JP2585836Y2 - レギュレータ - Google Patents

レギュレータ

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JP2585836Y2
JP2585836Y2 JP2338692U JP2338692U JP2585836Y2 JP 2585836 Y2 JP2585836 Y2 JP 2585836Y2 JP 2338692 U JP2338692 U JP 2338692U JP 2338692 U JP2338692 U JP 2338692U JP 2585836 Y2 JP2585836 Y2 JP 2585836Y2
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exciting
excitation
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尚史 金井
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は,レギュレータ,特に1
個の発電巻線に対し複数個の励磁巻線を備え,これを制
御するようにした自動車用オルタネータのレギュレータ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の自動車用オルタネータ及びそのレ
ギュレータは,図5の様な構成が用いられている。
【0003】同図において,1は整流器付きのオルタネ
ータであり,発電巻線2に発生した交流電圧は整流部3
で直流に変換されて出力する様に構成されている。4は
発電巻線2に対する励磁巻線であり,レギュレータ5の
制御に基づいて当該励磁巻線4に流れる励磁電流が制御
され,上記オルタネータ1の出力電圧を定電圧化するよ
うになっている。
【0004】エンジン始動時には定電圧ダイオード9が
オフ,トランジスタ10がオフに制御され,従って次段
のダーリントン接続されたトランジスタ8がオンとなる
ことにより,励磁巻線4に励磁電流が流れてオルタネー
タ1はエンジンの始動と共にその電圧を立上げる。エン
ジンの回転数が所定回転数以上になると,定電圧ダイオ
ード9がオンとなり,従ってトランジスタ10がオン,
ダーリントン接続のトランジスタ8がオフに制御され,
励磁巻線4に流れる励磁電流が遮断されることによりオ
ルタネータ1の出力電圧が降下する。この出力電圧の降
下により,上記定電圧ダイオード9がオフとなり,トラ
ンジスタ10のオフ,ダーリントン接続のトランジスタ
8がオンに制御され,これによりオルタネータ1はその
出力電圧を上昇させる。この繰返しが行われ,オルタネ
ータ1の出力電圧は定電圧化される様になっている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】エンジン始動の際に
は,上記説明の如く,オルタネータ1が発生させる電圧
Vを励磁巻線4の抵抗分Rで割った最大の励磁電流I=
V/Rで励磁されている状態の下で,エンジンの始動が
行われる様になっている。
【0006】この様に負荷の重い状態でエンジンの始動
を行うことは,スタータの特性に悪影響を与えるもので
あり,バス等の様な大容量オルタネータ搭載の場合に
は,エンジン始動を悪くする問題点がある。
【0007】また,励磁巻線が1個で励磁される方式で
あるので,発電巻線2の温度上昇により,その出力の限
界が決ってしまうため,図6図示の如く,エンジン回転
の低速時,例えばアイドリング時には出力不足が発生す
る。これを解消する手段として,一定速の駆動ユニット
でオルタネータ1を図7図示の如く運転する方法がある
が,当該駆動ユニットを使用する方法はコストアップと
共に重量が増大する問題点があった。
【0008】本考案は,上記の点に鑑みなされたもので
あり,オルタネータの励磁巻線を複数設けると共に当該
複数の励磁巻線をそれぞれ適宜に制御する構成にして,
エンジン始動時には軽負荷の状態の下でエンジンが始動
され,またエンジン回転の低速から高速に至るまでフラ
