JP2010273531A - Ac generator for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成した車両用交流発電機に関する。 The present invention relates to a vehicle AC generator configured to perform single-phase or multiple-phase AC power generation.
例えば、二輪自動車等に用いる車両用交流発電機は、N極及びS極の永久磁石を周方向に交互に複数配列して構成したアウターロータと、アウターロータの内周側に配置し、コイルを巻回したポールを周方向に複数配列して構成したステータとを有している。そして、例えば、エンジン等による回転駆動力を受けてロータが回転する際には、複数のポールに対して、N極の永久磁石による磁界とS極の永久磁石による磁界とが繰り返し交互に対向配置されることによって、複数のポールに巻回したコイルに交流電圧の発電を行っている。 For example, an automotive alternator for use in a two-wheeled vehicle or the like includes an outer rotor configured by alternately arranging a plurality of N-pole and S-pole permanent magnets in the circumferential direction, an inner rotor side of the outer rotor, and a coil. And a stator configured by arranging a plurality of wound poles in the circumferential direction. For example, when the rotor rotates by receiving a rotational driving force from an engine or the like, a magnetic field generated by an N-pole permanent magnet and a magnetic field generated by an S-pole permanent magnet are alternately and alternately opposed to a plurality of poles. As a result, AC voltage is generated in coils wound around a plurality of poles.
また、例えば、特許文献1の車両用交流発電機の出力制御装置においては、所定の回転速度に達するまでは電機子巻線の巻数が多くなる状態を形成し、所定の回転速度に達した以後は電機子巻線の巻数が少なくなる状態を形成することが開示されている。この出力制御装置によれば、交流発電機の高速回転域において、電機子巻線のインピーダンスの増加による出力電流の減少を抑えることができ、低速回転域のみならず高速回転域において出力電流を増大させることができる。
Further, for example, in the output control device for a vehicle alternator disclosed in
また、例えば、特許文献2の内燃機関用電源装置においては、磁石発電機における発電コイルを、第1のコイル部分と第2のコイル部分とに分け、両コイル部分の接続状態を直列又は並列に切り換えるよう構成することが開示されている。そして、内燃機関の低速領域においては両コイル部分を直列に接続し、高速領域においては両コイル部分を並列に接続することにより、磁石発電機において、低速時の出力を犠牲にすることなく、高速領域で大きな負荷電流を確保することができる。
Further, for example, in the power supply device for an internal combustion engine of
しかしながら、特許文献1、2においては、ステータにおける各コイルの結線状態、及び出力特性を変化させるためにどのポールを切り換えるかについては、何ら開示されていない。また、特許文献1においては、高速回転域において発電の出力電流を向上させることができるが、この発電電力が車両から要求される要求発電電力を上回り、バッテリーの充電に不要になったときには、レギュレータ回路によってカットする(グラウンド電位に捨てる)必要が生じる。このとき、高い発電電力が得られる分、ロータを回転させるフリクション(回転抵抗等)が増加し、発電機全体の運転効率が低下することになる。
However,
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、エンジンの高回転領域において、車両からの要求に応じ、発電機全体の運転効率を高く維持することができる車両用交流発電機を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an automotive alternator that can maintain high operating efficiency of the entire generator in response to a request from the vehicle in a high engine speed region. It is something to be offered.
第1の発明は、N極の磁界形成部とS極の磁界形成部とを周方向に交互に複数配列してなるアウターロータと、該アウターロータの内周側に配置し、ポールコア部に対してコイルの巻回を行ったポールを中心コア部の回りに複数配列してなるステータとを有し、
上記各ポールに対して、上記N極の磁界形成部と上記S極の磁界形成部とが交互に対向配置されることによって、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成した車両用交流発電機において、
上記コイルの全体は、上記ポールコア部に対して鎖交する状態で右巻き方向に巻回した右巻きコイルと、上記ポールコア部に対して鎖交する状態で左巻き方向に巻回した左巻きコイルとを交互に繰り返し配列してなり、
上記アウターロータの回転速度が所定の回転速度未満である場合には、すべての上記コイルを用いて発電を行い、一方、上記アウターロータの回転速度が所定の回転速度以上である場合には、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルを含むコイル群における発電を休止して残りのコイル群を用いて発電を行うよう構成したスイッチング回路を備えていることを特徴とする車両用交流発電機にある(請求項1)。
According to a first aspect of the present invention, an outer rotor formed by alternately arranging a plurality of N pole magnetic field forming portions and S pole magnetic field forming portions in the circumferential direction, and an inner rotor side of the outer rotor, And a stator in which a plurality of poles wound with a coil are arranged around the central core portion,
AC power generation for a vehicle configured to perform single-phase or multi-phase AC power generation by alternately arranging the N-pole magnetic field forming section and the S-pole magnetic field forming section to each pole. In the machine
The whole of the coil includes a right-handed coil wound in a right-handed direction while interlinking with the pole core part, and a left-handed coil wound in a left-handed direction while interlinking with the pole core part. It is arranged repeatedly alternately.
When the rotation speed of the outer rotor is less than a predetermined rotation speed, power generation is performed using all the coils. On the other hand, when the rotation speed of the outer rotor is equal to or higher than the predetermined rotation speed, An AC generator for a vehicle comprising a switching circuit configured to suspend power generation in a coil group including coils in two or more adjacent poles and perform power generation using the remaining coil group (Claim 1).
本発明の車両用交流発電機は、アウターロータの回転速度が所定の回転速度以上である場合に、特定のコイル群において発電を休止することにより、発電機全体の運転効率を向上させる工夫を行っている。
具体的には、本発明の車両用交流発電機は、すべてのコイルを用いて発電を行う状態と、いずれかのコイル群を用いて発電を行う状態とに切換可能なスイッチング回路を備えている。
そして、本発明の車両用交流発電機を運転する際には、アウターロータの回転速度が所定の回転速度未満である場合には(エンジンの低回転領域においては)、すべてのコイルを用いて発電を行う。これにより、低回転領域における発電電力値を適切に確保することができる。
The vehicle alternator according to the present invention is devised to improve the operation efficiency of the entire generator by stopping power generation in a specific coil group when the rotation speed of the outer rotor is equal to or higher than a predetermined rotation speed. ing.
Specifically, the vehicle alternator according to the present invention includes a switching circuit that can be switched between a state where power is generated using all coils and a state where power is generated using any one of the coil groups. .
When the vehicle alternator of the present invention is operated, if the rotational speed of the outer rotor is less than a predetermined rotational speed (in the low engine speed region), power is generated using all the coils. I do. Thereby, the electric power generation value in a low rotation area | region can be ensured appropriately.
一方、アウターロータの回転速度が所定の回転速度以上である場合には(エンジンの高回転領域においては)、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルを含むコイル群における発電を休止して残りのコイル群を用いて発電を行う。このとき、発電を休止するコイル群には、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルが含まれていることより、高回転領域における発電電力値を意図的に低下させることができる。すなわち、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイル対して電流が流れない状態を形成することにより、この2個以上のポールにおいては発電に寄与しない磁路を形成する。これにより、発電に寄与する磁束を低減し、高回転領域において、車両から要求される以上の過剰な発電を行うことを抑制することができ、アウターロータが回転するときのフリクション(回転抵抗等)を低減させることができる。 On the other hand, when the rotational speed of the outer rotor is equal to or higher than the predetermined rotational speed (in the high engine speed region), the power generation in the coil group including the coils in two or more poles adjacent to each other is suspended and the remaining power is stopped. Electric power is generated using the coil group. At this time, since the coil group that stops power generation includes coils in two or more poles adjacent to each other, the power generation value in the high rotation region can be intentionally reduced. That is, by forming a state in which no current flows through coils in two or more poles adjacent to each other, a magnetic path that does not contribute to power generation is formed in the two or more poles. As a result, the magnetic flux contributing to power generation can be reduced, and it is possible to suppress excessive power generation beyond that required by the vehicle in a high rotation range, and friction when the outer rotor rotates (rotation resistance, etc.) Can be reduced.
それ故、本発明の車両用交流発電機によれば、エンジンの高回転領域において、車両からの要求に応じ、発電機全体の運転効率を高く維持することができる。 Therefore, according to the vehicular AC generator of the present invention, the operating efficiency of the entire generator can be maintained high in response to a request from the vehicle in a high engine speed region.
第2の発明は、N極の磁界形成部とS極の磁界形成部とを周方向に交互に複数配列してなるアウターロータと、該アウターロータの内周側に配置し、ポールコア部に対してコイルの巻回を行ったポールを中心コア部の回りに複数配列してなるステータとを有し、
上記各ポールに対して、上記N極の磁界形成部と上記S極の磁界形成部とが交互に対向配置されることによって、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成した車両用交流発電機において、
上記コイルの全体は、上記ポールコア部に対して鎖交する状態で右巻き方向に巻回した右巻きコイルと、上記ポールコア部に対して鎖交する状態で左巻き方向に巻回した左巻きコイルとを交互に繰り返し配列してなり、
上記アウターロータの回転速度が所定の回転速度以上である場合に該回転速度が減速するときには、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルの発電を休止しない状態で複数個のポールにおけるコイルの発電を休止すると共に残りのコイルを用いて発電を行い、一方、上記アウターロータの回転速度が所定の回転速度未満である場合に該回転速度が減速するとき、並びに回転速度の全域において該回転速度が加速するときもしくは一定速度であるときには、すべての上記コイルを用いて発電を行うよう構成したスイッチング回路を備えていることを特徴とする車両用交流発電機にある(請求項9)。
According to a second aspect of the invention, an outer rotor formed by alternately arranging a plurality of N pole magnetic field forming portions and S pole magnetic field forming portions in the circumferential direction, and an inner rotor side of the outer rotor, And a stator in which a plurality of poles wound with a coil are arranged around the central core portion,
AC power generation for a vehicle configured to perform single-phase or multi-phase AC power generation by alternately arranging the N-pole magnetic field forming section and the S-pole magnetic field forming section to each pole. In the machine
The whole of the coil includes a right-handed coil wound in a right-handed direction while interlinking with the pole core part, and a left-handed coil wound in a left-handed direction while interlinking with the pole core part. It is arranged repeatedly alternately.
