JPH05934B2 - - Google Patents
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- JPH05934B2 JPH05934B2 JP58175779A JP17577983A JPH05934B2 JP H05934 B2 JPH05934 B2 JP H05934B2 JP 58175779 A JP58175779 A JP 58175779A JP 17577983 A JP17577983 A JP 17577983A JP H05934 B2 JPH05934 B2 JP H05934B2
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- excitation current
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
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- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
- H02J7/24—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02J7/2434—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices with pulse modulation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は車両用充電発電機の発電電圧を制御し
てバツテリを充電する車両充電発電機用制御装置
に関するものである。
てバツテリを充電する車両充電発電機用制御装置
に関するものである。
この種の制御装置（以下レギユレータと言う）
はエンジンに連結せしめられて回転する充電発電
機の界磁巻線電流を制御することにより、発電機
回転数や電気負荷の増減に無関係に発電電圧を一
定に保つている。
はエンジンに連結せしめられて回転する充電発電
機の界磁巻線電流を制御することにより、発電機
回転数や電気負荷の増減に無関係に発電電圧を一
定に保つている。
ところで、特に発電機回転数の低い領域で大き
な電気負荷を使用すると、発電量を増大せしめる
べく、発電電圧が設定値になるまで上記レギユレ
ータは界磁巻線の励磁電流を急速に大きくし、設
定値に達しなければ励磁電流は流し得る最大とな
る。ごく一般に使用されている自励式充電発電機
では、発電電流の一部を分流して界磁巻線の励磁
電流としてあり、発明者らの実験によると、この
種の発電機では励磁電流を増加せしめて発電量を
増しても、ある一定値以上に励磁電流を増すと、
発電電流から励磁電流を差し引いた発電機出力電
流はむしろ小さくなる。この実験結果を第１図に
示す。
な電気負荷を使用すると、発電量を増大せしめる
べく、発電電圧が設定値になるまで上記レギユレ
ータは界磁巻線の励磁電流を急速に大きくし、設
定値に達しなければ励磁電流は流し得る最大とな
る。ごく一般に使用されている自励式充電発電機
では、発電電流の一部を分流して界磁巻線の励磁
電流としてあり、発明者らの実験によると、この
種の発電機では励磁電流を増加せしめて発電量を
増しても、ある一定値以上に励磁電流を増すと、
発電電流から励磁電流を差し引いた発電機出力電
流はむしろ小さくなる。この実験結果を第１図に
示す。
図において、線ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ発電機回
転数を1000rpm、3000rpm、5000rpmとした場合
を示しており、出力電流IOUTは、回転数で異なる
所定の励磁電流IfM1，IfM2，IfM3（これを以下最大
励磁電流IfMと言う）までは励磁電流Ifの増加とと
もに増加するが、最大励磁電流IfMを越えると励
磁電流Ifの増加にもかかわらず、むしろ低下して
いる。したがつて、各回転数において、上記電流
値IfMを越えて励磁電流を流すことは全く無駄で
あるばかりでなく、界磁巻線やこれへの通電を制
御するパワートランジスタの発熱を招き、レギユ
レータの放熱対策上も不利である。
転数を1000rpm、3000rpm、5000rpmとした場合
を示しており、出力電流IOUTは、回転数で異なる
所定の励磁電流IfM1，IfM2，IfM3（これを以下最大
励磁電流IfMと言う）までは励磁電流Ifの増加とと
もに増加するが、最大励磁電流IfMを越えると励
磁電流Ifの増加にもかかわらず、むしろ低下して
いる。したがつて、各回転数において、上記電流
値IfMを越えて励磁電流を流すことは全く無駄で
