JP2003230299A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁石発電機を電源としてバッテリ等に電流を供
給する発電装置において、発電コイルに作用する磁界を
変化させて発電機の特性を種々制御することができるよ
うにすること。 【解決手段】磁石発電機１と負荷３との間に、ブリッジ
接続されたダイオードＤｕ〜Ｄｗ及びＤｘ〜Ｄｚとこれ
らのダイオードに逆並列接続されたスイッチ素子Ｆｕ〜
Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚとからなる整流・スイッチ回路２を
設ける。負荷３に含まれるバッテリＢ1 から整流・スイ
ッチ回路２を通して発電コイルＬｕ〜Ｌｗに所定の位相
を有する交流制御電圧を印加するように整流・スイッチ
回路を制御するスイッチ制御装置４を設け、スイッチ素
子のオンデューティを制御して交流制御電圧の平均値を
変化させることにより磁石発電機の特性を種々変化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁石発電機を電源
として負荷に電力を供給する発電装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関により駆動される発電機として
磁石発電機が多く用いられている。周知のように、磁石
発電機は、回転子ヨークに永久磁石を取り付けることに
より磁石界磁を構成した回転子と、電機子鉄心と該鉄心
に巻装された発電コイルとからなる固定子とを備えてい
る。回転子は原動機の回転軸に取り付けられ、固定子
は、原動機のケースやカバー等に設けられた取り付け部
に固定されて、その電機子鉄心に設けられた磁極部が回
転子の磁極部に所定のギャップを介して対向させられ
る。

【０００３】この種の磁石発電機からバッテリ等の電圧
蓄積手段を有する負荷に電力を供給する場合（例えばバ
ッテリを充電する場合）には、多くの場合発電コイルが
３相以上の多相に構成されて、該多相の発電コイルの出
力がダイオードブリッジ全波整流回路を通して負荷に供
給される。

【０００４】図１５は車両を駆動する内燃機関に取り付
けた磁石発電機の出力で整流回路を通してバッテリを含
む負荷に電力を供給する場合のトルク対回転数特性と充
電電流対回転数特性との一例を示したものである。同図
においてτp は発電機の入力トルク、τE はスロットル
バルブを全開したときの機関の出力トルク、τE ´はス
ロットルバルブを少し絞ったときの機関の出力トルク、
Ｒは車両の走行抵抗、τp は発電機の入力トルク、Ｉc
はバッテリの充電電流（発電機の出力電流）、Ｎは機関
の回転数［ｒｐｍ］である。

【０００５】車両を駆動する内燃機関に図１５に示した
ような特性を有する磁石発電機が取り付けられている場
合に、車両を発進させるためにスロットルバルブを全開
にしたとすると、走行に必要なトルクはＲ＋τp ＋τo
（τo は機関及び車両の機械的損失に打ち勝って車両を
走行させるために必要なトルク）であるので、慣性を
Ｊ、角速度をωとすると、加速に使われるトルクτは、
下記の式により与えられる。

【０００６】 τ＝Ｊ・（ｄω／ｄｔ）＝τE −（Ｒ＋τp ＋τo ） …（１） スロットルバルブを全開にして発進操作を行なうと、車
両は（１）式で与えられるトルクにより角加速度が与え
られて加速していく。回転数が目標値に近付くと、運転
者がスロットルバルブを絞るため、機関のトルクは図１
５のτE ´のように低下し、このトルクτE ´が必要ト
ルクと均衡して車両の速度がある回転速度に落ち着く。

【０００７】（１）式より、車両の加速性能は、スロッ
トル全開時の機関の出力トルクτEと走行に必要なトル
ク（Ｒ＋τp ＋τo ）との差により決まることが分か
る。また（１）式から、車両を駆動する内燃機関に磁石
発電機が取り付けられている場合には、磁石発電機の入
力トルクτp が加速性能に影響を与えるため、該入力ト
ルクτp を車両の走行状態に応じて適宜に変化させるこ
とができれば、必要なときに発電機の入力トルクを小さ
くして、機関の加速性能を向上させるといった制御が可
能になることが分かる。

【０００８】ところが、永久磁石により界磁を構成する
磁石発電機においては、負荷が決まるとその出力ＶB ×
Ｉc （ＶB は出力電圧）が一義的に決まってしまい、同
時に必要な入力Ｋ×τp ×Ｎ（Ｋは定数）も決まってし
まうため、従来は、磁石発電機の入力トルクを適宜に変
化させることはできないとされており、加速性能を向上
させるために磁石発電機の入力トルクを制御するような
ことは全く行なわれていなかった。

【０００９】また永久磁石により界磁を構成する磁石発
電機の整流出力でバッテリを充電する場合、各回転数に
おいて流れるバッテリの充電電流を自由に変えることは
できなかったため、機関の高速回転時にバッテリに過大
な充電電流が流れるおそれがある場合には、磁石発電機
の出力を短絡する短絡用スイッチ素子と発電機の出力に
応じて該スイッチ素子をオンオフ制御する制御回路とを
備えた出力短絡式のレギュレータを設けて、発電機の出
力が過大になったときに該レギュレータの短絡用スイッ
チ素子をオン状態にして発電機の出力を短絡するように
していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、磁石発
電機を電源としてバッテリやコンデンサ等の電圧蓄積手
段を含む負荷に電力を供給する従来の発電装置において
は、磁石発電機自体の特性を制御することができなかっ
たため、加速性能を向上させるために発電機の入力トル
クを制御するといった制御を行なおうとしても、それを
行なうことはできなかった。

【００１１】従来は、機関の各回転速度において磁石発
電機を動作させるために必要とされる入力トルクを不変
のものとして、所定の加速性能を得るために、機関の出
力をできるだけ大きくするように機関の設計がなされて
いたが、既に機関の出力を向上させる技術は限界に近付
いているため、機関の設計を工夫することにより加速性
能の向上を図ることは困難になりつつある。

【００１２】また、磁石発電機の出力を制御することが
できなかった従来の発電装置では、バッテリに過大な充
電電流が流れるのを防ぐために、出力短絡式のレギュレ
ータを設けて、発電機から負荷に供給される電力を制限
するようにしていたが、出力短絡式のレギュレータを用
いると、短絡用スイッチ素子を通して大きな短絡電流が
流れるため、該スイッチ素子として電流容量が大きい高
価なものを用いる必要があり、コストが高くなるという
問題があった。

【００１３】更に出力短絡式のレギュレータでは、短絡
用スイッチ素子からの発熱が多くなるため、スイッチ素
子の冷却のために大形のヒートシンクを必要とし、発電
装置が大形になるという問題もあった。

【００１４】本発明の目的は、磁石発電機を電源として
電圧蓄積手段を含む負荷に電力を供給する発電装置にお
いて、磁石発電機の入力や出力の制御を行うために、磁
石発電機自体の特性を制御することができるようにする
ことにある。

【００１５】本発明の他の目的は、磁石発電機を電源と
して電圧蓄積手段を含む負荷に電力を供給する発電装置
において、磁石発電機の出力を短絡することなく、該発
電機の出力を制御することができるようにすることにあ
る。

【００１６】本発明の更に他の目的は、磁石発電機を電
源として電圧蓄積手段を含む負荷に電力を供給する発電
装置において、機関の加速性能を制御するために磁石発
電機の入力トルクを変化させることができるようにする
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁石界磁を有
する回転子と発電コイルを有する固定子とを備えた磁石
発電機を電源として、電圧蓄積手段を有する負荷に直流
電流を供給する発電装置に係わるものである。

【００１８】本発明においては、発電コイルと負荷との
間にインバータ形のスイッチ回路を設けて、負荷側から
スイッチ回路を通して発電コイル側に所定の位相を有す
る交流制御電圧を印加することにより、負荷に出力電流
を流す状態にある相の発電コイルと鎖交する磁束を増減
させることを基本とする。

【００１９】本発明においては、ブリッジ接続された２
ｎ個（ｎは２以上の整数）のダイオードからなっていて
磁石発電機の出力を整流して負荷に供給するダイオード
ブリッジ全波整流回路と、２ｎ個のダイオードに対して
それぞれ逆並列接続されてブリッジ接続された２ｎ個の
スイッチ素子からなるスイッチ回路とを備えた整流・ス
イッチ回路と、上記発電コイルの誘起電圧に対して所定
の位相角を有する交流制御電圧を電圧蓄積手段からスイ
ッチ回路を通して発電コイルに印加するように、スイッ
チ回路を構成する各スイッチ素子の駆動期間（スイッチ
素子をオン状態にするための駆動信号を各スイッチ素子
に与える期間）と非駆動期間（スイッチ素子をオフ状態
に保つ期間）とを定めて、定められた駆動期間の間スイ
ッチ素子をオン状態にするための駆動信号を各スイッチ
素子に与えるスイッチ制御装置とを設ける。

【００２０】また本発明においては、磁石発電機の特定
の特性を被制御特性として該被制御特性を所期の特性と
するように、スイッチ回路のブリッジの上辺のスイッチ
素子または下辺のスイッチ素子のうち駆動期間にあるス
イッチ素子を所定のデューティ比でオンオフ制御して交
流制御電圧の平均値を制御するデューティ制御手段を上
記スイッチ制御装置に設けておく。