When the rotational speed of the outer rotor is equal to or higher than a predetermined rotational speed, when the rotational speed is reduced, the power generation of the coils at the plurality of poles is performed without stopping the power generation of the coils at two or more adjacent poles. While the motor is stopped and power is generated using the remaining coils, when the rotational speed of the outer rotor is less than a predetermined rotational speed, the rotational speed is decelerated, and the rotational speed is accelerated over the entire rotational speed range. The vehicle alternator includes a switching circuit configured to generate power using all the coils when the speed is constant or at a constant speed (claim 9).
本発明の車両用交流発電機は、アウターロータの回転速度が所定の回転速度以上でかつ回転速度が減速するときに、特定のコイル群において発電を休止することにより、発電機全体の運転効率を向上させる工夫を行っている。
具体的には、本発明の車両用交流発電機は、すべてのコイルを用いて発電を行う状態と、一部のコイルを用いて発電を行う状態とに切換可能なスイッチング回路を備えている。
The vehicle alternator according to the present invention reduces the operation efficiency of the entire generator by stopping power generation in a specific coil group when the rotation speed of the outer rotor is equal to or higher than a predetermined rotation speed and the rotation speed is reduced. We are trying to improve it.
Specifically, the AC generator for vehicles of the present invention includes a switching circuit that can be switched between a state where power is generated using all coils and a state where power is generated using some coils.
そして、本発明の車両用交流発電機を運転する際には、アウターロータの回転速度が所定の回転速度以上である場合に(エンジンの高回転領域において)この回転速度が減速するときには、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルの発電を休止しない状態で複数個のポールにおけるコイルの発電を休止すると共に残りのコイルを用いて発電を行う。このとき、発電を休止するコイル群は、両隣に発電を行うポールが位置する状態で、複数箇所において1個ずつ配置されたポールにおけるコイルとしている(つまり、すべての右巻きコイルもしくは多くの右巻きコイル、あるいはすべての左巻きコイルもしくは多くの左巻きコイルとしている。)。 When the vehicle alternator according to the present invention is operated, when the rotational speed of the outer rotor is equal to or higher than a predetermined rotational speed (in the high engine speed region), when the rotational speed is decelerated, they are adjacent to each other. The power generation of the coils at the plurality of poles is stopped while the power generation of the coils at the two or more poles is not stopped, and the power generation is performed using the remaining coils. At this time, the coil group that stops power generation is a coil in a pole arranged one by one at a plurality of positions with poles that generate power on both sides (that is, all right-handed coils or many right-handed coils). Coil, or all left-handed coils or many left-handed coils.)
これにより、回転速度の増加に伴ってコイル全体におけるインピーダンスが増加することを抑制することができる。また、エンジンの高回転領域において、出力電流が流れるコイルが配置されたポールと出力電流が流れないコイルが配置されたポールとが隣接し、すべてのポールにおいて発電に寄与する磁路を形成することができる。そのため、コイル全体の発電電力値を増加させることができる。
なお、このとき、アウターロータを回転させるときのフリクション(回転抵抗等)は増加するが、エンジンの回転を減速するときであるため、フリクションの増加はエンジンの回転を減速させるのに有利な方向に作用する。
Thereby, it can suppress that the impedance in the whole coil increases with the increase in rotational speed. Also, in the high engine speed range, the pole where the coil through which the output current flows is placed adjacent to the pole where the coil through which the output current does not flow is adjacent to form a magnetic path that contributes to power generation at all the poles. Can do. Therefore, the generated power value of the entire coil can be increased.
At this time, the friction (rotational resistance, etc.) when rotating the outer rotor increases, but when the engine rotation is decelerated, the increase in friction is in a direction advantageous for decelerating the engine rotation. Works.
一方、アウターロータの回転速度が所定の回転速度未満である場合に(エンジンの低回転領域において)この回転速度が減速するとき、並びに回転速度の全域においてこの回転速度が加速するときもしくは一定速度であるときには、すべてのコイルを用いて発電を行う。これにより、上記特定の状態(上記所定の回転速度以上である場合に減速する)以外において、発電電力値を適切に確保することができる。
また、本発明においては、車両の減速時における発電量を増加できることによって、車両の加速時及び低速時における発電量を少なくすることもできる。これによっても、発電損失の低減を図ることができる。
On the other hand, when the rotational speed of the outer rotor is less than the predetermined rotational speed (in the low engine speed range), when the rotational speed is decelerated, and when the rotational speed is accelerated over the entire rotational speed or at a constant speed. In some cases, all coils are used to generate electricity. As a result, the generated power value can be appropriately secured except in the specific state (deceleration when the rotational speed is equal to or higher than the predetermined rotational speed).
In the present invention, since the amount of power generation when the vehicle is decelerated can be increased, the amount of power generation during acceleration and low speed of the vehicle can also be reduced. This also makes it possible to reduce power generation loss.
それ故、本発明の車両用交流発電機によっても、エンジンの高回転領域において、車両からの要求に応じ、発電機全体の運転効率を高く維持することができる。 Therefore, even with the vehicular AC generator according to the present invention, the operating efficiency of the entire generator can be maintained high in response to a request from the vehicle in a high engine speed range.
上述した第1、第2の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第1、第2の発明において、上記右巻きコイルと上記左巻きコイルとは、巻き方向が互いに逆方向になることを示し、いずれを時計回り又は反時計回りに巻回してもよい。
また、上記車両用交流発電機は、いずれも車両におけるバッテリーを充電するよう構成することができる。そして、第1の発明においては、バッテリーの電圧を測定し、この電圧値が所定の電圧値以上である場合に、上記スイッチング回路を用いた切換制御を行うことができる。
A preferred embodiment in the first and second inventions described above will be described.
In the first and second inventions, the right-handed coil and the left-handed coil indicate that the winding directions are opposite to each other, and any of them may be wound clockwise or counterclockwise.
Further, any of the vehicle alternators can be configured to charge a battery in the vehicle. In the first invention, the voltage of the battery is measured, and when the voltage value is equal to or higher than a predetermined voltage value, the switching control using the switching circuit can be performed.
第1、第2の発明において、上記コイルの全体は、マグネットワイヤの巻回によって渡り線を介して上記コイル同士が連続して繋がった連続コイル群の複数個を結線してなり、該複数個の連続コイル群におけるいずれかによって、上記発電を休止することが可能な発電休止可能コイル群を構成することが好ましい(請求項2、10)。
この場合には、連続コイル群の形成により、コイルの全体の形成が容易であり、上記発電休止可能コイル群を容易に形成することができる。
また、発電休止可能コイル群は、1個とする以外にも、複数個形成することもできる。この場合には、上記アウターロータの回転速度の上昇に対応して、発電を休止させる発電休止可能コイル群を段階的に増加させることができる。
In the first and second aspects of the invention, the entire coil is formed by connecting a plurality of continuous coil groups in which the coils are continuously connected via a jumper wire by winding a magnet wire. It is preferable that the power generation stoppable coil group capable of stopping the power generation is configured by any one of the continuous coil groups (
In this case, the formation of the continuous coil group makes it easy to form the entire coil, and the above-described power generation stoptable coil group can be easily formed.
Also, the number of coil groups capable of stopping power generation can be formed in addition to one. In this case, in response to an increase in the rotational speed of the outer rotor, it is possible to increase the number of coil groups capable of halting power generation for halting power generation in a stepwise manner.
また、第1の発明において、上記スイッチング回路は、上記すべてのコイルを用いて発電を行う全発電状態と、上記発電休止可能コイル群における発電を休止して残りの上記連続コイル群を用いて発電を行う部分発電状態とに切換可能であり、上記アウターロータの回転速度領域の全域において、上記全発電状態における発電電力値は、車両から要求される要求発電電力値よりも大きくなっており、上記アウターロータの回転速度領域の全域において、上記部分発電状態において発電を行う際の発電電力値は、上記全発電状態において発電を行う際の発電電力値よりも小さくなっており、上記スイッチング回路が切換を行う上記所定の回転速度は、上記部分発電状態における発電電力値が上記要求発電電力値よりも大きくなる回転速度とすることが好ましい(請求項3)。 In the first aspect of the invention, the switching circuit may be configured to generate power using the remaining continuous coil group after stopping the power generation in the all power generation state in which power generation is performed using all the coils and the coil group capable of halting power generation. The generated power value in the entire power generation state is greater than the required generated power value required from the vehicle over the entire rotational speed region of the outer rotor. In the entire rotational speed region of the outer rotor, the generated power value when generating power in the partial power generation state is smaller than the generated power value when generating power in the full power generation state, and the switching circuit is switched. The predetermined rotational speed at which the power generation is performed is a rotational speed at which the generated power value in the partial power generation state is larger than the required generated power value. Doo Preferably (claim 3).
この場合には、発電休止可能コイル群を構成する複数のコイルの配列が適切であり、スイッチング回路は、車両用交流発電機における発電において、車両から要求される要求発電電力値が確保できる場合には、上記部分発電状態に切り換えて、バッテリーへの充電の制御を行うレギュレータ回路によってカットする(グラウンド電位に捨てる)電力を低減させることができる。これにより、ロータを回転させるフリクションの低減をより効果的に図ることができ、発電機全体の運転効率を効果的に向上させることができる。
なお、上記スイッチング回路が切換を行う上記所定の回転速度は、上記部分発電状態における発電電力値が上記要求発電電力値よりも大きくなる回転速度に対して若干の余裕をみた回転速度とすることができる。
In this case, the arrangement of a plurality of coils constituting the coil group capable of stopping power generation is appropriate, and the switching circuit can ensure the required generated power value required by the vehicle in the power generation in the AC generator for the vehicle. Can be switched to the partial power generation state to reduce the electric power cut (discarded to the ground potential) by the regulator circuit that controls the charging of the battery. Thereby, the friction which rotates a rotor can be aimed at more effectively, and the operating efficiency of the whole generator can be improved effectively.
