JPH03183331A - 車両用の発電装置 - Google Patents

車両用の発電装置

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JPH03183331A
JPH03183331A JP31893089A JP31893089A JPH03183331A JP H03183331 A JPH03183331 A JP H03183331A JP 31893089 A JP31893089 A JP 31893089A JP 31893089 A JP31893089 A JP 31893089A JP H03183331 A JPH03183331 A JP H03183331A
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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、複数の発電機を備え、複数の異なる電圧値
の電力を発生するシステムにおいて、その電圧調整手段
を改良した車両用の発電装置に関する。
[従来の技術] 自動車等における車両用の電源装置にあっては通常12
V若しくは24V系の単一の電源電圧に設定されるもの
であるが、例えばヒーテッドウインドシールドを備えた
車両にあっては、このヒーテッドウインドシールドに上
記単一の設定電圧よりも高電圧の電力を供給し、ウィン
ドグラスに付着した氷雪の解氷が速やかに行われるよう
にしたものである。すなわち、車両に装備される特定の
負荷に対して、通常とは異なる電圧を供給するようにし
たシステムが考えられている。
この様に駆動電圧が異なるシステムを搭載した車両にあ
っていは、その発電システムにおいて、これら駆動電圧
の異なる負荷に対してそれぞれ適正な電圧値の電力を供
給することが必要であり、このため例えば通常電圧で駆
動される負荷と、これとは異なる電圧で駆動される負荷
にそれぞれ対応した複数の発電機を装備するシステムが
考えられている。
しかし、この様に対象負荷によって使用する発電機を異
ならせるように構成したのでは、例えば通常電圧値以外
の電圧で駆動される特定負荷が使用されないときには、
そのための発電機が休止状態とされる。すなわち、発電
機の使用効率が著しく低下する。
この様な問題点を解決する手段として、特定負荷が使用
されていない状態において、この特定負荷のための発電
機の制御電圧を切換え、この発電機で発生された電力が
通常負荷で使用されるようにすることが考えられる。し
かし、単に複数の発電機を並列運転しただけでは、その
発電機相互の特性の相違によって、いずれかの発電機に
負荷が片寄る。例えば2台の発電機が並列運転された場
合、その両者の調整電圧がわずかでも異なると、負荷電
流の増加に対して、常に調整電圧が高めに設定される発
電機から発電が開始され、負荷電流がこの発電を開始し
た発電機の最大出力を上回ったときにその調整電圧が低
下することによって、はじめて他方の発電機が発電を開
始することになる。したがって、設定された複数の発電
機が平等に動作制御されることがなく、常に調整電圧が
高めに設定された発電機に負荷が集中するようになり、
例えば両光電機の寿命を平均化することが困難となる。
[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、複数
の発電機が装備され、これらの発電機が並列運転されて
共通の電気的負荷に電力を供給するようになった場合に
あっても、これら複数の発電機から発生される電圧が同
一の状態とされ、複数の発電機に平均化された負荷が作
用され、各発電機の電圧制御が実行されるようにした車
両用の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] この発明に係る車両用の発電装置にあっては、通常の第
1の電圧値で駆動される第1の電気的負荷に発生電力を
供給する第1の発電機、および上記第1の電気的負荷と
異なる第2の電圧値で駆動される第2の電気的負荷に発
生電力を選択的に供給する第2の発電機を備え、この第
1および第2の発電機それぞれの界磁コイルに流れる電
流は、それぞれ第1および第2の電圧調整手段によって
制御され、この第1および第2の発電機の発生電圧がそ
れぞれ第1および第2の電気的負荷に供給させるように
すると共に、第2の電気的負荷が使用されない状態では
、第1の発電機の発生電圧を制御する第1の電圧調整手
