JP2535224B2 - 多相交流発電機の自動電圧調整装置 - Google Patents

多相交流発電機の自動電圧調整装置

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JP2535224B2 JP1127182A JP12718289A JP2535224B2 JP 2535224 B2 JP2535224 B2 JP 2535224B2 JP 1127182 A JP1127182 A JP 1127182A JP 12718289 A JP12718289 A JP 12718289A JP 2535224 B2 JP2535224 B2 JP 2535224B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、エンジン等によって駆動される多相交流発
電機の自動電圧調整装置に関する。
従来技術 励磁巻線の出力を整流して界磁巻線に界磁電流を供給
する交流発電機における自動電圧調整装置としては、発
電機の出力電圧に比例した電圧信号を検出巻線によって
検出し、その検出信号を整流した後ある程度平滑するこ
とによって故意に脈流状の検出信号を形成し、その検出
信号と、予めツエナダイオードなどを用いることによっ
て一定値に設定された基準信号とを比較し、その比較結
果にもとづいて前記発電機の出力電圧が一定となるよう
に界磁電流の通電,しゃ断のスイッチング制御を行なわ
せるようにしているので一般的である(特開昭59−1137
98号公報参照)。
このような自動電圧調整装置では、水銀灯などの負荷
接続によって発電機の出力電圧の波形が大きく歪むよう
な場合には、前記検出信号の脈動パターンが不規則にな
り、一定値に設定された前記基準信号と比較したとき
に、検出信号がその基準信号をさかいとして変動する周
期が不規則になる。そして、界磁電流のスイッチング周
期が発電機の回転数と同期のとれない状態で不規則に増
大してしまい、発電機自身がそのスイッチングによる自
動電圧調整動作に追従できなくなって、その発電機の出
力電圧が不安定となり、フリッカの発生原因となること
があり得る。
これに対し従来では、発電機の出力電圧の一部を検出
巻線によって検出して整流し、脈動がほとんどない状態
まで平滑した信号と、発電機の負荷状態になる波形変化
の影響が少ない励磁巻線などからとり出した電圧信号を
整流した脈流信号とを重畳することによって前記検出信
号を作成して、発電機の出力電圧の波形歪みの影響を抑
制するようにした自動電圧調整装置も提案されている
(実開昭62−41399号公報参照)。
しかしその方法では、多相交流発電機に適用する場合
に構成が複雑になり易いという問題が生じる。
目的 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、多相交
流発電機の自動電圧調整装置の構成が簡単になるととも
に、そのような簡単な回路構成によって形成された発電
機の出力電圧と同期した三角波状の基準信号と、検出巻
線によって検出した発電機の出力電圧に比例した電圧信
号を整流、平滑することによって得られる検出信号とを
比較するように構成することにより、発電機の出力電圧
の波形歪みの影響を受けることなく界磁電流の通電,し
ゃ断の制御を行なわせて、発電機の出力電圧をフリッカ
を生じさせることのないように安定に保持させることが
できるようにした多相交流発電機の自動電圧調整装置を
提供するものである。
構成 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について
詳述する。
多相交流発電機は、第1図に示すように、固定子鉄心
に巻装された三相の各出力巻線MU−CL,MV−CL,MW−CL
と、これと同じ固定子鉄心に巻装された励磁巻線EX−CL
と、回転子に巻装された界磁巻線F−CLとで構成されて
いる。
また、励磁巻線EX−CLの出力は、全波整流回路REC1に
よって整流されて、界磁巻線F−CLに界磁電流Ifとして
供給されるように構成されている。
自動電圧調整装置は、各相の出力巻線MU−CL,MV−CL,
MW−CLにおける出力電圧に比例する電圧信号▲e
▼,▲e ▼,▲e ▼をそれぞれ各出力巻線
の一部をなす検出巻線DU−CL,DV−CL,DW−CLによって検
出する発電機出力検出回路1と、その検出巻線DU−CL,D
V−CL,DW−CLの各電圧信号▲e ▼,▲e ▼,▲
▼をダイオードD1,D2,D3によってそれぞれ整流
し、それを重畳した信号を平滑回路2でほとんど脈流の
ない状態に平滑したうえで、設定電圧調整用の可変抵抗