The predetermined rotational speed at which the switching circuit performs switching may be a rotational speed with a slight margin with respect to the rotational speed at which the generated power value in the partial power generation state is greater than the required generated power value. it can.
また、上記車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接して周方向の一部に集まって配置された3個以上のポールから構成することができる(請求項4)。
また、上記車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接する2個のポールにおけるコイルと、該2個のポールに対して1個又は2個のポールを周方向に飛ばして配置したポールにおけるコイルとを含み、上記渡り線を介して上記右巻きコイル及び上記左巻きコイルが連続して繋がった部分と、上記右巻きコイル同士が連続して繋がった部分とを設けて構成することもできる(請求項5)。
さらに、上記車両用交流発電機は、単相の発電を行うものであり、上記ステータにおいては、上記発電休止可能コイル群を構成する複数のポールと、残りの上記連続コイル群を構成する複数のポールとを、交互に繰り返し配列することもできる(請求項6)。
これらの場合には、単相の発電を行う車両用交流発電機において、エンジンの高回転領域において、アウターロータが回転するときのフリクションを効果的に低減させることができる。
In addition, the vehicle alternator performs single-phase power generation, and the power suspension coil group includes three or more poles arranged adjacent to each other in the circumferential direction. (Claim 4).
The vehicle alternator performs single-phase power generation, and the coil group capable of stopping power generation includes coils in two adjacent poles and one or two of the two poles. Including a coil in a pole arranged by skipping two poles in the circumferential direction, a portion where the right-handed coil and the left-handed coil are continuously connected via the connecting wire, and the right-handed coil are continuous with each other. It is also possible to provide a portion connected together.
Further, the vehicle alternator performs single-phase power generation, and in the stator, a plurality of poles constituting the power generation stoppable coil group and a plurality of remaining continuous coil groups are configured. The poles can be alternately and repeatedly arranged (claim 6).
In these cases, in the vehicular AC generator that performs single-phase power generation, it is possible to effectively reduce the friction when the outer rotor rotates in the high rotation region of the engine.
また、上記車両用交流発電機は、3相の発電を行うものであり、上記ステータにおいては、上記ポールコア部に対してU相、V相、W相のコイルを巻回してなるU相、V相、W相のポールを、上記中心コア部の回りに同じ順序で繰り返し配列し、上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接して周方向の一部に集まって配置された複数のU相、V相、W相のポール群から構成することもできる(請求項7)。
また、上記車両用交流発電機は、3相の発電を行うものであり、上記ステータにおいては、上記ポールコア部に対してU相、V相、W相のコイルを巻回してなるU相、V相、W相のポールを、上記中心コア部の回りに同じ順序で繰り返し配列し、かつ、上記発電休止可能コイル群を構成する上記U相、V相、W相のポールと、残りの上記連続コイル群を構成する上記U相、V相、W相のポールとを、交互に繰り返し配列して構成することもできる(請求項8)。
これらの場合には、3相の発電を行う車両用交流発電機において、エンジンの高回転領域において、アウターロータが回転するときのフリクションを効果的に低減させることができる。
The vehicle alternator performs three-phase power generation. In the stator, a U-phase, a V-phase formed by winding a U-phase, V-phase, and W-phase coil around the pole core portion, V Phase, W-phase poles are repeatedly arranged in the same order around the central core portion, and the power generation-stoppable coil group is a plurality of U-phases arranged adjacent to each other in a circumferential direction, It can also be composed of a V-phase and W-phase pole group.
The vehicle alternator performs three-phase power generation. In the stator, a U-phase, a V-phase formed by winding a U-phase, V-phase, and W-phase coil around the pole core portion, V Phase and W phase poles are repeatedly arranged in the same order around the central core portion, and the U phase, V phase, and W phase poles that constitute the power generation haltable coil group, and the remaining continuous The U-phase, V-phase, and W-phase poles that constitute the coil group may be alternately and repeatedly arranged (claim 8).
In these cases, in the vehicular AC generator that performs three-phase power generation, it is possible to effectively reduce the friction when the outer rotor rotates in the high rotation region of the engine.
また、第2の発明において、上記スイッチング回路は、上記すべてのコイルを用いて発電を行う全発電状態と、上記発電休止可能コイル群における発電を休止して残りの上記連続コイル群を用いて発電を行う部分発電状態とに切換可能であり、上記アウターロータの回転速度領域の全域において、上記全発電状態における発電電力値は、車両から要求される要求発電電力値よりも大きくなっており、上記部分発電状態において発電を行う際の発電電力値は、上記アウターロータが所定の臨界回転速度未満である場合には、上記全発電状態において発電を行う際の発電電力値よりも小さくなっており、かつ、上記アウターロータが所定の臨界回転速度以上である場合には、上記全発電状態において発電を行う際の発電電力値よりも大きくなっており、上記スイッチング回路が切換を行う上記所定の回転速度は、上記臨界回転速度あるいはその近傍の回転速度とすることが好ましい(請求項11)。
この場合には、発電休止可能コイル群を構成する複数のコイルの配列が適切であり、スイッチング回路は、車両用交流発電機における発電において、上記臨界回転速度あるいはその近傍の回転速度以上である場合に、回転速度を減速させるときには、コイル全体の発電電力値を効果的に増加させることができる。
In the second aspect of the invention, the switching circuit may be configured to generate power using all of the coils in all the power generation states where power generation is performed using the coils and the remaining continuous coil group. The generated power value in the entire power generation state is greater than the required generated power value required from the vehicle over the entire rotational speed region of the outer rotor. The generated power value when generating power in the partial power generation state is smaller than the generated power value when generating power in the full power generation state when the outer rotor is less than a predetermined critical rotational speed, And when the said outer rotor is more than predetermined | prescribed critical rotational speed, it becomes larger than the electric power generation value at the time of generating electric power in the said all electric power generation state. Ri, the predetermined rotational speed which the switching circuit for switching, it is preferable that the above critical rotational speed or the rotational speed of the vicinity thereof (claim 11).
In this case, the arrangement of the plurality of coils constituting the coil group capable of stopping power generation is appropriate, and the switching circuit is equal to or higher than the critical rotational speed or the rotational speed in the vicinity thereof in power generation in the AC generator for a vehicle. In addition, when the rotational speed is reduced, the generated power value of the entire coil can be effectively increased.
また、上記発電休止可能コイル群は、上記渡り線を介して上記左巻きコイルの全体が繋がった、もしくは上記渡り線を介して一部の左巻きコイルを除く残りの左巻きコイルの全体が連続して繋がって形成されており、残りの上記連続コイル群は、上記渡り線を介して上記右巻きコイルの全体が繋がった、もしくは上記渡り線を介して上記右巻きコイルの全体と一部の上記左巻きコイルとが連続して繋がって形成されていることが好ましい(請求項12)。
この場合には、エンジンの高回転領域において、回転速度を減速する際に、コイル全体の発電電力値を効果的に増加させることができる。
The coil group capable of stopping power generation is connected to the whole of the left-handed coil through the connecting wire, or to the whole of the remaining left-handed coil except for some left-handed coils through the connecting wire. The remaining continuous coil group is formed by connecting the whole of the right-handed coil through the crossover wire, or the whole of the right-handed coil and a part of the left-handed coil through the crossover wire. And are preferably connected continuously (claim 12).
In this case, the generated power value of the entire coil can be effectively increased when the rotational speed is reduced in the high engine speed region.
