JP3303014B2 - 磁石式発電機の電圧制御装置 - Google Patents
磁石式発電機の電圧制御装置Info
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- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載してバッテ
リの充電及び負荷への電力供給をする磁石式発電機の電
圧制御装置に関し、特に整流ブリッジ回路を位相制御し
て一定出力電圧を得る磁石式発電機の電圧制御装置に関
する。
リの充電及び負荷への電力供給をする磁石式発電機の電
圧制御装置に関し、特に整流ブリッジ回路を位相制御し
て一定出力電圧を得る磁石式発電機の電圧制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、サイリスタを用いた整流ブリッジ
回路を位相制御して一定電圧を得る場合、制御するため
の定電圧電源として、商用周波数等の周波数の変化しな
い定周波数の電源を使用するものが多い。
回路を位相制御して一定電圧を得る場合、制御するため
の定電圧電源として、商用周波数等の周波数の変化しな
い定周波数の電源を使用するものが多い。
【０００３】この従来の定周波数の電源を使用した装置
は、例えば、図４に示されているように、サイリスタに
正弦波の順電圧（Ｖｉｎ）が印加されている間、オン状
態となる矩形信号を同期信号（Ｖａ）として出力する矩
形信号発生回路を設け、次にこの矩形信号を積分回路で
積分し、サイリスタの順電圧に同期した位相制御のため
の積分信号電圧となる鋸歯状信号（Ｖｆ）を得るもので
ある。そして、この鋸歯状信号（Ｖｆ）と基準電圧（Ｖ
ｃ）とを比較し、基準電圧（Ｖｃ）と交点Ｐで立ち上が
るトリガ信号（Ｖｇ）をサイリスタのゲ−トに供給し、
サイリスタに制御角を持たせて位相制御をおこなうもの
である。
は、例えば、図４に示されているように、サイリスタに
正弦波の順電圧（Ｖｉｎ）が印加されている間、オン状
態となる矩形信号を同期信号（Ｖａ）として出力する矩
形信号発生回路を設け、次にこの矩形信号を積分回路で
積分し、サイリスタの順電圧に同期した位相制御のため
の積分信号電圧となる鋸歯状信号（Ｖｆ）を得るもので
ある。そして、この鋸歯状信号（Ｖｆ）と基準電圧（Ｖ
ｃ）とを比較し、基準電圧（Ｖｃ）と交点Ｐで立ち上が
るトリガ信号（Ｖｇ）をサイリスタのゲ−トに供給し、
サイリスタに制御角を持たせて位相制御をおこなうもの
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置を車両のエンジンで駆動される発電機のように、発電
機の交流出力の周波数が発電機の回転数にともなって変
化するものに使用した場合、以下のような問題が発生す
る。
置を車両のエンジンで駆動される発電機のように、発電
機の交流出力の周波数が発電機の回転数にともなって変
化するものに使用した場合、以下のような問題が発生す
る。
【０００５】すなわち、第５図に示すように、発電機の
交流出力の周波数が波形Ｖｉｎ（１）のように２倍に変
化した場合、積分回路の積分定数が一定なので図５の場
合と同じ傾きを有する鋸歯状信号（Ｖｆ）が発生する。
そして、波形Ｖｉｎ（１）のパルス幅が短くなった分だ
け鋸歯状信号（Ｖｆ）の波高のピ−ク値が小さくなり、
ピ−ク電圧ｂが基準電圧（Ｖｃ）よりも小さくなってし
まう。したがって、この場合トリガ信号を発生させるこ
とができないので、サイリスタの位相制御をすることが
できない。
交流出力の周波数が波形Ｖｉｎ（１）のように２倍に変
化した場合、積分回路の積分定数が一定なので図５の場
合と同じ傾きを有する鋸歯状信号（Ｖｆ）が発生する。
そして、波形Ｖｉｎ（１）のパルス幅が短くなった分だ
け鋸歯状信号（Ｖｆ）の波高のピ−ク値が小さくなり、
ピ−ク電圧ｂが基準電圧（Ｖｃ）よりも小さくなってし
まう。したがって、この場合トリガ信号を発生させるこ
とができないので、サイリスタの位相制御をすることが
できない。
【０００６】この問題を解決するために、実開昭５８−
１１８８９０号公報には、発電機の交流出力を周波数−
電圧（Ｆ−Ｖ）変換するＦ−Ｖ変換器を設け、このＦ−
