JPH05276800A - 交流発電機の端子電圧を制限するための装置 - Google Patents

交流発電機の端子電圧を制限するための装置

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JPH05276800A
JPH05276800A JP3143934A JP14393491A JPH05276800A JP H05276800 A JPH05276800 A JP H05276800A JP 3143934 A JP3143934 A JP 3143934A JP 14393491 A JP14393491 A JP 14393491A JP H05276800 A JPH05276800 A JP H05276800A
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マース マンフレツド
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ブンケ ヨアヒム
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H02P9/107Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for limiting effects of overloads
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/06Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
    • H02H7/067Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors on occurrence of a load dump
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    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
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    • H02H9/047Free-wheeling circuits

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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】交流発電機の端子電圧を制限するための装置で
あって、この装置は特に負荷ダンピングの場合に有効で
あり、かつ従って自動車の電気システムにおける敏感な
負荷を危険な過電圧サージから保護することができる。 【構成】この危険な過電圧をダンピングする目的のため
に、この装置はこの過電圧を励磁回転子中の電流の流れ
を補正する補助巻線に電流を流すように利用しており、
かつ別個の回転子巻線の他に交流発電機上に設けられる
唯ひとつのツェナーダイオードを必要としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は請求項1に規定した一般
的なタイプの交流発電機の端子電圧を制限するための装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】スタック状に一体化された整流器を有す
る交流発電機が自動車で使用されていることはよく知ら
れており、励磁電流を制御するための電子制御装置はま
たしばしば付随する一体化された交流発電機の構成要素
である。
【0003】第1図において通常スター接続されている
これらの固定子巻線1は6バルブ3相整流器ブリッジの
2の最初の半分を介して車両バッテリーの負極B−に
(車両のアース)およびその第2の半分を介してバッテ
リーの正極B+に作用を及ぼしている。さらにまたブリ
ッジの半分3が設けられており、これを介して固定子巻
線は車両のアースに対して正の極を使って別の隣接する
端子D+に作用を及ぼしている。制御装置4は後者から
その動作電力を受けている。制御装置4は上記端子D+
に表われる電圧に従って回転する励磁コイル5に電流を
供給する。
【0004】このがっちりした構成は従来のダイナモに
比べて小型軽量、特に電力の供給に関して低いエンジン
スピードにもかかわらず良好な充電電流が発生できるこ
と、電波の遮蔽が容易なこと保守の必要が少ないことお
よび寿命が長いこと等の一連の利点を有することがよく
知られている。
【0005】しかしながらこれらダイナモに固有な欠点
は急激な負荷のダンピングの場合に、例えばエンジンの
動作中バッテリーの端子が事故で切り離されるか、ある
いは主電流通路において接触不良が表われるかして短期
間高電圧が車両の電気システムに加えられ、その結果こ
の電圧が加えられた電子装置あるいは電子的に駆動され
る負荷を修理不可能に破壊することがあるということで
ある(所謂負荷ダンプ状態)。
【0006】この限られた期間の損傷を与える過電圧は
以下のようにして生じる。即ち、制御装置4中に含まれ
ている電流制御素子6は電圧登録装置7によって隣接す
る端子D+で同時に検出された電圧上昇の結果として実
際に阻止状態とされそしてかくしてそれ自身は端子電圧
を低減するように励磁巻線5への励磁電流の供給を中止
する、一方励磁巻線を通して直前まで流れていた励磁電
流は急激にまで低下することはできず、むしろ絶縁保護
の理由で必要とされているフライホイール弁8を介して
ある期間保持されるかあるいは徐々に減少する。この限
りにおいて電磁気的な励磁の低減が遅れそしてその結果
過電圧パルスを望ましくないが保持し引伸すことにな
る。これは従って例えば300ms間続きそしてそれと
同時にたった2オームの等価内部抵抗に関して200ボ
ルトにまで到達する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は簡単な手段を使って負荷ダンピングによる過電圧サー
ジから接続されている負荷を確実に保護する交流発電機