以下に、本発明の車両用交流発電機にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
(実施例1)
本例の車両用交流発電機1(以下、単に交流発電機1という。)は、図2に示すごとく、N極の磁界形成部22NとS極の磁界形成部22Sとを周方向Cに交互に複数配列してなるアウターロータ2と、アウターロータ2の内周側に配置し、ポールコア部32に対してコイル4の巻回を行ったポール30を中心コア部31の回りに複数配列してなるステータ3とを有し、各ポール30に対して、N極の磁界形成部22NとS極の磁界形成部22Sとが交互に対向配置されることによって、単相の交流発電を行うよう構成してある。
図1に示すごとく、ステータ3におけるコイル4の全体は、ポールコア部32に対して鎖交する状態で右巻き方向Rに巻回した右巻きコイル4Aと、ポールコア部32に対して鎖交する状態で左巻き方向Lに巻回した左巻きコイル4Bとを交互に繰り返し配列してなる。
Hereinafter, embodiments of a vehicle AC generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 1, the
そして、図3に示すごとく、交流発電機1は、アウターロータ2の回転速度が所定の回転速度N1未満である場合には、すべてのコイル4を用いて発電を行い、一方、アウターロータ2の回転速度が所定の回転速度N1以上である場合には、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4を含むコイル群5Bにおける発電を休止し、残りのコイル群5Aを用いて発電を行うよう構成したスイッチング回路6を備えている。
And as shown in FIG. 3, when the rotational speed of the
以下に、本例の交流発電機1につき、図1〜図10を参照して詳説する。
本例の交流発電機1は、二輪自動車に用いる単相磁石式交流発電機であり、エンジンの回転を受けて発電を行い、発電を行った電力をバッテリー73の充電、ランプ類74の点灯等を行うために用いる。
図4に示すごとく、アウターロータ2は、エンジンのクランクシャフト11に連結されており、エンジンの回転を受けて回転するよう構成されている。アウターロータ2は、円筒状ヨーク21の内周側に、N極の磁界形成部22Nを構成する永久磁石及びS極の磁界形成部22Sを構成する永久磁石を交互に配置して構成されている。また、ステータ3は、エンジン等に取り付けるハウジング10に固定されている。中心コア部31及び複数のポールコア部32は、軟磁性の鉄材料等を用いて形成してある。また、各ポール30の外周には、絶縁性樹脂からなるボビンが設けてあり、各コイル4は、ボビンの回りに巻回される。また、コイル4を構成するマグネットワイヤは、絶縁被膜を設けた銅線等の導体からなる。同図において、交流発電機1の軸方向をLで示す。
Below, it demonstrates in full detail with reference to FIGS. 1-10 about the alternating
The
As shown in FIG. 4, the
図1に示すごとく、本例のコイル4の全体は、マグネットワイヤの巻回によって渡り線41を介してコイル4同士が連続して繋がった連続コイル群5の複数個(本例では2個)を結線してなる。図1、図2等においては、わかり易くするため、コイル4を巻回した状態を省略して示し、渡り線41を模式的なラインで示す。
連続コイル群5は、1本のマグネットワイヤによって複数個のコイル4を連続して形成したものである。渡り線41は、各ポール30間においてコイル4同士を繋ぐ部分であり、中心コア部31及びポールコア部32の軸方向におけるいずれかの端面において、各ポール30間を渡っている。連続コイル群5同士は、中心コア部31等に設けた接続金具等を介して互いに接続されている(図示略)。
As shown in FIG. 1, the
The continuous coil group 5 is formed by continuously forming a plurality of
本例のコイル4の全体は、2個の連続コイル群5によって構成されており、一方の連続コイル群5によって発電休止可能コイル群5Bを形成している。
図1においては、一部のコイル4における発電を休止した部分発電状態W2において、発電を行うコイル4(ポール30)を、ハッチングした丸印によって示す。
本例の発電休止可能コイル群5Bは、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4と、この2個のポール30に対して1個又は2個のポール30を周方向Cに飛ばして配置したポール30におけるコイル4とを含み、渡り線41を介して右巻きコイル4A及び左巻きコイル4Bが連続して繋がった部分と、右巻きコイル4A同士が連続して繋がった部分とを有している。また、他の連続コイル群5Aは、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4と、この2個のポール30に対して1個又は2個のポール30を周方向Cに飛ばして配置したポール30におけるコイル4とを含み、渡り線41を介して右巻きコイル4A及び左巻きコイル4Bが連続して繋がった部分と、左巻きコイル4B同士が連続して繋がった部分とを有している。
ここで、右巻きコイル4Aと左巻きコイル4Bとは、巻き方向が互いに逆方向になることを示し、いずれを時計回り又は反時計回りに巻回してもよい。図1においては、右巻きコイル4Aにおける右巻き方向をRで示し、左巻きコイル4Bにおける左巻き方向をLで示す。
The
In FIG. 1, in the partial power generation state W2 in which the power generation in some of the
In the
Here, the right-
図5は、交流発電機1及びスイッチング回路6と、発電を行った電力の充電、放電等の制御を行うレギュレータ回路7との電気的構成を説明する図である。
スイッチング回路6は、交流発電機1における発電状態を、発電休止可能コイル群5Bにおける発電を休止して他の連続コイル群5Aを用いて発電を行う部分発電状態W2と、2個の連続コイル群5(すべてのコイル4)を用いて発電を行う全発電状態W1とに切換可能である。
本例のステータ3においては、2個の連続コイル群5を直列接続して、単相のコイル4が形成されており、2個の連続コイル群5は、グラウンド電位側に設けて常に発電を行うよう構成した第1の連続コイル群5Aと、バッテリー73のプラス側に設けて発電の休止を可能にした第2の連続コイル群5B(発電休止可能コイル群5B)とからなる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the electrical configuration of the
The
In the
より具体的には、図1、図5に示すごとく、本例のステータ3は16極(16個)のポール30を有する。そして、他の連続コイル群(第1の連続コイル群)5Aは、1本のマグネットワイヤによって、グラウンド電位に接続する引出部42Aから、各渡り線41を介して、3つの右巻きコイル4A、互いに隣接する右巻きコイル4A及び左巻きコイル4B、1個の右巻きコイル4A、及び互いに隣接する右巻きコイル4A及び左巻きコイル4Bに順次連続して繋がり、第1の連続コイル群5Aと第2の連続コイル群5Bとの中間接続部43に引き出されている。また、発電休止可能コイル群5Bである第2の連続コイル群5Bは、1本のマグネットワイヤによって、中間接続部43から、各渡り線41を介して、互いに隣接する右巻きコイル4A及び左巻きコイル4B、3つの左巻きコイル4B、互いに隣接する右巻きコイル4A及び左巻きコイル4B、及び1個の左巻きコイル4Bに順次連続して繋がり、バッテリー73のプラス側に繋がる引出部42Bへ引き出されている。
More specifically, as shown in FIGS. 1 and 5, the
本例においては、交流発電機1、スイッチング回路6及びレギュレータ回路7を用いて、バッテリー73の充電及びランプ74等の点灯を行う発電システムが構成されている。
図5に示すごとく、レギュレータ回路7は、交流発電機1によって発電した電力をバッテリー73へ充電する制御を行うバッテリー充電回路71と、交流発電機1によって発電した電力によってランプ74等を点灯させるランプ点灯回路72とを有している。
In this example, the
As shown in FIG. 5, the
バッテリー充電回路71は、交流発電機1におけるコイル4とバッテリー73との間に接続したスイッチング素子711を有しており、スイッチング素子711がオンしたときにバッテリー73の電圧のレギュレータ制御をするよう構成されている。また、ランプ点灯回路72は、交流発電機1におけるコイル4とランプ74との間に接続したスイッチング素子721を有しており、スイッチング素子721がオンしたときにランプ74の点灯のレギュレータ制御をするよう構成されている。なお、ランプ74としては、ライト、スピードメータ等のランプ類がある。また、バッテリー73には、種々の補機、計器類等の負荷75が接続されている。
本例の交流発電機1によって発電した単相交流電圧は、単相の正弦波電圧のうち、プラス側の電圧をバッテリー充電に用い、マイナス側の電圧をランプ点灯に用いる。
The
The single-phase AC voltage generated by the
また、スイッチング回路6は、第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bに、それぞれ対応して設けたサイリスタ等のスイッチング素子61A、61Bを有しており、これらのスイッチング素子61A、61Bのスイッチング制御を行うよう構成されている。スイッチング回路6は、サイリスタ等のスイッチング素子61A、61Bのスイッチング制御を行って、第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bをバッテリー73に導通させる全発電状態W1と、第1の連続コイル群5Aのみをバッテリー73に導通させる部分発電状態W2とに切換可能である。
The
第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bは、それぞれサイリスタ等のスイッチング素子61A、61Bを介してバッテリー73のプラス側及び負荷75に繋がっている。スイッチング回路6は、高電圧側のスイッチング素子61Aをオンにすると共に低電圧側のスイッチング素子61Bをオフにして全発電状態W1を形成し、高電圧側のスイッチング素子61Aをオフにすると共に低電圧側のスイッチング素子61Bをオンにして部分発電状態W2を形成する。
スイッチング回路6は、ECU(エンジン制御ユニット)8からの信号を受けて動作するよう構成されている。
The first
The
図3は、横軸にアウターロータ2の回転速度をとり、縦軸にステータ3からの出力電流をとって、交流発電機1における発電出力の状態を概略的に示すグラフである。
同図は、アウターロータ2の回転速度領域の全域において、全発電状態W1を形成した場合の出力電流I1と、部分発電状態W2を形成した場合の出力電流I2とを示す。また、車両から交流発電機1に要求される要求発電電流Irも示す。また、交流発電機1のレギュレータ回路7においては、カーボン抵抗等によって電圧を一定にしてバッテリー73への充電を行う。
FIG. 3 is a graph schematically showing the state of the power generation output in the
This figure shows the output current I1 when the full power generation state W1 is formed and the output current I2 when the partial power generation state W2 is formed in the entire rotation speed region of the
同図に示すごとく、本例の交流発電機1においては、アウターロータ2の回転速度領域の全域において、全発電状態W1において発電を行う際の発電電流I1は、車両から要求される要求発電電流Irよりも大きくなっている。また、アウターロータ2の回転速度領域の全域において、部分発電状態W2において発電を行う際の発電電流I2は、全発電状態W1において発電を行う際の発電電流I1よりも小さくなっている。そして、スイッチング回路6が、全発電状態W1と部分発電状態W2との切換を行う所定の回転速度N1は、部分発電状態W2における発電電流I2が要求発電電流Irよりも大きくなる回転速度に若干の余裕をみた回転速度としている。
これにより、エンジンの低回転領域においては、全発電状態W1によって必要とされる要求発電電流Irを維持し、一方、エンジンの高回転領域においては、部分発電状態W2によって、要求発電電流Irに比べて過剰な発電電流の出力を制限することができる。
なお、図1には、部分発電状態W2における発電電流I2の流れを示し、図2には、全発電状態W1における発電電流I1の流れを示す。
As shown in the figure, in the
As a result, the required power generation current Ir required by the total power generation state W1 is maintained in the low engine speed range of the engine, whereas, compared with the required power generation current Ir in the partial power generation state W2 in the engine high speed range. Therefore, it is possible to limit the output of excessive generated current.
1 shows the flow of the generated current I2 in the partial power generation state W2, and FIG. 2 shows the flow of the generated current I1 in the full power generation state W1.