Ｖ変換器の出力値を積分回路で積分して鋸歯状信号とす
ることにより、鋸歯状信号の傾きを発電機の交流出力の
周波数に比例して変化させるサイリスタ整流装置が開示
されている。しかしながら、この場合、Ｆ−Ｖ変換する
には発電機の交流出力を少なくとも数サイクルとる必要
があるので、この数サイクル分の応答遅れが生じ、周波
数変化に対する応答性が極めて悪くなるという問題があ
る。また、新たにＦ−Ｖ変換器が必要であり、回路構成
が複雑になるという問題がある。
１１８８９０号公報には、発電機の交流出力を周波数−
電圧（Ｆ−Ｖ）変換するＦ−Ｖ変換器を設け、このＦ−
Ｖ変換器の出力値を積分回路で積分して鋸歯状信号とす
ることにより、鋸歯状信号の傾きを発電機の交流出力の
周波数に比例して変化させるサイリスタ整流装置が開示
されている。しかしながら、この場合、Ｆ−Ｖ変換する
には発電機の交流出力を少なくとも数サイクルとる必要
があるので、この数サイクル分の応答遅れが生じ、周波
数変化に対する応答性が極めて悪くなるという問題があ
る。また、新たにＦ−Ｖ変換器が必要であり、回路構成
が複雑になるという問題がある。
【０００７】特開昭６１−２６２１００号公報には、磁
石式発電機の交流出力電圧が発電機の回転数に比例する
ことに着目し、この発電機の交流出力を直接同期積分す
ることにより、周波数変化に対する応答性を改善するこ
とを目指した磁石式発電機の電圧制御装置が開示されて
いる。しかしながら、この場合、サイリスタの導通によ
り発電機の交流出力電圧がきれいな正弦波にはならない
ので、これを直接積分して得られる信号波形の波高も一
定にならない。したがって、周波数変化に追随した電圧
制御ができなくなってしまうという問題がある。
石式発電機の交流出力電圧が発電機の回転数に比例する
ことに着目し、この発電機の交流出力を直接同期積分す
ることにより、周波数変化に対する応答性を改善するこ
とを目指した磁石式発電機の電圧制御装置が開示されて
いる。しかしながら、この場合、サイリスタの導通によ
り発電機の交流出力電圧がきれいな正弦波にはならない
ので、これを直接積分して得られる信号波形の波高も一
定にならない。したがって、周波数変化に追随した電圧
制御ができなくなってしまうという問題がある。
【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、磁石式発
電機の交流出力の周波数が発電機の回転数にともなって
変化する場合において、周波数変化に対する応答性の優
れた電圧制御装置を提供することである。
になされたもので、その目的とするところは、磁石式発
電機の交流出力の周波数が発電機の回転数にともなって
変化する場合において、周波数変化に対する応答性の優
れた電圧制御装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、磁石式発電機と、前記磁石式発電
機の出力を整流する整流素子および位相制御素子からな
る整流ブリッジ回路と、前記整流ブリッジ回路の出力に
より充電されるバッテリと、前記バッテリの電圧より基
準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記磁石式発電
機の交流出力電圧を入力として該交流出力電圧の積分電
圧と前記基準電圧とにより前記位相制御素子を制御して
前記磁石式発電機の発電電圧の位相制御を行う位相制御
回路と、を有する磁石式発電機の電圧制御装置におい
て、前記基準電圧発生回路が、前記基準電圧を与える電
圧記憶素子と、該電圧記憶素子の充放電回路と、前記バ
ッテリ電圧と予め定めた所定の電圧とを比較しバッテリ
電圧が所定の電圧より高いときは前記充放電回路により
電圧記憶素子を充電し、前記バッテリ電圧が所定の電圧
より低いときは前記充放電回路により電圧記憶素子を放
電させる比較制御回路とを有することを特徴とする磁石
式発電機の電圧制御装置が提供される。
に、本発明によれば、磁石式発電機と、前記磁石式発電
機の出力を整流する整流素子および位相制御素子からな
る整流ブリッジ回路と、前記整流ブリッジ回路の出力に
より充電されるバッテリと、前記バッテリの電圧より基