【００２１】スイッチ素子としては、ＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ
（絶縁ゲート形トランジスタ）などの、オンオフ制御が
可能な半導体スイッチ素子を用いる。

【００２２】上記のように、磁石発電機から負荷に供給
される電流を整流するダイオードブリッジ全波整流回路
を構成する２ｎ個のダイオードにそれぞれ逆並列接続し
てブリッジ接続した２ｎ個のスイッチ素子によりスイッ
チ回路を構成して、該スイッチ回路を構成するスイッチ
素子のオンオフのタイミングを制御することにより、発
電コイルの誘起電圧に対して所定の位相角を有する交流
制御電圧を、電圧蓄積手段側からスイッチ回路を通して
発電コイルに印加するようにしておくと、発電コイルに
作用する磁界は、磁石界磁の回転に伴って生じる回転磁
界と、交流制御電圧によって流れる制御電流により発電
コイルから生じる制御用磁界とを合成したものとなる。
この場合、発電コイルの誘起電圧に対する交流制御電圧
の位相を遅れ位相とすると、（交流制御電圧の位相を誘
起電圧に対して遅らせると）、発電コイルと鎖交する磁
束が増加して発電機の出力が増大し、発電機の入力トル
クが大きくなる。逆に発電コイルの誘起電圧に対する交
流制御電圧の位相を進み位相とすると（交流制御電圧の
位相を発電コイルの誘起電圧の位相に対して進ませる
と）、発電コイルと鎖交する磁束が減少して、発電機の
出力が減少し、入力トルクが小さくなる。

【００２３】上記のように、負荷に電圧蓄積手段が含ま
れている場合に、該電圧蓄積手段側から発電コイル側に
交流制御電圧を印加する手段を設けて、発電コイルの誘
起電圧に対する制御電圧の位相を適当な位相に設定した
状態で、スイッチ回路のブリッジの上辺のスイッチ素子
または下辺のスイッチ素子のうち駆動期間にあるスイッ
チ素子を所定のデューティ比でオンオフ制御して交流制
御電圧の平均値を制御するようにすると、発電コイルと
鎖交する磁束を変化させて、発電機の出力や入力トルク
を制御することができる。

【００２４】被制御特性として制御の対象とすることが
できる磁石発電機の特性は、例えば、出力（電圧または
電流）対回転数特性や、入力トルク対回転数特性であ
る。

【００２５】上記のように、本発明によれば、発電コイ
ルに作用する磁界を制御して磁石発電機の特性を制御す
ることができるため、磁石発電機の出力を短絡すること
なく、その出力を制御することができる。また磁石発電
機の入力トルクを変化させることができるため、機関の
低速時等に機関の負担を少くするように発電機の入力ト
ルクを制御して、機関の加速性能を向上させることがで
きる。

【００２６】各スイッチ素子の駆動期間及び被駆動期間
の決定を容易にするため、磁石界磁の回転角度位置を各
発電コイルに対して検出する位置検出器を設けて、該位
置検出器により検出された磁石界磁の回転角度位置を基
準にして各スイッチ素子の駆動期間と被駆動期間とを定
めるように、スイッチパターン決定手段を構成すること
が好ましい。

【００２７】この場合、磁石発電機がｎ相（ｎは３以上
の整数）の発電コイルを有しているものとすると、上記
スイッチ制御装置は、磁石発電機の特定の特性を被制御
特性として、該被制御特性を所期の特性とするのに適し
た位相で交流制御電圧を発生させるように、位置検出器
により検出された磁石界磁の回転角度位置を基準にして
スイッチ回路の各スイッチ素子の駆動期間及び非駆動期
間を定めるスイッチパターン決定手段と、スイッチ回路
の各スイッチ素子にスイッチパターン決定手段により定
められた駆動期間の間スイッチ素子をオン状態にするた
めの駆動信号を与えるスイッチ駆動回路と、被制御特性
を所期の特性とするようにスイッチ回路のブリッジの上
辺のスイッチ素子または下辺のスイッチ素子のうち駆動
期間にあるスイッチ素子を所定のデューティ比でオンオ
フ制御するデューティ制御手段とを備えた構成とするこ
とができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる発電装置の
要部の構成例を示したもので、同図において１は磁石回
転子１Ａと固定子１Ｂとからなる磁石発電機、２は全波
整流回路とインバータ形のスイッチ回路とからなる整流
・スイッチ回路、３は負荷、４はスイッチ制御装置であ
る。

【００２９】磁石回転子１Ａは、カップ状に形成された
鉄製のフライホイール（回転子ヨーク）１０１と、フラ
イホイール１０１の周壁部の内周に固定された永久磁石
１０２及び１０３とを備えた周知のものである。図示し
てないが、フライホイール１０１はその底壁部の中央に
ボス部を有していて、該ボス部が図示しない内燃機関の
回転軸に結合されている。永久磁石１０２及び１０３は
それぞれの内周部にＮ極及びＳ極の磁極が現れるよう
に、かつ該Ｎ極及びＳ極の中心が互いに１８０度の角度
間隔をもって配置されるように、互いに極性を異にして
フライホイールの径方向に着磁され、これらの磁石によ
り、２極の磁石界磁が構成されている。磁石１０２及び
１０３は、１８０度に近い極弧角を有するように形成さ
れている。図示の例では、この磁石回転子１Ａが内燃機
関により図面上時計方向に回転駆動される。

【００３０】固定子１Ｂは、１２０度間隔で放射状に配
置された３つの突極部Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを有する電機子
鉄心１０４と、該電機子鉄心の突極部Ｐｕ〜Ｐｗにそれ
ぞれ巻回された３相の発電コイルＬｕ〜Ｌｗとを備えた
もので、発電コイルＬｕ〜Ｌｗは星形結線されている。

【００３１】固定子１Ｂは内燃機関のケースなどに設け
られた固定子取付け部に取り付けられていて、突極部Ｐ
ｕ〜Ｐｗのそれぞれの先端に形成された磁極面が磁石回
転子１Ａの磁極に所定の空隙を介して対向させられてい
る。図示の例では、突極部Ｐｕ〜Ｐｗのそれぞれの先端
に形成された磁極面の極弧角が６０度に設定されてい
る。

【００３２】なお図１においては、発電コイルの結線を
示す都合上電機子鉄心１０４の中央部が中実であるかの
ように図示されているが、実際には、電機子鉄心１０４
の中央部に機関の回転軸（磁石回転子の回転軸）を貫通
させるための孔が設けられている。

【００３３】固定子１Ｂの鉄心１０４の突極部Ｐｕ，Ｐ
ｖ及びＰｗの先端部付近にはそれぞれホールＩＣなどの
磁気検出素子からなる位置検出器ｈｖ，ｈｗ及びｈｕが
配置されていて、これらの位置検出器ｈｕ〜ｈｗによ
り、発電コイルＬｕ〜Ｌｗのそれぞれに対する磁石界磁
の回転角度位置が検出されるようになっている。図示の
例では、位置検出器ｈｕ，ｈｖ及びｈｗがそれぞれ突極
部Ｐｕ，Ｐｖ及びＰｗの磁極面の中心位置よりも電気角
で９０度位相が進んだ位置に配置されている。

【００３４】整流・スイッチ回路２は、ダイオードＤｕ
〜ＤｗとＤｘ〜Ｄｚとを３相ブリッジ接続して構成した
周知の３相ダイオードブリッジ整流回路と、この整流回
路のダイオードＤｕ〜Ｄｗ及びＤｘ〜Ｄｚにそれぞれ逆
並列接続されてブリッジ接続されたスイッチ素子Ｆｕ〜
Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚとからなっていて、ブリッジ接続さ
れたスイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚによりスイ
ッチ回路が構成されている。

【００３５】なおスイッチ素子とダイオードとを逆並列
接続するとは、スイッチ素子及びダイオードをそれぞれ
の順方向を互いに異なる方向に向けて並列接続すること
を意味する。図示の例では、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及
びＦｘ〜ＦｚとしてＭＯＳＦＥＴが用いられていて、ス
イッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚをそれぞれ構成す
るＭＯＳＦＥＴのドレイン及びソースがダイオードＤｕ
〜Ｄｗ及びＤｘ〜Ｄｚのカソード及びアノードに接続さ
れている。

【００３６】整流・スイッチ回路２においては、ダイオ
ードＤｕとＤｘとの接続点、ダイオードＤｖとＤｙとの
接続点、及びダイオードＤｗとＤｚとの接続点がそれぞ
れ整流回路のＵ相、Ｖ相及びＷ相の入力端子となってい
て、これらの入力端子にＵ相、Ｖ相及びＷ相の発電コイ
ルの中性点と反対側の端子が接続されている。

【００３７】またダイオードＤｕ〜Ｄｗのカソードの共
通接続点及びダイオードＤｘ〜Ｄｚのアノードの共通接
続点がそれぞれ整流回路の正極側出力端子及び負極側出
力端子となっていて、これら正極側出力端子及び負極側
出力端子の間に負荷２が接続されている。

