JPH09252599A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH09252599A
JPH09252599A JP8085885A JP8588596A JPH09252599A JP H09252599 A JPH09252599 A JP H09252599A JP 8085885 A JP8085885 A JP 8085885A JP 8588596 A JP8588596 A JP 8588596A JP H09252599 A JPH09252599 A JP H09252599A
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JP
Japan
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power supply
supply device
generator motor
electric energy
electrical energy
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JP8085885A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Takahashi
良明 高橋
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Individual
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電源装置に発電電動機を設け、その発電電動機
が発電した電気エネルギーを電気機器などの負荷に供給
すると共に、当該電源装置の発電電動機の駆動用電気エ
ネルギーとしても取り込み、その電気エネルギーにより
発電電動機を駆動し、発電を継続することができる電源
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】負荷に供給する電気エネルギーを発電する
発電電動機から成る発電手段2と、発電電動機を始動さ
せるバッテリーから成る始動手段3と、発電電動機を制
御するコントローラから成る制御手段4と、発電電動機
により発電された交流の前記電気エネルギーを直流に整
流する整流器から成る整流手段5と、直流に整流された
前記電気エネルギーを蓄電するコンデンサーから成る蓄
電手段6と、前記電気エネルギーの一部を始動手段3お
よび制御手段4に供給するコントローラからなるリター
ン制御手段7と、前記電気エネルギーを出力する出力端
子から成る出力手段8と、を備えた電源装置1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、電気機器などの負荷に
電気エネルギーを供給するための電源装置に係わり、特
に自らが発電した電気エネルギーを電気機器などの負荷
に供給すると共に、自らもその電気エネルギーを使用し
て発電を継続する電源装置に関するものである。
【0002】
【従来技術と問題点】従来、電源装置とは電気機器など
を機能させるため、必要となる電気エネルギーを供給す
るための装置である。この電源装置を概説すると、電源
装置が外部の電気エネルギー(AC100V)を入力と
して取り込み、その電気エネルギー(AC100V)を
電気機器が使用できる電気エネルギー(DC12V)に
トランスや整流器を用いるなどして減圧変換し、その電
気エネルギー(DC12V)を連続して電気機器に供給
することができる装置であり、電気機器の内部に備えら
れているものや別機器として外部に設けられ、電気エネ
ルギーのみを供給しているものなどがある。
【0003】上記のような電源装置は長期間の連続使用
には有利であるが、入力の電気エネルギーを必要とする
ために、屋外などでの使用が困難であることから、屋外
でコードレスで使用される機器を中心に、ニカド電池や
鉛バッテリーなど屋外での使用が有利な充電可能な電池
が電源として用いられるようになり、電気機器や最近注
目を集めている電動自転車の電源として数多く使用され
ている。これは、電源として取扱いが容易で且つ充電す
ることにより再使用することができることによるためで
ある。
【0004】しかし、電源として用いられるようになっ
たニカド電池や鉛バッテリーなどの電池も、それらを使
用する前にはまず充電器を用いて充電しなければなら
ず、その充電時間も数時間を必要とするものである。ま
た、電池によっては十数時間の充電時間を必要としなけ
ればならないものもある。そして、これらの電池は、そ
の特性から一定量の電気エネルギーが蓄えられている間
はその電気エネルギーを安定して供給しているが、一旦
電気エネルギーが無くなり始めると、短時間の間にその
電気エネルギーが無くなってしまい電源としての機能を
失ってしまう。これにより、ある限定された時間内でし
か機能せず、数十時間の連続使用が不可能であった。ま
た、その使用状態などにより何時その機能を失うか予測
するのも難しいため、こまめに電池を充電しなければな
らず、そのための充電器の用意や充電の間の待ち時間な
どが非常に煩わしく感ずるようになっていた。
【0005】
【目的】本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもの
で、高効率の発電電動機を利用することにより、連続使
用に有利な従来の電源装置と屋外のコードレスでの使用
に有利な充電可能な電池を用いた電源の利点を併せ持っ
た電源装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【問題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、電気機器などの負荷に電気エネルギーを供給する
ための電源装置に於いて、負荷に供給する電気エネルギ
ーを発電する発電電動機から成る発電手段と、発電電動
機を始動させるバッテリーから成る始動手段と、発電電
動機を制御するコントローラから成る制御手段と、発電
電動機により発電された交流の前記電気エネルギーを直
流に整流する整流器から成る整流手段と、直流に整流さ
れた前記電気エネルギーを蓄電するコンデンサーから成
る蓄電手段と、前記電気エネルギーの一部を始動手段お
よび制御手段に供給するコントローラからなるリターン
制御手段と、前記電気エネルギーを出力する出力端子か
ら成る出力手段と、を備えていることを特徴とする電源
装置である。
【0007】発電手段の発電電動機とは、電機子の界磁
巻線に電気エネルギーを取り出すための誘導コイルが併
設されている電動機である。そして、この発電電動機は
ブラシレスのものがよく、また、この発電電動機に装備
されている永久磁石の性能としてBHMAX (磁気エネル
ギー積,Bは磁束密度,Hは保磁力)値が50MGOe
以上,パーミアンス係数が1.0から4.0の永久磁石
が装備されていればよいが、望ましくはBHMAX 値が1
00MGOe以上,パーミアンス係数が2.5から3.
