JP3015098B2 - オルタネータ - Google Patents

オルタネータ

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JP3015098B2
JP3015098B2 JP2336394A JP33639490A JP3015098B2 JP 3015098 B2 JP3015098 B2 JP 3015098B2 JP 2336394 A JP2336394 A JP 2336394A JP 33639490 A JP33639490 A JP 33639490A JP 3015098 B2 JP3015098 B2 JP 3015098B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,車両用等のオルタネータにおいて,回転数
が小さい領域から大きい領域にわたって,所要の出力が
取り出せるようにしたオルタネータに関する。
〔従来の技術〕
第2図は従来のオルタネータを示す。図において,1は
オルタネータ,1−1はそのステータに巻かれている主巻
線,1−2はDC補助巻線,1−3は励磁巻線,2,3は整流回
路,4はレギュレータ,4−1はダイオード,4−2,4−3は
トランジスタ,4−4はツェナーダイオード,4−5ないし
4−7は抵抗,5はダイオード,6はランプ,7は抵抗,8はヒ
ューズ,9はバッテリ,11は整流回路,12はコントローラ,S
W−4,SW−4′は連動して作動するスイッチである。整
流回路11の出力は,スイッチSW−4およびSW−4′を介
してDC負荷やバッテリ9へ供給される。スイッチSW−4
およびSW−4′はコントローラ12によって操作される。
コントローラ12は,オルタネータ1の回転数検出信号に
よって動作する。所定回転数以下の時にはスイッチSW−
4およびSW−4′をオンし,それ以上の時にはオフとす
る。
スイッチSWをオンすると,バッテリ9からランプ6,抵
抗7,ダイオード5を通じて励磁巻線1−3へ電流が流
れ,初期励磁される。ランプ6は,この初期励磁のため
の通電を表示するためのものである。この状態でオルタ
ネータ1の回転子(図示せず)が回転させられると,主
巻線1−1に電圧が生じる。整流回路2で整流された電
圧は,ヒューズ8を経由してバッテリ9を充電すると共
に,直流負荷へ供給される。整流回路3で整流された電
圧は,励磁巻線1−3に印加される。定常状態では,励
磁巻線1−3は整流回路3からの電圧によって励磁され
る。ダイオード5は,整流回路3からの電流を阻止する
ためのものである。直流負荷への電圧は,レギュレータ
4の次のような制御動作によって所定の値に保たれる。
即ち,抵抗4−6,4−7によって分圧された直流負荷へ
の電圧は,ツェナーダイオード4−4の電圧と比較さ
れ,それより大きければトランジスタ4−3をオンとす
る。トランジスタ4−3がオンすると,トランジスタ4
−2はオフとなり,励磁巻線1−3による励磁を弱め,
出力電圧を減少させて所定値になる。逆に,分圧された
電圧がツェナーダイオード4−4の電圧より小さけれ
ば,トランジスタ4−3はオフ,トランジスタ4−2は
オンとなり,励磁は強められ,出力電圧は上昇して所定
値になる。
オルタネータの回転数と出力との関係は,第3図の通
りであるから,巻数が少ない主巻線1−1だけでは出力
特性は第3図の曲線Aのようになり,回転数が低い間は
殆ど出力が出ない。従って,整流回路2を通してバッテ
リ9を充電する能力はない。一方,主巻線1−1にDC補
助巻線1−2を追加すると巻数は多くなるから,出力特
性は第3図の曲線Bのようになり,回転数が低くても低
出力ながらバッテリ9を充電することができる出力を出
すことができている。
回転数が所定値より低ければコントローラ12はスイッ
チSW−4およびSW−4′をオンしているから,前記出力
は,整流回路11,スイッチSW−4およびSW−4′を介し
てバッテリ9へ供給される。かくして,主巻線1−1だ
けであれば充電する能力がなかった低速回転時において
も,バッテリ充電を行うことが出来るようになった。
回転数が上昇してくると,主巻線1−1からの出力も
立ち上がってきて,整流回路2を経由してバッテリ9を
充電することが出来るようになる。そして,回転数が所
定値より大になると,コントローラ12はスイッチSW−4
およびSW−4′をオフして,整流回路11を経由しての充
電はストップする。以後は整流回路2の出力だけによっ
て充電される。主巻線1−1だけになって巻数が少なく
なると,電機子反作用が小さくなり,第3図の曲線Aか