ットな出力特性が得られるレギュレータを提供すること
を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本考案のレギュレータは発電巻線に発生した交流
電圧を直流に変換する整流部を備え,直流電圧が出力さ
れる自動車用オルタネータ装置において,第1の励磁巻
線と,当該第1の励磁巻線に並列に接続される第2,第
3の励磁巻線と,各励磁巻線対応にそれぞれ設けられ
オルタネータの出力電圧が予め定められた電圧E 1 以下
のとき第1の励磁巻線に励磁電流を流し,オルタネータ
の出力電圧が予め定められた電圧E 2 (E 2 <E 1 )以
下のとき第2の励磁巻線に励磁電流を流し,オルタネー
タの出力電圧が予め定められた電圧E 3 (E 3 <E 2
以下のとき第3の励磁巻線に励磁電流を流す第1,第
2,第3の電圧調整器と,上記第2,第3の励磁巻線の
駆動制御を行う励磁巻線駆動部とを備え,上記励磁巻線
駆動部は,オルタネータの出力電圧が予め定められた電
圧E 4 (E 4 <E 3 )以上になったときその検出信号を
出力する電圧検出素子と,当該電圧検出素子が出力する
検出信号に基づき,上記第2,第3の励磁巻線にそれぞ
れの電圧調整器から励磁電流供給の用意をさせるスイッ
チ素子とを備えてなり,オルタネータから発生する直流
電圧を定電圧化して出力させるようにしたことを特徴と
している。
【0010】
【0011】また,上記励磁巻線駆動部は,上記発電巻
線の温度を検出する温度検出素子と,当該温度検出素子
が予め定められた温度を検出したとき,上記第2,第3
の励磁巻線に流れる励磁電流をそれぞれ遮断させる遮断
回路とを備えた構成とすることもできる。
【0012】
【実施例】図1は本考案に係るレギュレータの一実施例
構成を示しており,符号1ないし3,6,7は図5のも
のに対応している。
【0013】オルタネータ1は第1の励磁巻線14,第
2の励磁巻線24及び第3の励磁巻線34を備えてお
り,励磁巻線14に流れる励磁電流は電圧調整器15に
よって制御され,励磁巻線24,34に流れる励磁電流
は励磁巻線駆動部51のトランジスタ52を介して電圧
調整器25,35によってそれぞれ制御されるようにな
っている。
【0014】励磁巻線駆動部51は,上記トランジスタ
52と発電巻線2の中点電圧(N電圧)が所定電圧以上
になったときオンとなる定電圧ダイオード53とを備え
ている。
【0015】抵抗54ないし57はオルタネータ1から
発生した直流出力電圧の電圧検出回路を構成しており,
電圧調整器15,25,35は当該抵抗54ないし57
で構成される電圧検出回路の按分電圧を検出している。
これらの電圧調整器15,25,35の構成は図5図示
のレギュレータ5と同じであり,動作も同様である。
【0016】エンジン始動時,電圧調整器15の定電圧
ダイオード19はオフであるからダーリントン接続され
たトランジスタ18を介して励磁巻線14に励磁電流が
流れる。一方,励磁巻線24,34には,励磁巻線駆動
部51の定電圧ダイオード53がオンとなるまで,すな
わちエンジンが始動され発電巻線2の中点電圧が所定電
圧に到達するまでトランジスタ52はオフ状態を保持す
るので,それぞれに励磁電流が流れず,励磁巻線14に
流れる励磁電流だけでオルタネータ1の電圧が立上る。
【0017】オルタネータ1の電圧立上り後は,発電巻
線2の中点電圧が励磁巻線駆動部51の定電圧ダイオー
ド53をオンにする電圧に到達し,トランジスタ52を
オンにするので,励磁巻線24,34が励磁巻線14と
並列接続された形態となり,それぞれの電圧調整器1
5,25,35で制御される励磁電流で励磁される。
【0018】電圧調整器15,25,35の各定電圧ダ
イオード19,29,39がオンする電圧をずらして設
定しておくことにより,オルタネータ1の出力する電圧
に応じて励磁巻線14,24,34に流れる励磁電流が
順次オンオフされ,その出力電圧が定電圧化される。
【0019】上記説明の通り,エンジン始動時には少な
い励磁でオルタネータの起動トルクを小さくしているの