準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記磁石式発電
機の交流出力電圧を入力として該交流出力電圧の積分電
圧と前記基準電圧とにより前記位相制御素子を制御して
前記磁石式発電機の発電電圧の位相制御を行う位相制御
回路と、を有する磁石式発電機の電圧制御装置におい
て、前記基準電圧発生回路が、前記基準電圧を与える電
圧記憶素子と、該電圧記憶素子の充放電回路と、前記バ
ッテリ電圧と予め定めた所定の電圧とを比較しバッテリ
電圧が所定の電圧より高いときは前記充放電回路により
電圧記憶素子を充電し、前記バッテリ電圧が所定の電圧
より低いときは前記充放電回路により電圧記憶素子を放
電させる比較制御回路とを有することを特徴とする磁石
式発電機の電圧制御装置が提供される。
【００１０】
【作用】本発明の磁石式発電機の電圧制御装置において
は、基準電圧発生回路がバッテリ電圧を検出し、この電
圧変化に追随したしきい電圧を発生する。すなわち、バ
ッテリ電圧が大きくなった場合は、しきい電圧出力を大
きくし、逆にバッテリ電圧が小さくなった場合は、しき
い電圧出力を小さくする。バッテリ電圧は、発電機の交
流出力信号の周波数に依存して変化するので、結果とし
て、発電機の交流出力信号の周波数変化に対応したしき
い電圧が基準電圧発生回路から供給される。
は、基準電圧発生回路がバッテリ電圧を検出し、この電
圧変化に追随したしきい電圧を発生する。すなわち、バ
ッテリ電圧が大きくなった場合は、しきい電圧出力を大
きくし、逆にバッテリ電圧が小さくなった場合は、しき
い電圧出力を小さくする。バッテリ電圧は、発電機の交
流出力信号の周波数に依存して変化するので、結果とし
て、発電機の交流出力信号の周波数変化に対応したしき
い電圧が基準電圧発生回路から供給される。
【００１１】そして、位相制御回路において、このしき
い電圧と発電機出力の積分出力である鋸歯状信号とが比
較され、しきい電圧と鋸歯状信号との交点によって定ま
るトリガ信号を位相制御素子に供給する。すなわち、発
電機の交流出力信号の周波数が小さい場合は、トリガ信
号の周波数も小さくなり位相制御素子が点弧するまでの
時間間隔が長くなる。逆に発電機の交流出力信号の周波
数が大きい場合は、トリガ信号の周波数も大きくなり位
相制御素子が点弧するまでの時間間隔が短くなり、発電
機からより最適な電力がバッテリと負荷に供給されるよ
うになる。このようにして、発電機の交流出力信号の周
波数変化に対する応答性が極めて優れた電圧制御が可能
になる。
い電圧と発電機出力の積分出力である鋸歯状信号とが比
較され、しきい電圧と鋸歯状信号との交点によって定ま
るトリガ信号を位相制御素子に供給する。すなわち、発
電機の交流出力信号の周波数が小さい場合は、トリガ信
号の周波数も小さくなり位相制御素子が点弧するまでの
時間間隔が長くなる。逆に発電機の交流出力信号の周波
数が大きい場合は、トリガ信号の周波数も大きくなり位
相制御素子が点弧するまでの時間間隔が短くなり、発電
機からより最適な電力がバッテリと負荷に供給されるよ
うになる。このようにして、発電機の交流出力信号の周
波数変化に対する応答性が極めて優れた電圧制御が可能
になる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の一実施例の磁石式発
電機の電圧制御装置の全体構成図である。同図におい
て、１は磁石式発電機であり、電機子巻線に接続された
交流出力端子１ａ、１ｂ、１ｃに３相の交流出力を誘起
するものである。この磁石式発電機の交流出力端子１
ａ、１ｂ、１ｃに３つのサイリスタからなる位相制御素
子２、２、２と３つのダイオ−ドからなる整流素子３、
３、３が接続され、全体として３相の全波整流回路付き
の発電機４が形成されている。サイリスタ２、２、２の
カソ−ドは共通してバッテリ５のプラス側端子に接続さ
れ、ダイオ−ド３、３、３のアノ−ドは共通してバッテ
リ５のマイナス側端子に接続されている。またバッテリ
５には負荷６が接続されている。以上の構成はいずれも
周知なものである。
ながら説明する。図１は、本発明の一実施例の磁石式発
電機の電圧制御装置の全体構成図である。同図におい