本例のステータ3における発電休止可能コイル群5B(第2の連続コイル群5B)は、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4を含んでいれば種々の配置とすることができる。以下に、発電休止可能コイル群5Bの他のいくつかの構成例を示す。
例えば、図6に示すごとく、ステータ3において16極(16個)のポール30を配置する場合において、他の連続コイル群5Aである第1の連続コイル群5Aは、互いに隣接する3つのポール30におけるコイル4の2箇所と、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4の1箇所と、1個のポール30におけるコイル4の1箇所とを、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。この場合、発電休止可能コイル群5Bである第2の連続コイル群5Bは、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4の3箇所と、1個のポール30におけるコイル4の1箇所とを、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。
The power generation suspension
For example, as shown in FIG. 6, when 16 poles (16 pieces) of
また、図7、図8に示すごとく、ステータ3において20極(20個)のポール30を配置する場合において、他の連続コイル群5Aである第1の連続コイル群5Aは、互いに隣接する13個(又は12個)のポール30におけるコイル4を、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。この場合、発電休止可能コイル群5Bである第2の連続コイル群5Bは、互いに隣接する7個(又は8個)のポール30におけるコイル4を、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。
なお、ポールコア部32は、コイル4を巻回した状態で、中心コア部31に対する軸方向から嵌合することができる。このとき、第1の連続コイル群5Aにおける渡り線41を中心コア部31及びポールコア部32における軸方向一方の端面側に配置し、第2の連続コイル群5Bにおける渡り線41を中心コア部31及びポールコア部32における軸方向他方の端面側に配置することができる。
7 and 8, when 20 poles (20 pieces) of
The
また、図9に示すごとく、ステータ3において20極(20個)のポール30を配置する場合において、他の連続コイル群5Aである第1の連続コイル群5Aは、互いに隣接する3個のポール30におけるコイル4の4箇所を、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。この場合、発電休止可能コイル群5Bである第2の連続コイル群5Bは、互いに隣接する2個のポール30におけるコイル4の4箇所を、1本のマグネットワイヤによって構成することができる。また、この場合、ステータ3においては、第1の連続コイル群5Aを構成する3個のポール30と、第2の連続コイル群5Bを構成する2個のポール30とが、4回交互に繰り返して配置されている。
Further, as shown in FIG. 9, when 20 poles (20 pieces) of
本例の交流発電機1は、アウターロータ2の回転速度が所定の回転速度N1以上である場合に、特定のコイル群5において発電を休止することにより、発電機全体の運転効率を向上させる工夫を行っている。
具体的には、交流発電機1は、すべてのコイル4を用いて発電を行う状態と、いずれかのコイル群5を用いて発電を行う状態とに切換可能なスイッチング回路6を備えている。
そして、本例の交流発電機1を運転する際には、アウターロータ2の回転速度が所定の回転速度N1未満である場合には(エンジンの低回転領域においては)、すべてのコイル4を用いて発電を行う。これにより、低回転領域における発電電力値を適切に確保することができる。
The
Specifically, the
When operating the
一方、アウターロータ2の回転速度が所定の回転速度N1以上である場合には(エンジンの高回転領域においては)、互いに隣接する2つ以上のポール30におけるコイル4を含む発電休止可能コイル群(第2の連続コイル群)5Bにおける発電を休止し、第1の連続コイル群5Aを用いて発電を行う。このとき、発電休止可能コイル群5Bには、互いに隣接する2つ以上のポール30におけるコイル4が含まれていることより、高回転領域における発電電力値を意図的に低下させることができる。すなわち、互いに隣接する2つ以上のポール30におけるコイル4に対して電流が流れない状態を形成することにより、この2つ以上のポール30においては発電に寄与しない磁路を形成する。これにより、発電に寄与する磁束を低減し、高回転領域において、車両から要求される以上の過剰な発電を行うことを抑制することができ、アウターロータ2が回転するときのフリクション(回転抵抗等)を低減させることができる。
それ故、本例の交流発電機1によれば、エンジンの高回転領域において、車両からの要求に応じ、発電機全体の運転効率を高く維持することができる。
On the other hand, when the rotational speed of the
Therefore, according to the
また、発電休止可能コイル群5Bは、1個とする以外にも、複数形成することもできる。例えば、図10に示すごとく、発電休止可能コイル群5Bを2個形成し、アウターロータ2の回転速度が第1の所定の回転速度以上になったとき、1個の発電休止可能コイル群5B(2)における発電を休止させ、アウターロータ2の回転速度が第1の所定の回転速度よりも高い第2の所定の回転速度以上になったとき、2個の発電休止可能コイル群5B(1)、5B(2)における発電を休止させることができる。一般に、アウターロータ2の回転速度が高いほど発電電力値が上昇する傾向にあり、この場合には、発電電力値が過剰になる度合いに対応して、発電電力値を低く抑えることができる。スイッチング回路6及びレギュレータ回路7の構成は、図5と同様である。
Further, the number of
(実施例2)
本例は、上記実施例1に示した単相の交流発電機に採用した構造を3相の車両用交流発電機に採用した例である。
本例の3相の交流発電機1のステータ3においては、図11に示すごとく、ポールコア部32に対してU相、V相、W相のコイル4を巻回してなるU相、V相、W相のポール30が、中心コア部31の回りに同じ順序で繰り返し配列されている。
(Example 2)
This example is an example in which the structure adopted in the single-phase AC generator shown in the first embodiment is adopted in a three-phase vehicle AC generator.
In the
本例のステータ3は、18極(18個)のポール30を有するものであり、U相、V相、W相のポール30が同じ順序で6回繰り返して配列されている。本例の第1の連続コイル群5Aは、互いに隣接して周方向Cの一部に集まって配置された3組のU相、V相、W相のポール30からなり、本例の発電休止可能コイル群(第2の連続コイル群)5Bは、互いに隣接して周方向Cの残部に集まって配置された3組のU相、V相、W相のポール30からなる。
第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bは、それぞれU相、V相、W相の3相分が形成されており、各相の第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bは、直列接続されている。
The
Each of the first
また、3相の交流発電機1におけるステータ3は、図12〜図14に示すごとく、発電休止可能コイル群(第2の連続コイル群)5Bを構成するU相、V相、W相のポール30と、残りの第1の連続コイル群5Aを構成するU相、V相、W相のポール30とを、交互に繰り返し配列して構成することもできる。図12は、U相の第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bの形成状態を示し、図13は、V相の第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bの形成状態を示し、図14は、W相の第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5Bの形成状態を示す。
なお、図11〜図14においては、U相の右巻きコイル4Aにおける右巻き方向をUR、U相の左巻きコイル4Bにおける左巻き方向をUL、V相の右巻きコイル4Aにおける右巻き方向をVR、V相の左巻きコイル4Bにおける右巻き方向をVL、W相の右巻きコイル4Aにおける右巻き方向をWR、W相の左巻きコイル4Bにおける左巻き方向をWLで示す。
Further, as shown in FIGS. 12 to 14, the
11 to 14, the right-handed direction in the U-phase right-
本例においては、3相の交流発電機1において、エンジンの高回転領域において、アウターロータ2が回転するときのフリクションを効果的に低減させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
In this example, in the three-
Also in this example, other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
(実施例3)
本例は、単相の交流発電機において、上記発電休止可能コイル群5Bを構成するコイル4の配列が上記実施例1とは異なり、エンジンの高回転領域において、発電電力値を向上させる例である。
本例の交流発電機1も、すべてのコイル4を用いて発電を行う状態と、一部のコイル4を用いて発電を行う状態とに切換可能なスイッチング回路6を備えている。このスイッチング回路6は、図15、図16に示すごとく、アウターロータ2の回転速度が所定の回転速度N2以上である場合にこの回転速度が減速するときには、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4の発電を休止しない状態で複数個のポール30における発電休止可能コイル群5Bの発電を休止すると共に残りの連続コイル群5Aを用いて発電を行い、一方、アウターロータ2の回転速度が所定の回転速度N2未満である場合にこの回転速度が減速するとき、並びに回転速度の全域においてこの回転速度が加速するときもしくは一定速度であるときには、すべてのコイル4を用いて発電を行うよう構成されている。
(Example 3)
This example is an example in which, in a single-phase AC generator, the arrangement of the
The
図15に示すごとく、本例のコイル4の全体も、マグネットワイヤの巻回によって渡り線41を介してコイル4同士が連続して繋がった連続コイル群5の2個を結線してなる。本例の2個の連続コイル群5は、直列接続されており、グラウンド電位側に設けて常に発電を行うよう構成した第1の連続コイル群5Aと、バッテリー73のプラス側に設けて発電の休止を可能にした第2の連続コイル群5B(発電休止可能コイル群5B)とからなる(図5参照)。
本例のスイッチング回路6は、すべてのコイル4を用いて発電を行う全発電状態W1と、発電休止可能コイル群5B(第2の連続コイル群5B)における発電を休止して残りの第1の連続コイル群5Aを用いて発電を行う部分発電状態W2とに切換可能である。
As shown in FIG. 15, the
The
図15は、横軸にアウターロータ2の回転速度をとり、縦軸にステータ3からの出力電流をとって、交流発電機1における発電出力の状態を概略的に示すグラフである。
同図は、アウターロータ2の回転速度領域の全域において、全発電状態W1を形成した場合の出力電流I1と、部分発電状態W2を形成した場合の出力電流I2とを示す。また、車両から交流発電機1に要求される要求発電電流Irも示す。交流発電機1のレギュレータ回路7においては、カーボン抵抗等によって電圧を一定にしてバッテリー73への充電を行う。
FIG. 15 is a graph schematically showing the state of power generation output in the
This figure shows the output current I1 when the full power generation state W1 is formed and the output current I2 when the partial power generation state W2 is formed in the entire rotation speed region of the
同図に示すごとく、本例の交流発電機1においては、部分発電状態W2において発電を行う際の発電電流I2は、アウターロータ2が所定の臨界回転速度N2未満である場合には、全発電状態W1において発電を行う際の発電電流I1よりも小さくなっており、かつ、アウターロータ2が所定の臨界回転速度N2以上である場合には、全発電状態W1において発電を行う際の発電電流I1よりも大きくなっている。そして、スイッチング回路6が切換を行う所定の回転速度N2は、臨界回転速度N2あるいはその近傍の回転速度としている。
これにより、エンジンの低回転領域においては、全発電状態W1によって必要とされる要求発電電流I1を維持し、一方、エンジンの高回転領域においては、部分発電状態W2によって、発電電流I2をより高くすることができる。
As shown in the figure, in the
Thus, the required power generation current I1 required by the total power generation state W1 is maintained in the low engine speed region, while the power generation current I2 is increased by the partial power generation state W2 in the high engine speed region. can do.