器VRを介して検出信号DSをとり出す検出信号形成回路3
と、検出巻線DU−CL,DV−CL,DW−CLの各検出電圧にした
がって三角波状の基準信号SSを形成する基準信号形成回
路4と、その基準信号SSと検出信号DSとを電圧比較器CM
P1において比較しながら、その比較器CMP1の出力信号に
したがってトランジスタQ1およびトランジスタQ2からな
るスイッチング回路のオン,オフの切り換えを行なっ
て、界磁電流Ifの通電,しゃ断のスイッチング制御を行
なうスイッチング制御回路5とで構成されている。
基準信号形成回路4は、検出巻線DU−CL,DV−CL,DW−
CLの各検出電圧信号に応じてそれぞれオンするように設
けられたスイッチング素子としてのトランジスタQ3,Q4,
Q5からなるスイッチング回路6と、そのトランジスタQ
3,Q4,Q5の各出力電圧Va,Vb,Vcを重畳した電圧値Vdと予
め設定された電圧値Vsとを電圧比較器CMP2によって比較
し、その比較結果に基いてパルス列信号PSを形成するパ
ルス列信号発生回路7と、そのパルス列信号PSにしたが
ってコンデンサC2の充,放電に応じて三角状の基準信号
SSを形成する三角波信号発生回路8とによって構成され
ている。
なお、スイッチング回路6におけるトランジスタQ3,Q
4,Q5のオフ時における各出力電圧Va,Vb,Vcの大きさがそ
れぞれ等しくなるように回路定数が設定されている。
また、電圧比較器CMP2における設定電圧値Vsは,重畳
電圧値Vdの最大値すなわちトランジスタQ3〜Q5のうちの
2つが同時にオフしたときに重畳された電圧値Vd1より
も低くなり、また重畳電圧値Vdの最小値すなわちトラン
ジスタQ3〜Q5のうちの1つだけがオフしたときに重畳さ
れた電圧値Vd2よりも高くなるように設定されている
(第2図参照)。
ここで、R5=R6=R7=Rx,R8=R9=R10=Ryとしたと
き、 Vd1=Vcc×Ry/〔{(Rx+Ry)/2}+Ry〕 Vd2=Vcc×Ry/{(Rx+Ry)+Ry} となる。
また、トランジスタQ3,Q4,Q5の各エミッタ・ベース間
にはダイオードD4,D5,D6がそれぞれ設けられており、各
トランジスタQ3,Q4,Q5のオフ時にベース側に電荷が蓄積
しないようにしている。
図中、9は安定化電源回路であり、検出巻線DU−CL,D
V−CL,DW−CLの各検出電圧をダイオードD1,D2,D3によっ
てそれぞれ整流し、それを重畳した電圧にもとづいて電
源電圧Vccを供給するようにしている。
励磁巻線EX−CLの出力電圧を整流する全波整流回路RE
C1の出力側には平滑用のコンデンサC3が設けられてお
り、また界磁巻線F−CLと並列にフライホイール用のダ
イオードD7が設けられている。
図中、10は三相交流発電機の出力端子部である。
第2図に、基準信号形成回路4における各部信号のタ
イムチャートを示している。
このように本発明によれば、スイッチング制御回路5
において直流の検出信号DSと三角波状の基準信号SSとを
比較しながら界磁電流Ifの通電,しゃ断のスイッチング
制御を行なわせる際、三角波状の基準信号SSの周期と発
電機の回転数との同期をとるための手段を別途に必要と
することなく、基準信号形成回路4において基準信号SS
を形成する際に発電機の出力電圧の周波数をそのまま利
用して三角形状の基準信号SSを得ることができるように
なる。
このように構成された本発明による多相交流発電機の
自動電圧調整装置では、スイッチング制御回路5におけ
る電圧比較器CMP1において検出信号DSと基準信号SSとが
比較され、このとき発電機の出力電圧が高めになってDS
>SSの関係になると、その比較器CMP1の出力がハイレベ
ルとなる時間が長くなり、それによりトランジスタQ1が
オン,トランジスタQ2がオフとなる時間が長くなって、
界磁コイルF−CLに流れる界磁電流Ifをしゃ断する時間
が長くなるようにして出力電圧が低下するように自動制
御する。
また、発電機の出力電圧が低めになってDS<SSの関係
になると、その比較器CMP1の出力がローレベルに反転し
ている時間が長くなり、それによりトランジスタQ1がオ
フ,トランジスタQ2がオンとなる時間が長くなって、界
磁巻線F−CLに界磁電流Ifを供給する時間が長くなるよ
うにして出力電圧が上昇するように自動制御する。
その際、第3図に示すように、検出信号DSのレベルが
DS′で示すように低くなると、界磁電流Ifのスイッチン
グ制御用のトランジスタQ2のオン時間がt1からt1′に増
加するとともに、オフ時間がt2からt2′に減少する。
また、検出信号DSのレベルがDS″で示すように高くな
ると、界磁電流Ifのスイッチング用のトランジスタQ2の