【００３８】図１に示した整流・スイッチ回路２におい
て、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚのブリッジ
回路からなるスイッチ回路は、直流電圧（または電流）
を交流電圧（または電流）に変換するために広く用いら
れているものと同様のインバータ形のスイッチ回路であ
り、ｎ相のブラシレス直流電動機において駆動電流をｎ
相の電機子コイルに転流させるために用いられるドライ
バ回路と同じものである。

【００３９】整流・スイッチ回路２において、図示のよ
うに、スイッチ素子としてＭＯＳＦＥＴを用いる場合に
は、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚをブリッジ
接続すると、ＭＯＳＦＥＴの構造上そのドレインソース
間に存在する寄生ダイオードがブリッジ接続されて全波
整流回路が構成される。この場合、スイッチ素子Ｆｕ〜
Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚをそれぞれ構成するＭＯＳＦＥＴの
寄生ダイオードをそれぞれダイオードＤｕ〜Ｄｗ及びＤ
ｘ〜Ｄｚとして用いてダイオードブリッジ全波整流回路
を構成するようにしてもよく、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ
及びＦｘ〜Ｆｚをそれぞれ構成するＭＯＳＦＥのドレイ
ンソース間にそれぞれ別個にダイオードＤｕ〜Ｄｗ及び
Ｄｘ〜Ｄｚを逆並列接続することによりダイオードブリ
ッジ全波整流回路を構成してもよい。

【００４０】本明細書においては、スイッチ素子Ｆｕ〜
Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚをそれぞれスイッチ回路のブリッジ
の上辺のスイッチ素子及び下辺のスイッチ素子と呼び、
ダイオードＤｕ〜Ｄｗ及びＤｘ〜Ｄｚをそれぞれ全波整
流回路のブリッジの上辺のダイオード及び下辺のダイオ
ードと呼ぶ。

【００４１】負荷３はバッテリＢ1 と該バッテリの両端
に並列に接続されたコンデンサＣ1とからなり、バッテ
リＢ1 とコンデンサＣ1 との並列回路が整流回路の出力
端子間に接続されている。この例では、バッテリＢ1 及
びコンデンサＣ1 が電圧蓄積手段を構成している。

【００４２】なお図示してないが、バッテリＢ1 にはラ
ンプや、内燃機関用点火装置、あるいは、本発明に係わ
る発電装置の制御部に電源を与える直流定電圧電源回路
などの負荷が接続されている。

【００４３】スイッチ制御装置４は、発電コイルＬｕ〜
Ｌｗの誘起電圧に対して所定の位相角を有する３相の交
流制御電圧を、負荷に含まれる電圧蓄積手段から整流・
スイッチ回路２のスイッチ回路を通して発電コイルＬｕ
〜Ｌｗに印加するように、スイッチ回路を構成するスイ
ッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚをオンオフ制御す
る。

【００４４】このように、本発明においては、負荷に含
まれる電圧蓄積手段側からスイッチ回路を通して発電コ
イルに交流制御電圧を印加するため、磁石発電機の発電
コイルの誘起電圧と交流制御電圧との差の電圧により負
荷に電流が供給される。

【００４５】なお本明細書において、「誘起電圧」は磁
石発電機の発電コイルＬｕ〜Ｌｗの誘起電圧を意味す
る。

【００４６】スイッチ制御装置４は、磁石発電機１の特
定の特性を被制御特性として、該被制御特性を所期の特
性とするように、位置検出器Ｈｕ〜Ｈｗにより検出され
た磁石界磁の回転角度位置を基準にしてスイッチ回路を
構成するスイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚのそれ
ぞれの駆動期間及び非駆動期間を定めるスイッチパター
ン決定手段と、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚ
を、スイッチパターン決定手段により決定された駆動期
間及び非駆動期間の間それぞれオン状態及びオフ状態に
するように、各スイッチ素子に駆動信号を与えるスイッ
チ駆動回路とを備えていて、磁石発電機の被制御特性を
所期の特性とするようにスイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦ
ｘ〜Ｆｚにそれぞれ駆動信号Ｓｕ〜Ｓｗ及びＳｘ〜Ｓｚ
を与える。

【００４７】ここで、「駆動信号」は、スイッチ素子を
オン状態にするために該スイッチ素子の制御端子に与え
る信号を意味する。

【００４８】また「駆動期間」とは、スイッチ素子に駆
動信号を与える期間を意味し、「非駆動期間」とは、ス
イッチ素子に駆動信号を与えずに該スイッチ素子をオフ
状態に保持する期間を意味する。

【００４９】なお本発明においては、「駆動期間」の全
期間に亘ってスイッチ素子をオン状態に保つとは限らな
い。駆動期間において、必要に応じて駆動信号を所定の
デューティ比で断続させることにより、スイッチ素子が
オフ状態になる期間を生じさせることもある。

【００５０】本明細書において、磁石発電機の被制御特
性とは、磁石発電機の出力電圧対回転数特性、出力電流
対回転数特性、入力トルク対回転数特性などの各種の特
性のうち、制御の対象とする特定の特性を意味する。

【００５１】磁石発電機１の出力電流対回転数特性を被
制御特性として制御の対象とする場合のスイッチ制御装
置４の構成例を図２に示した。図２において４０１はマ
イクロコンピュータのＣＰＵで、ＣＰＵ４０１には、位
置検出器ｈｕ〜ｈｗがそれぞれ出力する位置検出信号Ｈ
ｕ〜Ｈｗと、負荷に供給される出力電流（バッテリＢ1
の充電電流）の指示値を与える出力電流指示信号を発生
するコントローラ４０２の出力とが入力されている。

【００５２】図示のコントローラ４０２は図示しない直
流定電圧電源回路から一定の電圧が印加された可変抵抗
器ＶＲ1 からなっていて、直流定電圧を可変抵抗器ＶＲ
1 によって分圧することにより得た電圧信号を出力電流
指示信号としてＣＰＵ４０１のアナログ入力ポートに与
える。

【００５３】ＣＰＵ４０１はスイッチ回路のスイッチ素
子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚにそれぞれ対応する出力端
子を有していて、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆ
ｚにそれぞれ対応する出力端子からバッファ回路４０３
を通してスイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚをそれ
ぞれ導通させることを指令する駆動指令信号ｓｕ〜ｓｗ
及びｓｘ〜ｓｚを出力する。これらの駆動指令信号ｓｕ
〜ｓｗ及びｓｘ〜ｓｚは駆動信号出力回路４０４に与え
られる。駆動信号出力回路４０４は、駆動指令信号ｓｕ
〜ｓｗ及びｓｘ〜ｓｚがそれぞれ入力される入力端子
と、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚのそれぞれ
の制御端子（図示の例ではＦＥＴのゲート）に接続され
た出力端子とを有していて、駆動指令信号ｓｕ〜ｓｗ及
びｓｘ〜ｓｚがそれぞれ発生したときにスイッチ素子Ｆ
ｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚの制御端子に駆動信号Ｓｕ〜Ｓ
ｗ及びＳｘ〜Ｓｚを与える。

【００５４】本発明においては、これらの駆動信号をス
イッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚに与えることによ
り、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚを所定のタ
イミングでオンオフさせて、負荷に含まれる電圧蓄積手
段（図示の例ではバッテリＢ1 及びコンデンサＣ1 ）か
ら磁石発電機１の発電コイルＬｕ〜Ｌｗに印加される交
流制御電圧の位相と大きさ（平均値）とを制御する。

【００５５】負荷３側からスイッチ回路を構成するＦＥ
Ｔに流れる電流を検出するため、ダイオードブリッジ全
波整流回路のブリッジの下辺を構成するダイオードＤｘ
〜Ｄｚのアノードの共通接続点と接地間に電流検出用抵
抗Ｒ1 が接続され、該抵抗Ｒ1 の両端に現れる電流検出
信号Ｖi が比較器ＣＰ1 の非反転入力端子に与えられて
いる。

【００５６】また図示しない直流定電圧電源回路の出力
電圧を抵抗Ｒ2 及びＲ3 の直列回路からなる分圧回路に
より分圧して、抵抗Ｒ3 の両端に基準電圧Ｖｒを発生す
る基準電圧発生回路４０５が設けられ、基準電圧Ｖｒが
比較器ＣＰ1 の反転入力端子に入力されている。

【００５７】バッファ回路４０３の出力端子（駆動信号
出力回路４０４の入力端子）のうち、スイッチ回路のブ
リッジの下辺のスイッチ素子Ｆｘ〜Ｆｚをオン状態にす
ることを指令する駆動指令信号ｓｘ，ｓｙ，ｓｚをそれ
ぞれ出力する端子にカソードが共通接続されたダイオー
ドＤ1 ，Ｄ2 及びＤ3 のアノードが接続されている。ダ
イオードＤ1 ，Ｄ2 及びＤ3 のカソードの共通接続点は
エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ1 のコレ
クタに接続され、トランジスタＴＲ1 がオン状態になっ
ている間、駆動指令信号ｓｘ，ｓｙ及びｓｚが該トラン
ジスタＴＲ1 を通して駆動信号出力回路４０４から側路
されてスイッチ回路のブリッジの下辺のスイッチ素子Ｆ
ｘ〜Ｆｚに駆動信号Ｓｘ〜Ｓｚが与えられるのが阻止さ
れるようになっている。