段によって、第2の発電機の界磁コイル電流を制御する
[作用] この様に構成される車両用の発電装置にあっては、通常
の第1の電圧値の電力で駆動される第1の電気的負荷、
および第1の電圧値とは異なる第2の電圧値の電力で駆
動される第2の電気的負荷が、それぞれ第1および第2
の電圧調整手段によって発生電圧の制御される第1およ
び第2の発電機で発生される電力によって駆動される。
しかし、第2の電気的負荷が動作されていない状態では
、第2の発電機が第1の電圧調整手段によって界磁コイ
ル電流が制御されるよう、になり、この第1および第2
の発電機からは、同一電圧の電力が発生制御されるよう
になる。したがって、この第1および第2の発電機を並
列運転して、これら発電機で発生された電力を共通の第
1の電気的負荷に供給する状態となっても、第1および
第2の発電機に負荷が平均化して作用されるようになる
[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第1図はその回路構成を示したもので、車両等に装備さ
れたエンジン(図示せず)によってそれぞれ回転駆動さ
れる第1および第2の発電機および12を備える。この
発電機11および12は、それぞれ三相のY形結線され
た電機子コイルIllおよび121と界磁コイル112
および122を備え、電機子コイルIllおよび121
それぞれから発生された三相の電力は、それぞれ三相全
波整流器113および123をそれぞれ介して出力され
るようになっでいる。ここで、界磁コイル]21および
122の導通率は同一に設定されている。
第1の発電機11から発生された電力は、車両に搭載さ
れた第1の電気的負荷13およびバッテリ14に供給さ
れる。この第1の電気的負荷13は、例えば12V若し
くは24V等のバッテリ14を電源として駆動される第
1の電圧値の電力で駆動される負荷である。
第1および第2の発電機itおよび12それぞれの界磁
コイル112および122の電流は、それぞれ第1およ
び第2の電圧調整器15および1Bで制御される。
第1の電圧調整器I5は、バッテリ14の端子電圧が印
加されるツェナーダイオード151を備える。
このツェナーダイオードi 51は、抵抗152および
(53と共に電圧検出回路を構成するもので、バッテリ
14の端子電圧が所定値を越えると、トランジスタ15
4が導通されるようになる。ここで、このトランジスタ
154のコレクタ回路には、キースイッチ17を介して
電源が供給されている。そして、トランジスタ154が
導通(オン)されると、これに伴い非導通(オフ)され
るトランジスタ155が設けられ、このトランジスタ1
55のオン・オフ動作に対応して、第1の発電機11の
界磁コイル112に流れる電流が制御されるようになっ
ている。
すなわち、バッテリ14の電圧がツェナーダイオード1
51を含む電圧検出回路で設定される所定値(第1の電
圧値)を越えると、トランジスタ154がオンされ、ト
ランジスタ155がオフ制御されて界磁コイル+12に
流れる電流を減少する。また、上記電圧検出回路の検出
電圧が所定値(第1の電圧値)より低下したときに、ト
ランジスタ154がオフされてトランジスタ155がオ
ンし、界磁コイル112に流れる電流が増加する。した
がって、第1の発電機11で発生され、第1の電気的負
荷13およびバッテリ14に供給される電力の電圧は、
第1の電圧値に設定制御されるようになる。
第2の電圧調整器16は、第2の発電機12からの発生
電圧を検出する、ツェナーダイオード161および抵抗
1B2.183からなる電圧検出回路を備える。この電
圧検出回路は、車両で使用される通常の電圧で駆動され
る第1の電気的負荷I3よりは高い電圧で駆動される、
例えばヒーテッドウインドシールドのような第2の電気
的負荷18の使用電圧(第2の電圧値)を検出するもの
で、第2の発電機12の発生電圧が、第2の電圧値を越
えたときに、トランジスタ164をオン制御し、このト
ランジスタ(64のオンに伴いトランジスタ185をオ
フ制御するようになっている。そして、このトランジス
タ165によって第2の発電機12の界磁コイル122
の電流を制御する。
ここで、第2の発電機12で発生された電力は、切換え
スイッチ19の第1の切換え接点191に供給される。
この切換えスイッチ19は、第2の電気的負荷18の使
用および不使用の態様に応じて切換えられるもので、図
の状態は第2の電気的負荷j8が不使用の状態を示して
