. These things are generally familiar to electrical machines and especially In an alternator, the stator winding 16 is charged whenever the shaft 22 is rotated. It will be appreciated that the permanent magnet 40 provides a permanent magnet field to the pressure-inducing rotor. . The rotation of the shaft is generally achieved by belt and pulley drive, but not However, gear drives or other means may also be applied. In the case of the one shown in FIG. 1, the stator winding 16 is a continuous winding field rotor portion. From the first stator region surrounding the permanent magnet portion to the second stator region surrounding the permanent magnet portion. Extend. Thus, when the shaft 22 rotates, the magnetic field from the permanent magnet is partially increased. Field effect and is partially generated by the exciting current in the winding 28 of the winding field rotor section. A voltage, which is an effect of the generated magnetic field, is induced in the stator winding 16. Also, two It is also possible to use separate windings in the stator section to electrically couple their outputs Noh. In the case of those shown in FIGS. 1, 2 and 3, the stator part of the alternator is in region 1 2 and the same in area 14 and the same slot 1 8 and a stator winding 16. However, slot 18 has its length Can be distorted as there is a twist along. The purpose of this twist is magnetic The purpose is to prevent temperamental cogging. A place without such kinks Different magnetic fields caused by slot openings in the air gap between the stator and rotor. Magnetic resistance causes magnetic stiffness and useless vibration. The stator consists of a stack of thin laminates of electric grade steel. Formed. Each member of this stack has one status along its length Rotationally displaced enough from adjacent members to form lot pitch kinks It is. Although not shown in FIG. 3, the permanent magnet portion is made of resin-bonded carbon fiber. Such a lightweight but strong material prefabricated cylindrical sleeve may be provided. This The leave has a thin wall thickness and a diameter equal to the diameter of the permanent magnet rotor section. that is Surrounding the permanent magnet rotor part, the magnet 40 is thrown outward and running at high speed To prevent the stator from being damaged by the centrifugal force generated as a result. The production version of the present invention prevents the magnet from coming off the rotor poles during rotation of the rotor. To prevent this, a suitable means of holding the permanent magnet on the rotor is shown in FIG. Thus, the permanent magnet is attached with a countersunk screw. However, the magnet Other means of pole holding may also be used. For example, mount the shaft on both sides of the rotor. A pair of attached circular endplates can also be used, where each endplate is substantially A lip portion projecting parallel to the shaft, the lip portion being approximately It extends half way and over the magnet to form a pole piece. As an alternative, the end plate The lip can also be formed to extend over a pole piece mounted on top of the permanent magnet. In addition, epoxy adhesives have also been used to secure permanent magnets to the rotor field poles. obtain. Other mechanical means for holding the permanent magnet to the rotor are known to those skilled in the art. It will be obvious. When the shaft 22 of the alternator starts to rotate, the magnet generates the required output voltage. A voltage to be rectified to be generated is induced in the stator winding 16. Refer to FIG. And a typical stator winding 16 is formed by six power diodes 60 And three iron legs connected to the full-wave voltage rectifier. Power diode 6 0 rectifies the output and charges the battery 62 and supplies power for auxiliary equipment with an output of 64 or more to the vehicle. Provide charging power to supply both. The output from the alternator with permanent magnets at low RPM is required at output 64 Enough to supply the full voltage Therefore, the forward excitation polarity is 8 applies. This increases the rotor current and is generated by the rotor windings. Rotor windings to increase the magnetic field strength and increase the output voltage to a desired level. Increase the output from 16. Forward polarity and the forward current induced by it Makes the magnetic field from the permanent magnet in boost mode add the magnetic field from the rotor winding Current and polarity. The need for increased output by providing a forward excitation current to rotor winding 28 is Only occurs at low engine RPMs. As engine speed increases, the stator Their output increases and the desired output voltage is simply increased by the permanent magnet rotor section. To the point generated by the data. At this speed, the excitation current feeds the rotor winding 28 No need to be done. However, above this speed, the permanent magnet rotor section An overvoltage will be generated in the data winding. To cancel overvoltages at high RPM, the rotor windings 28 are switched in damped mode. To provide a reverse excitation current that reduces the output from the flow generator. FIG. 5 shows the engine R Constant output voltage at output 64 resulting from stator winding 16 as a function of PM 4 shows a graph of the winding field current in the rotor winding 28 required to maintain This The graph provides an illustration of one possible means of the invention. Alternator generator And the number and turns of windings on the rotor and stator, and What is the relative strength of the magnetic fields generated by the magnet and rotor windings? For special applications like these, the actual curve can be won. Referring to FIG. 5, the boost portion of curve 66 where a forward excitation current is required is: It occurs from the time of idling of about 600 RPM to reaching 1200 RPM. R Maintain constant output voltage as PM increases from RPM 600 to RPM 1200 The amount of forward excitation current required to operate is reduced to zero (0) at location 70. this In position, all of the excitation is obtained from the permanent magnet rotor section. Over RPM 1200 At higher speeds, it enters the buck portion 68 of the curve. Curved In this area, the vertical axis is used to prevent the output voltage from exceeding the desired level. Reverse excitation indicated by a negative current value is required. The intersection 70 between boost mode and backing mode varies with load. And the relative ratio of output between the winding field rotor and the permanent magnet rotor. It can be adjusted by changing. With reference to FIG. Or by adjusting the strength of the magnetic field generated by the rotor windings. You. Alternatively, the relative dimensions of the permanent magnet portion 14 and the winding field rotor portion 12 Can be changed. In FIG. 1, they have approximately equal dimensions. As shown, the ratio is the intersection between the operating boost and backing regions. It can be changed as needed to adjust the position. Dual voltage type hybrid AC generator In the simplest form of the invention shown in FIG. 1, the stator winding 16 is shown in FIG. The known winding arrangement shown is used. However, other stator winding arrangements Columns can also be employed. For example, a stator may be used to generate two different output voltages. To two separate windings is known. The present invention provides higher output power. It is desirable to have a pressure, typically 12 volts as well as 48 volts output Attention is paid to the double voltage generation method. However, suitable for dual voltage operation The method is to use a voltage conversion circuit of the type described in connection with FIG. Other variations of the invention are also noted. For example, in a single voltage configuration, The data windings are only in the first area 12, one surrounding the winding field rotor part. And two separate ones in a second region 14 one surrounding the permanent magnet rotor portion It may consist of a stator winding. The output from these separate stator windings is Sometimes they are electrically combined as needed to generate the desired output voltage. Still referring to FIG. 1, there is a gap 52 between the two regions of the stator. I understand. This gap separates the magnetic regions of the stators 12 and 14. Should be made of a material having a relatively low magnetic permeability. The gap is a simple airggi Can be plastic or partially or completely plastic or similar Can be filled with such a low-permeability solid material. Whether the stator winding 16 is in the first region 12 Where the gap extends completely through the gap to the second region 14 A continuous slot 18 is provided in which the stator winding forming the winding 16 is arranged. As described above, it can be filled with a member having a cross-sectional shape perpendicular to the same rotor as the stator. Hybrid alternator-radial cooling slot through stator In the preferred embodiment, the air gap 52 between the stator sections 12 and 14 is It is not solid but open to the outside space. The cooling air is then supplied to the alternator at the end Power generation through an air gap 52 between stator sections 12 that are conducted out of It is possible to get inside the machine. Typically, this means that one end of the alternator or Is performed by fans (not shown) arranged at both ends. The geometry of the two zones for the stator shown in FIG. Also allow it to flow to be guided to the central area of the alternator that requires cooling You. This structure enhances the spread of thermal energy in the unit while reducing power output density. Maximize degrees at the same time. Air gap has a series of radially oriented openings A suitable axial spacer is provided, the opening being adapted to allow cooling air to Insert an air gap around the surface area of the spacer Release 85% or more. Arrow 53 indicates that air flows only in the longitudinal direction in this section. Generator with cooling air flowing radially through the stator compared to the prior art Shows entrance to the interior. Air entering radially through the stator passes through the gap between the rotor and stator. Can flow. The winding field rotor section also has an axially aligned and permanent magnet section. An air flow opening corresponding to the zone flow passage 50 may be provided. Through the stator core The air flowing to the center of the alternator passes through the permanent magnet section Coil critical sections, wound field coil sections and die Flows across the road. Exchange by providing air flow openings in the stator core spacer and rotor sections In addition to lowering the temperature of the flow generator and increasing airflow, the total weight of the alternator Is greatly reduced. Air flow openings in the referenced area can introduce significant magnetic flux. And located in the area of the alternator without. As a result, these openings and airflow The opening does not reduce or affect the electrical output of the alternator Is added. In contrast, rundel or claw pole geometry intersections The current stage of the flow generator can be anything more than double end ventilation I do not accept. Ventilation through the intermediate area of the stator core is not possible and And claw-pole structures provide a void or space that can be used for airflow. There is no opportunity to ventilate through the rotor here because of its relatively solid construction. No. Allows a certain amount of air to flow by providing additional parallel air flow paths A cooling fan of the alternator is not required to create the pressure difference. This is Reduce overall alternator noise and / or reduce overall alternator dimensions The fan blade diameter and blade design can be tailored to be as follows. Air flow keeps the temperature of the permanent magnet as low as possible in all operating conditions. It is especially effective for This increases the output of the alternator and causes damage at high temperatures Minimize the danger of This is under the hood of modern cars In high temperature conditions, the alternator can be rated as the highest possible output.Voltage regulator-Basic two-stage PWM regulator To maintain the desired constant output voltage from the alternator, as shown in FIG. A forward or reverse exciting current is supplied to the changing rotor winding 28 by similar means. It is necessary. FIG. 4 shows a suitable rotor excitation circuit to achieve this purpose. . The rectified current 64 from the stator is equal to the reference voltage 80 of the summing circuit 82. Be compared. Summing circuit 82 subtracts reference voltage 80 from output voltage 64 and generates an error. Signal to line 84 to function generator 86. The function generator will wake up whenever the output voltage 64 falls below the reference voltage 80. Modulator 8 for supplying a forward exciting current to field winding 28 through couplings 30 and 32 8 is controlled. Typically, the reference voltage is set to a predetermined charging