【００５８】トランジスタＴＲ1 のベースには、ＣＰＵ
４０１から与えられるＰＷＭ信号Ｓpwm と、比較器ＣＰ
1 の出力とがオア回路４０６を通して与えられている。
ＰＷＭ信号は、スイッチ素子Ｆｘ〜Ｆｚをオン状態にす
る期間低レベルの状態（「０」の状態）を保持し、スイ
ッチ素子Ｆｘ〜Ｆｚをオフ状態にする期間高レベルの状
態（「１」の状態）を保持するパルス波形の信号であ
る。

【００５９】スイッチ回路を構成するスイッチ素子Ｆｕ
〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚを通して流れる電流が設定値より
も小さく、比較器ＣＰ1 の出力が低レベルの状態
（「０」の状態）にあるときには、ＰＷＭ信号Ｓpwm が
高レベルの状態にある期間トランジスタＴＲ1 がオン状
態になって駆動指令信号ｓｘ〜ｓｚが駆動信号出力回路
４０４に与えられるのを阻止し、ＰＷＭ信号が低レベル
の状態にある期間トランジスタＴＲ1 がオフ状態になっ
て、駆動信号出力回路４０４に駆動指令信号ｓｘ〜ｓｚ
が与えられるのを許容する。これにより、負荷３のバッ
テリＢ1 から発電コイルＬｕ〜Ｌｗに制御電圧を与える
スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚが所定のデュー
ティ比でオンオフ制御される。

【００６０】バッテリＢ1 からスイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ
及びＦｘ〜Ｆｚを通して流れる電流が制限値を超える
と、電流検出信号Ｖｉが基準電圧信号Ｖｒを超えて比較
器ＣＰ1 の出力が高レベルの状態に反転し、トランジス
タＴＲ1 がオン状態に保持される。これによりスイッチ
素子Ｆｘ〜Ｆｚに駆動信号Ｓｘ〜Ｓｚが与えられなくな
り、これらのスイッチ素子Ｆｘ〜Ｆｚがオフ状態に保持
される。この状態では、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦ
ｘ〜Ｆｚからなるスイッチ回路に電流が流れなくなるた
め、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚが過電流に
より破損するのが防止される。

【００６１】図２に示した例では、バッファ回路４０３
と駆動信号出力回路４０４とによりスイッチ駆動回路
が、ダイオードＤ1 〜Ｄ3 とトランジスタＴＲ1 とオア
回路４０６とによりデューティ制御回路がそれぞれ構成
されている。また電流検出用抵抗Ｒ1 と比較器ＣＰ1 と
抵抗Ｒ2 及びＲ3 とによりスイッチ素子を過電流から保
護する過電流保護回路が構成され、これらスイッチ駆動
回路、デューティ制御回路及び過電流保護回路と、ＣＰ
Ｕ４０１及びコントローラ４０２とにより、スイッチ制
御装置４が構成されている。

【００６２】ＣＰＵ４０１は位置検出器ｈｕ〜ｈｗが出
力する位置検出信号Ｈｕ〜Ｈｗを入力として、スイッチ
素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚをそれぞれ所定のタイミ
ングでオン状態にするための駆動信号Ｓｕ〜Ｓｗ及びＳ
ｘ〜Ｓｚを発生する。

【００６３】図１のように位置検出器ｈｕ〜ｈｗが取り
付けられている場合、永久磁石１０２及び１０３の極弧
角を１８０度とみなし、位置検出器がＮ極を検出したと
きに高レベルの信号を出力するものとすると、位置検出
器ｈｕ〜ｈｗがそれぞれ発生する位置検出信号Ｈｕ〜Ｈ
ｗの波形は、図９の（Ａ）〜（Ｃ）のようになる。図９
の横軸に示したθは回転子の回転角を示している。位置
検出信号Ｈｕ〜Ｈｗは電気角で１２０度の位相差をもっ
て順次発生する。図示の例では、回転子が２極に構成さ
れているため、発電コイルに鎖交する磁束及び発電コイ
ルの誘起電圧の電気角（磁束波形及び誘起電圧波形上の
位相角）は機械角（回転子の回転角度で表した位相角）
に一致している。また図示の例では、位置検出器ｈｕ〜
ｈｗがそれぞれ固定子のＵ相ないしＷ相の磁極の中心に
対して９０度位相が進んだ位置に配置されているため、
位置検出器Ｈｕ〜Ｈｗが低レベルになっている期間及び
高レベルになっている期間がそれぞれＵ相ないしＷ相の
発電コイルＬｕ〜Ｌｗに誘起する誘起電圧の一方の半サ
イクルの期間及び他方の半サイクルの期間に一致してい
る。例えば位置検出信号Ｈｕが低レベルになっている期
間がＵ相の発電コイルＬｕの誘起電圧の正の半サイクル
の期間に一致し、Ｈｕが高レベルになっている期間がＵ
相の発電コイルＬｕの誘起電圧の負の半サイクルの期間
に一致している。

【００６４】ここで、スイッチ回路を構成する各スイッ
チ素子を電気角で１８０度の期間オン状態にし、残りの
１８０度の期間をオフ状態にするように各スイッチ素子
のオンオフ制御（１８０度スイッチング制御）を行わせ
るものとする。この場合、例えば図９（Ｄ）ないし
（Ｉ）のように、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆ
ｚの基準のスイッチングパターンを定める。

【００６５】図９（Ｄ）ないし（Ｉ）はスイッチ素子Ｆ
ｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚの基準スイッチパターンをそれ
ぞれのスイッチ素子に与えられる駆動信号Ｓｕ〜Ｓｗ及
びＳｘ〜Ｓｚの波形で示したもので、図９（Ｄ）ないし
（Ｉ）にそれぞれ示された高レベルの矩形波信号が駆動
信号Ｓｕ〜Ｓｗ及びＳｘ〜Ｓｚである。これらの駆動信
号Ｓｕ〜Ｓｗ及びＳｘ〜Ｓｚが発生している期間がスイ
ッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚの駆動期間であり、
駆動信号Ｓｕ〜Ｓｗ及びＳｘ〜Ｓｚが発生していない期
間がスイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚの非駆動期
間である。

【００６６】図９に示した１８０度スイッチング制御の
基準スイッチパターンにおいては、Ｕ相ないしＷ相の発
電コイルＬｕないしＬｗに対してそれぞれ磁石界磁の回
転角度位置を検出する位置検出器ｈｕないしｈｗから得
られる位置検出信号ＨｕないしＨｗがそれぞれ高レベル
になっている期間（それぞれの位置検出器が磁石界磁の
一方の磁極を検出している期間）をブリッジの上辺の対
応するスイッチ素子ＦｕないしＦｗの非駆動期間とし、
位置検出信号ＨｕないしＨｗがそれぞれ低レベルになっ
ている期間をブリッジの上辺の対応するスイッチ素子Ｆ
ｕないしＦｗの駆動期間とする。またスイッチ回路のブ
リッジの上辺のスイッチ素子ＦｕないしＦｗのそれぞれ
の非駆動期間（位置検出器ｈｕないしｈｗがそれぞれ磁
石界磁の他方の磁極を検出している期間）をブリッジの
下辺の対応するスイッチ素子ＦｘないしＦｚの駆動期間
とし、ブリッジの上辺のスイッチ素子ＦｕないしＦｗの
駆動期間をそれぞれブリッジの下辺の対応するスイッチ
素子ＦｘないしＦｚの非駆動期間とする。

【００６７】図９（Ｄ）ないし（Ｉ）に示したような基
準スイッチパターンでスイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ
〜Ｆｚをオンオフさせると、負荷３に含まれる電圧蓄積
手段（図示の例では主としてバッテリＢ1 ）からスイッ
チ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚにより構成されたスイ
ッチ回路を通して磁石発電機の発電コイルＬｕ〜Ｌｗ
に、該発電コイルの誘起電圧と同位相の交流制御電圧が
印加される。

【００６８】本発明においては、図９（Ｄ）ないし
（Ｉ）に示した基準スイッチパターンを基準にして、ス
イッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚのスイッチパター
ンの位相を変化させることにより、負荷側からスイッチ
回路を通して発電コイルに印加される交流制御電圧の誘
起電圧に対する位相を進み位相から遅れ位相まで変化さ
せる。これにより発電コイルに鎖交する磁束の量を増加
または減少させて、磁石発電機の特性を変化させる。

【００６９】なお以下の説明において、単に交流制御電
圧の位相または位相角という場合、その位相または位相
角は、交流制御電圧の誘起電圧に対する位相または位相
角を意味する。

【００７０】磁石発電機１から負荷３に供給される電流
を整流するダイオードブリッジ全波整流回路を構成する
ダイオードＤｕ〜Ｄｗ及びＤｘ〜Ｄｚにそれぞれスイッ
チ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚを逆並列接続すること
により、スイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚのブリ
ッジ回路からなるスイッチ回路を構成して、スイッチ素
子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚのオンオフのタイミングを
制御することにより、負荷側から発電コイル側に印加す
る交流制御電圧の位相を制御するようにすると、磁石発
電機の発電コイルに作用する磁界は、磁石界磁の回転に
伴って生じる回転磁界と、交流制御電圧によって流れる
制御電流により発電コイルから生じる制御用磁界とを合
成したものとなるため、磁石発電機の各種の特性を変化
させることができる。