図16に示すごとく、本例のステータ3においては、1本のマグネットワイヤによって、渡り線41を介してすべての右巻きコイル4Aを連続して形成して、第1の連続コイル群5Aを形成し、1本のマグネットワイヤによって、渡り線41を介してすべての左巻きコイル4Bを連続して形成して、第2の連続コイル群5B(発電休止可能コイル群5B)を形成している。そして、ステータ3においては、常に発電を行うポール30と、発電の休止が可能なポール30とが、1個おきに交互に配列されている。また、同図は、ステータ3において16極(16個)のポール30を形成した場合を示す。
As shown in FIG. 16, in the
本例のステータ3における発電休止可能コイル群(第2の連続コイル群)5Bは、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4の発電を休止しない状態で複数個のポール30におけるコイル4の発電を休止する状態が形成できれば、種々の配置とすることができる。以下に、発電休止可能コイル群5Bの他のいくつかの構成例を示す。
例えば、図17に示すごとく、ステータ3において16極(16個)のポール30を配置する場合には、1本のマグネットワイヤによって、渡り線41を介してすべて(8個)の右巻きコイル4A及び2個の左巻きコイル4Bを連続して形成して、第1の連続コイル群5Aを形成し、1本のマグネットワイヤによって、渡り線41を介して残り(6個)の左巻きコイル4Bを連続して形成して、第2の連続コイル群5B(発電休止可能コイル群5B)を形成することもできる。
The coil group (second continuous coil group) 5B capable of stopping power generation in the
For example, as shown in FIG. 17, when 16 poles (16 pieces) of
また、例えば、図18に示すごとく、ステータ3において20極(20個)のポール30を配置する場合には、1本のマグネットワイヤによって、渡り線41を介してすべて(10個)の左巻きコイル4B及び2個の右巻きコイル4Aを連続して形成して、第1の連続コイル群5Aを形成し、1本のマグネットワイヤによって、渡り線41を介して残り(8個)の右巻きコイル4Aを連続して形成して、第2の連続コイル群5B(発電休止可能コイル群5B)を形成することもできる。
For example, as shown in FIG. 18, when 20 poles (20 pieces) of
本例の車両用交流発電機1は、アウターロータ2の回転速度が所定の臨界回転速度N2以上でかつ回転速度が減速するときに、特定のコイル群5Bにおいて発電を休止することにより、発電機全体の運転効率を向上させる工夫を行っている。
そして、本例の車両用交流発電機1を運転する際には、アウターロータ2の回転速度が臨界回転速度N2以上である場合に(エンジンの高回転領域において)この回転速度が減速するときには、発電休止可能コイル群5Bにおける発電を休止すると共に第1の連続コイル群5Aを用いて発電を行う。このとき、発電休止可能コイル群5Bは、両隣に発電を行うポール30が位置する状態で、複数箇所において1個ずつ配置されたポール30におけるコイル4としている(つまり、発電休止可能コイル群5Bは、すべての左巻きコイル4Bもしくは多くの左巻きコイル4B、あるいはすべての右巻きコイル4Aもしくは多くの右巻きコイル4Aとしている。)。
The
When the
これにより、回転速度の増加に伴ってコイル4の全体におけるインピーダンスが増加することを抑制することができる。また、エンジンの高回転領域において、出力電流が流れるコイル4が配置されたポール30と出力電流が流れないコイル4が配置されたポール30とが隣接し、すべてのポール30において発電に寄与する磁路を形成することができる。そのため、コイル4全体の発電電力値を増加させることができる。
なお、このとき、アウターロータ2を回転させるときのフリクション(回転抵抗等)は増加するが、エンジンの回転を減速するときであるため、フリクションの増加はエンジンの回転を減速させるのに有利な方向に作用する。
Thereby, it can suppress that the impedance in the
At this time, the friction (rotational resistance, etc.) when rotating the
一方、アウターロータ2の回転速度が所定の回転速度N2未満である場合に(エンジンの低回転領域において)この回転速度が減速するとき、並びに回転速度の全域においてこの回転速度が加速するときもしくは一定速度であるときには、すべてのコイル4(第1の連続コイル群5A及び第2の連続コイル群5B)を用いて発電を行う。これにより、上記特定の状態(上記所定の回転速度N2以上である場合に減速する)以外において、発電電力値を適切に確保することができる。
また、本例においては、車両の減速時における発電量を増加できることによって、車両の加速時及び低速時における発電量を少なくすることもできる。これによっても、発電損失の低減を図ることができる。
On the other hand, when the rotational speed of the
Further, in this example, since the power generation amount at the time of deceleration of the vehicle can be increased, the power generation amount at the time of acceleration and low speed of the vehicle can also be reduced. This also makes it possible to reduce power generation loss.
それ故、本例の車両用交流発電機1によっても、エンジンの高回転領域において、車両からの要求に応じ、発電機全体の運転効率を高く維持することができる。
本例においても、スイッチング回路6及びレギュレータ回路7の構成は、上記実施例1の図5に示した構成と同じである。また、その他の構成についても、上記実施例1と同様であり、上記実施例1と同様の作用効果を得ることができる。
Therefore, even with the
Also in this example, the configurations of the
また、図示は省略するが、本例のポール30の配列構造は、3相の交流発電機1に対しても採用することができる。例えば、U相、V相、W相のポール30が同じ順序で6回繰り返し形成された18個のポール30を有するステータ3の場合、1組目のU相のポール30、2組目のV相のポール30、3組目のW相のポール30、4組目のU相のポール30、5組目のV相のポール30、6組目のW相のポール30を、発電休止可能コイル群5Bとすることができる。
また、本例においても、特に単相の交流発電機1において、発電休止可能コイル群5Bを複数形成し、レギュレータ回路6は、回転速度の増加に伴って、発電休止可能コイル群5Bを増加させることができる。
Although not shown, the arrangement structure of the
In this example as well, particularly in the single-
(確認試験)
本確認試験においては、上記実施例1及び上記実施例3に示した交流発電機1において、全発電状態W1を形成する場合と、部分発電状態W2を形成する場合とについて、アウターロータ2の回転速度の全域における発電電流(発電電力)の変化、及びフリクションの変化を測定した。
図19は、横軸にアウターロータ2の回転速度(rpm)をとり、縦軸にステータ3からの出力電流(A)をとって、交流発電機1における発電出力の変化を示すグラフである。また、図20は、横軸にアウターロータ2の回転速度(rpm)をとり、縦軸にアウターロータ2に生じるフリクション(回転抵抗)(W)をとって、交流発電機1におけるフリクションの変化を示すグラフである。
(Confirmation test)
In the confirmation test, in the
FIG. 19 is a graph showing changes in the power generation output of the
また、各交流発電機1においては、ステータ3からの出力電圧は、14(V)で一定としている。
図19、図20においては、20ポールのすべてを用いた全発電状態W1(実施例1の図7等参考)をパターン1(全発電)、発電しないポール30が7個隣接した13ポールによる部分発電状態W2(実施例1の図7)をパターン2(部分発電1)、発電しないポール30が8個隣接した12ポールによる部分発電状態W2(実施例1の図8)をパターン3(部分発電1)、発電しないポール30が2個、発電するポール30が3個交互に並ぶ部分発電状態W2(実施例1の図9)をパターン4(部分発電1)、発電しないポール30が2個以上隣接しない状態で発電しないポール30を形成した状態(実施例3の図18)をパターン5(部分発電2)としている。
また、図19、図20において、アウターロータ2の回転速度が増加すれば、出力電流、フリクションのいずれもが増加することがわかる。そして、回転速度が増加すれば出力電流を増加できる一方で、フリクションも増加してしまうことがわかる。
In each
19 and 20, the entire power generation state W1 using all 20 poles (refer to FIG. 7 etc. of the first embodiment) is pattern 1 (all power generation), and a portion by 13 poles adjacent to 7
19 and 20, it can be seen that both the output current and the friction increase as the rotational speed of the
図19において、全発電状態W1(パターン1)においては、出力電流I1が全回転速度の領域で、車両からの要求発電電流Irよりも大きくなるよう設定されている。一方、実施例1に示した部分発電状態W2(パターン2〜4)においては、回転速度が約2000(rpm)以上の範囲で、出力電流I2が要求発電電流Irよりも大きくなることがわかる。そして、車両からの要求により、出力電流が要求発電電流Irよりも高い部分がレギュレータ回路7によってカットされる場合には、出力電流が要求発電電流Irよりも高くなり過ぎない方が損失が少なくなり、フリクションの増加を抑制することができる。
従って、上記実施例1に示した20ポールのステータ3を備えた交流発電機1においては、2000(rpm)よりも若干高い回転速度以上の範囲において、全発電状態W1から部分発電状態W2に切り換えることによって、フリクションの増加を抑制して、発電機全体の運転効率を高くできることがわかる。
In FIG. 19, in the total power generation state W1 (pattern 1), the output current I1 is set to be larger than the required power generation current Ir from the vehicle in the region of the total rotational speed. On the other hand, in the partial power generation state W2 (
Therefore, in the
また、実施例3に示した部分発電状態W2(パターン5)の場合の出力電流I2は、回転速度が約3400(rpm)以上の範囲で、全発電状態W1(パターン1)の場合の出力電流I1に比べて大きくなることがわかる。そして、車両からの要求により、バッテリー73への充電速度を向上させるために、出力電流を要求発電電流Irよりも高く得た方がよい場合には、出力電流を高くした方がよいことになる。
従って、上記実施例3に示した20ポールのステータ3を備えた交流発電機1においては、車両の減速時であって、約3400(rpm)よりも高い回転速度領域においては、全発電状態W1から部分発電状態W2に切り換えることによって、コイル4の全体の発電電力値を増加させることができ、発電機全体の運転効率を高くできることがわかる。なお、この場合には、フリクションの増加は、エンジンの回転を減速させるのに有利な方向に作用するため問題とならない。
Further, the output current I2 in the case of the partial power generation state W2 (pattern 5) shown in the third embodiment is an output current in the case of the total power generation state W1 (pattern 1) in the range where the rotational speed is about 3400 (rpm) or more. It can be seen that it is larger than I1. If it is better to obtain the output current higher than the required power generation current Ir in order to improve the charging speed of the
Therefore, in the
(発明の効果の説明)
以下に、上記実施例1、2に示した単相の交流発電機(発明品)についての優れた効果を、比較品による場合と比較しながら、8個のポール30を有するステータ3を例にして説明する。
発明品と比較品においては、部分発電を行う際に、いずれも同じ数のポール30について発電を休止させる。そして、本効果の説明においては、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4を含むコイル群4Bにおける発電を休止して残りのコイル群4Aを用いて発電を行う場合(発明品)に、発電量を効果的に減少させることができる理由を、具体的な数値を用いて説明する。