いる。この状態で第2の発電機12で発生された電力は
、切換え接点191を介して第1の電気的負荷i3およ
びバッテリ14に供給され、切換え接点191が図の状
態から切換えられた状態では、第2の発電機12からの
発生電力は、第2の電気的負荷18に供給されるように
なる。
切換えスイッチ19は、第1の切換え接点191連動し
て駆動される第2の切換え接点192をgN;る。この
切換え接点192は、図の状態で第1の1圧調整器15
のトランジスタ155のコレクタを、側坑15Bを介し
て第2の電圧調整回路I6のトランミスタ166のベー
スに接続し、トランジスタ155 f。
オンの状態で、トランジスタ188がオフIIJ御さ才
るようにする。
このトランジスタ166は、トランジスタ1642並列
に接続されるもので、第1の電圧調整器15cトランジ
スタ155のオン・オフに対応してトランジスタ166
がオフ・オン制御され、第2の電圧謬整器1Gのトラン
ジスタIG5が、第1の電圧調整215のトランジスタ
155と同期的にオン・オフ制窮されるようになる。す
なわち、切換えスイッチlが図の状態に設定される状態
で、第1および第2の発電機11および12それぞれの
界磁コイル112および122に流れる電流が同一条件
で制御されるようになる。
この様に構成される発電装置において、通常の電圧によ
る第1の電気的負荷18と共に、高電圧の第2の電気的
負荷18が使用される場合について説明する。この第2
の電気的負荷(8が使用される場合は、切換え選択スイ
ッチ19が図の状態から切換え設定され、第2の発電機
12からの発生電圧が、第2の電気的負荷18に供給さ
れるようになっている。したがって、この状態では第1
の電圧調整器15のトランジスタ155のコレクタと第
2の電圧調整器16のトランジスタ166のベースとの
間の回路は開放される。
この状態でキースイッチ17が投入され、車両に搭載さ
れたエンジンによって第1および第2の発電機11およ
び12が運転されると、この第1および第2の発電機1
1および12は共に発電を開始し、第1の発電機からの
発電電力は第1の電気的負荷13およびバッテリ14に
供給されるようになると共に、第2の発電機I2からの
発電電力は、第2の電気的負荷I8に供給されるように
なる。
ここで、第1の発電機11からの発電電圧は、第1の電
圧調整器15によって、次のように制御される。すなわ
ち、発電機11からの出力電圧が上昇しバッテリ14の
端子電圧が所定値(第1の電圧1ia)を越えて上昇す
ると、ツェナーダイオード151と抵抗152.153
からなる電圧検出回路のトランジスタ154のベース端
子点の電圧が、このトランジスタ154のベース・エミ
ッタ間の電圧以上となりこのトランジスタ154はオン
制御される。このトランジスタ154がオンされると、
界磁電流制御用のトランジスタ155がオフ制御され、
界磁コイル112に流れる界磁電流が減少されるように
なり、したがって第1の発電機11の出力電圧が低下さ
れる。
この様にして第1の発電機11の出力電圧が低下し、バ
ッテリ14の端子電圧が所定値以下となると、トランジ
スタ154のベース電位が、このトランジスタ154ノ
ヘース・エミッタ間電圧以下となり、このトランジスタ
154はオフされる。このトランジスタ154がオフさ
れると、トランジスタ+55がオンされ、界磁コイルH
2に流れる界磁電流が増加して、第1の発電機11から
の出力電圧が上昇制御される。
そして、この様な動作が繰り返されて、第1の発電機1
1の出力電圧はバッテリI4の端子電圧が所定の第1の
電圧値になるように制御され、第1の電気的負荷I3を
駆動すると共に、バッテリ14に所定電圧の充電電力を
供給するようになる。ここで、この所定電圧値は例えば
バッテリ14が12V系である場合には、約14〜15
Vに設定されるのが普通である。
また第2の発電機12からの出力電圧は、第2の電圧調
整器16によって第2の電圧値に制御される。
すなわち、この発電機12からの出力電圧が所定の第2
の電圧値を越えて上昇すると、ツェナーダイオード16
1および抵抗162.163からなる電圧検出回路のト
ランジスタ1G4のベース端子点の電圧が、このトラン
ジスタ184のベース・エミッタ間電圧を越えて、この
トランジスタ164がオンされる。このトランジスタ1
64がオンされると界磁電流制御用トランジスタ165
がオフされ、界磁コイル122に流れる界磁電流が減少
され、第2の発電機12の出力電圧が低下制御される。