voltage of the battery 62. You. The function generator outputs whenever the output voltage 64 rises above the reference voltage 80. , And supplies a reverse excitation current to the field winding 28. Function generator 86 provides the desired forward or reverse field current as needed. An amplifier compensation block for controlling the modulator 88 so as to generate a desired output voltage. Acts as a lock. The amplification and compensation generated is based on the output voltage at 64 and the reference voltage. Determined by the error signal on line 84, which is determined as the error during pressure 80 You. Function generator 86 and modulator 88 are simply the amount required to produce the desired output. Constant, i.e., continuously linear, not switched and not pulsed Providing a strange, forward or reverse excitation current and thereby producing an error signal 84. It can be matched to linearly decrease to zero. This creates a linear adjustment system. Where the linear output of modulator 88 is required to produce the desired output voltage. It is the same as the required average current. However, to the desired level for the average current It is only necessary to bring them close together, and therefore the appropriate method of adjustment is Function generator 86 and modulation to use pulses to regulate the average current through Is to arrange the devices 88. An anodic pulse applies a forward current to the field winding. And a pulse of opposite polarity causes a reverse current to be applied. The pulse width passes through the field winding Is changed to change the average current. This means that the average field current Provide a circuit design that is electrically effective in controlling direction and direction. This means Basically two-step pulse width that switches directly between forward and reverse polarity modes A modulation (hereinafter, referred to as “PWM”) voltage adjustment circuit is configured. Voltage regulation-dual voltage type alternator The rotor excitation circuit, consisting of elements 80-88, powers the electrical circuit and A constant output voltage is provided at location 64 to charge battery 62. Alternator This is sufficient if is a single voltage alternator. Alternator has dual voltage In the case of a type alternator, typically one of two compatible designs Is used. In the simplest design, the stator has a second A winding is provided. The error signal 84 indicates that the second output is adjusted so that the first output is adjusted. With the ability to search for its own level, one of the two rotor windings It can occur based only on one side. Alternatively, the error signal, which is a function of the output voltage from both windings, Are not perfectly adjusted, but both are almost at the desired level due to the synthesis error signal. Can be used to be retained. However, FIG. 4 shows a preferred embodiment for a dual output voltage type alternator according to the present invention. Shows compatible designs. In this design, the alternator is powered by a higher voltage Generating a constant voltage at output 64 for battery 62, which is It is a single output voltage type AC generator. Instead of generating the second voltage from the second winding, it is supplied by a voltage conversion circuit 90 . An error signal is provided on line 100 in a manner similar to that described above for the excitation current. The reference voltage 94 is connected to the second battery 92 in the adding circuit 98 so as to generate It is added to the output voltage 96 obtained. Function generator 102 controls modulator 104. Modulator 104 is a switching Switch 106 in the switching power supply design Generate a series of pulses that switch on and off. Switching power supply Rye is well known and is filtered by capacitor 108 and coil 110 Generates a regulated voltage output. The voltage source for the switching regulator must be higher than its output voltage And the stator winding connected to the output 64 on line 114 or dashed line 116 16 can be connected directly. In general, one power supply or the other is selected and the connection switches 118 Instead of passing through, it would be created permanently on line 114 or 116. Hybrid alternator-axially magnetized permanent magnet FIG. 6 shows a first alternative implementation of an alternator generally indicated at 200. An example is shown, which shows a pair of solid disk permanent magnets 210, magnetized with multiple poles. 212. This disc can be made of bonded permanent magnet material . Stator 214 is essentially the same as stator 14 described in connection with the previous embodiment. Therefore, only the outer shape is shown. Overall, good quality electrical steel With three-phase windings wound in slots of a laminated or molded stator made in You. If necessary, a double winding can be used for the dual voltage output. The air gap of the stator corresponding to the air gap 52 of the stator described above is A winding field rotor part to insulate the stator permanent magnet part from the winding field part. May be introduced on either side. A single permanent magnet section is discussed in connection with FIGS. It can be used as specified or with long lengths on opposite sides of the winding field rotor section. Two permanent magnet parts separated in the hand direction are used as shown in the embodiment of FIG. Can be The solid disk permanent magnet element is shown separately in FIG. separated It is possible to make them with permanent magnet elements, but preferably A single part, magnetized through its thickness, in the longitudinal direction, parallel to the shaft when Created as a product. This shows that the magnetization is directed radially instead of longitudinally. It is 90 degrees (90 degrees) in the direction of magnetization of the permanent magnets shown in 1 and 3. In order to generate electricity, the magnetic field lines of the rotor are separated by air gaps between the rotor and the stator. The stator winding must be cut through the tap 216. Magnetic field in the longitudinal direction When bent, the magnetic flux must be bent and directed to the air gap. this The thing was created with a number of pole segments 220 as shown in FIGS. This is accomplished with a flux path element indicated generally by reference numeral 218. Individual pole Segment 220 passes magnetic flux from permanent magnet disk 210 through the stator windings To the air gap 216 so as to carry it. The second flux path element returns flux It is constituted by a plate 222. Two flux return plates, one for each magnet disk, It is used by being arranged on the end face of the rotor. By forming permanent magnets into a solid disk shape and rotating the direction of magnetization, mechanical Improved mechanical strength and larger magnet size and surface area result Occurs. This gives a unique powerful design and the pole segment 220 Leaving the large surface area of the disc when you can make a passage to the air gap The magnetic flux can be collected. In a preferred form of the invention, the pole segment piece 220 is provided with a winding extension of the winding rotor. It is shaped with a winding opening 224 surrounding the extension. This shape is added to the winding To achieve very high rotational speeds without damaging the rotor Can be. End piece 222, permanent magnet disk 210, pole segment piece 220 and winding rod The data sections correspond to the segment pieces and the openings 28 and 230 of the magnet disk, respectively. Rivets 226 that are passed together. The rotor components of FIG. 6 are mounted on shaft 22 by means similar to those shown in FIG. Be worn. The shaft 22 is mounted on the housing and is connected to the It has a slip ring which is brought into contact with the winding field rotor portion by a brush. Voltage output And adjustments are similar to those described above. Hybrid alternator-circumferentially magnetized permanent magnet Yet another embodiment of the present invention is shown in FIGS. 10 and 11, which generally include It is designated by reference numeral 300. In this embodiment, the permanent magnet 302 A hub formed around a rotor shaft 22 made of a non-magnetic material such as minium. It is embedded in the support 04 to be formed. The support magnetically isolates the magnet from the hub To make sure they hold. In each of the two designs described above, the permanent magnets 302 are magnetized through their thickness. Be transformed into However, they have the direction of magnetization further in the third direction, in this case , Mounted in a circumferential direction with respect to the shaft. Fig. 11 buried magnet Are arranged between the magnetic flux path elements 306 which are arranged circumferentially apart from each other and the magnet 3 It is inserted into the non-magnetic support while changing the direction alternately between 02. Flux path element 306 is made of a material having high magnetic permeability. They are indicated by arrows 308 To direct the magnetic flux from the magnet to the air gap between the rotor and the stator. This design, similar to the design described in connection with FIGS. Using a relatively large amount of permanent magnet material in a small space when concentrated it can. In some applications, this can be an inexpensive permanent magnet that reduces cost. Enables the use of stone. In the application examples using other high energy magnets, 1-3 designs are also suitable. Stator 310 is substantially the same as the stator described in connection with FIGS. You. A non-magnetic end cap 312 is attached to the winding field portion 314 of the winding field rotor extension. Prepare for the support. A similar end cap for the rotor windings is It can be combined with the magnet support or formed as a separate part. This end key A capping piece is shown in FIG. 6 similar to the magnetic material piece 220, but with this design. It should be noted that in this case, it is made of a non-magnetic material, and in FIG. It is. Voltage regulator-3-stage design FIG. 12 is a block diagram of a bridge circuit type of the three-stage voltage regulator of the first embodiment. You. The voltage regulator is a dual voltage regulator through the winding 400 of the alternator rotor of the type described above. Control the current flow in the direction. The regulator also requires other types of three-stage control It can also be used in the alternator of a device that does this. Combined with the permanent magnet part of the rotor The rotor winding 400 transfers magnetic flux to stator windings 402 and 4 of the hybrid AC generator. 04,406. Bidirectional current flow is arranged in a bridge arrangement to form a switching circuit. Achieved thanks to the use of four switches 408, 410, 412 and 414 Is done. A first upper switch 408 is connected to a first end of winding 400 and a first lower switch. Together with the direction switch 414, a first pair of switches is formed. These switches are closed When turned on, the first end of rotor winding 400 is connected to battery 416 on anode bus 418. The second end of the rotor winding 400 is connected to the anode end and the battery 416 is connected to the cathode end. When the first pair of switches 408 and 414 are closed Voltage regulator is said to be in forward polarity mode or boost mode, and A forward current is connected from the first end of the rotor winding 400 to the switch 408, Connected to the second end of the data winding 100 and to the switch 414. The second upper switch 410 operates the second pair of switches together with the second lower switch 412. Form. When the second pair of switches is closed, the second end of the rotor winding 400 is positive. It is connected to pole bus 418 and the first end is connected to ground 420. In this state Voltage regulator is said to be in reverse polarity mode or backing mode. You. Control logic is provided to make these modes mutually exclusive. roll Line 400 shows the magnetic field generated by the forward current flow in forward polarity mode. The rotor is positioned so that the bundle is added to the magnetic flux supplied by the permanent magnet portion of the rotor. Wrapped around. Conversely, in reverse polarity mode, the reverse current through rotor winding 400 The flow produces a magnetic flux of the opposite polarity that is subtractively combined with the magnetic flux from the permanent magnet You. In order to regulate the output of the hybrid alternator, the prior art describes the basic Low between forward and reverse polarity modes as described in the PWM regulator. Data winding 400 was simply switched. Operate only these two modes The voltage regulator is called a two-stage PWM voltage regulator. Voltage regulator increases output Can be switched to forward polarity mode whenever necessary and the output Whenever it is necessary to decrease, it is switched to the reverse polarity mode. However, as described above, forward current causes switches 408 and 414 to Pass through the rotor winding 400, the magnetic