【００７１】ここで、発電コイルの誘起電圧に対して交
流制御電圧の位相を遅らせると、発電コイルが巻かれた
鉄心中を流れる磁束を増加させようとする磁束の量が増
加するため、発電機の出力が増大すると同時に、発電機
の入力トルクが大きくなる。逆に発電コイルの誘起電圧
に対して交流制御電圧の位相を進ませると、発電コイル
が巻かれた鉄心中の磁束を増加させようとする磁束の量
が減少するため、発電機の出力が低下すると同時に、入
力トルクが小さくなる。

【００７２】図１に示した発電装置において、実際に発
電コイルＬｕ，Ｌｖ及びＬｗをそれぞれ通して流れる相
電流Ｉｕ，Ｉｖ及びＩｗの波形と、全波整流回路により
反転させられた相電流の負の半サイクルＩｕ´，Ｉｖ´
及びＩｗ´の波形とを示すと図１０（Ａ）のようにな
る。

【００７３】図１及び図２に示した発電装置において、
図９に示したようなスイッチパターンで１８０度スイッ
チング制御を行なわせる場合には、スイッチ回路を構成
するスイッチ素子を、ブリッジの上辺のスイッチ素子Ｆ
ｕ〜Ｆｗと下辺のスイッチ素子Ｆｘ〜Ｆｚとに分けた場
合、必ず、上辺及び下辺のうちの一方で１つのスイッチ
素子がオン状態になっており、他方では２つのスイッチ
素子がオン状態になっている。

【００７４】上記のように、整流・スイッチ回路のスイ
ッチ素子をオンオフ制御した場合の電流の流れを説明す
ると下記の通りである。

【００７５】一例として図１０（Ｂ）の期間Ｔ1 につい
て見ると、この期間Ｔ1 においては、図９より、上辺の
スイッチ素子Ｆｖがオン状態にあり、下辺のスイッチ素
子Ｆｘ及びＦｚがオン状態にある。このような状態で、
Ｕ相の相電圧が正の半サイクルにあるとき、Ｕ相の相電
流Ｉｕは、図３に破線で示したように、発電コイルＬｕ
からスイッチ素子Ｆｘ及びダイオードＤｚと発電コイル
Ｌｗとを通して還流し、出力側には流れない。そのた
め、整流・スイッチ回路２から負荷３に流れる電流はＶ
相の電流Ｉｖのみとなる。また上辺のスイッチ素子Ｆｖ
がオン状態にあり、下辺のスイッチ素子Ｆｘ及びＦｚが
オン状態にあるＴ1 の期間において、Ｕ相の相電圧が負
の半サイクルにあるときには、図４に破線で示したよう
に、Ｖ相の発電コイルＬｖから流れ出した相電流Ｉｖ
が、ダイオードＤｖ−負荷３−ダイオードＤｘ−発電コ
イルＬｕ−発電コイルＬｖの経路、及びダイオードＤｖ
−負荷３−ダイオードＤｚ−発電コイルＬｗ−発電コイ
ルＬｖの経路で流れる。従って、図１０（Ｂ）の期間Ｔ
1 においては、常にＶ相の相電流のみが負荷側に流れて
いる。

【００７６】同様に、２つの上辺のスイッチ素子Ｆｖ及
びＦｗと１つの下辺のスイッチ素子Ｆｘとがオン状態に
なる図１０の期間Ｔ2 においては、Ｕ相の負方向の相電
流Ｉｕ´が負荷側に流れる。また１つの上辺のスイッチ
素子Ｆｗと２つの下辺のスイッチ素子Ｆｘ及びＦｙとが
オン状態になる図１０の期間Ｔ3 においては、Ｗ相の相
電流Ｉｗが負荷３側に流れ、２つの上辺のスイッチ素子
Ｆｕ及びＦｗと１つの下辺のスイッチ素子Ｆｙとがオン
状態になる図１０の期間Ｔ4 においては、Ｖ相の負方向
の相電流Ｉｖ´が負荷側に流れる。

【００７７】このようにして、負荷３側に流れ相電流
は、オン状態になるスイッチ素子の組み合わせが切り替
わるごとに、Ｉｖ→Ｉｕ´→Ｉｗ→Ｉｖ´→Ｉｕ→Ｉｗ
´→Ｉｖのように切り替わっていき、これらの電流がバ
ッテリＢ1 に充電電流Ｉｃとして流れる。この充電電流
Ｉｃの波形を図示すると、図１０（Ａ）に太線で示した
波形のようになる。

【００７８】本発明のように、スイッチ回路のスイッチ
素子をオンオフするタイミングを制御することにより、
負荷側から発電コイルに印加する交流制御電圧の位相
（発電コイルの誘起電圧に対する位相）を進み位相から
遅れ位相まで変化させると、各相の相電流の半波におい
て、負荷に充電電流として流れる期間が交流制御電圧の
位相の変化に伴って変化し、この変化に伴って充電電流
が増大したり減少したりする。

【００７９】図１１は交流制御電圧の位相を種々変化さ
せた場合に、充電電流Ｉｃが流れる期間が変化する様子
を、実測データに基づいて示したものである。交流制御
電圧の位相角を零とした場合には、図１１のａ点からｂ
点まで、ｔo の期間に亘って充電電流Ｉｃが流れるが、
交流制御電圧の位相を進み位相としてその進み角を１２
度とすると、充電電流が流れる期間は図１１のｔ12のよ
うに進み角が零の場合よりも左側にシフトする。また交
流制御電圧の位相を遅れ位相として、その遅れ角を１２
度とした場合には、図１１のｔ-12 のように充電電流が
流れる期間が右側にシフトする。さらに、交流制御電圧
の位相を遅れ位相としてその遅れ角を２４度及び３６度
とすると、充電電流が流れる期間はそれぞれｔ-24 及び
ｔ-36 のように更に右側にシフトする。

【００８０】また図１１には図示してないが、交流制御
電圧の位相を進ませると相電流の位相自体が右側にシフ
トし、交流制御電圧の位相を遅らせると、相電流の位相
自体が左側にシフトする。

【００８１】これらのことから、交流制御電圧の位相角
を進角側に変化させると充電電流が小さくなり、該位相
角を遅角側に変化させると、充電電流が増加することが
分かる。

【００８２】また図１の発電装置において、スイッチ素
子Ｆｕ〜Ｆｗ及びＦｘ〜Ｆｚの全てをオフ状態にして、
整流・スイッチ回路２をダイオードブリッジ全波整流回
路としてのみ機能させた場合と、スイッチ回路のスイッ
チ素子をオンオフ制御して、交流制御電圧の誘起電圧に
対する位相を種々変化させた場合とについて、回転数に
対する相電圧の位相の変化を示すと、図１２のようにな
る。

【００８３】図１２において、「整流器」と表示されて
いる直線は、整流・スイッチ回路２の全てのスイッチ素
子をオフ状態に保持して、該整流・スイッチ回路を整流
回路としてのみ機能させた場合の相電圧の位相の回転数
に対する変化を示している。また図１２において「進角
０°」、「進角１２°」と表示されている直線はそれぞ
れ交流制御電圧の位相を進み位相として、その進み角を
０度及び１２度とした場合の相電圧の位相の回転数に対
する変化を示している。また「遅角１２」、「遅角２４
°」及び「遅角３６°」と表示されている直線はそれぞ
れ交流制御電圧の位相を遅れ位相として、その遅れ角を
１２度、２４度及び３６度とした場合の、相電圧の位相
の回転数に対する変化を示している。

【００８４】図１２から明らかなように、回転数が１０
００［rpm ］のとき、交流制御電圧の誘起電圧に対する
遅れ位相角を３６度とした場合の方が、整流・スイッチ
回路２を整流回路としてのみ機能させた場合よりも、相
電圧の位相が遅れている。ここで、発電コイルの誘起電
圧の位相が整流・スイッチ回路２を整流回路としてのみ
機能させた場合の相電圧の位相と同一であるとすると、
交流制御電圧の位相を遅れ位相としてその遅れ角を３６
度とした場合の方が、制御交流電圧を印加しない場合よ
りも相電圧が遅れ側にあるため、誘起電圧と制御交流電
圧との差の電圧により負荷に流れる電流は、遅れ角を３
６度した交流制御電圧を印加した場合の方が、制御電圧
を印加しない場合よりも進むことになる。そのため、遅
れ位相の制御電圧を印加すると、制御電圧を印加しない
場合よりも、磁石発電機の鉄心を通る磁束を増加させよ
うとする磁束の量が多くなり、充電電流が増大する。