この様にして第2の発電機12の出力電圧が低下し、所
定の第2の電圧値以下になると、トランジスタ164の
ベース電位が、このトランジスタ164のベース・エミ
ッタ間電圧以下に低下され、このトランジスタ164は
オフされる。そしてトランジスタ165がオン制御され
て界磁コイル122に流れる電流が増加されて、この第
2の発電機12の出力電圧が上昇される。
この様な動作が繰り返されて第2の電気的負荷】8に与
えられる電圧が所定の第2の電圧値に制御されるように
、電圧調整器16が作用する。この場合、第2の電圧値
は第2の電気的負荷18に好適な電圧値であり、第1の
電圧値よりも高い値である。
例えば、第2の電気的負荷18が車両のウィンドグラス
に付着した氷雪を急速に溶かすために用いられる、いわ
ゆるヒーテッドウインドシールドの場合には、第2の電
圧値は例えば約70Vに設定される。
尚、第2の電圧調整器16において、トランジスタi6
6のベースに接続された端子は開放されているものであ
るため、このトランジスタ166は第2の電気的負荷1
8が動作される状態では、常にオフ状態とされている。
したがって、この第2の電圧調整器1Bによる第2の発
電機12の出力電圧の制御動作には、何も影響を与えな
い。
すなわち、第1の電気的負荷13と共に第2の電気的負
荷18が使用される状態では、第1および第2の電圧調
整器15および1Bは、全く別個の動作をしている。そ
して、第1の電圧調整器i5は第1の発電機11の出力
電圧を、通常の第1の電圧値に制御し、また第2の電圧
調整器16は、第2の発電機12の出力電圧を、第2の
電気的負荷18に好適な第2の電圧値に制御するように
なる。
次に、第2の電気的負荷18が使用されない状態にあっ
ては、切換えスイッチ19は図の状態に設定され、第2
の発電機12からの出力が、切換えスイッチの接点19
1を介して第1の電気的負荷13、およびバッテリ14
に供給されるようになる。また同時に、第1の電圧調整
器15のトランジスタ155のコレクタからの出力が、
切換えスイッチ19の接点192を介して、第2の電圧
調整器16のトランジスタ166のベースに与えられる
したがって、キースイッチ17が投入され、第1および
第2の発電機11および12が車両に搭載されたエンジ
ンによって駆動されると、第1の発電機1工からの出力
電圧は、前述したと同様に第1の電圧調整器15によっ
て制御され、第1の電気的負荷13およびバッテリ14
に与えられる。すなわち、バッテリ14の端子に与えら
れる電圧が所定の第1の電圧値を越えると、第1の電圧
調整器15のトランジスタ155がオフされ、第1の発
電機11の発電電圧が低下される。
この場合、トランジスタ155がオフされると、このト
ランジスタ155のコレクタは、第2の電圧調整器16
のトランジスタ166のベースに接続されているもので
あるため、このトランジスタ16Bはオン制御される。
したがって、この電圧調整器16のトランジスタ185
がオフされ、第2の発電機12の界磁コイル122に流
れる界磁電流が減少されて、この発電機12の出力電圧
も低下制御される。すなわち、第1および第2の発電機
11および12は、第1の電圧調整器15によって、並
列的に出力電圧が低下制御される。
第1および第2の発電機11および12の出力電圧が低
下し、バッテリ14に供給される電圧が所定の第1の電
圧値以下となると、前述したように第1の電圧調整器1
5のトランジスタ155がオン制御される。これに伴い
第2の電圧調整器16において、トランジスタ16Bが
オフ制御されるため、トランジスタ165はオン制御さ
れる。したがって、第1および第2の発電機】lおよび
12のそれぞれ界磁コイル112および122の界磁電
流が増加され、この発電機11および12の出力電圧が
上昇する。
すなわち、この様な動作が繰り返されて、第1および第
2の発電機l(および12の出力電圧が、所定の第1の
電気的負荷13に適合する第1の電圧値に制御されるも
ので、第1の電圧調整器15にょって第1の発電alH
の界磁電流制御、並びに第2の発電機I2の界磁電流制
御が実行される。
この場合、第2の発電機12の出力電圧は、第1の電圧
調整器15により制御されるようになるものであるため
、第2の発電al12の出力電圧が、第2の電気的負荷
18に好適な第2の電圧値を越えることはない。したが
って、第2の電圧調整2S16においてトランジスタ1
64は、第2の電気的負荷18が使用されないように切
換えスイッチ19が設定された状態では、常にオフ状態
