JPH0246150A - 交流発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば車両に搭載される内燃機関によって
駆動され、ダイオード整流回路を介してバッテリの充電
等のために使用される交流発電装置に関する。

［従来の技術］ 自動車等の車両に搭載される電気あるいは電子機器は、
この車両に搭載されたバッテリを電源として使用してい
るものであり、またこのバッテリは車両に搭載された発
電機によって充電されるようになっている。そしてこの
発電機は、車両に搭載される内燃機関によって駆動され
る、例えば磁石式の交流発電機によって構成され、この
発電機からの出力は、サイリスク、タイオード等からな
る混合ブリッジ回路を介して直流電圧として取出され、
バッテリに充電電圧として供給される。

しかし、このように構成される交流発電装置において、
転流時にダイオードの逆回復特性によって過大な逆電圧
が発生する。この逆電圧の電圧上昇率が、サイリスクの
許容値をオーバするようになると、この逆電圧の発生に
伴ってサイリスタが点弧するようになる。このような誤
点弧が発生すると、出力電圧の制御が不可能となり、こ
の出力が充電用に供給されるバッテリの過充電あるいは
電子機器等の故障という問題が生ずることがある。

このようなバッテリの過充電等の問題を解決する手段と
しては、従来から種々考えられているものであるが、例
えば実開昭５８−７８７７８号公報に示されるように、
交流発電機からの出力を供給されるダイオード整流回路
を構成するダイオードに、それぞれ１個のコンデンサを
並列に接続し、このコン・デンサによって転流時に発生
する転流サージ電圧を吸収させるようにすることが考え
られている。また特開昭５８−２１８８７３号公報には
、上記ダイオードをツェナーダイオードに置換え、この
ツェナーダイオードによって、逆電圧を抑制するように
した例が示されている。

しかし、このようにコンデンサを接続し、あるいはツェ
ナーダイオードを使用するようにしたのでは、発電装置
の容積を大きくするばかりでなく、大幅なコストアップ
を招くことになる。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、コス
トアップの原因となるような素子を使用することなく、
整流用ダイオードの転流時に発生する逆電圧が効果的に
抑制されχ安定した直流出力電圧が得られる交流発電装
置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る交流発電装置にあっては、交流発電機の
ステータコアに巻装されるステータコイルのインダクタ
ンスに、可飽和リアクトルを直列的に接続設定したもの
で、この可飽和リアクトルは、例えば上記ステータコイ
ルのコイルエンド部に、透磁率が大きく且つ保磁力の小
さい材料、例えばアモルファスリボンを巻き付けること
によって構成される。

［作用］ 上記のような交流発電装置にあって、可飽和リアクトル
は、ステータコイルのコイルエンド部に透磁率が大きく
且つ保磁力の小さい材料、例えばアモルファスリボンを
巻き付けることによって簡単に構成されるものであり、
交流発電出力は、この可飽和リアクトルを介してダイオ
ードを含み構成される整流回路に供給されるようになる
。したがって、この可飽和リアクトルの電流抑制効果に
よって、ダイオード電流が抑制されるようになり、ダイ
オードの転流時に発生する過大な逆電圧が確実に抑制、
される。

［発明の実施例］ 以下、図画を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は例えば自動車に搭載される３相の磁石式交流発
電装置の回路構成を示すもので、磁石式の交流発電機１
１は、この図では詳細に示していないがベルトを介して
、上記自動車に搭載された内燃機関によって駆動される
ようになっている。そして、この発電機１１は内燃機関
の回転中に、自動車に搭載されているバッテリ１２を充
電し、さらに自動車の電気負荷１３に対して必要な電力
を供給するものである。

交流発電機１１は、磁石式ロータおよびステータを備え
、このステータはステータコアと３相にしたステータコ
イル１４１−１４３とから構成され、このステータコイ
ル１４１〜１４３それぞれには、可飽和リアクトル１５
１−１５３が直列に接続設定されている。

ここで、この可飽和リアクトル１５１〜１５３は、第２
図に示すようにステータのステータコア１Ｇに巻装され
たステータコイル１４１−１４３のコイルエンド部の外
周に、透磁率が高く且つ保磁力の小さい物質であるアモ
ルファスのリボン２０を巻くことによって構成される。

交流発電機１１にあ）ては、磁石式ロータが界磁として
働くようになり、内燃機関によってこの磁石式ロータが
回転されることによって回転磁界が発生する。そして、
この回転磁界によってステー夕に巻装されたステータコ
イル１４１〜１４３に交流電圧が発生し、このステータ
コイル１４１〜１４３それぞれで発生された交流電圧は
、ダイオード１７１〜１７３およびサイリスク１８１〜
１８３によって構成される混合ブリッジ回路によって整
流されて直流電圧とされる。この整流された直流出力は
、上記バッテリ１２に充電用に使用され、また負荷１３
に供給されるようになる。

ここで、上記整流された直流出力電圧は、バッテリＩ２
あるいは電気負荷１３の状態に応じて一定値に保たれる
ように、出力電圧調整器１９によって制御される°もの
で、この出力調整器１９によってサイリスタ１８１〜１
８３の点弧角を制御するようにしている。