【００８５】これに対し、回転数が上昇していくと、交
流制御電圧を印加しない場合の相電圧の位相が直線的に
遅れていくのに対し、誘起電圧に対して３６度遅れた交
流制御電圧を印加した場合の相電圧の位相は殆ど変化し
ない。そのため、回転数が上昇していくと、交流制御電
圧を印加しない場合に比べて、該制御電圧を印加した場
合の方が相電圧の位相が相対的に進むことになり、鉄心
に流れる磁束を増加させようとす磁束の量が減少する。
そのため、回転数が上昇していくと、整流・スイッチ回
路２からバッテリＢ1 に供給される充電電流Ｉｃが減少
する。

【００８６】交流制御電圧の誘起電圧に対する位相角を
種々変化させた場合について、負荷のバッテリＢ1 に流
れる充電電流Ｉｃの回転数Ｎに対する特性を測定した結
果の一例を示すと、図１３（Ｂ）のようになる。同図か
ら明らかなように、交流制御電圧の位相を進ませていく
と充電電流が減少していき、交流制御電圧の位相を遅ら
せていくと、充電電流が増加していく。

【００８７】また交流制御電圧の位相角を変化させる
と、以下に示す理由で磁石発電機の入力トルクが変化す
る。

【００８８】いずれの回転数においても、交流制御電圧
を誘起電圧に対して遅角させると、誘起電圧が高くなる
ため、相電流も大きくなり、その分発電機の入力トルク
が増大する。

【００８９】また低回転域においては、交流制御電圧の
位相を進み位相とした場合よりも、交流制御電圧の位相
を遅れ位相とした場合の方が相電流の位相が進み側にあ
るため、より早い時期から磁石回転子に逆転方向の力が
かかるようになり、交流制御電圧の位相を遅れ位相とし
た場合の方が、大きい入力トルクが必要になる。

【００９０】これに対し、回転数が上昇していくと、交
流制御電圧の位相が進み位相の場合も、遅れ位相の場合
も、相電流の位相に差がなくなり、高回転域では、主と
して発電コイルの誘起電圧の大きさの差に基づく相電流
の大小により入力トルクの差が決まるようになる。高回
転域では、回転数の上昇に伴って相電流が遅れていき、
磁石回転子に逆転方向の力が加わる期間が短くなってい
くため、交流制御電圧の位相を遅れ位相とした場合（例
えば遅れ角を３６度した場合）でも、入力トルクは整流
・スイッチ回路２を整流回路としてのみ機能させた場合
よりも小さくなっていく。入力トルクの回転数Ｎに対す
る変化の一例を、図１３（Ａ）に示した。

【００９１】上記の説明では、スイッチ回路の各スイッ
チ素子のオンオフのタイミングを制御して交流制御電圧
の位相角制御を行わせることにより、磁石発電機の出力
及び入力トルクを変化させ得ることを示したが、交流制
御電圧の位相を一定として、スイッチ回路のブリッジの
上辺のスイッチ素子Ｆｕ〜Ｆｗまたは下辺のスイッチ素
子Ｆｘ〜Ｆｚを所定のデューティ比Ｄｆでオンオフさせ
るデューティ制御を行わせることによっても、磁石発電
機の出力及び入力トルクを変化させることができる。

【００９２】なおデューティ比Ｄｆは、スイッチパター
ンにより決まるスイッチ素子の駆動期間をＴ、該駆動期
間Ｔにおけるスイッチ素子のオン期間及びオフ期間をそ
れぞれＴon及びＴoff とすると、Ｄｆ＝｛Ｔon／（Ｔon
＋Ｔoff ）｝×１００＝（Ｔon／Ｔ）×１００［％］で
与えられる。

【００９３】ここで図９に示したスイッチパターンの
内、上辺のスイッチ素子Ｆｖと、下辺のスイッチ素子Ｆ
ｘ及びＦｚとがオン状態にされる図１０のＴ1 の期間を
例にとって、スイッチ回路の下辺のスイッチ素子Ｆｘ〜
Ｆｚを所定のデューティ比でオンオフさせた場合の充電
電流の経路の変化について考える。

【００９４】この場合、Ｔ1 の期間は、更にスイッチ素
子Ｆｘ，Ｆｚのオンオフの状態と、Ｕ相の電圧とＶ相の
電圧との大小と、Ｕ相の電圧の正負の極性とにより、以
下に示す４つの期間に分けることができる。

【００９５】期間（１）：スイッチ素子Ｆｘ及びＦｚが
オフ状態で、Ｕ相の相電圧がＶ相の相電圧よりも大きい
とき。

【００９６】期間（２）：スイッチ素子Ｆｘ及びＦｚが
オフ状態で、Ｕ相の電圧がＶ相の相電圧よりも小さいと
き。

【００９７】期間（３）：スイッチ素子Ｆｘ及びＦｚが
オン状態で、Ｕ相の相電圧が正のとき。

【００９８】期間（４）：スイッチ素子Ｆｘ及びＦｚが
オン状態で、Ｕ相の相電圧が負のとき。

【００９９】上記の期間（１）ないし（４）におけるス
イッチ回路の状態をそれぞれ図５ないし図８に示した。
期間（１）においては、Ｕ相の相電圧がＶ相の相電圧よ
りも大きいため、図５に示すように、Ｕ相からブリッジ
の上辺のダイオードＤｕを通った電流がスイッチ素子Ｆ
ｖを通してＶ相に流れ込む。従って、Ｕ相から流れ出し
た電流からＶ相に流れ込んだ電流を差し引いた電流が負
荷に充電電流として流れる。

【０１００】期間（２）においては、Ｖ相の相電圧がＵ
相の相電圧よりも大きいため、図６に示すように、普通
の全波整流回路を通して流れる充電電流と同じ大きな充
電電流が流れる。

【０１０１】期間（３）においては、Ｕ相の下辺のスイ
ッチ素子Ｆｘがオン状態になっているため、図７に示す
ように、Ｕ相の誘起電圧はスイッチ素子Ｆｘとダイオー
ドＤｚとを通して短絡され、Ｕ相の相電流はバッテリＢ
1 には流れない。このときＶ相の相電流のみがバッテリ
Ｂ1 に充電電流として流れる。

【０１０２】また期間（４）においては、Ｕ相の相電圧
が負になるため、図８に示すように、スイッチ素子Ｆ
ｖ，Ｆｘ及びＦｚがオン状態にあっても、回路は整流回
路と同様な状態になっており、全波整流回路を通して流
れる電流と同じ大きな充電電流が流れる。

【０１０３】ブリッジの下辺のスイッチ素子Ｆｘ〜Ｆｚ
を所定のデューティ比でオンオフさせると、これらのス
イッチ素子がオフ状態になっている期間が生じ、スイッ
チ素子Ｆｘ〜Ｆｚがオフ状態になっている期間は、発電
コイルからダイオードブリッジ全波整流回路を通して負
荷に電流が流れる状態と同じ状態になるため、スイッチ
素子のデューティ比Ｄｆを１００％とした場合に比べ
て、充電電流が大きくなる。充電電流は、スイッチ素子
のオンデューティ比を小さくしていけばいくほど大きく
なっていく。また充電電流の増加にともなっ入力トルク
が大きくなっていく。

【０１０４】交流制御電圧の誘起電圧に対する位相を進
み位相としてその進角度を１２度とした場合について、
ブリッジの下辺のスイッチ素子のデューティ比をｄo 〜
ｄ4（ｄo ＜ｄ1 ＜ｄ2 ＜ｄ3 ＜ｄ4 ）とした場合の発
電機の入力トルクと回転数Ｎとの関係、及び充電電流
（発電機の出力電流）と回転数との関係をそれぞれ図１
４（Ａ）及び（Ｂ）に示した。

【０１０５】上記の例では、スイッチ回路のブリッジの
下辺のスイッチ素子を所定のデューティでオンオフさせ
てデューティ制御を行わせるようにしたが、ブリッジの
上辺のスイッチ素子を所定のデューティでオンオフさせ
るようにしても同じ結果が得られる。

【０１０６】上記のように、交流制御電圧の位相角制御
を行うことにより、磁石発電機の出力特性及び入力トル
ク特性を変化させることができ、またスイッチ回路のブ
リッジの下辺のスイッチ素子または上辺のスイッチ素子
のデューティ制御を行わせることによっても、磁石発電
機の出力特性及び入力トルク特性を変化させることがで
きる。

【０１０７】従って、交流制御電圧の位相角制御を行わ
せるか、またはスイッチ回路のブリッジの上辺または下
辺のスイッチ素子のデューティ制御を行わせることによ
り、発電機の出力を制御したり、発電機の入力トルクを
制御したりすることができる。

【０１０８】例えば、図２において、コントローラ４０
２が発生する出力電流指示信号に応じて、スイッチ回路
のスイッチ素子のスイッチングのタイミングを変化させ
て交流制御電圧の位相角制御を行わせるか、またはブリ
ッジの上辺または下辺のスイッチ素子のデューティ制御
を行わせることにより、整流・スイッチ回路２から負荷
３に与えられる出力電流を出力電流指示信号に相応した
大きさにするように制御することができる。

【０１０９】この場合、出力電流の検出信号をＣＰＵ４
０１に与えて、出力電流の指示値と検出値との偏差を零
にするように位相角制御またはデューティ制御を行わせ
ることもできる。