とされている。したがって、トランジスタL65の動作
に影響を与えることはなく、第2の発電機12の界磁コ
イル122の電流は、第1の発電#111の界磁コイル
112の電流と同期的に制御される。
したがって、第2の電気的負荷18を使用しないで、第
1および第2の発電機11および12を、第1の電気的
負荷i3およびバッテリ14に電力を供給するために並
列運転する場合、この両売電機11および12の界磁コ
イル112および122の導通率が同一であるので、一
方の発電機に負荷が片寄ることがなく、負荷が平均化し
て作用する状態で、第1および第2の発電機11および
12の並列運転が実行される。
上記実施例においては、第2の電気的負荷】8に適合し
た第1の電圧値が、第1の電気的負荷12に適合した第
1の電圧値より高い場合について示した。これに対して
第2の電圧値が通常に使用される第1の電圧値より低い
場合もあり、この様な場合の実施例を第2図に示す。
第2図に示した第2の実施例にあっては、第2の電気的
負荷18に適合する電圧が、第1の電気的負荷13およ
びバッテリ14で要求される第1の電圧値より低い第3
の電圧値とされるもので、基本的には第1図で示した第
1の実施例と同じであるが、次の点で相違する。
すなわち、この第2の実施例にあっては、第2の電圧調
整器16において、第1の実施例のトランジスタ18B
に代わりトランジスタ167を備える。
このトランジスタ167はトランジスタ166と同様に
第1の電圧調整器15の動作に対応して制御されるもの
であるが、このトランジスタ167のコレクタが、トラ
ンジスタ164のベースに接続されている。そして、こ
のトランジスタ167のベースには、切換えスイッチ1
9の接点192を介して、第1の電圧調整器15のトラ
ンジスタ154のコレクタから抵抗157を介して信号
が供給されるようにする。この場合、トランジスタ15
4のコレクタとトランジスタ155のベースとの間にも
、抵抗158を介在させるようにする。また、第2の電
圧調整器16のツェナーダイオード161および抵抗1
62.163によって構成される電圧検出回路によって
設定される電圧は、第1の電圧値よりも低く設定される
もので、例えば5vに設定され、第2の発電機12の出
力電圧が5■を越えたときに、トランジスタ164をオ
ン制御する。
この実施例において、第2の電気的負荷を使用する場合
には、切換えスイッチ19が図の状態から切換えられ、
第2の発電機12からの出力電力が第2の電気的負荷1
8に与えられるようになり、第1の実施例と同様に、第
1および第2の電圧調整器15および16によって界磁
コイル112および122に流れる電流が制御され、第
1の電気的負荷13および第2の電気的負荷18それぞ
れに所定の電圧が供給されるようになる。
そして、切換えスイッチI9が図の状態に設定された、
第2の電気的負荷I8が使用されない状態では、第1お
よび第2の発電機(IおよびI2の出力電圧が上昇し、
第2の発電機I2からの出力電圧が第3の電圧値を越え
ても、バッテリI4の端子電圧がまだ第1の電圧値を越
えていなければ、第1の電圧調整器15のトランジスタ
154はオフ状態にある。
したがって、界磁電流制御用のトランジスタ155はオ
ンであり、また第2の電圧調整器I6のトランジスタ1
87もオンされている。このため、第2の電圧調整器1
Bのトランジスタ164は、第2の発電機12の出力電
圧が第3の電圧値を越えてもオフ状態に保持されており
、第1および第2の電圧調整器15および16それぞれ
のトランジスタ155および165は、共にオンとされ
ていて、第1および第2の発電機11および12の界磁
コイルH2および122には界磁電流が流されて、発電
機11および12の出力電圧は上昇制御される。
第1および第2の発電機11および12からの出力電圧
が上昇し、バッテリ14の端子電圧が第1の電圧値を越
えると、第1の電圧調整器15のトランジスタ154が
オンされる。このため、界磁電流制御用のトランジスタ
155と共に、トランジスタ1137がオフされる。ト
ランジスタ167がオフされると、この状態では第2の
発電機t2からの出力電圧が第3の電圧値を越えている
ため、トランジスタ164がオンされ、第2の電圧調整
器16の界磁電流制御用トランジスタ185が、トラン
ジスタ155と同様にオフされる。したがって、両売電
機11およびI2の界磁コイル112および122に流
れる電流が威少され、この両売電機11および12の出