図21は、発明品について、8個のポール30のうち互いに隣接する4個のポール30における発電を中止し、残りの4個のポール30によって発電を行ったときに、いずれかのポール30からこれに隣接するポール30へ磁束が通過する際の磁束量の変化を数値によって示す図である。ここで、発電を行うポール30をハッチングした丸印によって示す。また、ポール30において発電が行われる際には、磁束量の1/5が発電(電流)に変換されて使用されると仮定する。
(Explanation of the effect of the invention)
In the following, the
In the invention and the comparative product, when partial power generation is performed, power generation is stopped for the same number of
FIG. 21 shows that when power generation is stopped at four
同図において、いずれかのポール30に入る磁束量を100としたとき、このいずれかのポール30において20の磁束量が発電(電流)に変換されて使用されると、80の磁束量がいずれかのポール30から出ることになる。そして、この80の磁束量がいずれかのポール30に隣接するポール30に入り、16の磁束量が発電(電流)に変換されて使用されると、64の磁束量が隣接するポール30から出ることになる。このとき、もう1組のいずれかのポール30とこれに隣接するポール30においても、同様の磁束量が発電に使用され、ステータ3の全体において発電に使用される磁束量は、20×2+16×2=72となる。つまり、72の磁束量分の発電が行われることになる。
In the figure, when the amount of magnetic flux entering any one of the
また、図22は、図21の発明品について、アウターロータ2の回転により、ポール30を通過する磁束の状態が変わったときの磁束量の変化を数値によって示す図である。この場合、3個のポール30においては、20の磁束量が発電に変換されて使用され、1個のポール30においては、16の磁束量が発電に変換されて使用される。そして、ステータ3の全体において発電に使用される磁束量は、20×3+16×1=76となる。つまり、76の磁束量分の発電が行われることになる。
Moreover, FIG. 22 is a figure which shows the change of the amount of magnetic flux by the numerical value when the state of the magnetic flux which passes the
これに対し、図23は、比較品について、8個のポール30のうち1個おきに合計4個のポール30における発電を中止し、残りの4個のポール30によって発電を行ったときに、いずれかのポール30からこれに隣接するポール30へ磁束が通過する際の磁束量の変化を数値によって示す図である。ここで、発電を行うポール30をハッチングした丸印によって示す。また、ポール30において発電が行われる際には、磁束量の1/5が発電(電流)に変換されて使用されると仮定する。
On the other hand, FIG. 23 shows that, for the comparative product, when power generation is stopped at a total of four
同図において、いずれかのポール30に入る磁束量を100としたとき、このいずれかのポール30において20の磁束量が発電(電流)に変換されて使用されると、80の磁束量がいずれかのポール30から出ることになる。そして、この80の磁束量がいずれかのポール30に隣接するポール30に入り、80の磁束量が発電に使用されずにそのまま隣接するポール30から出ることになる。また、他の3組のいずれかのポール30とこれに隣接するポール30においても、同様の磁束量が発電に使用され、ステータ3の全体において発電に使用される磁束量は、20×4=80となる。つまり、80の磁束量分の発電が行われることになる。
また、アウターロータ2の回転により、図22の場合と同様にポール30を通過する磁束の状態が変わったときでも、ステータ3の全体において発電に使用される磁束量は、20×4=80となる。
In the figure, when the amount of magnetic flux entering any one of the
Further, even when the state of the magnetic flux passing through the
このように、発明品においては、部分発電を行う際に、(72+76)/2=74の磁束量分の発電が行われるのに対し、比較品においては、80の磁束量分の発電が行われることになり、発明品による発電量を比較品に比べて低くすることができる。
従って、上記実施例1、2に示した単相の交流発電機について、互いに隣接する2個以上のポール30におけるコイル4を含むコイル群4Bにおける発電を休止して残りのコイル群4Aを用いて発電を行う場合には、発電に寄与する磁束を低減し、高回転領域において、車両から要求される以上の過剰な発電を行うことを抑制することができ、アウターロータ2が回転するときのフリクション(回転抵抗等)を低減できることがわかる。
Thus, in the invention, when partial power generation is performed, power generation is performed for the amount of magnetic flux of (72 + 76) / 2 = 74, whereas in the comparative product, power generation is performed for the amount of magnetic flux of 80. Therefore, the amount of power generated by the invention can be reduced compared to the comparative product.
Therefore, in the single-phase AC generators shown in the first and second embodiments, the power generation in the
また、回転速度が高くなるほど中心コア部31における鉄損が増大する。そして、発明品によれば、回転速度が高くなるほど、鉄損の増大により発電量の減少幅を大きくできることを以下に示す。
ここで、回転速度が高くなった場合に、いずれかのポール30からこれに隣接するポール30へ磁束が通過する際には、中心コア部31を通過する磁束は、20の磁束量が鉄損として減少すると仮定する。
Moreover, the iron loss in the
Here, when the magnetic flux passes from one of the
図24は、図21の発明品において、回転速度が高くなった場合の鉄損を考慮した場合を示す。図24において、いずれかのポール30からこれに隣接するポール30へ磁束が通過する際に、中心コア部31において20の磁束量が鉄損として減少したとき、隣接するポール30には60の磁束量が入り、その1/5である12の磁束量が発電に使用されることになる。そのため、ステータ3の全体において発電に使用される磁束量は、20×2+12×2=64となり、64の磁束量分の発電が行われることになる。
FIG. 24 shows a case in which iron loss is considered when the rotational speed is high in the invention of FIG. In FIG. 24, when the magnetic flux passes from one of the
また、図25は、図22の発明品において回転速度が高くなった場合の鉄損を考慮した場合を示す。図25において、いずれかのポール30からこれに隣接するポール30へ磁束が通過する際に、中心コア部31において20の磁束量が鉄損として減少したとき、隣接するポール30には80又は60の磁束量が入り、その1/5である16又は12の磁束量が発電に使用されることになる。そのため、ステータ3の全体において発電に使用される磁束量は、20×2+16×1+12×1=68となり、68の磁束量分の発電が行われることになる。
Moreover, FIG. 25 shows the case where the iron loss when the rotational speed becomes high in the invention of FIG. 22 is considered. In FIG. 25, when the magnetic flux passes from one of the
これに対し、図26は、図23の比較品において、回転速度が高くなった場合の鉄損を考慮した場合を示す。図26において、いずれかのポール30からこれに隣接するポール30へ磁束が通過する際に、中心コア部31において20の磁束量が鉄損として減少したときでも、隣接するポール30において発電が行われないことより、ステータ3の全体において発電に使用される磁束量は、20×4=80となり、発電量は中心コア部31の鉄損がないとした場合と同じになる。
On the other hand, FIG. 26 shows a case where the iron loss in the case where the rotational speed becomes high is taken into consideration in the comparative product of FIG. In FIG. 26, when a magnetic flux passes from one
このように、中心コア部31に生じる鉄損を考慮すると、部分発電を行う際に、発明品による発電量を比較品に比べてより一層低くすることができる。
そして、図27に示すごとく、回転速度が高くなるほど中心コア部31における鉄損が増大し、ステータ3における出力電流は、発明品の出力電流IAの方が比較品の出力電流IBのよりも減少幅が大きくなる。そのため、発明品によれば、回転速度が高くなるほど発電量を低く抑えることができる。そして、回転速度が高くなるほど、車両から要求される以上の過剰な発電を行うことを効果的に抑制することができ、アウターロータ2が回転するときのフリクション(回転抵抗等)を効果的に低減できることがわかる。
Thus, when the iron loss generated in the
As shown in FIG. 27, the iron loss in the
1 交流発電機
2 アウターロータ
22N N極の磁界形成部
22S S極の磁界形成部
3 ステータ
30 ポール
31 中心コア部
32 ポールコア部
4 コイル
4A 右巻きコイル
4B 左巻きコイル
41 渡り線
5 連続コイル群
5A 第1の連続コイル群
5B 発電休止可能コイル群(第2の連続コイル群)
6 スイッチング回路
7 レギュレータ回路
73 バッテリー
74 ランプ
75 負荷
C 周方向
R 右巻き方向
L 左巻き方向
W1 全発電状態
W2 部分発電状態
DESCRIPTION OF
6
Claims (12)
上記各ポールに対して、上記N極の磁界形成部と上記S極の磁界形成部とが交互に対向配置されることによって、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成した車両用交流発電機において、
上記コイルの全体は、上記ポールコア部に対して鎖交する状態で右巻き方向に巻回した右巻きコイルと、上記ポールコア部に対して鎖交する状態で左巻き方向に巻回した左巻きコイルとを交互に繰り返し配列してなり、
上記アウターロータの回転速度が所定の回転速度未満である場合には、すべての上記コイルを用いて発電を行い、一方、上記アウターロータの回転速度が所定の回転速度以上である場合には、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルを含むコイル群における発電を休止して残りのコイル群を用いて発電を行うよう構成したスイッチング回路を備えていることを特徴とする車両用交流発電機。 An outer rotor formed by alternately arranging a plurality of N pole magnetic field forming portions and S pole magnetic field forming portions in the circumferential direction, and an inner rotor side of the outer rotor, and winding a coil around the pole core portion A stator having a plurality of poles arranged around the central core portion;
AC power generation for a vehicle configured to perform single-phase or multi-phase AC power generation by alternately arranging the N-pole magnetic field forming section and the S-pole magnetic field forming section to each pole. In the machine
The whole of the coil includes a right-handed coil wound in a right-handed direction while interlinking with the pole core part, and a left-handed coil wound in a left-handed direction while interlinking with the pole core part. It is arranged repeatedly alternately.
