JPH0641400U - ブラシレス交流発電機の自動電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】回転範囲の極めて広いエンジン駆動のブラシレ
ス交流発電機において、いかなる回転数においても励磁
電流のフォーシング量を一定の倍率に制限する自動電圧
調整装置を提供する。 【構成】ブラシレス交流発電機１に用いられる自動電圧
調整装置２において、発電機電圧の検出回路５と、発電
機の端子電圧設定回路と、電圧検出回路５と電圧設定回
路との出力の偏差増幅回路７と、発電機の回転数検出回
路１０と、回転数検出回路１０の出力に応じて偏差増幅
回路７の出力に制限を与える出力制限回路１１と、出力
制限値に応じた制御角調整回路８と、制御角調整回路８
の出力に応じて発電機１の励磁電圧のフォーシング量を
調整する出力回路９とから構成され、回転数の高低にか
ゝわらず励磁電圧のフォーシング量を常に一定の比率に
制限することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば車両走行用エンジン等の極めて回転範囲の広い駆動源でドラ イブされるブラシレス交流発電機の自動電圧調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ブラシレス交流発電機の自動電圧調整装置（以下、ＡＶＲと略す）は一般的に は図３の如く構成される。同図において、１は回転変動範囲の極めて大きな車両 走行用のエンジン（図示していない）に直結、あるいは変速機を介して接続して あるブラシレス交流発電機で、１ａは交流発電機の電機子巻線、１ｂは交流発電 機の界磁巻線、１ｃは交流励磁機１ｄの出力電圧を整流し交流発電機の界磁巻線 に供給する回転整流機、１ｅは交流励磁機１ｄの界磁巻線である。２は交流発電 機の電圧を調整するＡＶＲである。３はＡＶＲの電圧検出用変圧器、４は出力用 変圧器、５は電圧検出回路で発電機電圧を直流電圧に変換する。６は電圧設定器 、７は前記電圧設定器６と電圧検出回路５の誤差を増幅する誤差増幅回路、８は 誤差増幅回路７の出力値に応じて出力回路９の制御角を制御する制御角調整回路 、９は前記制御角調整回路８の出力値に応じて交流励磁機１ｄの励磁巻線１ｅに 励磁電流を供給する出力回路、１２は交流発電機１の出力端子である。

【０００３】 このように構成された従来のＡＶＲにおいては、回転数あるいは負荷の変動に 関係なく常に交流発電機の出力端子１２の電圧を常に一定になるように制御され ている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

交流発電機の回転数は前述したように、車両走行用のエンジンに直結している ため、エンジンのアイドリング回転から最高回転までが使用する回転数の範囲と なる。従って１：３以上の範囲で変化することになる。交流発電機の電圧特性を 表す一つに図４に示す如く無負荷飽和曲線がある。図４の横軸は励磁機の界磁巻 線１ｅの励磁電流Ｉｆで、縦軸は発電機の端子電圧ＶG である。交流発電機１の 回転数が低い場合は、ＶN1の如く交流発電機１の定格端子電圧を出力するための 励磁電流はＩfN1 が必要になるが、交流発電機１の回転数が高くなるとＶN2の如 く定格端子電圧を出力するための励磁電流はＩfN2 のように極めて少ない励磁電 流でよい。

【０００５】 しかし、従来のＡＶＲは、回転数範囲が極めて広い交流発電機に用いられる場 合においても、回転数が高い時も励磁電流のフォーシング量は回転数の低い時の フォーシング量と同じであるため、回転数の高い時の制御においては結果的にフ ォーシング量が１０倍あるいはそれ以上の値となり、電圧制御系のゲインが高く なり安定化が難しく回転数によりゲインを調整する等の対策が必要であった。

【０００６】 また、ＡＶＲの電圧検出回路５等の故障があった場合には、交流発電機１の励 磁電流はフォーシング状態になり、回転数が高い場合には交流発電機の端子電圧 は極めて高くなる。当然過電圧保護等の保護機能はあるが、時間遅れがあるため 、その間負荷として接続されている機器に高電圧が印加され破損させる恐れがあ り、また交流発電機の絶縁破壊を起こす等の問題があった。