5である永久磁石が装備されている発電電動機がよい。
また、発電電動機の回転軸を出力軸として機械的負荷に
接続することができるようにし、この発電電動機を機械
的負荷の動力源に利用することができるようにしてもよ
い。更には、発動発電機の駆動力を自転車の車輪や電動
機等の回転体に接触または接続した該発電発動機の回転
軸から入力するようにしてもよい。この場合、発電発動
機と制御手段のコントローラとの回路をOFFにするよ
うにしておくことが望ましい。
【0008】始動手段のバッテリーは、充電することが
できるものがよく、使用する数や接続方法(直列接続や
並列接続)なども特に限定するものではないが、発電手
段の発電電動機を始動させることができる電気エネルギ
ーの容量、望ましくはDC24Vを出力することができ
ればよい。
【0009】制御手段のコントローラは、発電手段のブ
ラシレス発電電動機の回転制御を行うパルス信号などを
適宣発生させるための電子回路から成るものであり、回
路構成などは特に限定するものではなく最適なもとすれ
ばよい。
【0010】整流手段の整流器は、一般公知のものを使
用すればよくその構成などは特に限定するものではな
い。
【0011】蓄電手段のコンデンサーは、一般公知のも
のを使用すればよくその用いる数も特に限定するもので
はないが、望ましくは1Fから3Fの容量のコンデンサ
ーを複数接続して用いるのがよい。
【0012】リターン制御手段のコントローラは、負荷
に供給している電気エネルギーの消費状態によりリター
ン回路のON/OFFを制御したり、電流/電圧異常の
時にリターン回路をOFFにするためのものであり、制
御回路の構成は特に限定するものではない。
【0013】出力手段の出力端子は、一般公知のものを
使用すればよく特に限定するものではない。
【0014】上述の電源装置の各構成手段を適宣組合せ
たり、または、全ての構成手段を独立させて個々の機器
として設け、それらをケーブルで接続しセパレートタイ
プの電源装置として利用範囲を拡大できるようにしても
よい。
【0015】
【作用】本発明の電源装置は以上のように構成されてい
るので、発電手段の発電電動機が始動手段のバッテリー
および制御手段のコントローラにより駆動されると、発
電電動機の電機子の界磁巻線に設けられた誘導コイルが
交流の電気エネルギーを発生させる。この発生した交流
の電気エネルギーを取り出して、整流手段の整流器で直
流の電気エネルギーに整流し、この直流の電気エネルギ
ーを蓄電手段のコンデンサーに蓄電する。そして、この
蓄電手段のコンデンサーに蓄電された直流の電気エネル
ギーを、電気機器などの負荷に供給すると共に、コント
ローラからなるリターン制御手段によりその一部を始動
手段および制御手段に供給する。
【0016】発電手段には高性能な永久磁石を装備した
発電電動機を用いているので、誘導コイルに発生する誘
導エネルギーは極めて大きく、発電電動機を始動させる
ための電気エネルギーは必要であるが、それ以後は発電
電動機の誘導コイルから取り出された電気エネルギーの
一部の電気エネルギーで、発電電動機の駆動が継続され
る。
【0017】本発明の電源装置に於いて、発電電動機の
回転軸を出力軸として機械的負荷に接続することができ
るようにすると、この発電電動機が機械的負荷の動力源
になる。また、発電発動機の駆動力を該は都電発動機の
回転軸を介し慰撫より入力することができるようにする
と、機械的に発動発電機を駆動させることができる。
【0018】
【実施例】以下本発明の電源装置を図面に従って説明す
ると、図1は、電源装置の構成図であり、1は各手段か
ら構成される電源装置、2は負荷に供給する電気エネル
ギーを発電する発電電動機20から成る発電手段、3は
発電電動機20を始動させるバッテリー30から成る始
動手段、4は発電電動機20を制御するコントローラ4
0から成る制御手段、5は発電電動機20により発電さ
れた交流の電気エネルギーを直流に整流する整流器50
から成る整流手段、6は直流に整流された電気エネルギ
ーを蓄電するコンデンサー60から成る蓄電手段、7は
電気エネルギーの一部を始動手段3および制御手段4に
供給するコントローラからなるリターン制御手段、8は
電気エネルギーを出力する出力端子80から成る出力手