あるばかりでなく、界磁巻線やこれへの通電を制
御するパワートランジスタの発熱を招き、レギユ
レータの放熱対策上も不利である。
また、他励式の充電発電機においても、ある発
電機回転数の下での出力電流は、励磁電流がある
値を越えるとほぼ一定となり、これ以上励磁電流
を増しても徒らにレギユレータの温度を上昇せし
めるだけで無駄である。
電機回転数の下での出力電流は、励磁電流がある
値を越えるとほぼ一定となり、これ以上励磁電流
を増しても徒らにレギユレータの温度を上昇せし
めるだけで無駄である。
本発明はこのような問題点に鑑み、発電電圧が
設定値に達し得ない場合の充電発電機の出力電流
を、発電機の各回転数において最大に維持するこ
とができ、しかもレギユレータ本体の発熱も小さ
いレギユレータを提供することを目的としてい
る。
設定値に達し得ない場合の充電発電機の出力電流
を、発電機の各回転数において最大に維持するこ
とができ、しかもレギユレータ本体の発熱も小さ
いレギユレータを提供することを目的としてい
る。
上記目的を達成するために、エンジンに連結せ
しめられて回転する界磁巻線１１に励磁電流を通
電し発電させる車両充電発電機１の前記励磁電流
を制御してバツテリ充電電圧を制御するレギユレ
ータ２において、前記充電発電機１の回転数を検
出するとともに、各回転数において前記充電発電
機１の出力電流を最大とする励磁電流のうちの最
小値近傍の値を、各回転数における前記励磁電流
の最大値として前記励磁電流を制限する電流制限
回路２８を設けたものである。
しめられて回転する界磁巻線１１に励磁電流を通
電し発電させる車両充電発電機１の前記励磁電流
を制御してバツテリ充電電圧を制御するレギユレ
ータ２において、前記充電発電機１の回転数を検
出するとともに、各回転数において前記充電発電
機１の出力電流を最大とする励磁電流のうちの最
小値近傍の値を、各回転数における前記励磁電流
の最大値として前記励磁電流を制限する電流制限
回路２８を設けたものである。
かかる構成において、レギユレータ２は界磁巻
線１１の励磁電流の最大値を、その発電機回転数
において発電機１の出力電流が最大となる励磁電
流のうちの最小値の近傍に制限するから、無駄な
励磁電流の供給が抑えられてレギユレータ本体等
の発熱が回避される。
線１１の励磁電流の最大値を、その発電機回転数
において発電機１の出力電流が最大となる励磁電
流のうちの最小値の近傍に制限するから、無駄な
励磁電流の供給が抑えられてレギユレータ本体等
の発熱が回避される。
なお、自励式においては、上記出力電流が最大
となる励磁電流は一点のみであるから、上記最小
値はこの値に一致する。
となる励磁電流は一点のみであるから、上記最小
値はこの値に一致する。
以下、図示の実施例により本発明を説明する。
第２図において、図中１は充電発電機、２はレ
ギユレータ、３はバツテリ、４は電気負荷、５は
キースイツチである。
ギユレータ、３はバツテリ、４は電気負荷、５は
キースイツチである。
レギユレータ２は作動増幅器２１、のこぎり波
発生回路２２、コンパレータ２３およびスイツチ
ング用パワートランジスタ２４を有し、上記増幅
器２１は定電圧Vcと、バツテリ電圧VBのフイー
ドバツク電圧VB′との差電圧分を含む差電圧信号
Vdを出力する。差電圧信号Vdは抵抗25とコンデ
ンサ２６よりなる遅延回路を経てコンパレータ２
３に入力され、のこぎり波発生回路２２より発せ
られたのこぎり波信号Veと比較される。この比
較出力によりトランジスタ２７を介して、界磁巻
線１１の励磁電流Ifを制御するパワートランジス
タ２４のONデユーテイが変化して発電機出力電
流IOUTが増減せしめられ、フイードバツク電圧
VB′が常に定電圧Vcと一致するようにバツテリ
電圧VBが一定に制御される。ここで、上記出力
電流IOUTは発電電圧IGより励磁電流Ifを分流せし
めた残る電流である。
発生回路２２、コンパレータ２３およびスイツチ
ング用パワートランジスタ２４を有し、上記増幅
器２１は定電圧Vcと、バツテリ電圧VBのフイー
ドバツク電圧VB′との差電圧分を含む差電圧信号
Vdを出力する。差電圧信号Vdは抵抗25とコンデ
ンサ２６よりなる遅延回路を経てコンパレータ２
３に入力され、のこぎり波発生回路２２より発せ
られたのこぎり波信号Veと比較される。この比
較出力によりトランジスタ２７を介して、界磁巻
線１１の励磁電流Ifを制御するパワートランジス
タ２４のONデユーテイが変化して発電機出力電
流IOUTが増減せしめられ、フイードバツク電圧
VB′が常に定電圧Vcと一致するようにバツテリ
電圧VBが一定に制御される。ここで、上記出力
電流IOUTは発電電圧IGより励磁電流Ifを分流せし
めた残る電流である。
第３図には差電圧信号Vdとのこぎり波信号Ve