【０００７】 本考案は上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、回転範囲の 極めて広い交流発電機において、いかなる回転数においても交流発電機の励磁電 流のフォーシング量をある一定の倍率に制限することのできる自動電圧調整装置 を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のブラシレス交流発電機の自動電圧調整装 置は、回転範囲の極めて広いエンジンに接続されたブラシレス交流発電機に用い られる自動電圧調整装置において、前記発電機電圧を検出する電圧検出回路と、 前記交流発電機の端子電圧を設定する電圧設定回路と、前記電圧検出回路の出力 と前記電圧設定回路の出力の偏差を増幅する偏差増幅回路と、発電機の回転数を 検出する回転数検出回路と、前記回転数検出回路の出力に応じて前記偏差増幅回 路の出力に制限を与える出力制限回路と、前記出力制限回路の出力制限値に応じ て制御角を出力する制御角調整回路と、前記制御角調整回路の出力に応じて発電 機の励磁電圧のフォーシング量を調整する出力回路とから構成されたことを特徴 とする。

【０００９】

【作用】

本考案においては、回転数の低い場合も、回転数の高い場合も必要とする励磁 電圧のフォーシング量を常に一定の比率に制限しているので、ＡＶＲの検出回路 に故障等の不具合が起きても、交流発電機の端子電圧が絶縁破壊を起こすような 電圧を誘起することはなくなる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図を参照して説明する。 図１は本考案の一実施例の回路構成図であり、図３の従来の回路図と同一構成 要素には同一符号を付してその説明は省略する。 図１において、１０は発電機の周波数を検出し直流電圧に変換する回転数検出 回路、１１は偏差増幅回路７の出力を回転数検出回路１０の信号により出力を制 限する出力制限回路である。

【００１１】 次に、本実施例の動作について以下に説明する。 図２は回転数検出回路１０および出力制限回路１１の動作を説明するもので、 交流発電機の回転数に対して出力制限回路１１の制限値を表したものである。す なわち、回転数Ｎが低いときは出力制限回路１１は１００％出力する（偏差増幅 回路７の信号をそのまま通過させる）。交流発電機の回転数Ｎが高くなるに従い 、出力制限回路１１の制限値が下がっていくように設定されている。

【００１２】 従って、交流発電機の回転数が高くなると、偏差増幅回路７が飽和しても出力 制限回路１１の制限値により制限され、次段の制御角調整回路８の制御角が制限 され、交流発電機１の励磁電圧のフォーシング量も制限されるため、必要以上の フォーシング量にならないため、ＡＶＲ２の電圧検出回路５に異常があったとし ても交流発電機１の端子電圧が異常に高くなることがなく、負荷として接続され ている機器への影響、あるいは交流発電機の絶縁破壊を起こすような問題はなく なる。

【００１３】 なお、本考案の実施例では出力回路をサイリスタの位相制御での構成を想定し て説明したが、出力回路はトランジスタでも勿論よい。またＡＶＲはアナログ方 式、ディジタル方式に限定するものではない。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、回転範囲の極めて広いエンジンに接続される交流発電機 に本考案の自動電圧調整装置を用いることにより、交流発電機のいかなる回転数 においても励磁電圧のフォーシング量が必要な励磁電圧のある一定倍率に制限さ れるため、ＡＶＲの電圧検出回路に異常があったとしても交流発電機１の端子電 圧が異常に高くなることがなくなり、負荷として接続されている機器への影響、 あるいは交流発電機の絶縁破壊を起こすような問題はなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のブラシレス交流発電機の自動電圧調整
装置の一実施例の回路構成図。

【図２】図１の作用を説明するための特性図。

【図３】従来の交流発電機の自動電圧調整装置の回路
図。

【図４】図３の自動電圧調整装置における回転数の変動
に対する交流発電機の電圧変動を示す無負荷飽和曲線を
示すグラフ。

【符号の説明】

１…交流発電機、２…自動電圧調整装置（ＡＶＲ）、５
…電圧検出回路、７…誤差増幅回路、８…制御角調整回
路、９…出力回路、１０…回転数検出回路、１１…出力
制限回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転範囲の極めて広いエンジンに接続さ
   れたブラシレス交流発電機に用いられる自動電圧調整装
   置において、前記発電機電圧を検出する電圧検出回路
   と、前記交流発電機の端子電圧を設定する電圧設定回路
   と、前記電圧検出回路の出力と前記電圧設定回路の出力
   の偏差を増幅する偏差増幅回路と、発電機の回転数を検
   出する回転数検出回路と、前記回転数検出回路の出力に
   応じて前記偏差増幅回路の出力に制限を与える出力制限
   回路と、前記出力制限回路の出力制限値に応じて制御角
   を出力する制御角調整回路と、前記制御角調整回路の出
   力に応じて発電機の励磁電圧のフォーシング量を調整す
   る出力回路とから構成されたことを特徴とするブラシレ
   ス交流発電機の自動電圧調整装置。