オン時間がt1からt1″に減少するとともに、オフ時間が
t2からt2″に増加する。
なお、第3図に示すDS,DS′,DS″は脈流がほとんどな
い状態に平滑されている。
このように本発明によれば、三相の各出力巻線に応じ
た検出巻線からの信号を重畳して平滑してしまうために
検出信号形成回路3の構成が簡単になる。また、検出信
号DSは脈動がほとんどないレベルに平滑されており、そ
の検出信号DSと発電機の回転数に同期した三角波状の基
準信号SSとを比較するようにしているので、発電機の出
力電圧に波形歪みが発生しても、検出信号DSは脈動のな
いレベルに平滑されているため、出力電圧の波形歪み等
の影響を受けることなく発電機の出力電圧の変動に応じ
た界磁電流Ifの供給量のスイッチング制御を行なわせる
ことができるようになる。
効果 以上、本発明による多相交流発電機の自動電圧調整装
置にあっては、励磁巻線の出力を整流して界磁巻線に界
磁電流を供給する多相交流発電機において、各相の出力
電圧をそれぞれ対応する検出巻線によって検出する発電
機出力検出回路と、その各検出巻線の出力信号に応じて
それぞれ対応するスイッチング素子がオン状態となるス
イッチング回路と、その各スイッチング素子の出力信号
同志を重畳し、この重畳信号を設定レベルと比較するこ
とによってパルス列信号を得るパルス列信号形成回路
と、そのパルス列信号にしたがって三角波状の基準信号
を形成する基準信号形成回路と、前記各検出巻線の出力
信号を整流して重畳平滑して検出信号を得る検出信号形
成回路と、その検出信号と前記三角波状の基準信号との
比較結果に基ずいて前記発電機の出力電圧がほぼ一定と
なるように界磁電流の供給量をスイッチング制御するス
イッチング制御回路とを備えるようにしたもので、基準
信号側を三角形状の基準信号,検出信号側を脈動のほと
んどない直流信号とすることにより、多相出力巻線から
の出力電圧変動の検出回路を簡単に構成することができ
るとともに、発電機の出力電圧と同期した三角波状の基
準信号の形成も簡単になる。また、発電機の出力電圧の
波形歪みによる影響が検出信号に直接あらわれなくな
り、その結果、発電機の出力電圧をフリッカを生じさせ
ることなく安定に保持させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による多相交流発電機の自動電圧調整装
置の一実施例を示す電気回路図、第2図は同実施例にお
ける基準信号形成回路における各部信号のタイムチャー
ト、第3図は同実施例における検出信号と基準信号との
比較による界磁電流の通電,しゃ断を行なわせるスイッ
チング素子のオン,オフ状態を示すタイムチャートであ
る。 1……発電機出力検出回路、2……平滑回路、3……検
出信号形成回路、4……基準信号形成回路、5……スイ
ッチング制御回路、6……スイッチング回路、7……パ
ルス列信号形成回路、8……三角波信号形成回路、9…
…安定化電源回路、F−CL……界磁巻線、M−CL……出
力巻線、DU−CL,DV−CL,DW−CL……検出巻線、EX−CL…
…励磁巻線、CMP1,CPM2……電圧比較器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】励磁巻線の出力を整流して界磁巻線に界磁
    電流を供給する多相交流発電機において、各相の出力電
    圧をそれぞれ対応する検出巻線によって検出する発電機
    出力検出回路と、その各検出巻線の出力信号に応じてそ
    れぞれ対応するスイッチング素子が順次オン状態となる
    スイッチング回路と、その各スイッチング素子の出力信
    号同志を重畳し、その重畳信号を設定レベルと比較する
    ことによってパルス列信号を得るパルス列信号発生回路
    と、そのパルス列信号にしたがって三角波状の基準信号
    を形成する基準信号形成回路と、前記各検出巻線の出力
    信号を整流したうえで重畳し、平滑して検出信号を得る
    検出信号形成回路と、その検出信号と前記三角波状の基
    準信号との比較結果に基いて前記発電機の出力電圧がほ
    ぼ一定となるように界磁電流の供給量をスイッング制御
    するスイッチング制御回路とを備えることを特徴とする
    多相交流発電機の自動電圧調整装置。
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JP2522797Y2 (ja) * 1987-08-25 1997-01-16 三菱電機株式会社 車両用交流発電機の制御装置

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