の経時変化、および両信号Vd、Veの比較結果に
よりON−OFF制御されるトランジスタ２４のコ
レクタ電圧VTの経時変化を示す。
の経時変化、および両信号Vd、Veの比較結果に
よりON−OFF制御されるトランジスタ２４のコ
レクタ電圧VTの経時変化を示す。
さて、本発明のレギユレータでは第２図に示す
如く、周波数−電圧（Ｆ／Ｖ）変換器２８１とそ
の出力側に配したトランジスタ２８２よりなる電
流制限回路２８が設けてある。そして、上記制限
回路２８の出力端たるトランジスタ２８２のエミ
ツタは、コンパレータ２３の入力端子に通じる抵
抗２５とコンデンサ２６の接続点に接続され、一
方Ｆ／Ｖ変換器２８１の入力端子は発電機１の電
機子巻線１２の１つに接続されて、発電機回転数
信号VNが入力されている。
如く、周波数−電圧（Ｆ／Ｖ）変換器２８１とそ
の出力側に配したトランジスタ２８２よりなる電
流制限回路２８が設けてある。そして、上記制限
回路２８の出力端たるトランジスタ２８２のエミ
ツタは、コンパレータ２３の入力端子に通じる抵
抗２５とコンデンサ２６の接続点に接続され、一
方Ｆ／Ｖ変換器２８１の入力端子は発電機１の電
機子巻線１２の１つに接続されて、発電機回転数
信号VNが入力されている。
ここで、前述の最大励磁電流IfMの変化は、第
４図に示す如く、発電機回転数に対してほぼ直線
で近似できる。そこで、上記Ｆ／Ｖ変換器２８１
は、入力する回転数信号VNに比例した電流制限
信号Vrを出力するように設定してある。すなわ
ち、上記制限信号Vrは、これと上記のこぎり波
信号Veの比較結果に基づいて作動せしめられる
スイツチング用トランジスタ２４により制御され
る励磁電流Ifが最大励磁電流IfMとなるように、発
電機回転数に伴なつてその電圧が直線的に変化す
る。
４図に示す如く、発電機回転数に対してほぼ直線
で近似できる。そこで、上記Ｆ／Ｖ変換器２８１
は、入力する回転数信号VNに比例した電流制限
信号Vrを出力するように設定してある。すなわ
ち、上記制限信号Vrは、これと上記のこぎり波
信号Veの比較結果に基づいて作動せしめられる
スイツチング用トランジスタ２４により制御され
る励磁電流Ifが最大励磁電流IfMとなるように、発
電機回転数に伴なつてその電圧が直線的に変化す
る。
上記構成のレギユレータにおいて、通常の電圧
制御動作時には差電圧信号Vdの電圧は制限信号
Vrの電圧よりも低く、したがつて電流制限回路
２８のトランジスタ２８２はOFF状態にある。
この状態では電機負荷４の変動等によりバツテリ
電圧VBが変化すると、これに伴なつて差電圧信
号Vdの電圧が昇降し、第３図の如くスイツチン
グ用トランジスタ２４のONデユーテイが変わ
る。これにより、励磁電流Ifが変化して発電機１
の出力電流IOUTが増減せしめられ、上記バツテリ
電圧VBは所定電圧に制御される。
制御動作時には差電圧信号Vdの電圧は制限信号
Vrの電圧よりも低く、したがつて電流制限回路
２８のトランジスタ２８２はOFF状態にある。
この状態では電機負荷４の変動等によりバツテリ
電圧VBが変化すると、これに伴なつて差電圧信
号Vdの電圧が昇降し、第３図の如くスイツチン
グ用トランジスタ２４のONデユーテイが変わ
る。これにより、励磁電流Ifが変化して発電機１
の出力電流IOUTが増減せしめられ、上記バツテリ
電圧VBは所定電圧に制御される。
ここで、例えばアイドリング時の如く発電機回
転数が低い時に、ヘツドライトを点灯する等によ
り電機負荷４が急激に増大すると、バツテリ電圧
VBの低下を防止すべく差電圧信号Vdは急上昇
し、終には一時的に電流制限信号Vrの電圧を越
える。ここにおいて、この間トランジスタ２８２
はON状態となり、コンパレータ２３の入力電圧
は上昇を停止せしめられて上記制限信号Vrの電
圧に維持される。これにより、励磁電流Ifはこの
時の発電機回転数における最大励磁電流IfMに制
限され、この結果、発電機１の出力電流IOUTは最
大値を維持する。
転数が低い時に、ヘツドライトを点灯する等によ
り電機負荷４が急激に増大すると、バツテリ電圧
VBの低下を防止すべく差電圧信号Vdは急上昇
し、終には一時的に電流制限信号Vrの電圧を越
える。ここにおいて、この間トランジスタ２８２
はON状態となり、コンパレータ２３の入力電圧
は上昇を停止せしめられて上記制限信号Vrの電
圧に維持される。これにより、励磁電流Ifはこの
時の発電機回転数における最大励磁電流IfMに制
限され、この結果、発電機１の出力電流IOUTは最
大値を維持する。
かくの如く、本発明のレギユレータによれば、
発電機の励磁電流は、各発電機回転数において励
磁電流の増加に伴なつて出力電流が増加する範囲
内に制限されるから、無駄な励磁電流を消費する