第２図はステータコイル１４１〜１４３それぞれに、可
飽和リアクトル１５１〜１５３を形成する具体的な構成
について示しているもので、この可飽和リアクトル１５
１〜１５３は、ステータコイルのコイルエンド部の外周
に、アモルファスリボン２０を巻き付けることによって
構成される。

すなわち、このようにステータコイル１４１〜１４３の
コイルエンド部に、透磁率が大きく且つ保磁力の小さい
アモルファスリボン２０を巻き付は設定することにより
、発電機の体格を大きくすることなく、ステータコイル
１４１〜１４３それぞれに可飽和リアクトル１５１〜１
５３が直列に接続された状態となり、ダイオードに流れ
る逆電流を抑制する機能が設定されるようになる。

ここで、アモルファスリボン２０をステータコア１６内
のステータコイルに巻き付けた場合には、常にロータに
よって励磁され、可飽和リアクトルとして機能を果たす
ことが不可能となる。

可飽和リアクトルを構成するための透磁率が大きく且つ
保磁力の小さい磁性材料としては、実施例で示したよう
なアモルファスである必要はなく、またコイルエンドに
巻き付けることができれば、特にリボンでなくと゛も使
用可能である。

このようにステータコイル１４１〜１４３のそれぞれに
直列に可飽和リアクトル１５１〜１５３が接続設定され
ることにより、発電機１１の出力を低減させることなく
、この可飽和リアクトル１５１−１５３の電流抑制効果
によって、ダイオード１７１〜１７３の逆電流ＩＤを抑
制できる。すなわち、この可飽和リアクトルの存在しな
い状態では、第３図（Ａ）に示すように転流時に逆電流
ＩＤが生ずるものであるが、ステータコイル１４１−１
４３に直列に可飽和リアクトル１５１〜１５３を接続す
ることによって、第３図（Ｂ）に示すように、逆電流Ｉ
Ｄが抑制される。

すなわち、ダイオードの転流時において、逆電圧ＶＤの
発生が効果的に抑制されるようになり、従来のコ、ンデ
ンサさらにツェナーダイオードのような外部的な手段を
用いることなく、発電機１１の本体部の改良によって、
出力電圧を調整するサイリスタ１８１−１８３の誤点弧
が解消されるもので、充分に低いコストで信頼性の高い
車両用交流発電機が提供されるようになる。

上記実施例にあっては、磁石式交流発電装置において、
整流回路部に用いられるサイリスタの誤点弧を防止する
効果が効果的に発揮されたものであるが、第４図に示す
ようにロータを巻線２１によって構成するようにした交
流発電機２２に対しても効果的に応用することができる
。すなわち、この発電機２２にあっては、電圧調整器１
９によって、界磁巻線とされる巻線２１に流れる電流を
調整することにより、出力電圧が調整される。そして、
この発電機２２からの出力は、ダイオード１７１〜１７
６からなる整流回路に供給され、この整流された直流電
圧出力が、バッテリ１２さに電気負荷１３に供給される
。

このように構成される交流発電機２２において、前記実
施例と同様にステータコイル１４１〜１４３それぞれに
、例えばアモルファスリボンを巻き付けることによって
構成される可飽和リアクトル１５１〜１５３を直列に設
定する。そして、この可飽和リアクトル１５１〜１５３
はダイオードで発生する逆電流によるサージ電圧を抑制
し、出力電圧ＶＢのリップル分を効果的に抑えることが
できる。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明に係る交流発電機にあっては、例
えばステータコイルのコイルエンド部にアモルファスリ
ボンを巻き付けるような簡単な構成によって構成される
可飽和リアクトルによって、ダイオードの逆回復特性に
より生ずる転流時の逆電圧が効果的に抑制されるように
なり、例えばダイオードおよびサイリスクにより構成さ
れる整流回路におけるサイリスタの誤点弧を確実に防止
することができるものであり、また界磁巻線により出力
電圧を調整する発電機においても、出力電圧のリップル
分を効果的に抑えることができるようになる。・したが
って、例えばバッテリを過充電から確実に保護可能とす
るばかりか、電気的な負荷回路を故障させるようなこと
を確実に防止することができ、例えば車両に搭載される
交流発電装置として効果的に利用できるものである。

係る発電機のステータ部分の一部を取り出して示す図、
第３図の（Ａ）および（Ｂ）は逆電流および逆電圧の発
生状態を従来例と上記実施例の場合とを比較して示す図
、第４図はこの発明の他の実施例を説明する回路構成図
である。

ＩＬ　２２・・・交流発電機、１２・・・バッテリ、［
３・・・電気負荷、１４１〜１４３をステータコイル、
１５１〜１５３・・・可飽和リアクトル、１７１〜１７
Ｂ・・・ダイオード、１８１〜１８３・・・サイリスタ
、１９・・・電圧調整器、２１・・・界磁巻線。

出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

【図面の簡単な説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流発電機のステータコアに巻装される複数のス
   テータコイルと、 このステータコイルのインダクタンスと直列に接続設定
   された可飽和リアクトルとを具備し、上記ステータコイ
   ルのインダクタンスと可飽和リアクトルとを流れる電流
   が、ダイオード整流回路に導かれるようにしたことを特
   徴とする交流発電装置。
2. （２）上記可飽和リアクトルは、上記ステータコイルの
   コイルエンド部にアモルファスリボンを巻き付けること
   によって構成される特許請求の範囲第１項記載の交流発
   電装置。