らわかるように,高出力を得ることができる。
回転数の前記所定値を,第3図の曲線A,Bが交差する
回転数N0に選んでやれば,そこで出力特性は曲線Bから
Aに切り替わり,結局,出力特性は第4図のようにな
る。即ち,低速回転時においてはステータコイルの巻数
の多いオルタネータとして振る舞い,高速回転時におい
ては巻数の少ないオルタネータとして振る舞う。その結
果オルタネータは,低速回転時にもバッテリを充電する
ことができるようになると共に,高速回転時には高出力
を出すことができる。
なお、所定の回転数に達した後にスイッチSW−4とSW
−4′とをオフする理由は、次のようなものである。即
ち、上述した事柄から判る如くDC補助巻線1−2の給電
端の電圧は主巻線1−1の給電端の電圧よりも大であ
る。しかし、第3図に示したように整流回路11からの給
電電流は整流回路2からの給電電流にくらべて小となる
ように設計される。このことから、仮にスイッチSW−4
とSW−4′とが常時オン(回転数Nが大となっても)し
つづけている状態の下で設計しようとすると、整流回路
11を通る回路の抵抗を大に選定して回転数Nが所定値に
達した後では整流回路11側からの給電電圧が整流回路2
側からの給電電圧にくらべて小となるようにすることが
必要となる。
このような整流回路11を通る回路の抵抗を適正に設定
することは面倒であり、第2図図示の構成ではスイッチ
SW−4とスイッチSW−4′とを用いてオフするようにし
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記第2図図示の従来の場合には第4図図示の如き特
性が得られるが,一方上記の如く,設定回転数以上の時
にはスイッチSW−4およびSW−4′がオフされてしま
い,DC補助巻線には電流が流れず,巻線の利用率が悪い
という問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では,主巻線の出力を整流した出力に加えてDC
補助巻線の出力を整流して励磁巻線1−3に給電する構
成としている。
〔作 用〕
従来,低速回転時の負荷への給電のためにのみ用いて
いたDC補助巻線の先端の出力を励磁巻線1−3に給電す
ることにより,当該励磁巻線1−3の起磁力が増大し負
荷への出力も増大する。かつ設定回転数以上の時でもDC
補助巻線に誘起した電圧を利用することが可能となる。
〔実施例〕
第1図に本発明の実施例を示す。第2図と同じ符号の
ものは第2図のものと同じものを示す。13はダイオード
である。オルタネータを始動するにはスイッチSWをオン
する。定常状態に至るまでの動作は従来と同様である。
即ちスイッチSWをオンすると,バッテリ9からランプ
6,抵抗7,ダイオード5を通じて励磁巻線1−3へ電流が
流れ,初期励磁される。ランプ6は,この初期励磁のた
めの通電を表示するためのものである。この状態でオル
タネータ1の回転子(図示せず)が回転させられると,
主巻線1−1に電圧が生じる。整流回路2で整流された
電圧は,ヒューズ8を経由してバッテリ9を充電すると
共に,直流負荷へ供給される。整流回路3で整流された
電圧は,励磁巻線1−3に印加される。定常状態では,
励磁巻線1−3は整流回路3からの電圧によって励磁さ
れる。ダイオード5は,整流回路3からの電流を阻止す
るためのものである。直流負荷への電圧は,レギュレー
タ4の次のような制御動作によって所定の値に保たれ
る。即ち,抵抗4−6,4−7によって分圧された直流負
荷への電圧は,ツェナーダイオード4−4の電圧と比較
され,それより大きければトランジスタ4−3をオンと
する。トランジスタ4−3がオンすると,トランジスタ
4−2はオフとなり,励磁巻線1−3による励磁を弱
め,出力電圧を減少させて所定値になる。逆に,分圧さ
れた電圧がツェナーダイオード4−4の電圧より小さけ
れば,トランジスタ4−3はオフ,トランジスタ4−2
はオンとなり,励磁は強められ,出力電圧は上昇して所
定値になる。
オルタネータの回転数と出力との関係は,第3図に示
したものと同じであるから,巻数が少ない主巻線1−1
だけでは出力特性は第3図の曲線Aのようになり,回転
数が低い間は殆ど出力が出ない。従って,整流回路2を
通してバッテリ9を充電する能力はない。一方,主巻線
1−1にDC補助巻線1−2を追加すると巻線は多くなる
から,出力特性は第3図の曲線Bのようになり,回転数
が低くても低出力ながらバッテリ9を充電することがで
きる出力を出すことができている。
回転数が所定値より低ければコントローラ12はスイッ
チSW−4およびSW−4′をオンしているから,前記出力
は,整流回路11,スイッチSW−4およびSW−4′を介し
てバッテリ9へ供給される。このことから,主巻線1−
1だけであれば充電する能力がなかった低速回転時にお
いても,バッテリ充電を行うことが出来る。
回転数が上昇してくると,主巻線1−1からの出力も
立ち上がってきて,整流回路2を経由してバッテリ9を
充電することが出来る。そして,回転数が所定値より大
になると,コントローラ12はスイッチSW−4およびSW−
4′をオフして,整流回路11を経由しての充電はストッ
プする。以後は整流回路2の出力だけによって充電され
る。
本発明の場合には上記の動作に加えて次の動作が行わ
れる。
即ちDC補助巻線1−2の先端の電位は主巻線1−1の
電位に比べてDC補助巻線の巻線数分だけ高い。このDC補
助巻線1−2の先端の出力を整流した出力がダイオード
13を介して励磁巻線1−3に給電されている。このため
に,スイッチSWのオン・オフに関係なく,ダイオード13
を介してDC補助巻線1−2から供給される電流と整流回
路3を介して供給される電流とによって励磁巻線1−3
に給電されることとなり,励磁巻線1−3の起磁力は従
来のものよりも増大する。従って負荷への出力も従来よ
り増大する。
なお蛇足ながら、スイッチSW−4とスイッチSW−4′
とがオフされている状態の下で、ダイオード13を流れる
電流は、整流回路2の接地点を通って流れるようにな
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば,DC補助巻線の利用率の向上を図ると
ともに,出力向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例,第2図は従来のオルタネー
タ,第3図,第4図は従来のオルタネータの出力特性を
示している。 図中,1はオルタネータ,1−1は主巻線,1−2はDC補助巻
線,1−3は励磁巻線,2,3は整流回路,4はレギュレータ,4
−1はダイオード,4−2,4−3はトランジスタ,4−4は
ツェナーダイオード,4−5ないし4−7は抵抗,5はダイ
オード,6はランプ,7は抵抗,8はヒューズ,9はバッテリ,1
1は整流回路,12はコントローラ,13はダイオードであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 9/14 H02J 7/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主巻線の出力を第1の全波整流回路を介し
    て整流して第1の出力を取り出して負荷に給電すると共
    に、当該主巻線に直列に別の巻線を接続して当該直列に
    された巻線の先端の出力を第2の全波整流回路を介して
    整流して第2の出力を取り出すよう構成し、 かつオルタネータの回転数が所定値以下では上記第1の
    出力と第2の出力とを負荷へ給電し、該所定値以上では
    第1の出力を負荷へ給電するよう構成され、 励磁巻線に給電される電流を制御して上記主巻線に誘起
    される電圧が制御されるオルタネータにおいて、 オルタネータの回転数を検出する回転数検出信号にもと
    づき、当該回転数が上記所定値未満の際に上記第2の全
    波整流回路の接地側回路と給電側回路との両者をオン状
    態に置きかつ上記所定値以上の際に上記第2の全波整流
    回路の接地側回路と給電側回路との両者をオフ状態に置
    くコントローラをそなえると共に、 上記第2の全波整流回路の上記給電側回路を、上記コン
    トローラの制御に依存することなく、ダイオードを介し
    て上記励磁巻線に電流を給電するよう構成されてなり、 オルタネータの回転数が上記所定値未満では上記第1の
    出力と第2の出力とを励磁巻線に給電し、かつ第1の出
    力と第2の出力とを上記負荷に給電し、 上記所定値以上では、上記励磁巻線に対して並列に、上
    記第2の全波整流回路の接地側回路と給電側回路との両
    者がオフされていて第1の全波整流回路の接地側ダイオ
    ード組と第2の全波整流回路の給電側ダイオード組とを
    介して供給される上記第2の出力を上記ダイオードを介
    して給電すると共に、第1の出力を給電し、かつ第1の
    出力を上記負荷に給電するよう構成した ことを特徴とするオルタネータ。
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