段で0ある。
【0019】図2は、電源装置1の回路配線図であり、
先ず始動スイッチ11がONされると、バッテリー30
(始動手段3)からDC24Vがコントローラ40(制
御手段4)に供給される。これによりコントローラ40
(制御手段4)はパルス信号を発生させ、このパルス信
号および駆動エネルギーにより発電電動機20(発電手
段2)を駆動させる。そして駆動した発電電動機20
(発電手段2)はACの電気エネルギーを発電する。発
電電動機20(発電手段2)により発電されたACの電
気エネルギーは、整流器50(整流手段5)によりDC
の電気エネルギーに整流される。この整流されたDCの
電気エネルギーはコンデンサー60(蓄電手段6)に蓄
電される。そして、蓄電が安定した後、DCの電気エネ
ルギーはリターンコントローラ71(リターン制御手段
7)によりバッテリー30(始動手段3)及びコントロ
ーラ40(制御手段4)に供給されると共に、出力端子
80(出力手段8)から負荷の電気機器に供給される。
【0020】始動手段3のバッテリー30は、DC12
Vのバッテリーを2個直列に接続してもよい。蓄電手段
6のコンデンサー60は、1F〜3Fのコンデンサーを
用いればよい。また、ダイオード61は、回路保護のた
めのものである。
【0021】図3は、電源装置1の構成手段を適宣組合
せ、それらをケーブル12で接続したセパレートタイプ
の電源装置の構成図である。そして、発電電動機20
(発電手段2)の回転軸233を出力軸として機械的負
荷に接続することができるようにし、発電電動機20
(発電手段2)を機械的負荷の動力源に利用するように
してもよい。また、発電発動機20(発電手段2)の駆
動力を回転軸233を介し外部より入力することができ
るようにし、発電電動機20(発電手段2)を機械的に
駆動させるようにしてもよい。図で示したものは一例で
あり、使用目的に合わせ最適な組み合わせとすればよ
い。
【0022】図4は、本発明の電源装置で使用している
発電電動機20の断面図であり、21は発電電動機20
のハウジングで、内部に電機子22・回転子23などを
備えている。電機子22は、永久磁石221・界磁鉄心
222・界磁巻線223・誘導コイル224などから構
成されており、この誘導コイル224を備えていること
により発電することができる。回転子23は、永久磁石
231・回転子鉄心232・回転軸233などから構成
されている。また、この回転軸233に機械的負荷を接
続し、機械的負荷の動力源とすることもある。そして、
電機子22の永久磁石221及び回転子23の永久磁石
231が、BHMAX 値が100MGOe以上,パーミア
ンス係数が2.5から3.5の永久磁石である。
【0023】
【効果】本発明の電源装置は以上のように、始動させた
後は発電電動機の誘導コイルから取り出した電気エネル
ギーで、電動機や電気機器などの負荷に電気エネルギー
を供給すると共に、当該装置の発電電動機を駆動するた
めの電気エネルギーも補ってしまうため、発電電動機の
初動のための電気エネルギーを供給するだけで長時間の
連続発電を行うことができるものである。
【0024】従来のように、電源装置を機能させるため
に外部の電気エネルギー(AC100V)を入力しなく
ても、また、電源となるニカド電池や鉛バッテリーなど
の電池を充電しなくても長時間の連続使用を行うことが
できる。これにより、連続使用に有利な従来の電源装置
と屋外のコードレスでの使用に有利な充電可能な電池を
用いた電源の利点を併せ持たせることができた。
【0025】さらに、本発明の電源装置は、発電電動機
の回転軸を出力軸として機械的負荷に接続することがで
きるため、発電電動機を機械的負荷の動力源とすること
もできる。発電発動機の駆動力を回転軸を介し外部より
入力することができるため、機械的に発電電動機を駆動
出来る。そして、セパレートタイプの電源装置を使用す
ることにより利用範囲を拡大することができる。これら
のことから、屋内では電気機器の電源装置として、ま
た、屋外では電動自転車や幼児の電動乗物、さらに、自
動車やスクーターなどの発電機となるものであり、その
実用的価値は高いものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電源装置の構成図