field generated by the coil 400 Significant energy is stored. The first pair of switches 408 and 414 Open and the second pair of switches 410, 412 are immediately closed, Induced in forward polarity mode so that the magnetic field from rotor winding 400 decays slowly. The induced forward current continues to flow. Under certain conditions, this forward field current Current flowing through the second upper switch 410 to the lower switch 412. Continue to be. It also appears as a reverse current on the anode bus 418. Busbar net When the load is low and a battery is connected, this reverse current usually Enter the battery and charge it little by little. However, if there is no battery or its In other similarly possible conditions, large voltage spikes are generated Damage to both components. These spikes and the changes caused by changes in the load on the vehicle's electrical system Another spike is between the terminals of battery 415 from anode bus 418 to ground 420. Can be processed by arranging a capacitor at the bottom. However, the vehicle's Bonne Capacitors of sufficient size to have a temperature rating suitable for operation under Value. Therefore, the preferred embodiment of the voltage regulator is configured with reference to the design of the three-stage voltage regulator. Has adopted. In this embodiment, the voltage regulator provides a forward current flow through winding 400. Normal forward pole to start or increase the presence of forward current flow Adopt sex mode. Reverse polarity mode initiates reverse current flow or reverse Used to increase the amount of directional current flow. Third mode, here attenuation Referred to as the mode, the voltage regulator releases the forward or reverse polarity mode. Enter later. In decay mode (also considered zero voltage or zero polarity mode) The current induced when in one of the other two modes passes through the rotor winding Can cycle and go to zero without inducing any fault voltage in the rest of the circuit Can be attenuated. This attenuation includes a direct change from forward polarity mode to reverse polarity mode. Contact transient, or the opposite, which results in reverse current being applied to the main power bus Whenever damping current is supplied to prevent directional transients, the other two Enter after one of the two modes. These common four-element bridge circuits, such as full-wave bridge rectifiers, In common use of bridge circuits, opposing pairs of elements are connected simultaneously It is recognized that there is a tendency to. Thus, the first pair of switches is in one stage. And a second pair of switches conducts in the second stage. In this three-stage design Two opposing faces directly (instead of facing each other diagonally) The element is opened at the same time and the current is circulated through the remaining two elements. It can flow in a decay current pattern. For example, in forward polarity mode, switches 408 and 414 are closed. You. In decay mode, switch 408 is open while switch 414 is open. It remains closed. In some implementations of the invention, switch 412 may be At the time of passing through the first lower switch 414, a forward conduction path is provided, and 2 Closed to back up in the opposite direction through the lower switch 412. rear However, as described in more detail, switches 412 and 414 Body switch, preferably without using a control signal to close the switch rnal) FET that has the property of conducting in reverse mode via a diode . This internal diode is the reverse current used to detect the appearance of the decay current. When the flow occurs, a voltage drop occurs. The decay mode also allows the decay current to flow through the upper switches 408 and 410 It is also performed by allowing With continued reference to FIG. 12, the magnetic flux from the rotor 400 and the permanent magnets of the rotor The combination effect is caused by stator windings 402, 404 and 406 and Diodes 422, 424, 426, 428, 430 and 432 Rectified by a known three-phase full-wave bridge rectifier. These six diodes This corresponds to the diode 60 in FIG. Rectified output is a battery on anode power bus 418 416 and also on a connector (not shown) of a power bus 418 Power to the electrical load. The output voltage of the alternator is monitored on line 434 by voltage monitoring circuit 436. It is. The voltage monitoring circuit compares the output voltage of the alternator with the reference voltage from the reference voltage circuit 438. An error signal is generated on line 440 as compared to the pressure. Error signal 440 is applied to the input of control circuit 442. The control circuit 442 is mainly A circuit 444, a decay current detection circuit 446, and a logic circuit 448 are provided. Main round The path responds directly to the supervisory circuit error signal on line 440 and the output of the alternator One or more main control signals that signal logic circuit 448 to increase or decrease the force. Issue a signal. In a basic two-stage PWM regulator, the main control signal is The first pair of switches is turned on when the output is reduced and the second pair is Used to turn on the switch. However, in the present invention, the main control signal is generated before the sub-control signal is generated. Is changed by the logic circuit 448 having information obtained from the decay current detection circuit 446. You. The sub-control signal is the switch 4 of the control lines 450, 452, 454 and 456. The steps 08, 410, 412 and 414 are individually controlled. The decay current detection circuit 446 is connected to monitor the decay current of the rotor winding 400. Is done. In a preferred design, this monitoring is performed by the decay current detection circuit 446 and winding 400 Connection lines 458 and 460 between the first and second ends of the It is. The decay current detection circuit 446 is connected to the logic circuit 4 on lines 462 and 464. Generate one or more suppression signals applied to the 48 inputs. These familiar techniques are It is acceptable that there are other ways to monitor the decay current in winding 400. . Automatic interlock and internal voltage regulator power supply Three additional diodes 466, 468 and 470 provide independent power to V_ccElectric A power source is supplied to an internal power source 472. Internal power supply 472 activates voltage adjustment circuit To provide power. This voltage supplies the control voltage power supply for the regulator Is adjusted as follows. Hybrid alternators include both permanent magnets and wound magnetic fields. Therefore, the alternator starts generating voltage as soon as it starts rotating. Voltage is greater Powers the electronics as additional boost fields can be generated Voltage is generated. All this before the vehicle reaches idling speed Voltage regulator, so that the voltage regulator will function properly even when idling. You. Operating the system in this manner provides an automatic interlock, thereby Voltage regulation loop is not connected and the alternator is not rotating The magnetic field and the control current fall to almost zero, but as the speed of the alternator increases, the voltage regulation Automatically connect the electronics of the integrator. Automatic interlocks provide overvoltage and overvoltage protection when the system is operating at high speeds. The field current is never interrupted to cut off current flow, so hybrid It is very important in flow generators. This means that the ignition switch This is a clear difference from this AC generator that can turn off the magnetic field. The vehicle is moving And the engine is not running to avoid battery drain Sometimes, it is important that the field current of the alternator is zero. Should not be done alone. This means that the alternator is running at high speed. The ignition device can be turned off inadvertently even when You. FIG. 13 is a detailed schematic circuit diagram corresponding to the block diagram of FIG. Battery 416 to the stator windings 402, 404 and 406 in the manner shown in FIG. Connected to six bridge rectifier output diodes 422 to 432 connected in sequence It is. The stator windings 402, 404 and 406 are not shown in FIG. These connections are quite well known. The internal power supply 472 outputs the output voltage V of the NPN transistor 502._ccAdjust zena A diode 500. 3-terminal voltage regulators and other voltage regulators Regulating circuits are also suitable. Voltage monitoring circuit 436 determines the voltage across resistor bridges 504, 506 and 508. Monitor the battery voltage 416 on the line 434 that causes the drop. The resistor 506 is It is made adjustable to adjust the output voltage of the integrator. AC generator measurement The output voltage is compared with the reference voltage from the voltage reference circuit 438 by the error amplifier 510. Are compared. The voltage monitoring circuit performs error amplification and loop compensation. Reference voltage source 438 These reference voltages are applied to one input of error amplifier 510 and the other input is Connected to voltage divider from battery. Integral compensation Is the capacitance of the feedback network between the inverting input and the output of the error amplifier 510 (ca pasitive nature). Compensation networks are collectively referenced It is shown at 512. This network is for speed and load in the alternator The direct current (DC) error of the adjustment voltage is removed in the entire range of the above. The output of the error amplifier is connected to a line provided in the main circuit portion 444 of the control circuit 442. 440 is the amplified error signal. The error signal acts as a two-stage modulator A single hysteresis block formed by the hysteresis inverter 516 Applied to the input of the When the output of the alternator is too high, the error signal 440 will be And the output of hysteresis inverter 516 goes high (voltage State, high). This high signal is always positive at the alternator. Reduce the magnetic field of taste. Instead, the hysteresis inverter 516 goes low (voltage Low), the net magnetic field in the alternator increases. Add. Main circuit 444 applies four control signals to lines 518, 520, 522 and 524. Occurs. The main control signal on line 518 is provided directly from two-stage modulator 516 and Thus, the main control signal on line 520 is the inverted inverse of that signal. Main control signal Number 520 is generated by inverter 526. Control of lines 518 and 520 The control signal is a pair of switching bridges in a two-stage basic PWM regulator design. It can be used to drive a pair of switches on a square. They are shown here Serves as a starting point for the modulation control performed, resulting in the desired cutoff of the sub-control signal. Change is actually performed. Inverter 5 combined with the gain and motive power of error amplification block 436 A hysteresis of 16 controls the voltage error and sets the normal oscillation frequency of the loop. Set. The function of main inverter 516 also depends on the ramp oscillator and the corresponding components. This can be achieved by a pulse width modulator with 13 is more complicated and more expensive than the single digital circuit shown. The hysteresis inverter formed at 516 and as shown in FIG. A simple positive feedback resistor is a hysteresis modulator formed by reference numeral 516 and the same. Replaced by the improved circuit of FIG. 15 which discloses a winding resistor-capacitor feedback network. Can be obtained. In this improved circuit, a capacitor / operational amplifier element 516 is a primary filter to the negative feedback side which provides feedback to the anode and a hysteresis modulator. Data. This circuit raises the modulation frequency well above the loop crossover frequency By allowing the setting, the modification is made in comparison with the corresponding element in FIG. Provides improved regulator dynamics. The main control signals on lines 518 and 520 are applied to inverters 528 and 530. Achieved by delayed copying of the main control signals on lines 522 and 524 generated by Is done. The output from hysteresis inverter 516 is generally designated by reference numeral 532. Delayed with the simple resistor capacitor delay shown. Thus, the main control line 5 22 carries a delayed version of the main control signal on line 520. Line 524 is In 518 conveys a delayed version of the main control signal. Lines 518 and 520 The main control signal is a secondary control signal for finally switching the direction of the current passing through the winding 400. It is used to provide an input to a logic circuit 448 that produces a signal. The switching elements 408, 410, 412 and 414 of FIG. FETs with three co-operated drive electronics (FETs) 534, 536 and 538 and 540. FET 534 corresponding to the first upper switch and When the FET 540 corresponding to the first switch and the first down switch is turned on, the alternator is turned forward. It is said to be in the directional