JPH11234992A - Power source equipment using magnet system ac generator - Google Patents

Power source equipment using magnet system ac generator

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JPH11234992A
JPH11234992A JP10031422A JP3142298A JPH11234992A JP H11234992 A JPH11234992 A JP H11234992A JP 10031422 A JP10031422 A JP 10031422A JP 3142298 A JP3142298 A JP 3142298A JP H11234992 A JPH11234992 A JP H11234992A
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field
rotor
generator
magnet
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Yutaka Inaba
豊 稲葉
Tetsuya Kondo
徹也 近藤
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Kokusan Denki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To permit adjustment of a generator without special control, in a power source equipment supplying DC power to a load from a magnet generator through a rectifier circuit. SOLUTION: An exciting coil 5 for field adjustment which generates magnetic flux therefor is installed on the stator side of a magnet generator 1. The exciting coil 5 for field adjustment is inserted in the middle part of a path of a load current and excited by the load current. The winding direction of the coil 5 is so set that the magnet field of the rotor of the magnet generator is increased when the coil 5 is excited. By inserting the coil 5 in the path of the load and exciting the coil 5 with the load current itself, the magnet field is increased or decreased, so that the output of the magnet generator can be increased or decreased in accordance with increase or decrease of the load current.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁石式交流発電機
の出力で負荷に直流電力を供給する電源装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for supplying DC power to a load at the output of a magnet type alternator.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関により駆動される乗物などに用
いる電源装置として、内燃機関により駆動される磁石式
交流発電機の出力を整流回路を通して直流に変換するよ
うにしたものが多く採用されている。
2. Description of the Related Art As a power supply device used for a vehicle driven by an internal combustion engine, a power supply device for converting the output of a magnet type AC generator driven by the internal combustion engine into a direct current through a rectifier circuit is often used. .

【0003】周知のように、磁石式交流発電機(以下単
に磁石発電機ともいう。)は、磁石界磁を有する回転子
と、電機子コイルを有する固定子とからなっていて、回
転子が内燃機関などの原動機に取り付けられ、回転子の
回転に伴って生じる磁束の変化により、電機子コイルに
交流電圧が誘起させられる。
[0003] As is well known, a magnet-type alternator (hereinafter simply referred to as a magnet generator) is composed of a rotor having a magnet field and a stator having an armature coil. An AC voltage is induced in the armature coil by a change in magnetic flux that is attached to a prime mover such as an internal combustion engine and occurs with the rotation of the rotor.

【0004】磁石発電機はその界磁を調整することがで
きないため、従来は想定される最大の負荷を駆動し得る
ように設計されていた。従って、磁石発電機の出力を整
流して直流負荷に電力を供給するようにした電源装置で
は、軽負荷時に負荷に過大な電力が供給されることがな
いようにするために、磁石発電機の出力を短絡する出力
短絡用スイッチを設けて、負荷の端子電圧が設定値を超
えたとき、または負荷電流が設定値を超えたときに該出
力短絡用スイッチを導通させて磁石発電機の出力を短絡
することにより出力調整を行っていた。
Since the field of the magnet generator cannot be adjusted, it has been conventionally designed to drive the assumed maximum load. Therefore, in a power supply device that rectifies the output of the magnet generator and supplies power to the DC load, in order to prevent excessive power from being supplied to the load at light load, An output short-circuit switch for short-circuiting the output is provided, and when the terminal voltage of the load exceeds the set value or when the load current exceeds the set value, the output short-circuit switch is turned on to reduce the output of the magnet generator. The output was adjusted by short-circuiting.

【0005】ところが、磁石発電機の出力を短絡するこ
とにより出力調整を行う方法をとると、出力調整時に出
力短絡用スイッチを通して大きな短絡電流が流れるた
め、該出力短絡用スイッチとして電流容量が大きい高価
なものを用いる必要があり好ましくなかった。
However, if the output is adjusted by short-circuiting the output of the magnet generator, a large short-circuit current flows through the output short-circuiting switch at the time of output adjustment, so that the output short-circuiting switch has a large current capacity and is expensive. It is necessary to use a suitable material, which is not preferable.

【0006】また出力短絡用スイッチを通して大きな短
絡電流が流れるため、該スイッチで大きな損失が発生し
て発熱が多くなり、スイッチ素子を冷却するために大形
のヒートシンクが必要になって装置が大形化するという
問題があった。
Further, since a large short-circuit current flows through the output short-circuiting switch, a large loss occurs in the switch and heat is increased, and a large heat sink is required to cool the switch element, and the device becomes large. There was a problem of becoming.

