JPH0847108A - 発電装置 - Google Patents

発電装置

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JPH0847108A
JPH0847108A JP18106294A JP18106294A JPH0847108A JP H0847108 A JPH0847108 A JP H0847108A JP 18106294 A JP18106294 A JP 18106294A JP 18106294 A JP18106294 A JP 18106294A JP H0847108 A JPH0847108 A JP H0847108A
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JP
Japan
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voltage
generator
intermediate tap
rectifier
detector
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JP18106294A
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Isao Matsuda
功 松田
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電機の界磁極の磁束量を調整することなく
電気自動車のバッテリ等の負荷に供給する電圧を調整す
ることができる発電装置を提供する。 【構成】 電機子巻線5a,5b,5cに端子T1 ,T
2 ,T3 及び中間タップT1a,T2a,Ta3を有する発電
機5と、エンジン回転数の検出器4と、バッテリ1に接
続され中間タップT1a,T2a,Ta3の電圧(Lコイル電
圧)を整流する整流回路2及び開閉スイッチS1 を介し
てバッテリ1に接続され端子T1 ,T2 ,T3 の電圧
(L+Hコイル電圧)を整流する整流回路3とを有する
整流器6とを備えたものであって、エンジン回転数が上
昇して所定値に達すると、このときの検出器4の検出信
号に基づいてスイッチS1 が開き、整流回路2で低圧側
のLコイル電圧のみを整流してバッテリ1に供給すると
いうものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発電装置に関し、特にハ
イブリッド方式の電気自動車(Electric Vehicles )の
発電装置に適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】通常の電気自動車の電源は、バッテリだ
けであるが、ハイブリッド方式と呼称される電気自動車
では、バッテリと発電機とを電源としている。このとき
の発電機は、通常、エンジンを原動機として駆動してい
るが、原動機(エンジン)の回転数が高くなると電圧が
上昇し、バッテリチャージ電圧が過大となるため、界磁
電流で発電電圧を調整している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
発電機は、界磁電流を調整しなければならないので、界
磁極を永久磁石で構成することができず、界磁コイル、
給電ブラス、界磁電流調整装置が必要になる。
【0004】このため、システムが大嵩で高価なものと
なるばかりでなく効率及び高速化にも限界がある。
【0005】従って本発明は上記従来技術に鑑み、発電
機の界磁極の磁束量を調整することなく、電気自動車の
バッテリ等の負荷に供給する電圧を容易に調整すること
ができる発電装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第1の構成は、電機子巻線に1つ又は2つ以上の中
間タップを有し、原動機に回転されて発電する発電機
と、前記原動機の回転数又は前記電機子巻線の各中間タ
ップの電圧を検出する検出器と、前記電機子巻線の端子
及び中間タップに接続されると共に、これらの接続状態
を、負荷への給電電圧が過大となるのを防止すべく前記
検出器の検出信号に基づいて変更する整流器とを備えた
ことを特徴とする。
【0007】上記目的を達成する本発明の第2の構成
は、上記第1の構成において、整流器が、最っとも低圧
側の中間タップに接続され且つ負荷に直接接続された1
つの整流回路と、前記中間タップよりも高圧側の中間タ
ップ又は端子に各々接続され且つ各々に個別の開閉スイ
ッチを介して前記負荷に接続された他の1つ又は2つ以
上の整流回路とを有し、前記開閉スイッチを、検出器の
検出信号に基づき原動機回転数の上昇に伴う発電機電圧
の上昇に応じて前記整流回路のうちより高圧側の端子又
は中間タップに接続されているものから順に前記負荷よ
り切離すべく開放することを特徴とする。
【0008】また上記目的を達成する本発明の第3の構
成は、上記第1の構成において、整流手段が、整流回路