の端子電圧を制限するための装置を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的は一般的な装置
の中に請求項1の特徴事項の手段を持ち込むことによっ
て達成される。
【0009】本発明による交流発電機中の装置は励磁電
流の磁気的なエネルギーを熱に定められた通り急速に変
換することによって急速な磁界の減少をはかる。これと
同時に、この過電圧ピークは励磁巻線の界磁補正のため
の電流を発生するために利用されその結果誘起電圧を低
減することになる。
【0010】その他の有利な展開例が請求項2から5の
開示によって与えられている。
【0011】本発明の例示的な実施例が図面に示されか
つ以下で説明される。
【0012】
【実施例】図1に示した公知の主題と比較しても、本発
明が驚くほど簡単であることは図2から判るであろう。
【0013】固定子巻線1、整流素子2および3、励磁
電流を制御する要素6、上記要素を駆動する電圧登録装
置7およびフライホイール弁8を有する制御装置4は従
来技術のそれらに対応している。しかしながら、本発明
によると回転子5.3は2つの巻線を有している。即ち
実際の励磁あるいは主巻線5.1およびこの巻線の方向
に関して直列に接続されかつ従ってタップ付きのインダ
クタンスとして作用する補助巻線5.2を有している。
この場合3極の回転子巻線構造は3つ(従来の2極に代
えて)のスリップリング(図示せず)を介して固定子に
固定された本装置の他の部分に接続されている。
【0014】励磁あるいは主巻線5.1は公知の方法で
端子D+から制御装置の制御可能なアース路を介して電
流を供給されかつフライホイルバルブ8によって橋絡さ
れている、励磁あるいは主巻線5.1の巻線方向に連続
して直列に接続されている補助巻線5.2は一方におい
ては端子D+また他方においてはブロッキングの極性に
あるあるいはツェナー方向にあるツェナーダイオード9
を介してバッテリーの負電極B−あるいは車両のアース
に接続されている。
【0015】ツェナーダイオード9のツェナー電圧は次
のようにして決められる。即ち一方においては許容でき
る電圧上昇を含むアースに対する端子D+の公称電圧よ
り大きく、しかし他方においては必ず損傷を引き起す端
子D+における過電圧の領域よりも低くかつ従ってまた
主電流を導通している端子B+における対応する過電圧
よりも低く選ばれている。
【0016】以下本発明の動作について説明する。
【0017】車両のアースに対して許容できない程高い
電圧が端子D+に生じない限り、ツェナーダイオード9
および補助巻線5.2には電流は流れない。他方もし端
子D+における電圧がセナー電圧を超過すると、補正電
流が補助巻線5.2を流れる。具体的には励磁あるいは
主巻線5.1中の電流とは反対の方向に流れる。対向す
る流れは瞬時的に互いに打ち消し合うかあるいは弱め合
うので、電流の流れによって生じる磁束の部分は互いに
打ち消されるかあるいは弱められる。そうして上記の磁
束が全体として回転子によって形成される。この磁界の
瞬時的な低減は端子D+に生じている電圧をツェナーダ
イオード9のツェナー電圧に近い所にまで瞬時に低減あ
るいは制限しこれに対応して負荷から切り離されている
端子B+における電圧の低減をもたらす、そしてより詳
しく言うと回転子の励磁あるいは主巻線5.1を通して
流れている電流がフライホイールバルブ8を介している
かあるいは励磁電流を制御している要素8を介している
かに拘らず、これは引き起される。
【0018】負荷ダンプの状態は限られた期間(100
〜400msの大きさのオーダー)であり、かつシール
化合物を有する全回転子巻線の熱時定数は比較的大きい
ので、補助巻線5.2は励磁あるいは主巻線に比べて実
質に細い導線から製作される。その結果そのために必要
とされる余分の巻線空間は小さくてすむという効果を有
する。補助巻線に電流を与える摺動接触子はまた一定の
電流を導通できるように構成する必要はない。なぜなら
ば電流は負荷ダンプ状態が存在する時のみ上に述べた短
い期間の間だけそこを流れるからである。磁界エネルギ
ーの一部が変換されて生じる熱を放散するためにツェナ
ーダイオード9に設けられる冷却容量の大きさについて
も同じことが言える。
【0019】本発明によると、ツェナーダイオード9は
固定部分上/中あるいは交流発電機のローター上/中に
配置することができる。望ましくはこのツェナーダイオ
ードは1あるいはそれ以上の整流弁のためにまた設けら
れている冷却要素上/中の固定部分上/中に装着するこ
とができる。あるいはもしそれが回転子上/中に装着さ
れるのであれば、それを通して冷却空気が特に強制的に
流される構成要素の領域に、例えば熱伝導性の冷却リブ
リング等と良好な熱接触の状態で装着される。
【0020】
【発明の効果】本発明の交流発電機の端子電圧を制限す
るための装置は、従ってほとんど新たな出費および費用
を生じずかつ簡単に従来の機械に一体化することができ
る。従来のダイナモのそれに付加する必要がある部分
は、負荷ダンプ状態の瞬間だけ負荷として働きかつその
他の場合は負荷とはならない。本発明の装置は非常に信
頼性が高くかつこれを備えた交流発電機は高い有用性を
もたらす。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の整流器および制御装置を備えた交流発電
機の公知の機能的な回路図である。
【図2】本発明の装置を備えた交流発電機の機能的な回
路図である。
【符号の説明】
1 固定子巻線、 2 6素子3相整流ブリッジ 3 整流ブリッジの半分 4 制御装置 5.1 主励磁巻線 5.2 補助励磁巻線 5.3 回転子 6 構成要素 7 電圧登録装置 8 フライホイールバルブ 9 ツェナーダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨアヒム ブンケ ドイツ連邦共和国7300 エスリンゲン デ ユールボイントシユトラーセ 54 (72)発明者 マーチン フリツツ ドイツ連邦共和国7062 ルーデルスベルク ワルデンシユタイン 25