polarity mode. When FETs 536 and 538 are turned on, The flow generator is said to be in reverse polarity mode. The alternator can be a battery or Upper FET indicating no voltage applied to winding 400 from alternator output Decay mode whenever both are off or both lower FETs are off. It is called. A different device of the present invention uses an upper switch to disconnect winding 400 from the battery. May be turned off together or the down switch may be turned off together. add to Other configurations in which no voltage is applied to the winding 400 together with the components described above may be employed. In addition to disconnecting winding 400 from the battery, the remainder of the voltage regulator circuit or Can dampen current without inducing voltage damaging anywhere in the car In turn, the windings must be connected. This means that two ends of the winding 400 are connected. This is achieved by allowing the decay current to recirculate through the two switches. In FIG. In the preferred design shown, the recirculation circuit is performed via the lower two FETs. You. However, the recirculation circuit may be connected via the upper two FETs or other configurations. It can also be done with components. Both FETs 538 and 540 can be switched on to implement a recirculation circuit. However, these FETs are reversed even when not biased. It has an internal diode so that it can carry a directional current. Stay off When recirculating, the recirculating decay current flows through the lines connected to the first and second ends of winding 400. The voltage sensed by the decay current detection circuit 446 of To both ends of the internal diode of the FET. Diodes 542 and 544 allow the FET to operate during forward or reverse polarity mode. Whenever the drain of comparator 546 and 548 is a FET, Separate from One side of comparators 546 and 548 is a voltage divider and a voltage reference source. V_refAnd the FE when the other side is near ground Has a filtered version of the voltage that is one diode drop above the T drain voltage . Diodes 542 and 544 provide a negative voltage at the inputs of comparators 546 and 548. Is not necessary, so raise the voltage level by one diode drop . The logic circuit 448 includes logic gates 550, 552, 554, 556, 55 Implemented in FIG. 13 with 8,560 and 562. Performed at these gates The logic circuit received receives the main control signal and lines 450, 452, 454. , 456 to generate a sub-control signal. 2 and 464 are suppressed. When a sub-control signal, such as sub-control signal 454, switches to high, its FET, eg, FET 534, is turned on. Gates 550, 552 and 5 The logic functions performed by 54 are gates 556, 558, 560 and 56 2 is the same as the logic function performed by Number of components, 2 logic channels Different logic elements are the same to reduce Used to perform logic functions. Logic gates 550 and 562 It controls the upper FETs 534 and 536, respectively. Logic gate 550 is a three-input AND gate. Its output is high and Thus, the corresponding FET 534 has all three inputs to the three-input AND gate high. ON only when These three inputs are undelayed on line 518 The main PWM control signal, the delayed main PWM control signal on line 514, and FET5 With the suppression signal on line 464 from the decay current monitoring circuit that monitors the reverse current of 40 is there. The presence of the suppression signal on line 464 indicates that the decay current is initially in reverse polarity mode. The induced result indicates that the winding 400 has a reverse decay current. The inhibit signal on line 464 holds the second lower FET 538 on and F It is immediately suppressed that the ET 534 is simultaneously turned on. Once When the current induced in reverse polarity mode is attenuated to a sufficiently small value, the line The suppression signal at 464 switches to a stage where the circuit can change modes. The voltage that excites the field winding has three modes: forward polarity mode and reverse mode. Although having a polarity mode and a decay mode, FETs are actually four different types. Has become a stage. In forward polarity mode, FETs 534 and 540 are conductive. Pass. In the reverse polarity mode, FETs 536 and 538 conduct. Decay In the mode (two stages), both FETs 534 and 536 are off. The decay mode has two different stages, the forward decay mode and the reverse decay mode Having. In forward decay mode, the current induced in forward polarity mode is reduced. FET 538 can be turned off and FET 538 is left off and FET 540 is on , But conducts through its internal diode. In forward damping mode And the decay current flows through winding 400 in the same direction as it flows in forward polarity mode. Continue flowing through. In the reverse decay mode, FET 538 is on and F ET540 is turned off, but conducts through its internal diode, and the reverse current is Circulating through winding 400, lowered through FET 538 and through FET Back up. The present invention uses a bridge circuit arrangement to provide dual voltage excitation of winding 400. I have. Voltage monitoring circuit 436 is basically configured to generate an error signal on line 440. Error amplifier. Voltage regulation loop provides tight control of average battery voltage And providing a compensation block to form a corresponding loop frequency. Line 44 A compensation amplifier that outputs a zero error signal is connected between the intermediate taps of the bridge. Indirectly operates the full bridge output stage to provide a bidirectional current through winding 400 Activate the pulse width modulator, or other two-stage modulator. Logic circuit 448 controls winding 40 whenever the amount of field current is reduced. Main circuit 4 to allow a third stage voltage excitation of a near zero voltage applied to zero. The output of 44 is modulated. Main control signals from main circuit 444 are arranged diagonally. It acts to directly turn on the pair of bridge switches. However, Zero voltage excitation is used whenever the amount of field current decreases. Command that the instantaneous amount of field current be increased by the main control signal from main circuit 444. When the total bus voltage of the appropriate polarity is Applied to the field coil by exciting the element. However, the field current When the volume is decreasing, the upper switch of the conducting diagonal pair of switches is turned off. Switch only switches off. Delay in switching off switch on lower diagonal The use of delays in switching on and between diagonally opposite switches As a result, the inductive field current flowing through the upper switch is turned off by the switch element. It is immediately converted to a lower negative current than if switched. The current flow of the switch on the lower diagonal switches the off-switching state due to the aforementioned delay. to continue. The lower diagonal switch then has a reverse current through the other lower switch. Is commanded to remain. Shown in the embodiment of FIG. As shown, the reverse conducting power switch is an FET, and the switch is When having a delayed on-switching, the reverse current is initially about -0.6 volts. It flows through the intrinsic diode of the FET which creates a voltage drop. under When the reverse conduction FET switches on, the reverse circulating current also Flow through the FET of the resistor causing the drop. In the preferred device of the present invention described above, the FET is To provide a simple indicator of the presence of a decaying field current In addition, it is kept off during the decay current. Non-linear diode characteristics are Even gives a moderate voltage level. This is in contrast to indicating the presence of field current. Allows the use of simple voltage comparators in the form of comparators 546 and 548. Indigenous If the anode voltage is more negative than the threshold set by reference voltage source 438, When the resistor divider is below that point, the presence of a reverse current is indicated. When the comparator indicates the presence of the field current to the reverse conduction switch, the diagonal Actuation to the opposing element is suppressed by the comparator signal and the damping field current The operation to the lower FET, which conducts, is kept on. A field where the comparator is near zero After instructing the magnetic current, the counter is controlled as instructed by the main control signal of main circuit 444. It is safe to excite the opposite diagonal bridge element. Zero field electricity Switching a new diagonal pair with current introduces any negative current into the bus No, therefore, when the system is lightly loaded even when no battery is connected Does not generate harmful voltage spikes. Control logic and method for three-stage adjustment The main control loop includes a voltage monitoring circuit 436 that monitors the output on line 434. And an error amplifier acting on the difference between the battery voltage and the reference voltage 438 . The amplified error signal is a PWM signal and an inverted PWM signal at the output of the two-stage modulator. And a main circuit for generating a main control signal including a delayed copy of these two signals Run a pulse width modulator, or other two-stage modulator, that is co-operated at 444. main The PWM control signal controls the signal switch between an on phase and an off phase. On stage Turn on one diagonal pair while on the floor and on the opposite diagonal during the off phase Are set to switch, and vice versa. Basic two steps Because of the rise, digital logic is suitable for implementing a control system. The actual switch command will result in a more complex switching structure and will be discussed later. Modulated by delays, suppressions and other signals to remove negative bus currents It is. When increasing the instantaneous amount of field current through winding 400, a suitable diagonal bridge All pairs are on. However, to eliminate the negative current step to the bus, The ridge lowers the downswing rather than forcing a more rapid decay from the bus with reverse excitation. Acts to naturally attenuate field currents in a circulating current loop containing only the switch . To set this natural damping, both upper bridge elements are off and The decaying field current circulates through the lower bridge element. One lower bridge The element conducts in the forward direction while the other conducts in the reverse direction. This natural decay is The two-stage modulation corresponding to the hysteresis inverter 516 changes the stage again. Or until the field current becomes zero. In the first case, the first conducting pair is turned on again. In the latter case, the field current Reaches zero, the opposite diagonal pair is turned on. The characteristic of natural attenuation is Switch on new diagonal pair until decay current reaches near zero Is achieved by suppressing The overall operation in the preferred design is The four stages in which the output switch is activated or the switch device descent is ignored The case is a multi-stage with three stages of instantaneous voltage across the field winding. moment The three phases of the typical field voltage are positive battery voltage, zero voltage and negative battery voltage. It is a terry voltage. The preferred method of operation of the present invention employs the following steps. (1) The upper device in the ON state switches off immediately in response to the non-delayed PWM off command. Instead (2) The switching off of the lower element is delayed and all of the switching on states Bridge element is delayed for an equal or longer time and upper equipment is turned off Circulates current through the lower bridge element to automatically execute when switching Come (3) The threshold comparator of each lower switch determines the reverse current (damping field) in the device. Magnetic signal) and use that logic signal to perform the next step. Can be a) The FET drive of the reverse conduction switch removes the disturbance to the threshold voltage measurement. Suppressed to remove, b) New upper because switch below it is on to delay the delay current The drive to switch off the diagonal switch is suppressed, c) The other FET drive turns on the rest to implement the circulating current delay. Let d) If the main control signal returns to their first stage before the field current goes to zero, The first diagonal pair of force devices turns back on and the amount of field current begins to increase again You. This is the normal mode of operation when operating at constant speed and fixed load. The system consists of driving the field winding with bus voltage in one stage and other stages To circulate the current through the lower FET to have a magnetic field attenuation. The total drive voltage following this zero drive voltage is affected by the direction of the average field current. Not work by similar means. Thus, a relatively low AC output with a fixed load In normal operation at machine speed, the alternator is in forward polarity mode and damped mode. Cycle (more specifically, between the forward polarity mode and the forward decay mode). Exchange When the flow generator operates at a relatively high speed, the alternator will switch to reverse polarity mode and Cycle between decay modes (more specifically, between reverse polarity mode and reverse decay mode). Ring. Normal circulation between these forward or reverse polarity modes and decay modes During, the main control signal on line 518 alternates between the on and off phases. e) The field current goes to zero before the main signal on line 518 returns to its initial stage Only when the opposing bridge pair is turned on and the current in the rotor winding 400 Change direction. This type of operation occurs when the average field current is near zero or Occurs when the speed or load of the flow generator changes suddenly. Temperature monitoring voltage regulator FIG. 13A shows a circuit diagram of a temperature monitoring voltage regulator according to a preferred embodiment of the present invention. I have. The circuit shown shows that the voltage monitoring circuit 436 has a resistor with a temperature sensor 509. 