で,エンジンの始動が容易となる。すなわち図3に示さ
れている様に,実線(A)で表わされている励磁巻線が
3個駆動の場合と点線(A)で表わされている励磁巻線
が1個駆動の場合とでは,可成の吸収馬力の相違があ
り,エンジンの始動に際して,大きな負荷の軽減とな
る。なお同図において,実線(B)は励磁巻線が3個駆
動の場合の出力を表わし,点線(B)は励磁巻線が1個
駆動の場合の出力を表わしている。
【0020】図2は本考案に係るレギュレータの他の実
施例構成を示しており,符号1ないし3,6,7は図5
のものに対応し,符号11,14,15,18,19,
21,24,25,28,29,31,34,35,3
8,39,54ないし57は図1のものに対応してい
る。
【0021】励磁巻線駆動部61は,発電巻線2の温度
を検出する2つの温度検出素子62,63と,当該温度
検出素子62,63の抵抗変化でオンさせる2つのトラ
ンジスタ64,65とを備えている。当該温度検出素子
62,63は発電巻線2の温度上昇を検出するものであ
り,発電巻線2内或いは当該発電巻線2が巻装されてい
るステータ(図示せず)内に設置されている。
【0022】今,オルタネータ1の出力電圧が24V系
のとき,例えば電圧調整器15の定電圧ダイオード19
は上記出力電圧が28.5Vのときオン,電圧調整器2
5の定電圧ダイオード29は上記出力電圧が28Vのと
きオン,電圧調整器35の定電圧ダイオード39は上記
出力電圧が27.5Vのときオンとなる様に設定され
る。
【0023】通常の出力時にあっては,定電圧ダイオー
ド19,29,39がその出力電圧の高低に応じてオン
オフし,励磁巻線14,24,34に流れる励磁電流を
制御することにより,オルタネータ1の出力電圧を定電
圧化している。当該電圧調整器15,25,35は図5
図示のレギュレータ5と同じ構成であり,その動作も同
様である。
【0024】エンジン回転数が低い場合,例えばアイド
リング時においては,オルタネータ1の出力電圧が低く
なり,上記27.5V以下に降下しようとすると,電圧
調整器15,25,35の各定電圧ダイオード19,2
9,39が総てオフとなり,次段の各トランジスタ1
1,21,31もオフ,従ってダーリントン接続された
各トランジスタ18,28,38が総てオンとなり,励
磁巻線14,24,34に励磁電流を流させ,起磁力の
増加が行われ,オルタネータ1の出力電圧は27.5V
の定電圧に保持される。
【0025】またエンジン回転数が高くなると,オルタ
ネータ1の出力電圧が高くなり,上記28.5V以上に
上昇しようとすると,電圧調整器15,25,35の各
定電圧ダイオード19,29,39が総てオンとなり,
次段の各トランジスタ11,21,31もオン,従って
ダーリントン接続された各トランジスタ18,28,3
8が総てオフとなり,励磁巻線14,24,34に流れ
る励磁電流を遮断させ,起磁力の減少が行われ,オルタ
ネータ1の出力電圧は28.5Vの定電圧に保持され
る。
【0026】一方,エンジン回転が定速回転をしている
とき,オルタネータ1の出力電圧は28Vの定電圧に保
持されるが,発電巻線2の温度上昇が厳しい時温度検出
素子62,63が所定温度,例えば220℃以上を検出
すると,その抵抗値が急激に低抵抗値となり,励磁巻線
駆動部61のトランジスタ64,65をオンにする。こ
れにより,電圧調整器25,35のダーリントン接続さ
れた各トランジスタ28,38はオフとなり,励磁巻線
24,34に流れる励磁電流が遮断される。
【0027】発電巻線2の温度上昇が降下すると,励磁
巻線駆動部61のトランジスタ64,65がオフとな
り,通常の発電制御に移行する。図4は本考案の出力特
性及び温度特性を示している。図中の一点鎖線は励磁巻
線が1個の場合の出力及び発電巻線2の温度上昇を表わ
しており,点線は励磁巻線が2個の場合の出力及び発電
巻線2の温度上昇を表わしており,実線は励磁巻線が3
個の場合の出力及び発電巻線2の温度上昇を表わしてい
る。又,同図の太い実線は本考案のオルタネータ1の出
力特性を表わしている。また2点鎖線は発電巻線2の限