ことはなく、したがつて、発電機やスイツチング
用トランジスタの発熱を低く抑えることができ
て、レギユレータの放熱対策を簡略化できる。
発電機の励磁電流は、各発電機回転数において励
磁電流の増加に伴なつて出力電流が増加する範囲
内に制限されるから、無駄な励磁電流を消費する
ことはなく、したがつて、発電機やスイツチング
用トランジスタの発熱を低く抑えることができ
て、レギユレータの放熱対策を簡略化できる。
特に発電機に一体に組込まれたレギユレータの
温度上昇は、第５図に示す如く、冷却用フアンの
送風量が充分でない発電機の低回転域で大きい。
したがつて、この領域で無駄な励磁電流を流さな
いことによる効果はきわめて大きい。
温度上昇は、第５図に示す如く、冷却用フアンの
送風量が充分でない発電機の低回転域で大きい。
したがつて、この領域で無駄な励磁電流を流さな
いことによる効果はきわめて大きい。
上記実施例は、各発電機回転数に対する最大励
磁電流IfMの変化を直線で近似した場合について
説明したが、より精度を向上せしめる為に折れ線
近似としても良く、この場合には例えば上記Ｆ／
Ｖ変換器２８１の出力側に第６図に示すような可
変ゲイン回路２８３を設ける。すなわち、この場
合の制限信号Vrの電圧はツエナーダイオード２
８３ａのツエナー電圧で決まる所定電圧を境にそ
の変化の割合が変わる。
磁電流IfMの変化を直線で近似した場合について
説明したが、より精度を向上せしめる為に折れ線
近似としても良く、この場合には例えば上記Ｆ／
Ｖ変換器２８１の出力側に第６図に示すような可
変ゲイン回路２８３を設ける。すなわち、この場
合の制限信号Vrの電圧はツエナーダイオード２
８３ａのツエナー電圧で決まる所定電圧を境にそ
の変化の割合が変わる。
また、さらに精度良く励磁電流を制限したい場
合には、上記制限回路２８にマイクロコンピユー
タを設けて、これにあらかじめ各発電機回転数に
おける最大励磁電流IfMの値を記憶せしめておき、
これに基づいて各回転数における制限信号Vrを
逐次出力するように構成しても良い。
合には、上記制限回路２８にマイクロコンピユー
タを設けて、これにあらかじめ各発電機回転数に
おける最大励磁電流IfMの値を記憶せしめておき、
これに基づいて各回転数における制限信号Vrを
逐次出力するように構成しても良い。
以上の如く、本発明の一実施例における充電発
電機用制御装置は、自励式充電発電機において、
励磁電流がある値を越えるとかえつて出力電流が
小さくなり、しかもその値は発電機回転数によつ
て異なることに注目したもので、発電機の各回転
数において、発電機出力電流が最大となる電流値
以下に上記励磁電流を制限する電流制限回路を設
けることにより、発電機の出力電流を各回転数に
おいて最大に維持することができ、かつ制御装置
の発熱も小さいものである。
電機用制御装置は、自励式充電発電機において、
励磁電流がある値を越えるとかえつて出力電流が
小さくなり、しかもその値は発電機回転数によつ
て異なることに注目したもので、発電機の各回転
数において、発電機出力電流が最大となる電流値
以下に上記励磁電流を制限する電流制限回路を設
けることにより、発電機の出力電流を各回転数に
おいて最大に維持することができ、かつ制御装置
の発熱も小さいものである。
なお、他励式充電発電機においては、ある回転
数において、励磁電流がある値を越すと出力電流
は一定となるから、発電機の出力電流が最大とな
る励磁電流値が多数存在することになる。そこ
で、この場合は、出力電流が最大を示す励磁電流
のうちの最小の値を上限として電流制限を行うこ
とにより、無駄な励磁電流によるレギユレータの
発熱を防止する。
数において、励磁電流がある値を越すと出力電流
は一定となるから、発電機の出力電流が最大とな
る励磁電流値が多数存在することになる。そこ
で、この場合は、出力電流が最大を示す励磁電流
のうちの最小の値を上限として電流制限を行うこ
とにより、無駄な励磁電流によるレギユレータの
発熱を防止する。
第１図は発電機の励磁電流と出力電流の関係を
示す図、第２図は制御装置の回路図、第３図は回
路図中の各信号電圧の経時変化を示す図、第４図
は各発電機回転数における最大励磁電流を示す
図、第５図は制御装置の温度上昇の発電機回転数
依存性を示す図、第６図は電流制限回路の他の実
施例を示す回路図である。 １……充電発電機、２……制御装置、１１……
界磁巻線、２８……電流制限回路、IG発電電流、
If……励磁電流、IOUT……出力電流、VN……回転
数信号。
示す図、第２図は制御装置の回路図、第３図は回
路図中の各信号電圧の経時変化を示す図、第４図
は各発電機回転数における最大励磁電流を示す
図、第５図は制御装置の温度上昇の発電機回転数
依存性を示す図、第６図は電流制限回路の他の実