力電圧が低下する。
この様にして両売電機11および12の出力電圧が低下
し、バッテリ14の端子電圧が第1の電圧値より低くな
るとトランジスタ154がオフされ、トランジスタ15
5および167がオンされて、両売電機11および12
からの出力電圧は再び上昇される。
この様な動作を繰り返すことによって、第1および第2
の発電機11および12の出力電圧は、第1の実施例と
同様に、第1の電圧調整器15、およびこの電圧調整器
15の界磁電流制御に対応した界磁電流制御を行う第2
の電圧調整器I6によって、第1の電気的負荷13およ
びバッテリ14に供給される電力の電圧が、所定の第1
の電圧値となるように制御される。
[発明の効果] 以上のようにこの発明に係る車両用発電装置によれば、
使用電圧の異なる複数の電気的負荷が存在するときに、
その電気的負荷それぞれに対応して複数の発電機を装備
された場合、通常の電気的負荷のみが使用された状態で
、複数の発電機からの出力電流が、この通常の電気的負
荷に共通に供給できるようになり、この場合各発電機に
作用する負荷の状態が均一化されるようになる。すなわ
ち、複数の発電機が並列運転された状態においても、負
荷が特定の発電機に片寄ることがなく、複数の発電機を
備えた車両用の発電装置が効果的に構成できるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る車両用の発電装置を
説明する回路構成図、第2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 12・・・第1および第2の発電機、13.18
・・・第1および第2の電気的負荷、14・・・バッテ
リ、I5、I6・・・第1および第2の電圧調整器、1
51.181・・・ツェーナーダイオード、19・・・
切換えスイッチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の電圧値の電力によって駆動される第1の電気的負
    荷に発電電力を供給する第1の発電機と、 前記第1の電気的負荷、およびこの第1の電気的負荷を
    駆動する第1の電圧値とは異なる第2の電圧値の電力に
    よって駆動される第2の電気的負荷に選択的に発電電力
    を供給する第2の発電機と、 前記第1の発電機の出力電圧を検出し、この第1の発電
    機の界磁コイルに流れる電流を制御することによって、
    前記第1の発電機の出力電圧値を前記第1の電圧値に設
    定制御する第1の電圧調整手段と、 前記第2の発電機の出力電圧を検出し、この第2の発電
    機の界磁コイルに流れる電流を制御することによって、
    前記第2の発電機の出力電圧値を前記第2の電圧値に設
    定制御する第2の電圧調整手段と、 前記第2の電気的負荷を使用しない状態で、前記第2の
    発電機からの出力を前記第1の電気的負荷に切換え供給
    する切換え手段とを具備し、この切換え手段は、前記第
    2の電気的負荷が使用されない状態で、前記第1の電圧
    調整手段によって前記第2発電機の界磁コイルに流れる
    電流を制御させる制御切換え手段を含み構成されるよう
    にしたことを特徴とする車両用の発電装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7335998B2 (en) * 2005-03-17 2008-02-26 Robert Bosch Gmbh Device for supplying voltage to the loads of an onboard electrical system of a motor vehicle, using a plurality of generators
JP2011067092A (ja) * 2010-12-14 2011-03-31 Mitsubishi Electric Corp 車両用発電制御装置
US8004110B2 (en) 2008-03-03 2011-08-23 Mitsubishi Electric Corporation On-vehicle power generation controller
CN104319804A (zh) * 2014-08-27 2015-01-28 北京航天控制仪器研究所 一种交流发电机并联电路

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