て、１は磁石式発電機であり、電機子巻線に接続された
交流出力端子１ａ、１ｂ、１ｃに３相の交流出力を誘起
するものである。この磁石式発電機の交流出力端子１
ａ、１ｂ、１ｃに３つのサイリスタからなる位相制御素
子２、２、２と３つのダイオ−ドからなる整流素子３、
３、３が接続され、全体として３相の全波整流回路付き
の発電機４が形成されている。サイリスタ２、２、２の
カソ−ドは共通してバッテリ５のプラス側端子に接続さ
れ、ダイオ−ド３、３、３のアノ−ドは共通してバッテ
リ５のマイナス側端子に接続されている。またバッテリ
５には負荷６が接続されている。以上の構成はいずれも
周知なものである。
【００１３】図１において、破線で囲まれた７は位相制
御回路であり、同じく破線で囲まれた８は基準電圧発生
回路である。３つの位相制御回路７、７、７は全て同一
の構成からなり、交流出力端子１ａ、１ｂ、１ｃに接続
された電圧検出器９、積分回路１０、比較回路１１およ
びゲ−ト回路１２からなっている。ゲ−ト回路１２の出
力はサイリスタ２、２、２のゲ−ト端子に接続されてい
る。基準電圧発生回路８はバッテリ５の電圧と予め設定
された電圧を生成する参照電圧回路１４との出力電圧(
参照電圧）とを比較する比較回路１３、および前記比較
回路１３により制御される充放電回路１５とからなり、
充放電回路１５の出力は位相制御回路７内の比較回路１
０の一方の入力に接続されている。
御回路であり、同じく破線で囲まれた８は基準電圧発生
回路である。３つの位相制御回路７、７、７は全て同一
の構成からなり、交流出力端子１ａ、１ｂ、１ｃに接続
された電圧検出器９、積分回路１０、比較回路１１およ
びゲ−ト回路１２からなっている。ゲ−ト回路１２の出
力はサイリスタ２、２、２のゲ−ト端子に接続されてい
る。基準電圧発生回路８はバッテリ５の電圧と予め設定
された電圧を生成する参照電圧回路１４との出力電圧(
参照電圧）とを比較する比較回路１３、および前記比較
回路１３により制御される充放電回路１５とからなり、
充放電回路１５の出力は位相制御回路７内の比較回路１
０の一方の入力に接続されている。
【００１４】図２は図１の位相制御回路７の各部動作波
形を示す図である。図２の（ａ）の交流入力信号（Ｖｉ
ｎ）は電圧検出器９に入力され、入力信号（Ｖｉｎ）に
同期した矩形信号（Ｖｔ）として出力される。矩形信号
Ｖｔは積分回路１０に入力され、矩形信号（Ｖｔ）の１
パルス時間積分されて鋸歯状信号（Ｖｆ）として出力さ
れる。鋸歯状信号（Ｖｆ）は比較回路１１に入力され、
基準電圧発生回路８から供給されるしきい電圧Ｖｒと比
較され、しきい電圧Ｖｒとの交点Ｐで立ち上がるトリガ
信号（Ｖｇ）が出力される。最後に、トリガ信号（Ｖ
ｇ）はゲ−ト回路１２に入力され、所定の波高値を持つ
ゲ−ト信号に増幅整形されてサイリスタ２のゲ−ト端子
に供給され、サイリスタ２は、ゲ−ト信号により位相制
御される。
形を示す図である。図２の（ａ）の交流入力信号（Ｖｉ
ｎ）は電圧検出器９に入力され、入力信号（Ｖｉｎ）に
同期した矩形信号（Ｖｔ）として出力される。矩形信号
Ｖｔは積分回路１０に入力され、矩形信号（Ｖｔ）の１
パルス時間積分されて鋸歯状信号（Ｖｆ）として出力さ
れる。鋸歯状信号（Ｖｆ）は比較回路１１に入力され、
基準電圧発生回路８から供給されるしきい電圧Ｖｒと比
較され、しきい電圧Ｖｒとの交点Ｐで立ち上がるトリガ
信号（Ｖｇ）が出力される。最後に、トリガ信号（Ｖ
ｇ）はゲ−ト回路１２に入力され、所定の波高値を持つ
ゲ−ト信号に増幅整形されてサイリスタ２のゲ−ト端子
に供給され、サイリスタ２は、ゲ−ト信号により位相制
御される。
【００１５】図２の（ｂ）に示されているように、例え
ば、交流入力信号（Ｖｉｎ’）の周波数が２倍になった
場合、電圧検出器９から出力される矩形信号Ｖｔ’のパ
ルス幅は周波数の増加にともなって半分になる。そし
て、積分回路１０において、積分定数が一定であるため
に、パルス幅が短くなった分だけ出力される鋸歯状信号
（Ｖｆ’）の波高値も小さくなる。そして、鋸歯状信号
（Ｖｆ’）の波高ピ−クＰ’は、図２の（ａ）鋸歯状信
号（Ｖｆ）の波高ピ−クＰの約半分になり、しきい電圧
Ｖｒよりも小さくなるが、基準電圧発生回路８から供給