界温度を表わしている。
【0028】同図から判る様に,オルタネータの回転数
が低速のとき励磁巻線14,24,34を用いて励磁
し,オルタネータの回転数が高速のとき励磁巻線14だ
けを用いて励磁する。そしてオルタネータの回転数が中
速のときの温度上昇の厳しい時は,温度検出素子62,
63により励磁巻線24,34に流れる励磁電流を遮断
する。従って発電巻線2の温度を限界に達することなく
出力するため,出力特性が低回転域で向上し,フラット
に近い出力が得られる。
【0029】
【考案の効果】以上説明した如く,本考案によれば,並
列に複数の励磁巻線を備え,エンジン始動時にオルタネ
ータの起動トルクを小さくする構成にしたので,エンジ
ンの始動性能を向上させることができ,エンジン始動後
は複数の励磁巻線による励磁により,低速回転から高速
回転に至るまで安定した電圧を出力することができる。
【0030】また発電巻線の温度上昇を検出し,複数個
の励磁巻線の内励磁巻線に流れる励磁電流が遮断される
励磁巻線を設けたことにより,発電巻線が限界温度を超
えることなく,また出力特性が低回転域で向上し,フラ
ットに近い出力を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案に係るレギュレータの一実施例構成であ
る。
【図2】本考案に係るレギュレータの他の実施例構成で
ある。
【図3】図1の構成の出力特性及び吸収馬力特性図であ
る。
【図4】図2の構成の出力特性及び温度特性図である。
【図5】従来のレギュレータの構成図である。
【図6】従来のレギュレータによる出力特性及び温度特
性図である。
【図7】一定速オルタネータの出力特性である。
【符号の説明】
1 オルタネータ 2 発電巻線 3 整流部 4 励磁巻線 5 レギュレータ 14 励磁巻線 15 電圧調整器 24 励磁巻線 25 電圧調整器 34 励磁巻線 35 電圧調整器 51 励磁巻線駆動部 52 トランジスタ 53 定電圧ダイオード 61 励磁巻線駆動部 62,63 温度検出素子 64,65 トランジスタ

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発電巻線に発生した交流電圧を直流に変
    換する整流部を備え,直流電圧が出力される自動車用オ
    ルタネータ装置において, 第1の励磁巻線と, 当該第1の励磁巻線に並列に接続される第2,第3の励
    磁巻線と, 各励磁巻線対応にそれぞれ設けられ,オルタネータの出
    力電圧が予め定められた電圧E 1 以下のとき第1の励磁
    巻線に励磁電流を流し,オルタネータの出力電圧が予め
    定められた電圧E 2 (E 2 <E 1 )以下のとき第2の励
    磁巻線に励磁電流を流し,オルタネータの出力電圧が予
    め定められた電圧E 3 (E 3 <E 2 )以下のとき第3の
    励磁巻線に励磁電流を流す第1,第2,第3の電圧調整
    器と, 上記第2,第3の励磁巻線の駆動制御を行う励磁巻線駆
    動部とを備え, 上記励磁巻線駆動部は,オルタネータの出力電圧が予め
    定められた電圧E 4 (E 4 <E 3 )以上になったときそ
    の検出信号を出力する電圧検出素子と,当該電圧検出素
    子が出力する検出信号に基づき,上記第2,第3の励磁
    巻線にそれぞれの電圧調整器から励磁電流供給の用意を
    させるスイッチ素子とを備えてなり, オルタネータから発生する直流電圧を定電圧化して出力
    させるようにしたことを特徴とするレギュレータ。
  2. 【請求項2】 上記励磁巻線駆動部は,上記発電巻線の
    温度を検出する温度検出素子と,当該温度検出素子が予
    め定められた温度を検出したとき,上記第2,第3の励
    磁巻線に流れる励磁電流をそれぞれ遮断させる遮断回路
    とを備えたことを特徴とする請求項1記載のレギュレー
    タ。
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