【0007】そこで、特開平7−59319号に示され
ているように、磁石発電機の回転子側の磁極と固定子側
の磁極とを通して磁束を流す界磁調整用励磁コイルを固
定子側に設けるとともに、回転子の磁石界磁の構成を、
界磁調整用励磁コイルから磁束が与えられたときに増磁
するような構成として、大きな負荷を駆動する際に該界
磁調整用励磁コイルを励磁することにより、磁石発電機
の出力を増加させるようにした電源装置が提案された。
Therefore, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-59319, a field-adjusting exciting coil for flowing a magnetic flux through a magnetic pole on the rotor side and a magnetic pole on the stator side of the magnet generator is provided on the stator side. And the configuration of the rotor magnet field,
The configuration is such that the magnetic field is increased when a magnetic flux is given from the field adjustment excitation coil, and the output of the magnet generator is increased by exciting the field adjustment excitation coil when driving a large load. Such a power supply has been proposed.

【0008】図12は、磁石発電機の固定子側に界磁調
整用励磁コイルを設けて出力調整を行うようにした従来
の電源装置の構成を示したもので、この電源装置に用い
る磁石発電機1の回転子は、カップ状に形成された回転
子ヨークと、該回転子ヨークの周方向に並べられた状態
で該回転子ヨークの周壁部の内周に固定されて径方向に
同極性で着磁された複数の円弧状の永久磁石と、該複数
の永久磁石相互間に配置されて回転子ヨークの周壁部の
内周に固定された円弧状の強磁性体ブロックとを備えて
おり、各永久磁石及び強磁性体ブロックの内周面が回転
子側磁極を構成している。
FIG. 12 shows the configuration of a conventional power supply device in which an excitation coil for field adjustment is provided on the stator side of a magnet generator to adjust the output. The rotor of the machine 1 has a rotor yoke formed in a cup shape, and is fixed to an inner circumference of a peripheral wall portion of the rotor yoke in a state of being arranged in a circumferential direction of the rotor yoke and has the same polarity in a radial direction. A plurality of arc-shaped permanent magnets magnetized in the above, and an arc-shaped ferromagnetic block disposed between the plurality of permanent magnets and fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the rotor yoke. The inner peripheral surface of each permanent magnet and ferromagnetic block constitutes a rotor-side magnetic pole.

【0009】またこの磁石発電機の固定子は、回転子側
磁極に対向する固定子側磁極を有する電機子鉄心と、該
電機子鉄心に巻装された3相の電機子コイル1u〜1w
と、励磁された際に回転子側磁極及び固定子側磁極を通
して界磁調整用磁束を流す界磁調整用励磁コイル5とを
備えている。
The stator of the magnet generator includes an armature core having a stator-side magnetic pole facing the rotor-side magnetic pole, and three-phase armature coils 1u to 1w wound around the armature core.
And a field-adjusting excitation coil 5 that, when excited, causes a field-adjusting magnetic flux to flow through the rotor-side magnetic poles and the stator-side magnetic poles.

【0010】電機子コイル1u〜1wの出力はブリッジ
接続されたダイオードDu 〜Dw とダイオードDx 〜D
z とからなるダイオードブリッジ全波整流回路2を通し
てバッテリ3に印加され、バッテリ3の両端の電圧がス
イッチ6を通して界磁調整用励磁コイル5に印加されて
いる。
The outputs of the armature coils 1u to 1w are bridged diodes Du to Dw and diodes Dx to Dx.
z is applied to the battery 3 through the diode bridge full-wave rectifier circuit 2, and the voltage across the battery 3 is applied to the field adjustment excitation coil 5 through the switch 6.

【0011】界磁調整用励磁コイル5は、バッテリ3よ
りスイッチ6を通して励磁電流が与えられたときに強磁
性体ブロックを通して磁束を流して回転子の磁石界磁を
増磁するようにその巻回方向が設定されている。
The field adjusting excitation coil 5 is wound so that when an exciting current is applied from the battery 3 through the switch 6, a magnetic flux flows through the ferromagnetic block to increase the magnet field of the rotor. The direction is set.