されるしきい電圧Ｖｒ’も後述するようにバッテリ電圧
の変化に応じて変化する、すなわちバッテリ電圧が所定
の参照電圧よりも低くなるとしきい電圧Ｖｒ’も小さく
なる。したがって、図２の（ａ）の場合と同様に、鋸歯
状信号（Ｖｆ’）としきい電圧Ｖｒ’との交点Ｐ’で立
ち上がるトリガ信号（Ｖｇ’）が出力される。
ば、交流入力信号（Ｖｉｎ’）の周波数が２倍になった
場合、電圧検出器９から出力される矩形信号Ｖｔ’のパ
ルス幅は周波数の増加にともなって半分になる。そし
て、積分回路１０において、積分定数が一定であるため
に、パルス幅が短くなった分だけ出力される鋸歯状信号
（Ｖｆ’）の波高値も小さくなる。そして、鋸歯状信号
（Ｖｆ’）の波高ピ−クＰ’は、図２の（ａ）鋸歯状信
号（Ｖｆ）の波高ピ−クＰの約半分になり、しきい電圧
Ｖｒよりも小さくなるが、基準電圧発生回路８から供給
されるしきい電圧Ｖｒ’も後述するようにバッテリ電圧
の変化に応じて変化する、すなわちバッテリ電圧が所定
の参照電圧よりも低くなるとしきい電圧Ｖｒ’も小さく
なる。したがって、図２の（ａ）の場合と同様に、鋸歯
状信号（Ｖｆ’）としきい電圧Ｖｒ’との交点Ｐ’で立
ち上がるトリガ信号（Ｖｇ’）が出力される。
【００１６】次に、基準電圧発生回路８におけるしきい
電圧の発生動作について説明する。バッテリ５の電圧
（Ｖｂｔ）が比較回路１３に入力され、同じく比較回路
１３に入力される参照電圧回路１４からの参照電圧（Ｖ
ｒｅｆ）と比較される。この参照電圧（Ｖｒｅｆ）は参
照電圧回路１４において適宜設定される。バッテリ電圧
（Ｖｂｔ）が参照電圧（Ｖｒｅｆ）よりも高い場合、充
放電回路１５内に設けられた電圧記憶素子を充電し、逆
に小さい場合は電圧記憶素子から放電するようになって
いる。
電圧の発生動作について説明する。バッテリ５の電圧
（Ｖｂｔ）が比較回路１３に入力され、同じく比較回路
１３に入力される参照電圧回路１４からの参照電圧（Ｖ
ｒｅｆ）と比較される。この参照電圧（Ｖｒｅｆ）は参
照電圧回路１４において適宜設定される。バッテリ電圧
（Ｖｂｔ）が参照電圧（Ｖｒｅｆ）よりも高い場合、充
放電回路１５内に設けられた電圧記憶素子を充電し、逆
に小さい場合は電圧記憶素子から放電するようになって
いる。
【００１７】そして、電圧記憶素子の電圧信号がしきい
電圧（Ｖｒ）として位相制御回路７内の比較回路１１に
入力される。したがって、しきい電圧（Ｖｒ）はバッテ
リ５の電圧（Ｖｂｔ）に応じて変化する。すなわち、バ
ッテリ５の電圧（Ｖｂｔ）が参照電圧（Ｖｒｅｆ）より
高い場合はしきい電圧（Ｖｒ）は高くなり、逆にバッテ
リ電圧（Ｖｂｔ）が参照電圧（Ｖｒｅｆ）より低い場合
はしきい電圧（Ｖｒ）は小さくなる。磁石式発電機では
磁束が一定であるので、その発電電圧は発電機の回転
数、すなわち発電周波数に比例する。本実施例では発電
機の出力にバッテリ５が接続されているので、バッテリ
５の特性によりバッテリの開放電圧からバッテリ液の水
素発生電圧の間では、発電機の発電周波数とバッテリ電
圧とが比例すると考えてもよく、また現実的に発電機の
電圧制御を行う電圧範囲はバッテリの開放電圧からバッ
テリ液の水素発生電圧の間であるので、交流入力信号
（Ｖｉｎ’）の周波数に依存してバッテリ電圧が変化す
るといえるので、結果として、図２の（ｂ）に示されて
いるように、交流入力信号（Ｖｉｎ’）の周波数の変化
に対応したしきい電圧（Ｖｒ’）が基準電圧発生回路８
から供給されることになる。このように、本発明の基準
電圧発生回路はいわゆるフィ−ドバック制御をおこなっ
ている。
電圧（Ｖｒ）として位相制御回路７内の比較回路１１に
入力される。したがって、しきい電圧（Ｖｒ）はバッテ
リ５の電圧（Ｖｂｔ）に応じて変化する。すなわち、バ
ッテリ５の電圧（Ｖｂｔ）が参照電圧（Ｖｒｅｆ）より
高い場合はしきい電圧（Ｖｒ）は高くなり、逆にバッテ
リ電圧（Ｖｂｔ）が参照電圧（Ｖｒｅｆ）より低い場合
はしきい電圧（Ｖｒ）は小さくなる。磁石式発電機では
磁束が一定であるので、その発電電圧は発電機の回転
数、すなわち発電周波数に比例する。本実施例では発電
機の出力にバッテリ５が接続されているので、バッテリ
５の特性によりバッテリの開放電圧からバッテリ液の水