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 整流器に作用をおよぼす固定子巻線
    (1)および交流発電機回転子(5.3)と共に回転す
    る励磁巻線(5.1)を有する交流発電機の端子電圧を
    制限するための装置であって、上記装置は出力電圧の大
    きさに基づいて制御装置(4)および第1の摺動接触子
    を介して上記励磁巻線に励磁電流を供給することがで
    き、かつ上記励磁巻線(5.1)は励磁電流の制御装置
    側遮断の際に導通している少なくとも1個のフライホイ
    ル弁(8)と並列に接続されているような装置におい
    て、 上記回転子は励磁巻線と同じ方向に励磁巻線(5.1)
    から続いてのびている補助巻線(5.2)を有してお
    り、かつ両巻線の接続点は第2の摺動接触子を介して励
    磁電流を供給している機械の端子(D+ )に動作可能に
    接続されておりまたツェナーダイオード(9)と直列に
    接続されている補助巻線(5.2)は第3の摺動接触子
    を介して交流発電機および/または制御装置(4)のア
    ース端子に動作可能に接続されていることを特徴とする
    交流発電機の端子電圧を制限するための装置。
  2. 【請求項2】 上記ツェナーダイオード(9)は交流発
    電機の固定部分に装着されていることを特徴とする請求
    項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 上記ツェナーダイオード(9)は共通の
    冷却素子上/あるいは中の複数個の整流弁の少なくとも
    1つと共に装着されていることを特徴とする請求項2記
    載の装置。
  4. 【請求項4】 上記ツェナーダイオード(9)は単一の
    ハウジング中に設けられた制御装置(4)中に含まれて
    いる1構成要素として構成されていることを特徴とする
    請求項1記載の装置。
  5. 【請求項5】 上記ツェナーダイオード(9)は交流発
    電機の回転子(5.3)上/中に装着されていることを
    特徴とする請求項1記載の装置。
JP3143934A 1990-05-23 1991-05-20 交流発電機の端子電圧を制限するための装置 Expired - Lifetime JPH0681560B2 (ja)

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DE4016573A DE4016573C1 (ja) 1990-05-23 1990-05-23
DE4016573.6 1990-05-23

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JPH05276800A true JPH05276800A (ja) 1993-10-22
JPH0681560B2 JPH0681560B2 (ja) 1994-10-12

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US (1) US5187426A (ja)
EP (1) EP0472805B1 (ja)
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AT (1) ATE112902T1 (ja)
DE (1) DE4016573C1 (ja)

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