JPH0753035B2

JPH0753035B2 - 整流された交流電流切換え装置

Info

Publication number: JPH0753035B2
Application number: JP61242173A
Authority: JP
Inventors: シドニー・ベイジル・スミス
Original assignee: ル−カス・インダストリ−ズ・パブリツク・リミテツド・カンパニ−
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1986-10-14
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: GB8528501D0; EP0223362B1; JPS62123960A; US4706179A; EP0223362A3; EP0223362A2; DE3685194D1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は整流された交流電流切換え装置に関するもので
ある。

機械的な装置による直流電流のスイッチングは、特に直
流電流が誘導性の負荷に印加される場合に、一般にスイ
ッチ接点にアーク発生を生起する。加えて、その電源供
給源からの負荷の完全な物理的絶縁が必要とされる場
合、固体スイッチング装置を使用することは望ましくな
いかも知れない。上述したアーク発生の問題のために機
械的スイッチは、通常かなりの大きさ及び重量を要する
ことが要求されるが、このことは如何なる状況において
も望ましくない。特に、航空機の電気系統における整流
化３相交流電流のスイッチングは、スイッチング（切換
え）装置を出来るだけ小さくすることが要求されてい
る。

本発明は、整流された交流電流をこれまで必要とされて
いた大きさよりも小さな装置によって切り換えることが
できる回路装置に関するものである。

交流電流入力用の少なくとも２つの入力端子と、帰還直
流電流路を与えるための第１の直流電流端子と、第２及
び第３の直流電流端子と、前記第２及び第３の直流電流
端子を介して流れる第１及び第２の電流が夫々非連続で
あり、かつ前記第１及び第２の電流の合計が、実質的に
連続した整流出力電流を得るように、前記少なくとも２
つの入力端子と前記第２及び第３の直流電流端子との間
に接続される整流素子と、前記第２及び第３の直流電流
端子が負荷の為の供給端子に接続される第１の状態と、
前記第２及び第３の直流電流端子が、互いにかつ前記供
給端子から遮断される第２の状態との切換え操作するス
イッチ手段とを具備したことを特徴とする整流された交
流電流切換え装置が提供される。

これにより、第１及び第２の非連続的な電流を合計する
ことにより実質的に連続した直流電流が得られるととも
に、第１及び第２の電流を個々のスイッチにより独立し
て制御することができる。また、前記各スイッチを流れ
る電流は小さな電流であるため、アークの発生を抑制で
き、各スイッチをより小さくしかもより軽量化すること
が可能となり、整流装置全体として小型化できる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

第１図は、航空機用電源に一般に使用されるブラシレス
発電機の界磁卷線10への直流電源に適応した例を示すも
のである。かかる発電機は、アメリカ合衆国特許第2,52
5,495号に開示され、そして３相出力を有するパイロッ
ト励磁機同期発電機を含でおり、その出力は整流され且
つ主励磁機同期発電機の一部を形成する界磁卷線10を付
勢するために使用される。主励磁機同期発電機の出力
は、パルス幅変調回路12によって制御される固体装置11
により、界磁卷線10を流れる付勢電流を制御することに
より調整される。回路12は、本発明の一部を構成しない
公知の型からなり、そして基準電圧Vr及び発電機の出力
Voに応答して、該出力電圧Voを所望のレベルに維持す
る。

全波整流器14は複数の入力端子15を有し、これら端子に
励磁機同期発電機の出力の各相Ａ、Ｂ及びＣが印加され
る。整流器14の第１直流電流端子16は、共通の直流帰還
ライン17に接続される。整流器14の第２直流電流端子18
は、ダイオードD1を通じてＡ相に、またダイオードD7を
通じて端子16に接続される。また、端子18はダイオード
D2を通じてＢ相端子に、ダイオードD6を通じて端子16に
接続される。ここまでは、整流器14は公知の３相全波整
流器に対応する。本発明の整流器14は、ダイオードD4を
通じてＣ相端子に、またダイオードD5を通じて端子16に
接続される第３の直流電流端子19を備える点が異なる。
また、端子19はダイオードD3を通じてＡ相端子に接続さ
れる。

端子18、19は、ソレノイド22によって作動可能な連結ス
イッチ20、21のそれぞれの接点を提供する。ソレノイド
22の作動状態において、端子18、19はライン23を通じて
卷線10の端子24に接続される。これにより、卷線10に付
勢電流が流れる。一方、ソレノイド22の非作動状態（図
示）において、端子18、19はライン23から遮断され、ラ
イン17を通じて卷線10の他の端子26に接続されている。
端子26は、固体装置11及びライン17を通じて端子16に接
続される。