【0012】図12に示した電源装置において、バッテ
リ3に接続される負荷が軽いときには、スイッチ6を開
いて界磁調整用励磁コイル5を非励磁とすることにより
回転子の磁石界磁を弱めて発電機の出力が過大にならな
いようにする。またヘッドランプを点灯する夜間のよう
に、バッテリ3に接続される負荷が重いときには、スイ
ッチ6を閉じて界磁調整用励磁コイル5を励磁すること
により、磁石界磁を増磁して磁石発電機の出力を増加さ
せる。
In the power supply device shown in FIG. 12, when the load connected to the battery 3 is light, the magnet field of the rotor is weakened by opening the switch 6 to de-energize the exciting coil 5 for field adjustment. To prevent the generator output from becoming excessive. Also, when the load connected to the battery 3 is heavy, such as at night when the headlamp is turned on, the switch 6 is closed to excite the field adjusting excitation coil 5, thereby increasing the magnet field to generate magnet power. Increase the power of the machine.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】図12に示した電源装
置では、スイッチ6が閉じられたときに界磁調整用励磁
コイル5に供給される励磁電流がバッテリ3の端子電圧
により決まるため、負荷の種々の大きさに応じて磁石発
電機の出力を細かく調整することができないという問題
があった。
In the power supply device shown in FIG. 12, the excitation current supplied to the field adjusting excitation coil 5 when the switch 6 is closed is determined by the terminal voltage of the battery 3, so that the load There has been a problem that the output of the magnet generator cannot be finely adjusted according to the various sizes.

【0014】磁石発電機の出力を細かく調整するため
に、負荷電流または負荷電圧を検出する検出回路と、該
検出回路から得られる検出信号に応じて界磁調整用励磁
コイルに流れる励磁電流の大きさを調整する励磁電流調
整回路とを備えた制御回路を設けて、負荷の状態に応じ
て界磁調整用励磁コイルの励磁電流の大きさを制御する
ことが考えられるが、励磁電流の大きさを制御する制御
回路を設けると装置の構成が複雑になるのを避けられな
い。
In order to finely adjust the output of the magnet generator, a detection circuit for detecting a load current or a load voltage, and a magnitude of an excitation current flowing through a field adjustment excitation coil in accordance with a detection signal obtained from the detection circuit. It is conceivable to provide a control circuit having an excitation current adjustment circuit for adjusting the excitation current and to control the magnitude of the excitation current of the field adjustment excitation coil according to the state of the load. If a control circuit for controlling the control is provided, it is inevitable that the configuration of the device becomes complicated.

【0015】本発明の目的は、磁石式交流発電機を用い
た電源装置において、装置の構成を複雑にすることな
く、磁石発電機の出力を負荷の状態に応じて適確に制御
することができるようにすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power supply device using a magnet type alternator, in which the output of the magnet generator can be accurately controlled according to the load state without complicating the structure of the device. To be able to do it.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、磁石式交流発
電機の出力を整流して負荷に直流電力を供給する電源装
置に適用される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is applied to a power supply device for rectifying the output of a magnet type alternator and supplying direct current power to a load.

【0017】本発明に係わる電源装置は、周壁部と底壁
部とを有するほぼカップ状の形状に形成されて底壁部の
中央に回転軸取付け用のボス部が設けられた回転子ヨー
クと該回転子ヨークの周方向に並べられた状態で該回転
子ヨークの周壁部の内周に固定されて径方向に同極性で
着磁された複数の円弧状の永久磁石と該複数の永久磁石
相互間に配置されて回転子ヨークの周壁部の内周に固定
された円弧状の強磁性体ブロックとを備えて各永久磁石
及び強磁性体ブロックの内周面が回転子側磁極を構成し
ている回転子と、回転子側磁極に対向する固定子側磁極
を有する電機子鉄心と該電機子鉄心に巻装された電機子
コイルと励磁された際に回転子側磁極及び固定子側磁極
を通して界磁調整用磁束を流す界磁調整用励磁コイルと
を有する固定子とを備えた磁石式交流発電機と、該磁石
式交流発電機の出力を整流して負荷に供給する整流回路
とを備えている。
A power supply unit according to the present invention is a rotor yoke formed in a substantially cup-like shape having a peripheral wall portion and a bottom wall portion, and having a boss for attaching a rotating shaft provided at the center of the bottom wall portion. A plurality of arc-shaped permanent magnets fixed to the inner periphery of a peripheral wall of the rotor yoke and magnetized in the same direction in the radial direction while being arranged in the circumferential direction of the rotor yoke, and the plurality of permanent magnets An arc-shaped ferromagnetic block fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the rotor yoke is provided between the permanent magnets and the inner peripheral surface of each of the permanent magnets and the ferromagnetic block constitutes a rotor-side magnetic pole. , A rotor armature having a stator-side magnetic pole opposed to the rotor-side magnetic pole, and an armature coil wound around the armature core, the rotor-side magnetic pole and the stator-side magnetic pole when excited. A stator having a field-adjusting excitation coil for flowing a field-adjusting magnetic flux through the A magneto AC generator with, and a rectifier circuit for supplying the output of the magnet type AC generator rectified by a load.