13 except that it has been modified to be replaced by a container 508. It corresponds to the circuit of the three-stage voltage regulator shown. Temperature sensor 509 is a hybrid alternator to monitor alternator temperature And has a variable resistance that is a function of temperature. Temperature A suitable position for mounting the sensor 509 is the common position of the output diodes 422 to 432. It is a heat sink. Other mounting positions are also suitable. Generally, alternators The most heat is generated near the most heat-sensitive components or by the alternator. It is preferable that the mounting position is located near the position to be mounted. The function of temperature sensor 509 is to allow the alternator to approach a preset alternator temperature. Output of the voltage monitoring circuit (on line 440) whenever Adapting the error signal to the force. In the embodiment shown in FIG. 13A , The temperature sensor 509 has a positive temperature coefficient (hereinafter referred to as “PTC”). Stars are preferred. This type of PTC thermistor sensor has a non-linear temperature function resistance Having. At temperatures below the critical temperature, PTC thermistors have a relatively constant resistance. Have. This constant resistance is formed by resistors 504, 506 and sensor 509. A resistive voltage divider appears, and the voltage regulator is combined with resistor 508 in FIG. 3. Operates exactly in the manner described in connection with 3. This is the output power of the alternator. It produces a voltage at the input of the error amplifier 510, which is directly proportional to the pressure. Alternator output When the voltage rises or falls in response to a load change, the rise or fall is 4 An alternator sensed by an error amplifier associated with a reference voltage from 38 and an alternator Is adjusted to always maintain the required output voltage as described above. However, as the alternator heats and approaches the critical temperature of the thermistor, -The resistance of the mister begins to increase dramatically. At both ends of the temperature sensor 509 of the resistor divider The portion of the output voltage that appears increases correspondingly. The error amplifier 510 Pressure increase as an apparent increase in alternator output voltage and output accordingly. Start to decrease the force voltage. When the output voltage decreases, the output power of the alternator decreases. Then, the detected alternator temperature also decreases. As a result, the alternator Very large than its rated output as long as the temperature is kept below its critical temperature. Power can be generated. Proper selection of a thermistor with a variable resistance as a function of the desired temperature To set any desired maximum operating temperature for the hybrid alternator. You. A properly designed housing assembled with a temperature monitoring regulator of the type described above The hybrid AC generator is fully operational at any engine speed and at any ambient temperature. Rated power output can be supplied continuously. When starting the engine that rotates the alternator This power can be supplied. Above idling speed, the hybrid alternator will have its full rated power It can supply much more power than the output. Worst place of high ambient temperature Even if its maximum operation set by the design of the temperature sensor and the voltage regulator Extra power is possible for a short time until the alternator reaches the temperature. Then exchange Limited by the cooling design of the generator and continuously generating its full rated power Can be. At ambient temperatures colder than worst-case conditions, the alternator will Large power can be generated continuously. This means that the engine spins fast enough AC power is generated by the magnetic flux that can be generated by combining the rotor winding with the permanent magnet. It is assumed that the output of the machine is not limited. If the load on the alternator is so great that the cooling capacity of the alternator is exceeded, the temperature The supervisory voltage regulator reduces the voltage output of the alternator. The power output of the alternator is The critical temperature of the mistor, ie at or near the maximum safe operating temperature of the alternator At a rate sufficient to keep the alternator running continuously. Interact in this way The electrical machine is protected from damage due to overheating when exceeding its rated power. Those skilled in the art will recognize that instead of the PTC thermistor 509, a resistor in the upper branch of the resistor divider may be used. Replace 504 with a negative temperature coefficient (hereinafter "NTC") element; By re-inserting the lower branch resistor 508, the NTC resistor device or equivalent It will be appreciated that roads can also be used. Alternatively, the variable resistance of the temperature sensor is Transform the reference voltage seen by the error amplifier at the other input to the error amplifier 510 Can be used to This creates a bridge to the unconverted input of the error amplifier. 13A except for placing and applying a reference voltage across the bridge. This is achieved by using a resistor bridge similar to the one used. Depending on temperature The variable resistor then changes the reference voltage, thereby reducing the output voltage and output power. Transform the error signal to control. Other types of temperature sensors, such as thermocouples, temperature sensing diodes, etc. It can be used with additional electrical circuits as needed. Further, the preferred embodiment is 3 It is based on the design of the stage voltage regulator, but with a two stage voltage as shown in FIG. A regulator design may also be used. Implementing the Invention in the Design of a Two-Stage Voltage Regulator The necessary changes correspond to the changes for the three-stage design described above. It is. Preferably, the resistance bridge has a non-linear variable resistance as a function of temperature And the bridge is sensed by the sensed output power of the alternator. One of the inputs to the summation circuit 82 to change the voltage or the reference voltage used. In either case, the resistance bridge will reach the maximum desired operating temperature. When the output voltage of the alternator is reduced. Transient suppression The voltage regulator shown in FIG. 13 is a standard "load shedding" well known in the automotive industry. Incorporate a unique method of suppressing voltage transients such as those generated by "load dump" I have. Load shedding occurs when large battery loads suddenly occur while large currents are being drawn. This is the state when switching off or when the battery itself is disconnected. In this state, the suppression device removes the inductive energy stored in the windings of the alternator. Processing is required. This voltage regulator turns on the bridge FET diode Signal for indicating diodes 582, 584, 586 and 588 for switching to Uses a Belzener diode 580, which allows the bridge FET to mitigate transients. I can sum up. FET devices can adequately handle large power shocks, and thus bridge The train allows these devices to perform two functions when properly controlled by transient voltages. enable. The remaining transistors and inverters 590 and 592 are the type of bridge circuit. This is a drive circuit that drives various FETs. The upper power FETs 534 and 536 are It is driven directly by known NPN / PNP level translation circuits. FET The PNP transistors 594 and 596 closest to the gate are active gate pull downs. (Active gate pull down). FETs are shown to minimize disturbances Circuit can be switched on and off relatively slowly. Field current modulation A current step can be generated in the output of the alternator in the range between the total alternating field current and zero. Alternators have finite output inductance, so change their current momentarily Can not. The slower rise and fall times of the power FETs can compound this problem. Mitigation and Zener diode 580 and its companion diode The voltage clamp arrangement provided by switches 582-588 exceeds the clamp voltage. FE from reaching their breakdown voltage which should be a short voltage excursion Protect T. A clamp voltage of about 27 volts is used. Inverters 590 and 592 are arranged as two charge pump oscillators. A generator having rectification and associated circuits generally indicated by reference numerals 591 and 593. A shaker is used to move the upper power FET to switch the battery voltage. Supply a voltage higher than the battery voltage of 595. Neutral point connection type alternator FIG. 14 shows a novel winding arrangement for a hybrid alternator, where The rotor winding 600 is connected to the neutral point contact of the stator windings 602, 604 and 606. Connected. As described above, the rotor winding 600 of the hybrid AC generator is Reduce forward polarity voltage to increase output voltage, and decrease alternator output The reverse polarity voltage must be supplied. This polarity reversal is A bridge that alternately turns on a pair of switches on opposite diagonals of the ridge circuit This is achieved with the three-stage voltage regulator shown in FIG. One pair is forward Connecting the rotor winding between full battery voltage and ground to generate a forward current, And the diagonally opposite pair induces a reverse current flowing through the winding The rotor windings are connected with the opposite polarity between full battery voltage and ground. The bridge circuit has at least four switches to perform this pole making point Requires an element. In the circuit shown in FIG. 14, however, two Only switches are needed. The first end of the rotor winding 600 is neutral to the stator winding The second terminal is connected to the point 608 and is connected to the switching circuit 624 of the voltage regulator 642. Connected to. The neutral point 608 of the alternator of FIG. 14 has three separate stator windings. It is the center point of 602, 604 and 606. Mutual at one end to form a star Polyphase windings consisting of different numbers of separate stator windings connected to obtain. Multi-phase stator winding is multi-phase bridge rectification consisting of diodes 612-622 Commutated in a conventional manner in the vessel. The neutral point of the star stator winding is approximately two minutes of the output voltage applied to battery 610. And the forward current is applied by connecting the opposite end of the rotor winding to the anode end of the battery 610. By continuing, it is possible to easily guide the rotor winding 600. Instead, the rotor The opposite end can be connected to ground to induce a negative current in the winding. The voltage applied to the rotor winding in this configuration applies to the bridge configuration Despite being smaller than the voltage, the current is Equivalent by adjusting the number of turns and impedance of the wire . Switching of the second end of the rotor winding between the battery and ground is performed by two switches. Achieved with switching circuit 624 requiring only switches 626 and 628 . The operation of switches 626 and 628 is controlled by main control lines 632 and 634. It is controlled by the control circuit 630. The control circuit 630 controls the rotor winding 600 in a forward direction. Switch 626 is closed and switch 628 is turned on to apply a directional voltage. Open. Switch 626 is applied to apply a reverse polarity voltage to rotor winding 600. Is opened and switch 628 is closed. Switch operates in complementary state And using a duty cycle that varies from 0 to 100 percent As a result, the average voltage across the field coil is Controlled in the range between strike and full backing. During forward polarity mode, current flows from the battery through switch 626 to the rotor. Flow through winding 600 to neutral 608 and from there separate stator winding 60 2 to 606 and bridge diodes 612 to 622. Constant A certain amount of current flowing through the alternator winding and bridge diode It depends on the phase and changes to the rotation of the alternator. The monitoring circuit 636 compares the output voltage with the reference voltage The output voltage at 38 is monitored. Voltage regulator 642 is essentially the basic type described above. 