コンデンサ27及びダイオード28は、互いに並列に且つ卷
線10と並設に接続される。コンデンサ27は、固体装置11
が開回路状態を取るときに発生する電圧スパイクを平滑
する作用をし、その開回路状態時に卷線10に蓄えられた
エネルギはダイオード28を通じて短絡させることもでき
る。

通常の使用においてソレノイド22は、両端子18及び19が
ライン23に接続されるように付勢される。第2a図は、端
子15における交流入力電圧の３つの位相を示し、また第
2b図及び第2c図は端子18、19での整流された電流の大き
さ及び対応する位相をそれぞれ示し、実質上矩形形状の
これらの電流は卷線10の高いインダクタンスから生起す
る。時間T1にわたって供給電圧の位相Ａからの電流Ia
が、端子18、19にに分流される。時間T2にわたって位相
Ｂからの電流Ibが端子18のみを流れ、そして時間T3にわ
たって位相Ｃからの電流Icが端子19のみを流れる。従っ
て、端子18、19における各電流は非連続の直流電流であ
るが、端子18、19における電流の合計は、固体装置11が
導通している限り、実質上一定の直流電流となる。ライ
ン23を流れる電流は、上述の如く電圧VoとVrとの差に応
じて固体装置11により切り換えられる。固体装置11とし
てトランジスタなどの半導体装置を使用することは、界
磁卷線10と端子16とを全体的に絶縁する必要がないため
に好適である。固体装置11または回路12の機能不全は、
固体装置11を永続的に導通させるかも知れない。また、
アースの欠陥がライン25上に発生するかも知れない。い
ずれの場合にも卷線10が永続的に付勢され、そして発電
機全体としての出力が過度になるかも知れない。このよ
うな機能不全は、回路12により検知される。この回路12
は、ソレノイド22を消勢し、そしてスイッチ20、21を第
１図に示した位置に移動させるためにライン30を介して
ソレノイド22の制御回路31に信号を印加する。スイッチ
20、21は、第2b図及び第2c図にそれぞれ示されるように
電流を流しているので、これらのスイッチは不連続電流
の切換えを行っており、アークの発生は実質上減じられ
ている。

第３図は、第１図に示した実施例の変更例の一部を示
し、対応する部分には同一符号を付してある。第３図の
実施例は、第１図において対応するダイオードと同様に
接続されるダイオードD1、D2、D3及びD4を有する整流器
40を備えるが、端子16と相Ａ、Ｂ及びＣの端子との間の
ダイオード接続はない。

第４図に示した装置は、交流電源の入力端子42の各端子
と端子18、19の各端子との間に接続されたダイオードD8
及びD9を有する全波整流装置41を備える。端子16は、ダ
イオードD10及びD11を通じてそれぞれの入力端子に接続
される。付加ダイオードD12及びD13は、ライン43を流れ
る整流された電流を制御回路、例えばライン43とライン
17との間に接続され、そして高い誘導負荷を含まず且つ
それゆえ半導体装置により切り換えられる第１図の回路
12、13に供給する。

第５図は、スイッチ20、21が整流装置50と接合されるこ
とを示し、該整流装置50は端子16と24との間に全波整流
された直流電流を供給するべく交流電流の４つの位相
Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに応答する。端子18、19を通じて流れ
る電流は、それぞれ位相ＡとＢ並びに位相ＣとＤの電圧
から導き出される。

第６図は、スイッチ20、21が整流装置60と結合されるこ
とを示し、該整流装置60は端子16、24間に全波整流され
た直流電流を提供するべく交流電流の５つの相Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ及びＥに応答する。このような回路構成は、第１
図及び第３図の装置に原理的に対応するものであり、奇
数の位相ｎに関してｎが３以上であるとき、端子18、19
における電流は入力位相の（ｎ−１）/2＋１から各々導
き出され、加えられた１相は両電流、即ち第１図及び第
３図の位相Ａ並びに第５図の位相Ｃと同等である。

また、第５図において端子18、19を流れる電流は、合計
入力位相数のそれぞれ半分、Ａ＋Ｂ及びＣ＋Ｄから導き
出される。

第４図に示したような単相入力の場合には、端子18、19
を流れる電流は入力電圧のそれぞれ正及び負の半相から
導き出される。

各実施例において整流装置は、帰還直流電流用端子に加
えて、不連続の直流電流が流れる２つの端子18、19を有
するため、スイッチ20、21は連続直流電流を遮断する必
要がなくなり、アーク発生の問題は軽減され、他の方法
において必要とされるよりも小さなスイッチ部分の使用
を可能にすることができる。記載された各実施例におい
て整流装置は、帰還直流電流用端子に加えて、整流器の
ダイオードが接続された２つの端子18、19を有するた
め、該端子18、19における電流が等しい増幅及び位相を
もって分割され、またこれらの電流の合計は連続して整
流された出力となる。

入力位相の数が奇数であり且つ３以上である他の実施例
において、整流装置のダイオードは、スイッチ20、21が
不連続電流を常に遮断する場合に、端子18、19における
電流が均一に分割されないように接続されてもよい。そ
の場合、各端子18、19における電流が入力の連続位相、
例えば第６図における位相Ａ、Ｂ、Ｃ及び位相Ｄ、Ｅか
らのみ導かれるように整流ダイオードを配置することに
より達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、全波整流された３相交流電流を切り換えるた
めの装置を示す回路図である。第2a図，第2b図及び第2c図は、交流入力電圧及び第１図
の整流器の出力に対応する直流電流のそれぞれを示す波
形図である。第３図は、半波整流された３相交流電流を切り換えるた
めの装置の変形例を示す回路図である。第４図は、全波整流された単相交流電流を切り換えるた
めの装置の他の変形例を示す回路図である。第５図は、全波整流された４相交流電流を切り換えるた
めの装置の一部を示す回路図である。第６図は、全波整流された５相交流電流を切り換えるた
めの装置の一部を示す回路図である。図中、符号14、40、41、50、60は整流装置、15は入力端
子、16、18、19は端子、20、21はスイッチ、D1〜D13は
ダイオード（整流素子）である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】整流された交流電流を切り換えるための装
置であって、交流電流入力用の少なくとも２つの入力端子（15;42）
と、帰還直流電流路を与えるための第１の直流電流端子（1
6）と、第２及び第３の直流電流端子（18、19）と、前記第２及び第３の直流電流端子を介して流れる第１及
び第２の電流が夫々非連続であり、かつ前記第１及び第
２の電流の合計が、実質的に連続した整流出力電流を得
るように、前記少なくとも２つの入力端子と前記第２及
び第３の直流電流端子との間に接続される整流素子（D
1、D2、D3、D4;D8、D9）と、前記第２及び第３の直流電流端子（18、19）が負荷（1
0）の為の供給端子（24）に接続される第１の状態と、
前記第２及び第３の直流電流端子（18、19）が、互いに
かつ前記供給端子から遮断される第２の状態とを切換え
操作するスイッチ手段（20、21））とを具備したことを
特徴とする整流された交流電流切換え装置。
【請求項２】前記スイッチ手段（20、21）が、前記第２
の状態で前記負荷と並列な電流路を形成することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の整流された交流電
流切換え装置。
【請求項３】Ｎ（N:1より大きい奇数）個の交流電流入
力端子を有し、前記交流電流入力端子の第１の（Ｎ−１）/2（Ａ、Ｂ）
が、夫々整流素子により前記第２の直流電流端子（18）
に接続され、前記交流電流入力端子の第２の（Ｎ−１）
/2（Ｄ、Ｅ）が、夫々整流素子により前記第３の直流電
流端子（19）に接続され、残りの交流電流端子（Ｃ）
が、夫々整流素子により第２及び第３の直流電流端子に
接続されることを特徴とする特許請求の範囲第１項若し
くは第２項に記載の整流された交流電流切換え装置。
【請求項４】Ｎ（N:偶数）個の交流電流入力端子を有
し、前記交流電流入力端子の第１のN/2（Ａ、Ｂ）が、夫々
整流素子により前記第２の直流電流端子（18）に接続さ
れ、前記交流電流入力端子の第２のN/2（Ｄ、Ｅ）が、
夫々整流素子により前記第３の直流電流端子（19）に接
続されることを特徴とする特許請求の範囲第１項若しく
は第２項に記載の整流された交流電流切換え装置。
【請求項５】前記入力交流が単相であり、前記整流素子
が前記入力端子（42）と前記第２及び第３の直流電流端
子（18、19）との間に接続されており、前記第１及び第
２の電流が、夫々前記交流電流入力の正の半サイクル及
び負の半サイクルから導出されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項若しくは第２項に記載の整流された交
流電流切換え装置。