【０１１０】また必要なときにＣＰＵ４０１に磁石発電
機の入力トルクを低減させることを指示する入力トルク
低減指示信号を与えるようにしておいて、該入力トルク
低減指示信号が与えられたときに、磁石発電機の入力ト
ルクを小さくするように交流制御電圧の位相角制御を行
わせたり、スイッチ素子のデューティ制御を行わせたり
することにより、磁石発電機の入力トルクを低減させ
て、機関にかかる負担を少なくする制御を行わせること
ができる。

【０１１１】例えば、車両等の乗物を駆動する内燃機関
に磁石発電機１が取り付けられている場合には、乗物を
発進させる際などのように、加速性能を向上させる必要
がある状況が検出されたときに、ＣＰＵ４０１に入力ト
ルク低減指示信号を与えて、該指示信号に応じて制御電
圧の位相角制御を行わせたり、スイッチ素子のデューテ
ィ制御を行わせたりすることにより、磁石発電機の入力
トルクを低減させて、加速性能を向上させるようにする
ことができる。

【０１１２】また内燃機関の回転速度が低いときには磁
石発電機の入力トルクを小さくし、回転速度が上昇した
ときには該入力トルクを大きくするように制御電圧の位
相角制御またはスイッチ素子のデューティ制御を行わせ
ることにより、機関の回転速度の変動を抑制するように
することもでき、機関の高速回転時に磁石発電機の入力
トルクを大きくするように制御を行わせることにより、
機関の過回転を防止するようにすることもできる。

【０１１３】整流・スイッチ回路２のスイッチ素子のス
イッチングのタイミングを変化させる方法としては、位
置検出器ｈｕ〜ｈｗを磁石発電機の回転方向に回動し得
る台板に取り付けておいて、該位置検出器の取付け位置
を変化させる方法と、ＣＰＵ４０１に所定の演算処理を
行わせることによりスイッチ素子の駆動信号の発生位置
を変化させる方法とが考えられるが、制御の応答性を高
め、また磁石発電機の機械的構成を簡単にするために
は、ＣＰＵ４０１によりスイッチ素子の駆動信号の発生
位置を変化させる方法をとることが好ましい。

【０１１４】以下、ＣＰＵ４０１によりスイッチ素子の
スイッチングのタイミングを制御して交流制御電圧の位
相を制御する方法の一例を説明する。

【０１１５】図１に示したように、位置検出器ｈｕ〜ｈ
ｗが設けられている場合には、先ず位置検出信号Ｈｕ〜
Ｈｗに基いて各スイッチ素子の基準の駆動期間（各スイ
ッチ素子に駆動信号を与える期間）と基準の非駆動期間
（各スイッチ素子をオフ状態に保つ期間）とを与える基
準スイッチパターンを定める。図１６（Ａ）は位置検出
信号Ｈｕを示し、同図（Ｂ）は該位置検出信号Ｈｕによ
り定められたスイッチ素子Ｆｕのスイッチパターンを示
している。図１６（Ｂ）において「ＯＮ」と表示されて
いる期間は駆動期間を示し、「ＯＦＦ」と表示されてい
る期間は非駆動期間を示している。

【０１１６】また各スイッチ素子の非駆動期間と駆動期
間との境界点ｔ1 及びｔ2 を各スイッチ素子のスイッチ
ングポイントとし、基準スイッチパターンにおけるスイ
ッチングポイントを計測開始点として、磁石発電機の被
制御特性を所期の特性とするために必要とされる各スイ
ッチ素子の実際のスイッチングポイントを、計測開始点
の検出時刻から実際のスイッチングポイントの検出時刻
までの間にタイマが計数する計数値（スイッチングポイ
ント計数値）の形で演算する。

【０１１７】例えば図１６に示した例では、交流制御電
圧を誘起電圧に対して遅角させる場合に、基準スイッチ
パターンにおいて、スイッチ素子をオフ状態からオン状
態に切換えるスイッチングポイントｔ1 及びスイッチ素
子をオン状態からオフ状態に切換えるスイッチポイント
ｔ2 をそれぞれ駆動期間の開始点を計測するための計測
開始点及び非駆動期間の開始点を計測するための計測開
始点として、これらの計測開始点から実際のスイッチン
グポイントｔon及びｔoff までの間にタイマに計数させ
る計数値をスイッチングポイント計数値Ｔｄ（図１６Ｃ
参照）として演算させる。

【０１１８】また、交流制御電圧を誘起電圧に対して進
角させる場合には、スイッチ素子をオン状態からオフ状
態に切換えるスイッチングポイントｔ2 及びスイッチ素
子をオフ状態からオン状態に切換えるスイッチングポイ
ントｔ1 をそれぞれ駆動期間の開始点を計測するための
計測開始点及び非駆動期間の開始点を計測するための計
測開始点として、これらの計測開始点から実際のスイッ
チングポイントｔon´及びｔoff ´までの間にタイマに
計数させる計数値をスイッチングポイント計数値Ｔｄ´
（図１６Ｄ参照）として演算させる。

【０１１９】そして、基準スイッチパターンにより与え
られる各スイッチ素子のスイッチングポイントｔ1 （制
御電圧を遅角させる場合）またはｔ2 （制御電圧を進角
させる場合）が検出されたときに、演算された各スイッ
チ素子のスイッチングポイント計数値をタイマにセット
して該タイマに計数動作を行わせ、該タイマが計数動作
を完了したときに各スイッチ素子をオン状態にするため
の駆動信号を発生させる。また基準スイッチパターンに
より与えられる各スイッチ素子のスイッチングポイント
ｔ2 （制御電圧を遅角させる場合）またはｔ1 （制御電
圧を進角させる場合）が検出されたときに、演算された
各スイッチ素子のスイッチングポイント計数値をタイマ
にセットして該タイマに計数動作を行わせ、該タイマが
計数動作を完了したときに各スイッチ素子をオン状態に
するための駆動信号を消滅させる。

【０１２０】上記の処理をＣＰＵ４０１により行わせる
場合のプログラムの一例を示すフローチャートを図１７
ないし図２１に示した。

【０１２１】図１７はメインルーチンを示したもので、
このメインルーチンにおいては、まず各部の初期化を行
うとともに、スイッチングポイント計数値ＴｄまたはＴ
ｄ´の初期値を読み込む。次いで、コントローラ４０２
から与えられている電流指示値を読み込み、位置検出信
号Ｈｕ〜Ｈｗの立上がりのエッジ及び立下がりのエッジ
を検出して、位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの信号幅ま
たは発生間隔から磁石発電機の回転数を演算する。次い
で、被制御特性を所期の特性とするために交流制御電圧
の位相を遅れ位相とすべきか、進み位相とすべきかを判
定し、遅れ位相とする場合には、図１６に示したスイッ
チングポイント計数値Ｔｄを、進み位相とする場合に
は、図１６に示したスイッチングポイント計数値Ｔｄ´
をそれぞれ予め作成してＲＯＭに記憶されたマップを用
いて演算する。

【０１２２】また位置検出信号Ｈｕ〜Ｈｗのそれぞれの
立上がりエッジまたは立下がりエッジが検出されるごと
に、図１８（Ａ）〜（Ｃ）の割込みルーチンを実行さ
せ、タイマＵないしタイマＷに演算されたスイッチング
ポイント計数値ＴｄまたはＴｄ´をセットしてメインル
ーチンに復帰する。タイマＵないしＷは計数値がセット
されると同時にその計数値の計数を開始する。

【０１２３】そして、タイマＵないしＷがそれぞれセッ
トされた計数値の計数を完了したときに、図１９ないし
図２１の割込みルーチンを実行させて、駆動信号Ｓｕ〜
Ｓｗ及びＳｘ〜Ｓｚを発生させる。

【０１２４】駆動信号を発生させるための割込みルーチ
ンにおける処理を、タイマＵが計数動作を完了したとき
に実行される図１９の割込みルーチンを例にとって説明
する。この割込みルーチンにおいては、まず交流制御電
圧を進角させるのか遅角させるのかを判定し、遅角させ
る場合には、位置検出信号Ｈｕのレベルが高レベル
（「１」の状態）であるか否かを判定する。その結果、
位置検出信号Ｈｕのレベルが高レベルである場合には、
駆動信号Ｓｕを消滅させ、駆動信号Ｓｘを発生させる。
また位置検出信号Ｈｕのレベルが低レベルであると判定
された場合には、駆動信号Ｓｕを発生させ、駆動信号Ｓ
ｘを消滅させる。同様に、交流制御電圧を進角させる場
合にも、位置検出信号Ｈｕのレベルを判定し、位置検出
信号Ｈｕのレベルが高レベルである場合には、駆動信号
Ｓｕを発生させ、駆動信号Ｓｘを消滅させる。また位置
検出信号Ｈｕのレベルが低レベルであると判定された場
合には、駆動信号Ｓｕを消滅させ、駆動信号Ｓｘを発生
させる。