2 is a two-stage PWM voltage regulator. However, on the diagonal of the bridge circuit Instead of using the main control signal to turn a pair of switches on and off , The main control signal only turns on and off two separate switches 626 and 628 Used to switch to. In applications where a basic two-stage PWM control configuration for the voltage regulator is preferred, By using only two switches when used in a point-connected alternator It is important to reduce the cost of voltage regulators. Neutral point connection type hybrid alternator has a field current of the alternator of zero speed. Has the additional advantage that it automatically goes to zero when Thus, driving the alternator Can be switched off when the ignition is switched off Don't make it impossible. Control electronics are designed for very low power consumption And thus can remain on continuously without the risk of battery discharge . In this means, the neutral point connection type hybrid alternator uses the above-described AC generator. Automatically powers the regulator when the machine begins to rotate and the alternator Achieve an automatic interlock function that automatically shuts off the power when stopped . The control circuit 630 is a simple two-stage hysteresis amplifier, a simple one with hysteresis. Inverters, comparators with feedback to create hysteresis or May be an operational amplifier, a general pulse width modulator, etc. Neutral point connection type rotor winding The line also uses an AC control system to make the current between the forward maximum and the reverse maximum. Can be moved with a linear drive that is smoothly changed. Since the rotor windings rotate and the stator windings are fixed, the Connections with the point of contact and the switching circuit are made in the conventional way via slip rings It is. Hybrid alternator-with poles fitted with permanent magnets and disclosure windings With single rotor 16 and 17 show compatible embodiments of the hybrid alternator of the present invention. Is shown. Hybrid alternator 700 has a longitudinal stator region 704 702 is provided. The three-phase stator winding 706 (the winding shown in FIG. 4) 706) extend through slots formed in the interior of stator 700. Is running. So that the rotor 710 rotates within the stator 702 of the shaft 712 Be attached. The rotor 710 is indicated by a core 714 (shown in FIG. 17 by the area within the dashed circle). And defines a plurality of magnetic rotor field poles 716. Pole 716 is shaped to have alternating north and south magnetic fields. Rotor 710 Is the cross section shown in FIG. 17 superimposed adjacently along the rotor shaft 712 It can be formed in a conventional manner from a number of thin laminates having a shape. Alternatively, the rotor The field pole may be constructed using a solid molded magnetic material. FIG. 17 shows a stator region 7 of a stator 702 in which a rotor 710 rotates. 04 is a sectional view. Two magnetic poles 716 include permanent magnetic poles 716a and 716b. It has a permanent magnet 718 mounted at its end to define it. Remaining magnetic pole Are the winding field rotor poles and poles 7 so as to alternately generate north and south magnetic fields. A row in which the poles disposed between 16a and 716b are wound alternately in opposite directions. Data winding 720. Permanent magnet 718 fits the curve or perimeter of rotor 710 into a "bread-bread". loaf) "shape. The rotor field pole body, which is part of the permanent pole, is shown in FIG. It is preferably tapered so that This pole body also has a single width Can be formed, or other geometric shapes can be used. Change FIG. 17 shows ten poles in which two poles are permanent magnetic poles arranged at both ends in the diameter direction. Although a rotor 710 having (716) is shown, a compatible configuration may also be used. obtain. For example, a compatible design may utilize two or more permanent poles or less. Can be used. In addition, if two or more permanent magnetic poles are used, the mutual Location can be changed. Each magnet 718 is magnetized through its thickness and the direction of magnetization is indicated by arrow 721 So that it is perpendicular or radial to the shaft 712 and the magnet 718 It is mounted to extend radially in a direction perpendicular to the large surface. The magnet is the rotor 71 0 around the periphery of the rotor stack 715. See FIG. 17A Then, the magnet 718 is screwed to the same plane as the top surface of the magnet 719. It is preferable to be fixed to the rotor field pole body 717 via 19. If the permanent magnets are located adjacent to each other, the north And the north pole of one magnet is turned outward so that the The north pole of the next magnet must be turned inward or vice versa Absent. The permanent magnets 716a and 716b are described in the other embodiments shown in FIGS. Created from the same material as was given. Laminate 715 reduces weight and cooling air flows through the alternator A large number of openings 722 are provided so as to allow FIG. 18 is a view similar to FIG. 17 of another embodiment of the alternator. AC generator 75 0 is similar to alternator 700 and has a longitudinal stator region. A motor 702 and a rotor 752. The rotor 752 has a core 751 (FIG. 18). (Indicated by the area within the dashed line) and a plurality of rotor field poles 756. Pole 756 is formed to have alternating north and south magnetic fields It is. The rotor 754 has the cross-sectional shape shown in FIG. Formed in a conventional manner from a number of thin laminates stacked adjacently along 712 Can be Alternatively, the rotor field poles can be constructed using solid molded magnetic material. The laminate reduces weight and allows cooling air to flow through the alternator Are provided with a large number of openings 755. Pole 756a and 756b are permanent poles and permanent magnets 758a and 758b. The permanent magnet 758a includes the main body 760a and the pole piece 7 It is mounted between 62a. Similarly, the permanent magnet 758b has a main body 760b and a pole piece. 762b. The arrangement of the permanent magnet between the main body and the pole piece Improve 52 mechanical integrity and dampen vibration during rotor rotation You. Like rotor 710, the remaining magnetic poles of rotor 752 are wound field rotor poles. And between the magnetic poles 756a and 756b to alternately generate north and south magnetic fields. Has a rotor winding 764 wound alternately in opposite directions. Permanent magnets 758a and 758b have a substantially rectangular shape. Pole piece 76 2a and 762b have a “bread loaf” shape that fits the curve or periphery of rotor 710 I do. However, other pole pieces and magnetic pieces may be used. Figure 18 shows two 75 shows a rotor 752 with ten poles arranged at diametrically opposite ends However, compatible forms may be used. For example, two or more compatible designs Upper or lower permanent magnets may be utilized. In addition, two or more permanent magnets are used When done, the position of the magnets relative to each other can be changed. Permanent magnet 7 of rotor 710 18, the permanent magnets 758a and 758b pass through their thickness. And the magnetization direction is indicated by arrow 721, ie, Extend radially in a direction perpendicular to the shaft 712 and perpendicular to the large surface of the magnet Attached to. Referring to FIG. 18A, pole piece 762a and magnet 758a are 762a through a screw 719 that is recessed so as to be flush with the top surface. It is preferably fixed to the body 760a. Pole piece 762b and magnet 758b are similar It is fixed to the pole body 760b by various means. Referring to FIG. 19, there is shown another embodiment of the alternator of the present invention. Alternating current The generator 800 includes a stator 802 having a longitudinal stator region and a stator 80. 2 comprises a rotor 808 mounted for rotation on a shaft. Three phases The stator winding 804 passes through a slot 806 formed inside the stator 802. Extend. The rotor field pole 810 is a rotor core defined as the area within the dashed line in the figure. It extends radially from the door 812. Pole 810 is a magnetic pole, where the adjacent pole 810 alternately generates north and south magnetic fields. Poles 810a-d are permanent magnetic poles and And is formed between the magnets 814a and 814b. The magnet 814a has poles 810a and And 810b. The permanent magnets 814a and 814b Produces a magnetic field that is directed circumferentially with respect to the axis of rotation of the rotor core. The magnetic field is shown in FIG. This is indicated by arrow 815. The magnet 814a is connected to the pole 810a by means such that the magnet 814a is within the rotor periphery. And 810b. The non-magnetic spacer 816a forms the permanent magnet 814a. It is magnetically insulated from the rotor core 812. The spacer 816a is made of aluminum. Can be made from such non-magnetic materials. However, without any non-magnetic material A gap or space may also be used. Similarly, magnet 814b has pole 810c and And 810d. The magnet 814b has a magnet 814b around the rotor. It is mounted between poles 810c and 810d by such means as being within the rim. Non-magnetic Pacer 816b magnetically insulates permanent magnet 814b from rotor core 812. As mentioned above, air gaps or spaces may be used instead of non-magnetic materials. Thus, magnets 814a and 814b create two pairs of adjacent permanent magnetic poles. remaining Rotor poles are wound alternately in opposite directions so that the poles produce alternating north and south magnetic fields The rotor windings 818 are arranged to be separated. The design of the rotor 808 offers important advantages. One of the advantages is that Stones 814a and 814b are close to steel rotor poles 810a and 810b Is directly continuous with the other half, so that the far half of poles 810a and 810b It can be used with adjacent winding field poles on either side of the permanent pole pair. Thus, the permanent poles 810a and 810b have high magnetic resistance to the adjacent winding field. There is no magnetic manifestation of the resistance. Another advantage is that the permanent magnets 814a and 814b are low. It can be realized by a low cost ferrite magnet. The benefits mentioned above are also 810c, 810d and a permanent magnet 814b. You. Two diametrically located permanent magnetic poles are shown, but other forms are shown. Can also be used. For example, only one pair of permanent magnetic poles may be used. Another example In addition, the rotor 808 has two pairs of permanent magnetic poles arranged at positions not on both sides in the diameter direction. You. Designs using permanent poles of a different shape than the electromagnetic poles may also be used. Further, FIG. 7, 18 and 19 are rotors 710, 752 and 10 using ten rotor field poles. And 808, respectively, where the number of rotors is 10 or more or less. It may be formed to define a field pole. The embodiment of the compatible hybrid alternator of FIGS. It can be operated with a field regulator that can operate in a locking and boost mode. Further, the compatible hybrid alternator embodiment of FIGS. The two-stage and three-stage voltage regulators described may be used. In addition, FIGS. Brid alternators are formed as neutral-connected alternators as described above. obtain. Referring to FIG. 19A, another embodiment of the alternator of the present invention is shown. Exchange The flow generator 900 includes a stator 902 having a stator region in a longitudinal direction and a stator 9. 