JP2010148341A - 三相交流発電機の整流システムおよびこれを用いたバッテリー充電装置 - Google Patents
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Abstract
180°通電方式の三相交流発電機の整流システムおよびこれを用いたバッテリー充電装置おいて、整流器のスイッチ素子の通電パターンを順次切り替える際に、導通角が急激に減少しても過電流が生じない技術を提供する。
【解決手段】
導通位相φを負荷電流等に応じて変化させる180°導通式の三相交流発電の整流システム1であって、
制御装置13は、整流器12を構成する各スイッチ素子(トランジスタ)が、
TU,TZ,TV,TX,TW,TY,TU,TZ,・・・
の順で通電するか否かを判断し、各スイッチ素子の通電の順が崩されるときは、通電の順が崩されないように、通電位相角φの変化に応じてスイッチ素子を通電させる前に、通電の順を崩す原因となるスイッチ素子を通電させる。
【選択図】 図1
Description
図7(A)は、三相交流発電機91のロータに取り付けられた位置センサ96からの信号出力を示しており、一周期がu相,v相,w相の1周期(360°)に対応している。図7(B)は、通電位相角φに応じたトランジスタTu,Tv,Tw,Tx,Ty,Tzの通電パターンを示している。図7(C)は、三相交流発電機91の相電圧Vu,Vv,Vwの位相変化(相電圧の大きさは表されていない)を示し、図7(D)は、三相交流発電機91の出力電流(相電流)Iu,Iv,Iwを示している。
(1) 永久磁石励磁の三相交流発電機と、
U,V,W各相の電流を出力するスイッチ素子TU,TV,TWと、U,V,W各相の電流を入力するスイッチ素子TX,TY,TZかとらなる整流器と、
前記交流三相発電機の回転数と、前記交流三相発電機のコイルの各相の出力電圧の位相と、前記整流器の端子電圧とを取得し、
前記回転数neと前記整流器の端子電圧とから前記整流器の出力電流の目標電流値を決定し、
前記回転数と前記端子電圧と前記目標電流値とから、前記各相の出力電圧の周期と同周期のスイッチ素子駆動信号の通電位相を通電位相角マップ15を参照して求め、
当該通電位相角φに応じて前記各スイッチ素子を通電させる、
制御装置と、
を備えた三相交流発電機の整流システムであって、
前記制御装置は、
前記各スイッチ素子が、
TU,TZ,TV,TX,TW,TY,TU,TZ,・・・
の順で通電するか否かを判断し、
上記各スイッチ素子の通電の順が崩されるときは、前記通電の順が崩されないように、前記の通電位相角の変化に応じてスイッチ素子を通電させる前に、前記通電の順を崩す原因となるスイッチ素子を通電させる、
ことを特徴とする三相交流発電機の整流システム。
(2) (1)に記載の三相交流発電機の整流システムを用いたバッテリー充電装置であって、
前記整流器の2出力端子間に、二次電池が接続されていることを特徴とするバッテリー充電装置。
したがって、過電流は生じず、これにより素子破壊等を防止することができる。
図1は、本発明の三相交流発電の整流システムおよびこれを用いたバッテリー充電装置を示す説明図である。
図1において整流システム1は、三相交流発電機11と、整流器12と、制御装置13と、速度センサ14と、位置センサ15と、内燃機関16とを備えている。
三相交流発電機11は、永久磁石により励磁(界磁)されるもので、本実施形態では、電機子回転式発電機である。
内燃機関16は、典型的には自動二輪車のエンジンである。
制御装置13は以下のように動作する。
TU,TZ,TV,TX,TW,TY,TU,TZ,・・・
の順で通電するか否かの判断を行なう。
一方、通電の順が崩されたときは、トランジスタを通電位相角φの変化に応じて通電させる前に、通電の順を崩す原因となるトランジスタを通電させる。
図2(A)は、三相交流発電機11のロータに取り付けられた位置センサ15からの信号出力を示しており、一周期がU相,V相,W相の1周期(360°)に対応している。図2(B)は、通電位相角φに応じたトランジスタTU,TV,TW,TX,TY,TZの通電パターンを示している。図2(C)は、三相交流発電機11の出力電圧(相電圧)VU,VV,VWの位相変化(相電圧の大きさは表されていない)を示し、図2(D)は、三相交流発電機11の出力電流(相電流)IU,IV,IWを示している。
時刻t1において制御装置93は、変化させるべき通電位相角(新たな通電位相角φ0)を通電位相角マップ1331を参照して決定する。この例では、新たな通電位相角φ0は15°である。処理装置131は、この通電位相角15°を、時刻t2から整流器12の制御に反映する。このまま、従来どおりの制御を行なうと、相電圧VU,VV,VWが急増し、トランジスタTU,TV,TW,TX,TY,TZの2つに過大電流が流れる。
図2(A)に示すように、制御装置93は、トランジスタを、通常の通電順となるように(TU,TZ,TV,TX,TW,TY,TU,TZ,・・・の順で)通電させる。図2(B)のα1に、TUの次にTZが通電した様子を明示する。
これにより、図2(D)の符号α2,α3で示すように、相電流(ここでは、IV,IX)にピークは現れなくなる。
制御装置13は、バッテリー電圧VBATTおよび回転数neを取得し、電流目標値I*を算出する(S110)。
つぎに、VBATT,ne,I*に基づき、新たな通電位相角φ0を計算し(S120)、次に通電するトランジスタが、通常の順か否かを判断する(S130)。
11 三相交流発電機
12 整流器
13 制御装置
14 速度センサ
15 位置センサ
16 内燃機関
17 バッテリー
18 負荷
131 処理装置
132 ドライバ
133 ROM
134 通電記憶レジスタ
1331 通電位相角マップ
1332 処理装置の実行プログラム
Claims (3)
- 永久磁石励磁の三相交流発電機と、
U,V,W各相の電流を出力するスイッチ素子TU,TV,TWと、U,V,W各相の電流を入力するスイッチ素子TX,TY,TZとからなる整流器と、
前記交流三相発電機の回転数と、前記交流三相発電機のコイルの各相の出力電圧の位相と、前記整流器の端子電圧とを取得し、
前記回転数neと前記整流器の端子電圧とから前記整流器の出力電流の目標電流値を決定し、
前記回転数と前記端子電圧と前記目標電流値とから、前記各相の出力電圧の周期と同周期のスイッチ素子駆動信号の通電位相角を通電位相角マップを参照して求め、
当該通電位相角に応じて前記各スイッチ素子を通電させる、
制御装置と、
を備えた三相交流発電機の整流システムであって、
前記制御装置は、
前記各スイッチ素子が、
TU,TZ,TV,TX,TW,TY,TU,TZ,・・・
の順で通電するか否かを判断し、
上記各スイッチ素子の通電の順が崩されるときは、前記通電の順が崩されないように、前記の通電位相角の変化に応じてスイッチ素子を通電させる前に、前記通電の順を崩す原因となるスイッチ素子を通電させる、
ことを特徴とする三相交流発電機の整流システム。 - 請求項1に記載の三相交流発電機の整流システムを用いたバッテリー充電装置であって、
前記整流器の2出力端子間に、二次電池が接続されていることを特徴とするバッテリー充電装置。 - 前記三相交流発電機は、内燃機関の回転力により駆動されることを特徴とする請求項2に記載のバッテリー充電装置。
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