When the rotation speed of the outer rotor is less than a predetermined rotation speed, power generation is performed using all the coils. On the other hand, when the rotation speed of the outer rotor is equal to or higher than the predetermined rotation speed, An AC generator for a vehicle comprising a switching circuit configured to stop power generation in a coil group including coils in two or more adjacent poles and generate power using the remaining coil group.
該複数個の連続コイル群におけるいずれかによって、上記発電を休止することが可能な発電休止可能コイル群を構成したことを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 1, the whole of the coil is formed by connecting a plurality of continuous coil groups in which the coils are continuously connected to each other via a crossover by winding a magnet wire,
An AC generator for a vehicle, wherein any one of the plurality of continuous coil groups constitutes a coil group capable of halting power generation.
上記アウターロータの回転速度領域の全域において、上記全発電状態における発電電力値は、車両から要求される要求発電電力値よりも大きくなっており、
上記アウターロータの回転速度領域の全域において、上記部分発電状態において発電を行う際の発電電力値は、上記全発電状態において発電を行う際の発電電力値よりも小さくなっており、
上記スイッチング回路が切換を行う上記所定の回転速度は、上記部分発電状態における発電電力値が上記要求発電電力値よりも大きくなる回転速度としたことを特徴とする車両用交流発電機。 The switching circuit according to claim 2, wherein the switching circuit is a part that generates power using all the coils, and generates power using the remaining continuous coil group after stopping power generation in the coil group capable of stopping power generation. Switchable to power generation state,
In the entire rotation speed region of the outer rotor, the generated power value in the all power generation state is larger than the required generated power value required from the vehicle,
In the entire rotational speed region of the outer rotor, the generated power value when generating power in the partial power generation state is smaller than the generated power value when generating power in the full power generation state,
The vehicle alternator according to claim 1, wherein the predetermined rotational speed at which the switching circuit performs switching is a rotational speed at which a generated power value in the partial power generation state is larger than the required generated power value.
上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接して周方向の一部に集まって配置された3個以上のポールからなることを特徴とする車両用交流発電機。 In Claim 2 or 3, the above-mentioned vehicle alternator performs single-phase power generation,
2. The vehicle alternator according to claim 1, wherein the coil group capable of stopping power generation comprises three or more poles arranged adjacent to each other in a circumferential direction.
上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接する2個のポールにおけるコイルと、該2個のポールに対して1個又は2個のポールを周方向に飛ばして配置したポールにおけるコイルとを含み、上記渡り線を介して上記右巻きコイル及び上記左巻きコイルが連続して繋がった部分と、上記右巻きコイル同士が連続して繋がった部分とを有していることを特徴とする車両用交流発電機。 In Claim 2 or 3, the above-mentioned vehicle alternator performs single-phase power generation,
The power generation stoppable coil group includes a coil in two poles adjacent to each other, and a coil in a pole in which one or two poles are disposed in a circumferential direction with respect to the two poles, A vehicular AC generator comprising: a portion in which the right-handed coil and the left-handed coil are continuously connected via a jumper; and a portion in which the right-handed coils are continuously connected to each other. .
上記ステータにおいては、上記発電休止可能コイル群を構成する複数のポールと、残りの上記連続コイル群を構成する複数のポールとが、交互に繰り返し配列されていることを特徴とする車両用交流発電機。 In Claim 2 or 3, the above-mentioned vehicle alternator performs single-phase power generation,
In the stator, a plurality of poles constituting the power generation-stoppable coil group and a plurality of poles constituting the remaining continuous coil group are alternately and repeatedly arranged. Machine.
上記ステータにおいては、上記ポールコア部に対してU相、V相、W相のコイルを巻回してなるU相、V相、W相のポールが、上記中心コア部の回りに同じ順序で繰り返し配列されており、
上記発電休止可能コイル群は、互いに隣接して周方向の一部に集まって配置された複数のU相、V相、W相のポール群からなることを特徴とする車両用交流発電機。 In Claim 2 or 3, the above-mentioned vehicle alternator performs three-phase power generation,
In the stator, U-phase, V-phase, and W-phase poles formed by winding U-phase, V-phase, and W-phase coils around the pole core portion are repeatedly arranged in the same order around the central core portion. Has been
The vehicular AC generator includes a plurality of U-phase, V-phase, and W-phase pole groups arranged adjacent to each other in a circumferential direction so as to be adjacent to each other.
上記ステータにおいては、上記ポールコア部に対してU相、V相、W相のコイルを巻回してなるU相、V相、W相のポールが、上記中心コア部の回りに同じ順序で繰り返し配列されており、
かつ、上記発電休止可能コイル群を構成する上記U相、V相、W相のポールと、残りの上記連続コイル群を構成する上記U相、V相、W相のポールとが、交互に繰り返し配列されていることを特徴とする車両用交流発電機。 In Claim 2 or 3, the above-mentioned vehicle alternator performs three-phase power generation,
In the stator, U-phase, V-phase, and W-phase poles formed by winding U-phase, V-phase, and W-phase coils around the pole core portion are repeatedly arranged in the same order around the central core portion. Has been
In addition, the U-phase, V-phase, and W-phase poles that constitute the coil group capable of stopping power generation, and the U-phase, V-phase, and W-phase poles that constitute the remaining continuous coil group are alternately repeated. An AC generator for a vehicle characterized by being arranged.
上記各ポールに対して、上記N極の磁界形成部と上記S極の磁界形成部とが交互に対向配置されることによって、単相又は複数相の交流発電を行うよう構成した車両用交流発電機において、
上記コイルの全体は、上記ポールコア部に対して鎖交する状態で右巻き方向に巻回した右巻きコイルと、上記ポールコア部に対して鎖交する状態で左巻き方向に巻回した左巻きコイルとを交互に繰り返し配列してなり、
上記アウターロータの回転速度が所定の回転速度以上である場合に該回転速度が減速するときには、互いに隣接する2個以上のポールにおけるコイルの発電を休止しない状態で複数個のポールにおけるコイルの発電を休止すると共に残りのコイルを用いて発電を行い、一方、上記アウターロータの回転速度が所定の回転速度未満である場合に該回転速度が減速するとき、並びに回転速度の全域において該回転速度が加速するときもしくは一定速度であるときには、すべての上記コイルを用いて発電を行うよう構成したスイッチング回路を備えていることを特徴とする車両用交流発電機。 An outer rotor formed by alternately arranging a plurality of N pole magnetic field forming portions and S pole magnetic field forming portions in the circumferential direction, and an inner rotor side of the outer rotor, and winding a coil around the pole core portion A stator having a plurality of poles arranged around the central core portion;
AC power generation for a vehicle configured to perform single-phase or multi-phase AC power generation by alternately arranging the N-pole magnetic field forming section and the S-pole magnetic field forming section to each pole. In the machine
The whole of the coil includes a right-handed coil wound in a right-handed direction while interlinking with the pole core part, and a left-handed coil wound in a left-handed direction while interlinking with the pole core part. It is arranged repeatedly alternately.
When the rotational speed of the outer rotor is equal to or higher than a predetermined rotational speed, when the rotational speed is reduced, the power generation of the coils at the plurality of poles is performed without stopping the power generation of the coils at two or more adjacent poles. While the motor is stopped and power is generated using the remaining coils, when the rotational speed of the outer rotor is less than a predetermined rotational speed, the rotational speed is decelerated, and the rotational speed is accelerated over the entire rotational speed range. A vehicle alternator comprising a switching circuit configured to generate power using all the coils when the motor is operated or at a constant speed.
該複数個の連続コイル群におけるいずれかによって、上記発電を休止することが可能な発電休止可能コイル群を構成したことを特徴とする車両用交流発電機。 In claim 9, the whole of the coil is formed by connecting a plurality of continuous coil groups in which the coils are continuously connected to each other through a crossover by winding a magnet wire,
An AC generator for a vehicle, wherein any one of the plurality of continuous coil groups constitutes a coil group capable of halting power generation.
上記アウターロータの回転速度領域の全域において、上記全発電状態における発電電力値は、車両から要求される要求発電電力値よりも大きくなっており、
上記部分発電状態において発電を行う際の発電電力値は、上記アウターロータが所定の臨界回転速度未満である場合には、上記全発電状態において発電を行う際の発電電力値よりも小さくなっており、かつ、上記アウターロータが所定の臨界回転速度以上である場合には、上記全発電状態において発電を行う際の発電電力値よりも大きくなっており、
上記スイッチング回路が切換を行う上記所定の回転速度は、上記臨界回転速度あるいはその近傍の回転速度としたことを特徴とする車両用交流発電機。 The switching circuit according to claim 10, wherein the switching circuit is a part that generates power using all the coils, and generates power using the remaining continuous coil group after stopping power generation in the coil group capable of stopping power generation. Switchable to power generation state,
In the entire rotation speed region of the outer rotor, the generated power value in the all power generation state is larger than the required generated power value required from the vehicle,
The generated power value when generating power in the partial power generation state is smaller than the generated power value when generating power in the full power generation state when the outer rotor is less than a predetermined critical rotational speed. And, when the outer rotor is equal to or higher than a predetermined critical rotational speed, it is larger than the generated power value when generating power in the all power generation state,
The vehicle alternator according to claim 1, wherein the predetermined rotational speed at which the switching circuit performs switching is the critical rotational speed or a rotational speed in the vicinity thereof.
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