02 includes a rotor 908 mounted on a shaft for rotation within. Three phases A stator winding 904 passes through a slot 906 formed inside the stator 902. Extending. Twelve rotor field poles 910 extend radially from rotor core 912. Is running. The core 912 magnetically separates the permanent magnets 914a to 914f from the rotor core 912. It is highly preferred that it be non-magnetic for insulation. Such magnetic insulation is 1 Magnetic flux from a portion of the magnet having two polarities passes through the core 912 and has opposite polarities. To prevent it from flowing to another magnet part having For example, the non-magnetic core 912 is The bundle flows through core 912 and flows between the south pole of magnet 914a and the north pole of magnet 914c. To prevent Thus, such magnetic insulation provides a path for disadvantageous magnetic flux. Eliminate at the location of isolation and any active air between rotor 908 and stator 902. The magnetic flux is concentrated toward the gap 913. In a preferred embodiment, the core 9 12 is non-magnetic such as aluminum, copper, brass, plastic and ceramic Created from materials. As shown in FIG. 19A, the non-magnetic core 912 has a pair of straight cores. Substantially dovetail-shaped male components 913 and 913 located on both radial sides And 915, and male components 913 and 915 are formed on rotor 908 in pairs. Corresponding substantially dovetailed female portions 917 and 919 are disposed respectively. . Such a configuration prevents the core 912 from rotating with respect to the rest of the rotor 908. To prevent. Very preferably, the number of slots 906 is equal to three times the number of poles. Thus, As shown in FIG. 19A, 36 slots 906 are provided inside the stator 902. Is formed. Pole 910 is a magnetic pole where adjacent poles alternately generate north and south magnetic fields It is. Poles 910a-h are permanent magnetic poles and are formed by magnets 914a-f. It is. Magnet 914a is mounted in close proximity between poles 910a and 910b. magnet 914b is mounted in close proximity between poles 910b and 910c and magnet 914c Are mounted in close proximity between poles 910c and 910d. Similarly, magnet 914d Mounted close between poles 910e and 910f. Magnet 914e is pole 910f And 910g, and the magnet 914f has poles 910g and It is mounted close to 910h. Magnets 914a-c create four adjacent and adjacent permanent magnetic poles. Likewise , Magnets 914d-f have diameters with respect to the permanent poles generated by magnets 914a-c. Four adjacent and close permanent poles are created at opposing positions. Remaining The four rotor poles are constituted by electromagnetic poles 910i to 910l. Poles 910i and 91 0j are diametrically opposed with respect to poles 9101 and 910k, respectively. You. The poles 910i-1 alternate in opposite directions to produce alternating north and south magnetic fields It has windings 918 arranged to be wound poles. The magnets 914a to 914f are positioned between the poles by means such that the magnets 914a to 914f are within the rotor periphery. Attached to. The permanent magnets 914a to 914f extend in the circumferential direction with respect to the rotation axis of the rotor core. Produces a directed magnetic field. Thus, the permanent magnets 914a-f are narrow but variable The transverse direction across that dimension (arrow 910k in FIG. 19A) Direction). Such a magnet form is referred to as a “concentrated magnetic flux form” in this description. Referred to. Alternator 900 offers important advantages. One advantage is that the magnet 914a and And 914c are directly connected to the closer half of steel rotor poles 910a and 910d, respectively. Being continuous, the far halves of poles 910a and 910b are each adjacent Can be used with the winding field poles 910k and 910i. Furthermore, Historic poles 910a and 910d magnetically impart high reluctance to adjacent winding fields. I can't get it. Similarly, magnets 914d and 914f are respectively connected to steel rotor pole 9 Continues directly with the closer half of 10e and 910h. Thus, pole 910e And 910h, the remote halves of which are respectively adjacent winding field poles 910l and 91l 0j can also be used with adjacent winding poles 910e and 910h. It does not magnetically impart high reluctance to the field. Another advantage in the form described above The point is that the magnets 914a-f do not disturb the winding field flux. AC generator 9 Another advantage of 00 is that 12 rotor poles are useful for driving motorized vehicles such as automobiles. Can be used to make various electronic functions that work together To provide a possible output frequency. In a preferred embodiment, the permanent magnets 914a-f are of a low cost, such as sintered ferrite. It can be realized by a ferrite magnet of the highest quality. However, binding neodymium, binding Other types of magnets like ferrite or samarium cobalt are also available Can be done. As shown in FIG. 19A, the winding field pole bodies of the poles 910i to 910i are arranged at predetermined intervals. Positioned circumferentially on rotor core 912 and pole pieces 920a-d comprise 12 poles. In the winding field pole body by means such that all the pieces are equally spaced from each other on the rotor periphery Be placed. Such a configuration provides two pairs of adjacent winding field poles 910i, 910j, Providing a much larger field winding space for the 910k and 910l, The available excitation amperage and alternator power density (power dens ity). All 12 pole bodies are applicable for receiving windings Increase the space and the adjacent wound field coils (poles 910i, 910j and 91 0k, 910 l) to increase the flow of air to the area and thus the operation of the alternator Asymmetrically spaced to reduce temperature. In the preferred embodiment, the poles 910a, 910d, 910e and 910h are The pole body of the rotor field pole located between the magnet and the winding field pole By the stone, on the other side corresponds to the combined sum of the magnetic fluxes provided by the winding field poles It has a geometric shape (length and width). Thus, poles 910a, 910d, 9 10e and 910h are referred to as contribution poles. The pole body geometry of poles 910a, 910d, 910e and 910h is Are selected such that they can carry a predetermined pole flux. Thus, poles 910a, 910 d, 910e and 910h pole body geometry is between magnets or winding field poles May be different from the pole bodies of the poles disposed between the pole bodies. For example, in FIG. As shown, the geometry of the poles 910a, 910d, 910e and 910h The shape, for example, the width, is the body of the poles 910a, 910d, 910e, and 910h. Not tapered as in the pole body of pole 910c, so it is placed between magnets The width of the pole body used for the pole set. Thus, the embodiment of the single-stack hybrid AC generator shown in FIG. 19A Produces the following important advantages: a) Reduced design complexity. For example, the design form of FIG. 19A is as shown in FIG. Eliminating spacers 52 for insulating the stator; b) reduction of the overall size of the alternator; c) Alternator cooling and ventilation improvements. Thereby reducing the possibility of overheating; d) lower manufacturing costs; e) substantially the same power density as the double stack configuration shown in FIG. 1; f) used to make the electronic functions necessary for the operation of the motor vehicle effective Output at a possible frequency; g) availability of low cost ferrite magnets; and h) Prevention of disadvantageous flux from flowing through the rotor core. Eight permanent poles (two diametrically opposed sets of four permanent poles) are shown However, other forms may also be used. For example, a permanent magnetic pole is And can be used in different ratios. In addition, there may be more than 12 rotors or less. Data field poles. For example, 8 rotors, 10 rotors or Can be formed to define 14 rotor field poles. The aforementioned advantages are also This is also realized in the modified example. The embodiment of the hybrid alternator of FIG. 19A has the backing mode and And can be operated with a field regulator that can operate in boost mode. Further, FIG. A's hybrid alternator is used with the two-stage and three-stage voltage regulators previously described. Can be used. In addition, the hybrid alternator of FIG. It can also be formed as a continuous alternator. Indented rotor field poles Referring to FIGS. 20-22, rotor field pole 850 includes a body portion 852 and a pole piece portion. 854. The main body portion 852 extends from the rotor core 856 to the end surface 85. 8 extending radially. Body portion 852 has a length substantially parallel to shaft 860. It has a hand axis, a longitudinal length L1 and a width W1. The pole piece portion 854 is the end face 85 8 and a longitudinal length L2 and a width longer than the length L1 of the body part W2. Thus, the body portion 852 extends along the entire circumference of the pole piece portion 854. Are indented by a distance A. Dashed line 85 in FIGS. 21 and 22 Reference numeral 3 denotes the periphery of the main body 852. Notching the body 852 Reduces the longitudinal length of the pole body to L1, so that the width of the pole body is To maintain the area, it is increased by an appropriate amount up to width W1. The rotor field pole 850 may be made from a molded high permeability steel part, where The notches are formed directly by molding or machining. Compatible inden The configuration of the Ted rotor field pole is shown in FIG. The rotor field pole 862 is at the end It is composed of caps 864a, 864b and a central body portion 866. Central body The segments have a longitudinal length L3 and each cap has a longitudinal length of L4. The overall longitudinal length of the central body portion 862 is L1, the same as pole 850, and L3 + 2 × L4. The cap 864a has an end portion 865a and a main body portion 867. a. The main body portion 867a and the end portion 865a each have a length L4 And L5. The length difference between L4 and L5 is represented by the letter A. Or Thus, the body portion 867a is notched by a distance A from the end portion 865a. I have. Similarly, cap 864b comprises end portion 865b and body portion 867b. Is done. Body portion 867b and end portion 865b have lengths L4 and L5, respectively. Having. The length difference between L4 and L5 is represented by the letter A. Thus, the book The body part 867b is a distance A from the end part 865b over the entire circumference of the main body part 866. Notched. The notch distance A is the required number of turns of the rotor field winding and / or the stator winding field. It can be varied according to whether a winding extending beyond the magnetic lamination area is desired. Rotor world Notches at both ends of the magnet provide a reasonable winding support at either end of the rotor poles Thus, the use of bent pole piece support pins is obviated. Furthermore, the rotor field pole is The windings are at the edges 854a, 854b and 854c of the rotor field pole 852, or poles. 862 so that it does not extend beyond edges 869a, 869b and 869c. Can increase the number of rotor field poles, thereby increasing the rotor field poles. The poles can be closer together and spaced apart. This feature is another feature of the AC The winding field part 24 can be arranged closer to the permanent magnet rotor part 38 of the electric machine. And enable. Since the circumference of the pole body is reduced, the net number of turns of the rotor windings Is reduced. Therefore, fewer windings are required than in conventional pole bodies. Winding The reduction in volume also causes a reduction in resistance to the current flowing through the winding, thereby Reduce power consumption. In addition, the reduction in the amount of windings also results in rotor weight and manufacturing costs. Reduce strikes. Furthermore, the reduction in the amount of windings reduces the winding field winding thickness, thereby Facilitates heat transfer from the windings. This improves heat transfer and possible overheating Decrease. Thus, the objectives set forth above and those evident from the above description are effective. Obviously, the spirit and scope of the present invention will be And certain changes can be made without departing from the scope and Anything shown and illustrated in the drawings shall be construed as illustrative and is intended to be limiting. Note that it is not. The present invention has been shown and described in view of the most practical and preferred examples. However, it will be appreciated that many variations are possible within the scope of the invention. Therefore, There is also the right to the equivalent of the full scope of the appended claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｐ 9/30 Ｈ０２Ｐ 9/30 Ｃ 9/34 9/34 (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者フランシス、ウィラードピーアメリカ合衆国コネチカット州 06492、ウォーリンフォード、ピルグリムズハーバー 505──────────────────────────────────────────────────続き Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02P 9/30 H02P 9/30 C 9/34 9/34 (81) Designated country EP (AT, BE, CH) , DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML) , MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, UG), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL , AM, AT, AU, AZ, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN (72) Inventor Francis, Willard P. 06492, Connecticut, U.S.A., Wallinford, Pilgrim's Harbour 505

Claims