素発生電圧の間では、発電機の発電周波数とバッテリ電
圧とが比例すると考えてもよく、また現実的に発電機の
電圧制御を行う電圧範囲はバッテリの開放電圧からバッ
テリ液の水素発生電圧の間であるので、交流入力信号
（Ｖｉｎ’）の周波数に依存してバッテリ電圧が変化す
るといえるので、結果として、図２の（ｂ）に示されて
いるように、交流入力信号（Ｖｉｎ’）の周波数の変化
に対応したしきい電圧（Ｖｒ’）が基準電圧発生回路８
から供給されることになる。このように、本発明の基準
電圧発生回路はいわゆるフィ−ドバック制御をおこなっ
ている。
【００１８】以上のようにして、出力電圧すなわち位相
制御回路７の出力電圧であるバッテリ５の電圧（Ｖｂ
ｔ）が目標電圧よりも高い場合は、しきい電圧（Ｖｒ）
が大きくなりサイリスタの位相制御角が大きくなる。そ
の結果、サイリスタ２が点弧するまでの時間間隔が長く
なり、発電機４の出力電圧が低くなる。逆にバッテリ５
の電圧が目標電圧よりも低い場合は、しきい電圧（Ｖ
ｒ）が小さくなってサイリスタの位相制御角が小さくな
る。その結果、サイリスタ２が点弧するまでの間隔が短
くなり、発電機４の出力電圧が高くなる。このようにサ
イリスタにより発電機の発生電圧の位相制御角を制御す
ることにより、発電機の出力電圧を一定に維持すること
ができる。
制御回路７の出力電圧であるバッテリ５の電圧（Ｖｂ
ｔ）が目標電圧よりも高い場合は、しきい電圧（Ｖｒ）
が大きくなりサイリスタの位相制御角が大きくなる。そ
の結果、サイリスタ２が点弧するまでの時間間隔が長く
なり、発電機４の出力電圧が低くなる。逆にバッテリ５
の電圧が目標電圧よりも低い場合は、しきい電圧（Ｖ
ｒ）が小さくなってサイリスタの位相制御角が小さくな
る。その結果、サイリスタ２が点弧するまでの間隔が短
くなり、発電機４の出力電圧が高くなる。このようにサ
イリスタにより発電機の発生電圧の位相制御角を制御す
ることにより、発電機の出力電圧を一定に維持すること
ができる。
【００１９】図３は本発明の一実施例の位相制御回路お
よび基準電圧発生回路を示した図である。同図におい
て、一点鎖線７で囲まれた上段の構成は位相制御回路で
あり、同じく一点鎖線８で囲まれた下段の構成は基準電
圧発生回路である。そして、上段の位相制御回路７はさ
らにそれぞれ鎖線で囲まれた電圧検出回路９、積分回路
１０、比較回路１１、およびゲ−ト回路１２からなって
いる。また、下段の基準電圧発生回路８は比較回路１
３、参照電圧回路１４、および充放電回路１５からなっ
ている。なお、図３において、英数字Ｒ１〜Ｒ１７、Ｄ
１〜Ｄ３、Ｃ１〜Ｃ４、Ｔｒ１〜Ｔｒ３またはＯＰ１〜
ＯＰ３は、それぞれ抵抗、ダイオ−ド、コンデンサ、ト
ランジスタまたはオペアンプを示している。さらに、Ｖ
ＣＣは電源であり、ＧＮＤはグランドである。
よび基準電圧発生回路を示した図である。同図におい
て、一点鎖線７で囲まれた上段の構成は位相制御回路で
あり、同じく一点鎖線８で囲まれた下段の構成は基準電
圧発生回路である。そして、上段の位相制御回路７はさ
らにそれぞれ鎖線で囲まれた電圧検出回路９、積分回路
１０、比較回路１１、およびゲ−ト回路１２からなって
いる。また、下段の基準電圧発生回路８は比較回路１
３、参照電圧回路１４、および充放電回路１５からなっ
ている。なお、図３において、英数字Ｒ１〜Ｒ１７、Ｄ
１〜Ｄ３、Ｃ１〜Ｃ４、Ｔｒ１〜Ｔｒ３またはＯＰ１〜
ＯＰ３は、それぞれ抵抗、ダイオ−ド、コンデンサ、ト
ランジスタまたはオペアンプを示している。さらに、Ｖ
ＣＣは電源であり、ＧＮＤはグランドである。
【００２０】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を変更しない範囲内において各種の変更が可能で
ある。例えば、図３の位相制御回路および基準電圧発生
回路はあくまで一例であり、他の構成による回路を用い
てもよいことは言うまでもない。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を変更しない範囲内において各種の変更が可能で
ある。例えば、図３の位相制御回路および基準電圧発生
回路はあくまで一例であり、他の構成による回路を用い