と、この整流回路と端子及び中間タップとの間に介設さ
れ検出器の検出信号に基づき原動機回転数の上昇に伴う
発電機電圧の上昇に応じて前記整流回路との接続を最も
高圧側の端子からより低圧側の中間タップへと順次切替
える切替スイッチとを有することを特徴とする。
【0009】また上記目的を達成する本発明の第4の構
成は、上記第1、第2又は第3の構成において、原動機
が電気自動車に備えたエンジンであり、負荷が前記電気
自動車のバッテリであることを特徴とする。
【0010】
【作用】上記構成の本発明によれば、原動機の回転数が
上昇して発電機電圧が上昇すると、これに伴って整流器
では検出器の検出信号に基づき電機子巻線の端子及び中
間タップとの接続状態を変更してバッテリ等の負荷に過
大な電圧を供給することがないよう調整する。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
【0012】図1はハイブリッド方式の電気自動車に備
えられた本発明の第1の実施例に係る発電装置の要部を
示す構成図である。同図において、1は電気自動車のバ
ッテリ、2a,2b,2c,2d,2e,2f,3a,
3b,3c,3d,3e,3fはダイオード、2は低圧
側整流回路、3は高圧側整流回路、4は回転数検出器、
5は発電機、5a,5b,5cは各相の電機子巻線、6
は整流器、S1 は開閉スイッチ、T1 ,T2 ,T3 は端
子、T1a,T2a,T3aは中間タップである。
【0013】図1に示すように発電機5の各相の電機子
巻線5a,5b,5cは、各々端子T1 ,T2 ,T3
有すると共に、中間タップT1a,T2a,T3aが設けられ
て2段(LコイルとHコイル)に分割されている。従っ
て端子T1 ,T2 ,T3 では各電機子巻線5a,5b,
5c全体(L+Hコイル)において生起する高電圧が得
られ、中間タップT1a,T2a,T3aではLコイルにおい
て生起する低電圧が得られる。
【0014】整流器6はダイオード2a〜2fによって
構成された低圧側整流回路2と、ダイオード3a〜3f
によって構成された高圧側整流回路3とを有している。
低圧側整流回路2には各電機子巻線5a,5b,5cの
中間タップT1a,T2a,T3aが各々接続され、高圧側整
流回路3には各電機子巻線5a,5b,5cの端子
1 ,T2 ,T3 が各々接続されている。また低圧側整
流回路2は直接バッテリ1に接続され、高圧側整流回路
3は開閉スイッチS1 を介してバッテリ1に接続されて
いる。
【0015】開閉スイッチS1 は、電気自動車に備えた
エンジンの回転数Nを検出する検出器4の検出値が所定
値N1 以上になると開となる。この所定値N1 は、Lコ
イルの電圧がバッテリ1の電圧(以下バッテリ電圧とい
う)に達するときのエンジン回転数である。
【0016】次に、図2はハイブリッド方式の電気自動
車に備えられた本発明の第2の実施例に係る発電装置の
要部を示す構成図である。同図において、12は整流回
路、12a,12b,12c,12d,12e,12f
はダイオード、16は整流器、S2 は切替スイッチであ
り、他は図1と同一のものである。
【0017】即ち本第2の実施例に係る発電装置は、図
1の整流器6に代えて整流器16を備えたものであり、
この整流器16は、ダイオード12a〜12fによって
構成されバッテリ1に接続された整流回路12と、切替
スイッチS2 とを有している。
【0018】切替スイッチS2 は、整流回路12と電機
子巻線5a,5b,5cの端子T1,T2 ,T3 及び中
間タップT1a,T2a,T3aとの間に介設されており、検
出器4の検出信号に基づいて両者の接続を切替える。即
ち電気自動車に備えたエンジンの回転数Nが低い間は端
子T1 ,T2 ,T3 が整流回路12に接続される一方、
エンジン回転数Nが上昇して検出器4の検出値がN1
上になるとスイッチS 2 が切替わり中間タップT1a,T
2a,T3aが整流回路12に接続される。
【0019】従って上記第1及び第2の実施例に係る発
電装置によれば、図3に示すように、電気自動車に備え
たエンジンの回転数Nの上昇に伴ってL+Hコイルの電
圧V 1 が上昇するが、エンジン回転数Nが所定値N1
りも低い間は、このL+Hコイル電圧V1 、即ち端子T
1 ,T2 ,T3 の電圧が整流回路3又は12に整流され
てバッテリ1に供給される。その後エンジン回転数Nが
更に上昇して所定値N 1 となりLコイルの電圧V2 がバ
ッテリ電圧V3 に達すると、このとき検出器4の検出信
号によってスイッチS1 が開放し又はスイッチS2 が切
替わってLコイル電圧V2 、即ち中間タップT1a
2a,T3aの電圧のみが整流されてバッテリ2に供給さ
れる。かくしてバッテリ1に過大な電圧を供給すること
がないよう調整される。
【0020】このように上記第1及び第2の実施例で
は、従来のようにエンジン回転数Nに応じて発電機5の
界磁極の磁束量を増減する必要がないため、界磁電流調
整装置が不要であり、更には界磁極を永久磁石で構成す
ることができ界磁コイル及び給電ブラシが不要となる。