[Claims] 1. a stator, Mounted for rotation in the stator and separated therefrom by an air gap A rotor having a rotor core defining a plurality of magnetic poles, wherein the Poles have alternating north and south magnetic fields, and multiple poles are oriented in the direction of the perimeter of the rotor core. The magnetic poles are composed of a plurality of permanent magnetic poles and a plurality of magnetic poles. The plurality of permanent magnetic poles are constituted by two sets of permanent magnetic poles arranged on both sides in the diameter direction. , Each pair of permanent magnetic poles being between a pair of adjacent magnetic poles to form an adjacent permanent magnetic pole. Having permanent magnets located in the rotor periphery A hybrid alternator characterized by comprising: 2. The combination of claim 1 wherein each set of permanent magnetic poles comprises three magnets. Hybrid alternator. 3. Each set of permanent magnetic poles is composed of four permanent magnets and the plurality of electromagnetic poles are 3. The hybrid exchange according to claim 2, comprising four electromagnetic poles. Flow generator. 4. The rotor core defines a plurality of rotor field poles, each of which is associated with a corresponding pole. The hybrid alternator according to claim 1, wherein the generator is operated jointly. 5. Each of the magnets is made of ferrite, neodymium, ceramic and samarium 3. The method according to claim 1, wherein the magnetic material is formed from a magnetic material selected from the belt. Hybrid AC generator. 6. Each rotor field pole and each magnet shall have a longitudinal axis substantially parallel to the rotor rotation axis. Each rotor field pole and each magnet extend radially from the rotor core and The permanent magnet is mounted between a pair of adjacent rotor field poles to form adjacent permanent poles. The hybrid alternator according to claim 4, wherein the generator is attached. 7. Each magnet is magnetically insulated from the rotor field core Item 6. The hybrid AC generator according to Item 4. 8. Each rotor field pole is A body extending radially from the rotor core to the end face; Rotor field piece mounted on the end face The hybrid alternating-current generator according to claim 6, comprising: 9. The rotor field pole body is unequally spaced from the rotor core. The hybrid alternator according to claim 8, wherein 10. Each rotor field pole piece shall be addressed in such a way that the pole pieces are equidistant from each other. 10. The rotor field pole body according to claim 9, wherein: Hybrid alternator. 11. Each rotor field pole body shall have a specified width and length corresponding to the specified pole flux. 9. The hybrid alternator according to claim 8, wherein: 12. Each permanent magnet is oriented in the circumferential direction about the axis of rotation of the rotor core 2. The hybrid AC power generation according to claim 1, wherein the hybrid AC power generation is arranged by such means. Machine. 13. The pole body of each rotor field pole located between one of the magnets and one of the It has a geometrical shape corresponding to the sum of the magnetic flux provided by the stone and the electromagnetic pole. 11. The hybrid alternator according to claim 10, wherein: 14. a stator having a stator winding; Mounted for rotation in the stator and separated therefrom by an air gap Rotor, the rotor comprising: A rotor core defining a plurality of rotor field poles; Each of which is located within the rotor periphery and forms adjacent permanent magnetic poles. And a plurality of permanent magnets mounted between a pair of rotor field poles. The permanent magnet is composed of a set of two permanent magnetic poles arranged on both sides in the diameter direction. The magnet is magnetically insulated from the rotor core, Operated in cooperation with the remaining rotor field poles to define multiple electromagnetic poles A plurality of electromagnetic poles, two electromagnetic poles arranged on both sides in a diametrical direction. A set of poles, the electromagnetic and permanent poles defining a plurality of magnetic poles and adjacent Poles have alternating north and south magnetic fields Having A hybrid alternator characterized by comprising: 15. Each set of permanent poles is composed of four adjacent permanent poles and 15. The combination of claim 14, wherein each set comprises two adjacent electromagnetic poles. Hybrid alternator. 16. a stator having a stator winding; Mounted for rotation in the stator and separated therefrom by an air gap Rotor, the rotor comprising: A rotor core defining a plurality of rotor field poles arranged unequally around it Wherein each rotor field pole is formed by a body extending radially from the rotor core to the end face. Configuration Each of which is located within the rotor periphery and forms adjacent permanent magnetic poles. And a plurality of permanent magnets mounted between a pair of rotor field poles. The permanent magnet is composed of a set of two permanent magnetic poles arranged on both sides in the diameter direction. Each pair of permanent magnetic poles consists of four adjacent permanent magnetic poles, each permanent magnet Are arranged in such a way that the direction of That the permanent magnet is magnetically insulated from the rotor core, Operated in cooperation with the remaining rotor field poles to define multiple electromagnetic poles A plurality of electromagnetic poles, two electromagnetic poles arranged on both sides in a diametrical direction. A set of poles, each set of poles consisting of two adjacent poles. The electromagnetic and permanent poles define multiple poles, with adjacent poles alternating north And having a south magnetic field; A plurality of rotor field pole pieces, each rotor field pole piece having a corresponding one of the pole bodies. Asymmetrically mounted on one end face, rotor field pole pieces are equidistant from each other thing Having A hybrid alternator characterized by comprising: 17. Rotor field for each rotor field pole located between one of the magnets and one of the magnetic poles The pole body has a geometric shape corresponding to the sum of the magnetic flux provided by the magnet and the electromagnetic pole The hybrid alternator according to claim 16, wherein: 18. Each of said magnets is made of ferrite, neodymium, ceramic and samarium Ba 16. The method according to claim 15, wherein the magnetic material is formed from a magnetic material selected from a belt. Hybrid alternator. 19. Temperature for controlling the bidirectional current flowing through the windings of the hybrid alternator A monitoring voltage regulator, Connected to monitor the output voltage of the hybrid alternator, the hybrid An error signal indicating that the alternator output voltage should be increased or decreased A generated voltage monitoring circuit; A voltage monitor adapted to be mounted in thermal contact with the hybrid alternator Hybrid AC output when electrically connected to the visual circuit and exceeds a certain temperature A temperature sensor that deforms the error signal so as to reduce the output voltage of the electric machine; In the forward polarity mode connected to the winding and the forward polarity voltage is supplied to the winding And the windings are connected in reverse polarity mode. A switching circuit adapted for Connected to the switching circuit, the switching circuit is used for the error signal of the monitoring circuit Accordingly, put into forward polarity mode to increase the output voltage of the alternator and Control to enter reverse polarity mode to reduce the output voltage of the alternator Control circuit A temperature monitoring voltage regulator characterized by comprising: 20. The temperature sensor according to claim 19, wherein the temperature sensor comprises a thermistor. On-board temperature monitoring voltage regulator. 21. The temperature of claim 20, wherein the thermistor has a positive temperature coefficient. Monitoring voltage regulator. 22. The temperature sensor has a non-linearly varying variable resistor. Item 19. A temperature monitoring voltage regulator according to Item 19. 23. When the switching circuit is connected in forward or reverse polarity mode The current induced in the winding can be attenuated without inducing voltage damage to the voltage regulator Adapted to connect the winding to a damping mode where the forward or reverse The control circuit activates the switching circuit whenever switching from 20. The temperature monitoring device according to claim 19, wherein control is performed to enter a damping mode. Pressure Moderator. 24. The voltage monitoring circuit comprises an error amplifier having first and second inputs, The force is connected to a reference voltage and the second input is a voltage divider incorporating a temperature sensor The temperature monitoring voltage regulator according to claim 19, wherein the temperature monitoring voltage regulator is connected to: 25. A hybrid alternator combined with a temperature monitoring voltage regulator, The hybrid alternator is A stator having a stator winding; Mounted to rotate within the stator, with multiple permanent magnets and rotor windings Rotor And the voltage regulator is Connected to the output voltage of the hybrid alternator, Generates an error signal indicating that the force voltage should be increased or decreased A voltage monitoring circuit; Mounted in thermal contact with the hybrid alternator and electrically connected to the voltage monitoring circuit When connected and exceeds a predetermined temperature, the output voltage of the hybrid alternator is A temperature sensor that deforms the error signal so as to decrease; Forward direction connected to the rotor winding and a forward polarity voltage is applied to the rotor winding Polarity mode and reverse polarity mode where the reverse polarity voltage is applied to the rotor windings A switching circuit adapted to connect the rotor windings; Connected to the switching circuit, and according to the error signal of the monitoring circuit, Enter the forward polarity mode to increase the output voltage and change the output of the alternator. Controls switching circuit to enter reverse polarity mode to reduce force voltage Control circuit Composed of A hybrid alternator characterized by the above-mentioned. 26. The input characterized in that the input of the voltage conversion circuit is directly connected to the stator winding. 26. The hybrid alternator according to claim 25. 27. The input of the voltage converter is connected to the rectified output voltage from the stator winding. The hybrid alternator according to claim 25, wherein: 28. The winding field has a rotor winding and the hybrid alternator is To control the bidirectional current flowing through the windings of the alternator to control the output voltage of the And a voltage regulator for: Connected to monitor the output voltage of the alternator, increasing the output voltage of the alternator Voltage monitoring circuit that generates an error signal indicating that it should be increased or decreased Road and Connected to the winding and the winding, A forward polarity mode in which a forward polarity voltage is applied to the winding; A reverse polarity mode in which a reverse polarity voltage is applied to the winding; Induced to winding when connected in forward or reverse polarity mode A decay mode in which the current can decay without inducing a damaging voltage in the voltage regulator A switching circuit adapted to connect in a plurality of modes, including: Connected to the switching circuit, and according to the error signal of the monitoring circuit, The output voltage of the alternator is set to enter the forward polarity mode to increase the output voltage. Enter reverse polarity mode to reduce pressure, and forward or reverse Switch to enter attenuation mode whenever switching from polarity mode Control circuit for controlling the switching circuit The hybrid alternator according to claim 1, wherein: 29. The permanent magnetic pole defines a permanent magnetic flux field, and the stator windings generate a neutral voltage. And the winding field has a voltage regulation with a first end connected to the neutral point of the stator winding. Rotor winding having a second end adapted to connect to a switching circuit of an integrator And the winding magnetic field changes the second terminal to a voltage higher than the neutral point voltage. When connecting, a rotor winding magnetic field is generated that additionally combines with the permanent magnetic flux field. When the switching circuit connects the second terminal to a voltage lower than the neutral voltage. Generating a rotor magnetic flux field that is combined with the magnetic flux magnetic field in a decreasing direction. The hybrid alternator according to claim 1. 30. Stator and Mounted for rotation in the stator and separated therefrom by an air gap Rotor having a rotor core defining a plurality of poles, Poles have alternating north and south magnetic fields, and multiple poles are oriented in the direction of the perimeter of the rotor core. At least one of the magnetic poles is a permanent magnetic pole with a permanent magnet , The remaining magnetic poles are composed of a plurality of magnetic poles, each of which has a winding and a permanent magnetic pole. Permanent magnets are physically separated from each of the magnetic pole windings A hybrid alternator characterized by comprising: