JPH0323836Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自励交流発電機、特に電圧調整機能
を有する自励交流発電機にホール素子を用いた制
御による限流機能を付加するようにした例えば、
小型のエンジンに駆動される可搬式の自励交流発
電機に関するものである。

一般に、電圧調整機能を有する自励交流発電機
にあつては、発電機の出力電圧を検出して電圧基
準素子と比較し、出力電圧が大の場合には界磁電
流をオフして出力電圧を降下させ、一方、出力電
圧が小の場合には界磁電流をオンして出力電圧を
上昇させるよう動作させている。

この種の自励交流発電機の従来例を第１図によ
つて説明する。図中、１は発電機、２は自動電圧
調整器、３は負荷、４は主発電巻線を表わす。５
は界磁巻線励磁用の補助巻線であつて主発電巻線
４と90゜の位相差を有し夫々固定子に巻回される。
６は界磁巻線であつて回転子に巻回される（又は
回転子）。７，８は全波整流器を表わす。９，１
０，１１はトランジスタであり、とりわけトラン
ジスタ１０は界磁電流制御用として作動し、更に
トランジスタ９，１０はダーリントン接続をな
す。１２ないし１８は抵抗、１９ないし２２はコ
ンデンサ、２３はツエナ・ダイオード、２４はダ
イオード、２５はスイツチ、２６はフユーズを
夫々表わしている。そして発電機１によつて発電
された出力電圧は自動電圧調整器２によつて制御
され規定範囲内の電圧が発生するよう調整制御さ
れている。

ここで回転子６が別設されたエンジンなどの原
動機（図示しない）によつて駆動されると、回転
子６の残留磁気によつて固定子に巻回された主発
電巻線４及び補助巻線５に電圧が発生する。そし
て補助巻線５に発生した電圧は全波整流器７によ
つて整流され、平滑コンデンサ１９にて平滑され
た後に、抵抗１２，１５を介してトランジスタ９
のベースに供給されトランジスタ９をオンする。
これに続いて界磁電流制御用トランジスタ１０が
オンし、全波整流器７からの界磁電流は界磁巻線
６、界磁電流制御用トランジスタ１０、全波整流
器７に至る閉回路に流れることとなる。この状態
は電圧確立前であるが、主発電巻線４からの電圧
はフユーズ２６及びスイツチ２５を経由して負荷
３に印加される。一方、主発電巻線４のタツプＡ
からは全波整流器８、平滑コンデンサ２２を介し
て電圧検出素子を構成する分圧抵抗１７，１８に
電圧が印加される。この状態は依然として電圧確
立前であるため前記分圧抵抗１７，１８によるＢ
点の分圧電圧は電圧基準素子であるツエナ・ダイ
オード２３のツエナ電圧以下であつて、ツエナ・
ダイオード２３はオフ状態である。よつて、トラ
ンジスタ１１はオフ状態を継続し、界磁電流制御
用トランジスタ１０はオン状態を維持して電圧上
昇が行なわれる。時間の経過につれて主発電巻線
電圧が規定値以上に上昇すると、主発電巻線４の
タツプＡ電圧が上昇し、それにつれて分圧点Ｂ電
圧が上昇する。そして分圧点Ｂ電圧が規定値（ツ
エナ電圧）以上に達すると、ツエナ・ダイオード
２３がオン状態となりトランジスタ１１にベース
電流を供給してオン状態にする。したがつてトラ
ンジスタ９のベース電流が側路されるため界磁電
流制御用トランジスタ１０がオフ状態になり界磁
電流を遮断して出力電圧を降下させる。電圧降下
に応じて分圧点Ｂ電圧も降下し規定値以下にまで
達するとツエナ・ダイオード２３がオフ状態とな
る。そこでトランジスタ１１がオフ状態になり、
次いで順次トランジスタ９がオン、界磁電流制御
用トランジスタ１０もオンに転じ、再び界磁巻線
６に界磁電流を流して電圧上昇を開始する。以上
の動作の反覆継続によつて主発電巻線４には規定
範囲内の電圧が誘起され負荷３へ印加される。

しかしこの種の定電圧機能を有する自励交流発
電機は、出力電圧の大小のみを検出して調整動作
を行なう如き回路構成としているために、例えば
発電機が過負荷になつて出力電圧が降下したよう
な場合にも過負荷による負荷電流に関係なく出力
電圧を一定にするよう動作してしまい、その結果
益々発電機の過負荷状態が進行してしまう。そこ
で、その過負荷電流によりフユーズ２６が溶断す
ることになるが、もし、このフユーズ２６が設け
てない場合は主発電巻線４が焼損する重大な欠点
となる。

本考案は上記欠点を解決することを目的として
なされたものであり、発電機の出力電圧を監視す
る定電圧機能に更にホール素子を用いた制御によ
る負荷電流に対する限流機能を付加して電圧監視
と負荷電流監視とを共に行なえるようにした自励
交流発電機を提供しようとするものである。以下
図面を参照しつつ実施例を説明する。

第２図は本考案になる自励交流発電機の一実施
例回路図であり、第３図は他の実施例回路図であ
る。第２図において符号１ないし２５は第１図に
対応する。図中、２７は負荷電流検出回路であつ
て、２８はサーチコイル、２９はホール素子、３
０，３１はトランジスタ、３２，３３は抵抗、３
４はコンデンサを夫々表わしている。そして負荷
電流検出回路２７内にあるトランジスタ３１はツ
エナ・ダイオード２３に対して並列接続されてお
り、負荷電流の検出によつて前記ツエナ・ダイオ
ード２３を短絡動作させる。なお第２図図示実施
例回路の電圧監視動作は先に説明した第１図図示
従来例と全く同一であるため省略し電流監視の場
合を説明する。

即ち、従来の回路構成を有するものは負荷電流
が増大すると、主発電巻線４の電圧が降下して分
圧点Ｂの分圧電圧が降下する。したがつてツエ
ナ・ダイオード２３がオフ状態に転じてトランジ
スタ１１をオフ状態に移行し、次いでトランジス
タ９をオン状態にすると共に、最終的には界磁電
流制御用トラジスタ１０がオン状態となつて界磁
巻線６に界磁電流を流し、主発電巻線４の出力電
圧を上昇するよう動作させていた。しかるに本実
施例の場合は負荷電流が増大した場合、負荷回路
に挿入されたサーチコイル２８の磁束が増大され
る。これが結果としてホール素子２９をオン状態
とする。したがつてホール素子２９のオン状態は
トランジスタ３０をオフ状態に転じ、次いでトラ
ンジスタ３１をオン状態に移行し、ツエナ・ダイ
オード２３を短絡する。このことは過負荷を原因
として発電機の出力電圧が降下した場合には、電
圧監視の場合と反対にツエナ・ダイオード２３に
印加される分圧点Ｂ電圧をみかけ上高くしたこと
と等価であるように働らくことを意味する。

即ち、本来、出力電圧が降下した場合にはツエ
ナ・ダイオード２３をオフ状態にし界磁電流制御
用トランジスタ１０をオン状態に移行し界磁電流
を流して電圧上昇に転ずるよう動作させるべきと
ころ、図示構成の場合、ツエナ・ダイオード２３
を短絡して実質的にオン状態とし界磁電流制御用
トランジスタ１０を強制的にオフ状態とせしめ出
力電圧を降下させて結果として限流動作を行なわ
せている。そしてこの状態で出力電圧が降下して
負荷電流が減少すると、ホール素子２９がオフ状
態に移行する。そこでトランジスタ３０がオン状
態に転じ、次いでトランジスタ３１がオフ状態と
なつてツエナ・ダイオードの短絡を解く。しかし
このとき出力電圧が降下している場合には上記同
様ツエナ・ダイオード２３がオフ状態を維持して
界磁電流制御用トランジスタ１０をオン状態にし
て出力電圧を上昇するように動作する。