しかもこのように界磁コイル及び給電ブラシをなくすこ
とにより発電機5を高速化することができる。また磁束
量の増減が不要となるのでmax磁束量を小さくするこ
とができる。従って発電機5を小形化できる。また図3
に示すように発電出力Pはエンジン回転数Nの上昇と共
に増加するため、Lコイルは太い電線で構成する一方、
Hコイルは細い電線で構成することができる。
【0021】なお上記第1及び第2の実施例では、エン
ジン回転数Nを検出する検出器4を用いたが、これに代
えてLコイルの電圧を検出する電圧計を用い、この電圧
計の検出値がバッテリ電圧V3 以上になったらスイッチ
1 を開又はスイッチS2 を切替えるようにしてもよ
い。また上記第1及び第2の実施例では、中間タップを
1つ設けてHコイルとLコイルの2段切替えとしたが、
全体の整合性を考慮した上で複数の中間タップを設けて
多段切替えとすることもできる。また上記第1の実施例
では図1に示すように、スイッチS1 が、整流回路2,
3間に介設、即ち整流回路2の一端側を介してバッテリ
1に接続されるが、勿論、このスイッチS 1 を直接バッ
テリ1に接続してもよい(多段切替えとした場合も同
様)。
【0022】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、発電機の界磁極の磁束量を増減する
ことなくバッテリ等の負荷に供給する電圧を調整するこ
とができるため、界磁電流調整装置が不要であり、更に
は界磁極を永久磁石で構成することができ界磁コイル及
び給電ブラシが不要となる。しかもこのように界磁コイ
ル及び給電ブラシをなくすことにより発電機を高速化す
ることができる。また磁束量の増減が不要であるためm
ax磁束量を小さくすることができ、このため発電機を
小形化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ハイブリッド方式の電気自動車に備えられた本
発明の第1の実施例に係る発電装置の要部を示す構成図
である。
【図2】ハイブリッド方式の電気自動車に備えられた本
発明の第2の実施例に係る発電装置の要部を示す構成図
である。
【図3】エンジン回転数と発電機の出力及び電圧との関
係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 バッテリ 2,3,12 整流回路 2a〜2f,3a〜3f,12a〜12f ダイオード 4 検出器 5 発電機 5a,5b,5c 電機子巻線 6,16 整流器 S1 開閉スイッチ S2 切替スイッチ T1 ,T2 ,T3 端子 T1a,T2a,T3a 中間タップ V1 L+Hコイル電圧 V2 Lコイル電圧 V3 バッテリ電圧 P 発電出力 N エンジン回転数 N1 所定値

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電機子巻線に1つ又は2つ以上の中間タ
    ップを有し、原動機に回転されて発電する発電機と、 前記原動機の回転数又は前記電機子巻線の各中間タップ
    の電圧を検出する検出器と、 前記電機子巻線の端子及び中間タップに接続されると共
    に、これらの接続状態を、負荷への給電電圧が過大とな
    るのを防止すべく前記検出器の検出信号に基づいて変更
    する整流器とを備えたことを特徴とする発電装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載する発電装置において、 整流器が、最っとも低圧側の中間タップに接続され且つ
    負荷に直接接続された1つの整流回路と、前記中間タッ
    プよりも高圧側の中間タップ又は端子に各々接続され且
    つ各々に個別の開閉スイッチを介して前記負荷に接続さ
    れた他の1つ又は2つ以上の整流回路とを有し、前記開
    閉スイッチを、検出器の検出信号に基づき原動機回転数
    の上昇に伴う発電機電圧の上昇に応じて前記整流回路の
    うちより高圧側の端子又は中間タップに接続されている
    ものから順に前記負荷より切離すべく開放することを特
    徴とする発電装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載する発電装置において、 整流手段が、整流回路と、この整流回路と端子及び中間
    タップとの間に介設され検出器の検出信号に基づき原動
    機回転数の上昇に伴う発電機電圧の上昇に応じて前記整
    流回路との接続を最も高圧側の端子からより低圧側の中
    間タップへと順次切替える切替スイッチとを有すること
    を特徴とする発電装置。
  4. 【請求項4】 請求項1,2又は3に記載する発電装置
    において、 原動機が電気自動車に備えたエンジンであり、負荷が前
    記電気自動車のバッテリであることを特徴とする発電装
    置。
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