てもよいことは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁石式発
電機の電圧制御装置は、基準電圧発生回路がバッテリ電
圧を検出し、この電圧変化に追随したしきい電圧を発生
する。バッテリ電圧は、発電機の交流出力信号の周波数
に依存して変化するので、結果として、発電機の交流出
力信号の周波数変化に対応したしきい電圧が基準電圧発
生回路から供給される。そして、位相制御回路におい
て、このしきい電圧と発電機出力の積分出力である鋸歯
状信号とが比較され、しきい電圧と鋸歯状信号との交点
によって定まるトリガ信号を位相制御素子に供給する。
すなわち、発電機の交流出力信号の周波数が小さい場合
は、トリガ信号の周波数も小さくなり位相制御素子が点
弧するまでの時間間隔が長くなる。逆に発電機の交流出
力信号の周波数が大きい場合は、トリガ信号の周波数も
大きくなり位相制御素子が点弧するまでの時間間隔が短
くなり、発電機からより最適な電力がバッテリ及び負荷
に供給されるようになる。このようにして、発電機の交
流出力信号の周波数変化に対する応答性が極めて優れた
電圧制御が可能になる。
電機の電圧制御装置は、基準電圧発生回路がバッテリ電
圧を検出し、この電圧変化に追随したしきい電圧を発生
する。バッテリ電圧は、発電機の交流出力信号の周波数
に依存して変化するので、結果として、発電機の交流出
力信号の周波数変化に対応したしきい電圧が基準電圧発
生回路から供給される。そして、位相制御回路におい
て、このしきい電圧と発電機出力の積分出力である鋸歯
状信号とが比較され、しきい電圧と鋸歯状信号との交点
によって定まるトリガ信号を位相制御素子に供給する。
すなわち、発電機の交流出力信号の周波数が小さい場合
は、トリガ信号の周波数も小さくなり位相制御素子が点
弧するまでの時間間隔が長くなる。逆に発電機の交流出
力信号の周波数が大きい場合は、トリガ信号の周波数も
大きくなり位相制御素子が点弧するまでの時間間隔が短
くなり、発電機からより最適な電力がバッテリ及び負荷
に供給されるようになる。このようにして、発電機の交
流出力信号の周波数変化に対する応答性が極めて優れた
電圧制御が可能になる。
【００２２】また、本発明の磁石式発電機の電圧制御装
置は、基準電圧発生回路がいわゆるフィ−ドバック制御
によりバッテリ電位に追随したしきい電圧出力を発生す
る。したがって、発電機の回転変動のみならず、バッテ
リに接続された負荷の変動あるいは発電機の磁石の経時
変化等に対しても追随性の極めて良好な電圧制御ができ
る。さらに、本発明の磁石式発電機の電圧制御装置は、
Ｆ−Ｖ変換器等の複雑な回路を必要としないので、回路
構成が簡単であり装置の寸法を小さくでき、コストの低
減を図ることができる。
置は、基準電圧発生回路がいわゆるフィ−ドバック制御
によりバッテリ電位に追随したしきい電圧出力を発生す
る。したがって、発電機の回転変動のみならず、バッテ
リに接続された負荷の変動あるいは発電機の磁石の経時
変化等に対しても追随性の極めて良好な電圧制御ができ
る。さらに、本発明の磁石式発電機の電圧制御装置は、
Ｆ−Ｖ変換器等の複雑な回路を必要としないので、回路
構成が簡単であり装置の寸法を小さくでき、コストの低
減を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例の磁石式発電機の電圧制御装
置の全体構成図である。
置の全体構成図である。
【図２】本発明の電圧制御装置内の位相制御回路の各部
動作波形を示す図である。
動作波形を示す図である。
【図３】本発明の一実施例の位相制御回路および基準電
圧発生回路を示した図である。
圧発生回路を示した図である。
【図４】従来の位相制御回路の各部動作波形を示す図で
ある。
ある。
【図５】従来の位相制御回路の各部動作波形を示す図で
ある。
ある。
１ 磁石式発電機 ２ 位相制御素子（サイリスタ） ３ 整流素子（ダイオ−ド） ４ 発電機 ５ バッテリ ６ 負荷 ７ 位相制御回路 ８ 基準電圧発生回路 ９ 電圧検出器 １０ 積分回路 １１ 比較回路 １２ ゲ−ト回路 １３ 比較回路 １４ 参照電圧回路 １５ 充放電回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 9/00 H02J 7/14 H02M 7/155
Claims (2)
- 【請求項１】磁石式発電機と、前記磁石式発電機の出力
を整流する整流素子および位相制御素子からなる整流ブ
リッジ回路と、前記整流ブリッジ回路の出力により充電
されるバッテリと、前記バッテリの電圧より基準電圧を
発生する基準電圧発生回路と、前記磁石式発電機の交流
出力電圧を入力として該交流出力電圧の積分電圧と前記
基準電圧とにより前記位相制御素子を制御して前記磁石
式発電機の発電電圧の位相制御を行う位相制御回路と、
を有する磁石式発電機の電圧制御装置において、前記基
準電圧発生回路が、前記基準電圧を与える電圧記憶素子
と、該電圧記憶素子の充放電回路と、前記バッテリ電圧
と予め定めた所定の電圧とを比較しバッテリ電圧が所定
の電圧より高いときは前記充放電回路により電圧記憶素
子を充電し、前記バッテリ電圧が所定の電圧より低いと
きは前記充放電回路により電圧記憶素子を放電させる比
較制御回路とを有することを特徴とする磁石式発電機の
電圧制御装置。 - 【請求項２】前記位相制御素子がサイリスタからなって
いることを特徴とする請求項１記載の磁石式発電機の電
圧制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01543395A JP3303014B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 磁石式発電機の電圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01543395A JP3303014B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 磁石式発電機の電圧制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08214598A JPH08214598A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3303014B2 true JP3303014B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=11888670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01543395A Expired - Fee Related JP3303014B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | 磁石式発電機の電圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303014B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007060857A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 三相交流発電機バッテリ充電装置 |
| DE102014006365B4 (de) * | 2014-04-30 | 2022-08-11 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zum Betreiben eines Gleichrichters, insbesondere einer halbgesteuerten Gleichrichterbrücke, und Verfahren zum Betreiben eines Gleichrichters |
-
1995
- 1995-02-01 JP JP01543395A patent/JP3303014B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08214598A (ja) | 1996-08-20 |
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