第３図は本考案の他の実施例であつて図中の符
号１ないし２５，２７ないし３０及び３２，３４
は第２図と対応する。そして第２図図示実施例回
路図と異なる点は、分圧抵抗１７，１８からなる
電圧検出素子に直列にトランジスタ３０を接続
し、前記第２図図示実施例と同様に過負荷時に分
圧点Ｂのみかけ上の電圧を上昇させて負荷電流の
増大を防止しようとするものである。

ここで電圧監視の場合における動作は第１図図
示従来例と全く同一であるため省略する。

過負荷状態にない常時には、サーチコイル２８
の磁束が小でホール素子２９はオフ状態にあつて
トランジスタ３０がオン状態を維持し第１図図示
従来例と同様な電圧監視が行なわれている。ここ
で負荷電流が増大し発電機の出力電圧が降下する
と負荷電流によるサーチコイル２８の磁束が大と
なつてホール素子２９をオン状態にし、トランジ
スタ３０をオフ状態に移行する。したがつて分圧
点Ｂの電圧がみかけ上増大してツエナ・ダイオー
ド２３をオン状態にし界磁電流制御用トランジス
タ１０をオフ状態にし、出力電圧が降下するよう
作動させる。しかしながら本実施例の場合はあく
まで図示Ｂ点の電圧がツエナ・ダイオード２３の
ツエナ電圧以上の電圧値を有する範囲においての
み当該限流制御が行なわれることとなる。しか
し、図示Ｂ点の電圧がツエナ電圧以下に低下して
いる状態は言うまでもなく発電機の出力電圧が十
分低下せしめられている状態であり、過負荷状態
を抑止するに十分である。

上記ホール素子はサーチコイルに流れる電流に
比例するホール電圧を発生するものであり、トラ
ンジスタ３０を確実に制御できる利点をもち、か
つきわめて小型に構成されるので、本願考案に用
いられる如きいわばIC化された電圧調整器に附
加するのにきわめて好都合である。また負荷回路
に直列に検出用抵抗を挿入する場合にくらべて電
圧降下分もきわめて小さく好ましい形となる。

以上説明した如く、本考案によれば、出力電圧
の大小のみを検出して電圧調整するような自励交
流発電機の電圧調整機能に負荷電流によるホール
素子を用いた制御による限流機能を付加する如き
回路構成としているため、本来有する電圧調整は
勿論のこと負荷電流の増大による損傷をもあわせ
て防止し得る自励交流発電機が提供できる。また
電流検出による過電流制御が確実となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電圧調整機能を有する自励交流発電機
の従来例回路図、第２図は本考案になる自励交流
発電機の一実施例回路図、第３図は他の実施例回
路図を示す。 図中、１は発電機、２は自動電圧調整器、３は
負荷、４は主発電巻線、５は補助巻線、６は界磁
巻線、９，１０，１１はトランジスタ、２３はツ
エナ・ダイオード、２８はサーチコイル、２９は
ホール素子、３０，３１はトランジスタを夫々表
わしている。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 固定子に巻回された一般負荷用の主発電巻線４
   及び界磁巻線励磁用の補助巻線５と、回転子に巻
   回された界磁巻線６と、電圧比較回路とからな
   り、前記電圧比較回路中における電圧検出素子１
   ７，１８に発生された電圧を電圧基準素子２３と
   比較して界磁電流をオン・オフするトランジスタ
   ９，１０を制御することにより前記主発電巻線４
   の出力電圧を制御するようにした自励交流発電機
   において、 上記電圧比較回路は、 電圧基準素子２３に対して並列接続されたトラ
   ンジスタ３１と、該トランジスタ３１を制御する
   ホール素子２９と前記ホール素子２９の動作を制
   御するサーチコイル２８とを夫々そなえると共
   に、サーチコイル２８を負荷電流によつて付勢さ
   せるよう 構成され、 上記電圧基準素子２３間に生じる電圧基準点を
   制御するようにして、上記トランジスタ９，１０
   によつて上記界磁電流をオン・オフする基準点を
   変更させるようにしたことを特徴とする自励交流
   発電機。