施例を示す回路図である。 １……充電発電機、２……制御装置、１１……
界磁巻線、２８……電流制限回路、IG発電電流、
If……励磁電流、IOUT……出力電流、VN……回転
数信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エンジンに連結せしめられて回転する界磁巻
線に励磁電流を通電し発電させる車両充電発電機
の前記励磁電流を制御してバツテリ充電電圧を制
御する車両充電発電機用制御装置において、前記
充電発電機の回転数を検出するとともに、各回転
数において前記充電発電機の出力電流を最大とす
る励磁電流のうちの最小値近傍の値を、各回転数
における前記励磁電流の最大値として前記励磁電
流を制限する電流制限回路を設けたことを特徴と
する車両充電発電機用制御装置。 ２ 前記最小値を、充電発電機の各回転数におい
て、発電電流から前記励磁電流を差し引いた出力
電流を最大とする励磁電流値に設定した特許請求
の範囲第１項記載の車両充電発電機用制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175779A JPS6070936A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 車両充電発電機用制御装置 |
| US06/635,181 US4634954A (en) | 1983-09-22 | 1984-07-27 | Voltage regulator for alternating current generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58175779A JPS6070936A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 車両充電発電機用制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6070936A JPS6070936A (ja) | 1985-04-22 |
| JPH05934B2 true JPH05934B2 (ja) | 1993-01-07 |
Family
ID=16002113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58175779A Granted JPS6070936A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 車両充電発電機用制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4634954A (ja) |
| JP (1) | JPS6070936A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014162754A1 (ja) | 2013-04-01 | 2014-10-09 | 信越化学工業株式会社 | ファラデー回転子及びこのファラデー回転子を用いた光アイソレータ |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0638720B2 (ja) * | 1985-10-29 | 1994-05-18 | 三菱電機株式会社 | 車両用発電機の制御装置 |
| US5166538A (en) * | 1986-12-15 | 1992-11-24 | Peter Norton | Dual or single voltage vehicular power supply with improved switch driver and load dump |
| JPH01186200A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-25 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用交流発電機の制御装置 |
| US4881023A (en) * | 1988-03-04 | 1989-11-14 | Hughes Aircraft Company | Hybrid high speed voltage regulator with reduction of miller effect |
| JPH0265632A (ja) * | 1988-08-29 | 1990-03-06 | Mitsubishi Electric Corp | 充電発電装置 |
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