【０１２５】同様にして、図２０の割込みルーチンによ
り、駆動信号ＳｖとＳｙとを発生させ、図２１の割込み
ルーチンにより、駆動信号ＳｗとＳｚとを発生させる。

【０１２６】上記の説明では、整流・スイッチ回路のス
イッチ素子の駆動期間を１８０度とする１８０度スイッ
チング制御を行わせるとしたが、本発明の目的を達成す
るためには、負荷側からスイッチ回路を通して発電コイ
ル側に印加する交流制御電圧の位相を制御するか、また
スイッチ回路のスイッチ素子のデューティ制御を行わせ
ることにより、負荷に出力電流を流す状態にある相の発
電コイルと鎖交する磁束を増減させることができればよ
く、スイッチ回路のスイッチングパターンは、必ずしも
１８０度スイッチング制御におけるスイッチングパター
ンでなくてもよい。

【０１２７】図１に示した例では、負荷３にバッテリが
含まれているが、バッテリの代りに、電圧蓄積手段とし
て機能し得る十分に容量が大きいコンデンサが負荷に含
まれている場合にも本発明を適用することができる。

【０１２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、負荷側
に電圧蓄積手段がある場合に、該電圧蓄積手段側から発
電コイル側に交流制御電圧を印加する手段を設けて、発
電コイルの誘起電圧に対する制御電圧の位相を適当な位
相に設定した状態で、スイッチ回路のブリッジの上辺の
スイッチ素子または下辺のスイッチ素子のうち駆動期間
にあるスイッチ素子を所定のデューティ比でオンオフ制
御して交流制御電圧の平均値を制御することにより、発
電コイルに作用する磁界を変化させて、磁石発電機自体
の特性を変化させることができるようにしたため、磁石
発電機の出力の制御を行わせることができる利点があ
る。

【０１２９】特に、本発明によれば、出力短絡式のレギ
ュレータを用いることなく、発電機の出力を制御するこ
とができるため、出力短絡式のレギュレータを用いる場
合に生じていた種々の問題点を解消することができる。

【０１３０】また本発明によれば、磁石発電機の入力ト
ルクを制御することができるため、磁石発電機を駆動す
る内燃機関の負担を軽減するように入力トルクを制御す
ることにより、機関の加速性能を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる発電装置の全体的な構成の一例
を示した回路図である。

【図２】図１のスイッチ制御装置の更に具体的な構成例
を示した構成図である。

【図３】本発明の動作を説明するための回路図である。

【図４】本発明の動作を説明するための回路図である。

【図５】本発明の動作を説明するための回路図である。

【図６】本発明の動作を説明するための回路図である。

【図７】本発明の動作を説明するための回路図である。

【図８】本発明の動作を説明するための回路図である。

【図９】本発明の発電装置で用いる位置検出器の出力信
号の波形と該位置検出信号を基にして発生させられる駆
動信号の波形とを示した波形図である。

【図１０】図１の発電装置において流れる相電流とバッ
テリの充電電流とＵ相の位置検出信号の波形とを示した
波形図である。

【図１１】本発明の動作を説明する説明図である。

【図１２】図１の発電装置において、交流制御電圧の位
相を種々変化させた場合について、回転数に対する相電
圧の位相の変化を示した線図である。

【図１３】（Ａ）は図１の発電装置の入力トルクと回転
数との関係の一例を交流制御電圧の位相角をパラメータ
にとって示した線図である。（Ｂ）は図１の発電装置の
負荷電流（充電電流）と回転数との関係の一例を交流制
御電圧の位相角をパラメータにとって示した線図であ
る。

【図１４】（Ａ）は図１の発電装置の入力トルクと回転
数との関係の一例を、デューティ制御におけるデューテ
ィ比をパラメータにとって示した線図である。（Ｂ）は
図１の発電装置の負荷電流（充電電流）と回転数との関
係の一例を、デューティ制御におけるデューティ比をパ
ラメータにとって示した線図である。

【図１５】界磁の制御が行われない従来の磁石発電機の
特性を示した線図である。

【図１６】本発明で用いるスイッチ制御装置からスイッ
チ素子の駆動信号を発生させる方法の一例を説明するた
めの線図である。

【図１７】図１６に示した方法により駆動信号を発生さ
せる際にマイクロコンピュータにより実行させるプログ
ラムのメインルーチンのアルゴリズムの一例を示したフ
ローチャートである。

【図１８】（Ａ）〜（Ｃ）は同プログラムの割込みルー
チンのアルゴリズムの一例を示したフローチャートであ
る。

【図１９】同プログラムの他の割込みルーチンのアルゴ
リズムの一例を示したフローチャートである。

【図２０】同プログラムの更に他の割込みルーチンのア
ルゴリズムの一例を示したフローチャートである。

【図２１】同プログラムの更に他の割込みルーチンのア
ルゴリズムの一例を示したフローチャートである。

【符号の説明】

１ 磁石発電機 ２ 整流・スイッチ回路 ３ 負荷 ４ スイッチ制御装置 Ｂ1 バッテリ（電圧蓄積手段） Ｃ1 コンデンサ（電圧蓄積手段） Ｆｕ〜Ｆｗ ブリッジの上辺のスイッチ素子 Ｆｘ〜Ｆｚ ブリッジの下辺のスイッチ素子 Ｓｕ〜Ｓｗ，Ｓｘ〜Ｓｚ 駆動信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G060 AA20 CA13 DA01 DB07 5H590 AA19 CA23 CC02 CD01 CD03 CE05 DD64 EB02 FB03 FC12 FC14 FC22 HA02 HA10 JA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石界磁を有する回転子と発電コイルを
   有する固定子とを備えた磁石発電機を電源として、電圧
   蓄積手段を有する負荷に直流電流を供給する発電装置に
   おいて、 ブリッジ接続された２ｎ個（ｎは２以上の整数）のダイ
   オードからなっていて前記磁石発電機の出力を整流して
   前記負荷に供給するダイオードブリッジ全波整流回路
   と、前記２ｎ個のダイオードに対してそれぞれ逆並列接
   続されてブリッジ接続された２ｎ個のスイッチ素子から
   なるスイッチ回路とを備えた整流・スイッチ回路と、 前記発電コイルの誘起電圧に対して所定の位相角を有す
   る交流制御電圧を前記電圧蓄積手段から前記スイッチ回
   路を通して前記発電コイルに印加するように、前記スイ
   ッチ回路を構成する各スイッチ素子の駆動期間と非駆動
   期間とを定めて、定められた駆動期間の間スイッチ素子
   をオン状態にするための駆動信号を各スイッチ素子に与
   えるスイッチ制御装置とを具備し、 前記スイッチ制御装置は、前記磁石発電機の特定の特性
   を被制御特性として該被制御特性を所期の特性とするよ
   うに、前記スイッチ回路のブリッジの上辺のスイッチ素
   子または下辺のスイッチ素子のうち駆動期間にあるスイ
   ッチ素子を所定のデューティ比でオンオフ制御して前記
   交流制御電圧の平均値を制御するデューティ制御手段を
   備えていることを特徴とする発電装置。
2. 【請求項２】 磁石界磁を有する回転子とｎ相（ｎは３
   以上の整数）の発電コイルを有する固定子とを備えた磁
   石発電機を電源として、電圧蓄積手段を有する負荷に直
   流電流を供給する発電装置において、 前記磁石界磁の回転角度位置を各発電コイルに対して検
   出する位置検出器と、 ブリッジ接続された２ｎ個（ｎは２以上の整数）のダイ
   オードからなっていて前記磁石発電機の出力を整流して
   前記負荷に供給するダイオードブリッジ全波整流回路
   と、前記２ｎ個のダイオードに対してそれぞれ逆並列接
   続されてブリッジ接続された２ｎ個のスイッチ素子から
   なるスイッチ回路とを備えた整流・スイッチ回路と、 前記発電コイルの誘起電圧に対して所定の位相角を有す
   るｎ相の交流制御電圧を前記電圧蓄積手段から前記スイ
   ッチ回路を通して前記発電コイルに印加するように、前
   記スイッチ回路を構成する各スイッチ素子をオンオフ制
   御するスイッチ制御装置とを具備し、 前記スイッチ制御装置は、前記磁石発電機の特定の特性
   を被制御特性として、該被制御特性を所期の特性とする
   のに適した位相で前記交流制御電圧を発生させるよう
   に、前記位置検出器により検出された磁石界磁の回転角
   度位置を基準にして前記スイッチ回路の各スイッチ素子
   の駆動期間及び非駆動期間を定めるスイッチパターン決
   定手段と、前記スイッチ回路の各スイッチ素子に前記ス
   イッチパターン決定手段により定められた駆動期間の間
   スイッチ素子をオン状態にするための駆動信号を与える
   スイッチ駆動回路と、前記被制御特性を所期の特性とす
   るように前記スイッチ回路のブリッジの上辺のスイッチ
   素子または下辺のスイッチ素子のうち駆動期間にあるス
   イッチ素子を所定のデューティ比でオンオフ制御するデ
   ューティ制御手段とを備えていることを特徴とする発電
   装置。
3. 【請求項３】 前記被制御特性は、前記磁石発電機の出
   力電流対回転数特性である請求項１または２に記載の発
   電装置。
4. 【請求項４】 前記被制御特性は、前記磁石発電機の入
   力トルク対回転数特性である請求項１または２に記載の
   発電装置。