【図2】 電源装置の回路配線図
【図3】 セパレートタイプの電源装置の構成図
【図4】 電源装置に用いている発電電動機の断面図
【符号の説明】
1−電源装置,11−始動スイッチ,12−ケーブル,
2−発電手段,20−発電電動機,21−ハウジング,
22−電機子,221−永久磁石,222−界磁鉄心,
223−界磁巻線,224−誘導コイル,23−回転
子,231−永久磁石,232−回転子鉄心,233−
回転軸,3−始動手段,30−バッテリー,4−制御手
段,40−コントローラ,5−整流手段,50−整流
器,6−蓄電手段,60−コンデンサー,61−ダイオ
ード,7−リターン制御手段,71−リターンコントロ
ーラ,8−出力手段,80−出力端子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気機器などの負荷に電気エネルギーを供
    給するための電源装置に於いて、負荷に供給する電気エ
    ネルギーを発電する発電電動機から成る発電手段と、発
    電電動機を始動させるバッテリーから成る始動手段と、
    発電電動機を制御するコントローラから成る制御手段
    と、発電電動機により発電された交流の前記電気エネル
    ギーを直流に整流する整流器から成る整流手段と、直流
    に整流された前記電気エネルギーを蓄電するコンデンサ
    ーから成る蓄電手段と、前記電気エネルギーの一部を始
    動手段および制御手段に供給するコントローラからなる
    リターン制御手段と、前記電気エネルギーを出力する出
    力端子から成る出力手段とを備えていることを特徴とす
    る電源装置
  2. 【請求項2】前記発電電動機に装備されている永久磁石
    のBHMAX 値が100MGOe以上,パーミアンス係数
    が2.5から3.5であることを特徴とする請求項1の
    電源装置
  3. 【請求項3】前記コンデンサーの容量が1Fから3Fで
    あることを特徴とする請求項1の電源装置
  4. 【請求項4】前記発電電動機の回転軸を機械的負荷に接
    続できるようにしたことを特徴とする請求項1の電源装
  5. 【請求項5】発電電動機の駆動力を該発電電動機の回転
    軸を介し外部より入力出来るようにしたことを特徴とす
    る請求項1の電源装置
  6. 【請求項6】前記電源装置の各構成手段の一部または全
    てを独立させセパレートタイプとしたことを特徴とする
    請求項1の電源装置
JP8085885A 1996-03-14 1996-03-14 電源装置 Pending JPH09252599A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020052923A (ko) * 2000-12-26 2002-07-04 박병순 교류 전동 발전기
KR20020075831A (ko) * 2002-08-09 2002-10-07 최봉호 축전지(1)에 의해 발전된 전기의 일부분을 회전용코일(7)의 전원으로 사용하는 장치
KR20030010370A (ko) * 2001-07-26 2003-02-05 박병순 교류 전동 발전기
KR20030015098A (ko) * 2001-08-14 2003-02-20 박병순 초저압 교류 전동 발전기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020052923A (ko) * 2000-12-26 2002-07-04 박병순 교류 전동 발전기
KR20030010370A (ko) * 2001-07-26 2003-02-05 박병순 교류 전동 발전기
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KR20020075831A (ko) * 2002-08-09 2002-10-07 최봉호 축전지(1)에 의해 발전된 전기의 일부분을 회전용코일(7)의 전원으로 사용하는 장치

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