【0018】本発明においては、界磁調整用励磁コイル
を、整流回路から負荷を通して流れる直流負荷電流の通
路の途中に挿入して、該直流負荷電流により界磁調整用
励磁コイルを励磁する。また、界磁調整用励磁コイルが
励磁されて界磁調整用磁束が発生したときに強磁性体ブ
ロックを通して流れる磁束が増加または減少するよう
に、界磁調整用励磁コイルの巻方向を設定しておく。
In the present invention, the exciting coil for field adjustment is inserted into the path of the DC load current flowing from the rectifier circuit through the load, and the exciting coil for field adjustment is excited by the DC load current. Also, the winding direction of the field adjustment excitation coil is set so that the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block increases or decreases when the field adjustment excitation coil is excited to generate the field adjustment magnetic flux. deep.

【0019】上記のように、界磁調整用励磁コイルを負
荷電流で励磁して、磁石発電機の回転子に設けた強磁性
体ブロックを通して流れる磁束を負荷電流に応じて増加
または減少させるようにすると、負荷電流に応じて磁石
発電機の磁石界磁を増磁または減磁することができるた
め、負荷電流の増減に伴って磁石発電機の出力を増加ま
たは減少させることができる。従って、界磁調整用励磁
コイルが非励磁の状態にあるときの磁石発電機の出力
と、界磁調整用励磁コイルの巻数とを適当に設定するこ
とにより、特別な制御回路を設けることなく負荷の大小
に応じて磁石発電機の出力を増減させて、磁石発電機の
出力を負荷に見合った大きさに調整することができる。
また、磁石発電機を短絡して出力調整を行う必要がない
ため、損失を少なくして発電効率を高めることができ
る。
As described above, the exciting coil for field adjustment is excited by the load current to increase or decrease the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block provided on the rotor of the magnet generator according to the load current. Then, since the magnet field of the magnet generator can be increased or decreased according to the load current, the output of the magnet generator can be increased or decreased as the load current increases or decreases. Therefore, by appropriately setting the output of the magnet generator when the field adjustment excitation coil is in a non-excited state and the number of turns of the field adjustment excitation coil, the load can be reduced without providing a special control circuit. The output of the magnet generator can be increased or decreased according to the magnitude of the above, so that the output of the magnet generator can be adjusted to a magnitude suitable for the load.
Further, since it is not necessary to adjust the output by short-circuiting the magnet generator, it is possible to reduce the loss and increase the power generation efficiency.

【0020】更に、上記のように構成すると、負荷電流
の変化に伴って磁石発電機の出力を連続的に変化させる
ことができるため、負荷の大小に応じて発電機の出力を
きめ細かく調整することができる。
Further, with the above configuration, the output of the magnet generator can be continuously changed according to the change of the load current. Therefore, the output of the generator can be finely adjusted according to the magnitude of the load. Can be.

【0021】特に負荷電流で界磁調整用励磁コイルを励
磁することにより、磁石界磁を負荷電流に応じて増磁す
る構成をとると、直流電動機を電源装置の負荷として駆
動する場合や、整流回路の直流出力端子間に負荷が過電
流保護装置を介して接続される場合に、以下に示す利点
を得ることができる。
In particular, if the magnet field is magnetized in accordance with the load current by exciting the field adjusting excitation coil with the load current, the DC motor may be driven as a load of the power supply unit, or may be rectified. When a load is connected between the DC output terminals of the circuit via an overcurrent protection device, the following advantages can be obtained.

【0022】すなわち、直流電動機はその負荷が重くな
ると回転速度が低下するが、上記の電源装置により直流
電動機を駆動すると、電動機の負荷が重くなったとき
に、該電動機の電機子電流の増大に伴って界磁調整用励
磁コイルの励磁電流が増大するため、磁石発電機の磁石
界磁が増磁されて該発電機の出力が増加する。これによ
り電動機に加えられる電力が増加するため、電動機の出
力トルクが増大し、その回転速度の低下が抑制される。
従って、上記の電源装置により直流電動機を駆動する
と、電動機の負荷の如何に係わりなく、ほぼ一定の回転
速度で電動機を運転することができる。
That is, the rotation speed of the DC motor decreases as the load increases, but when the DC motor is driven by the power supply device, the armature current of the motor increases when the load of the motor increases. Accordingly, the exciting current of the exciting coil for field adjustment increases, so that the magnet field of the magnet generator is magnetized and the output of the generator increases. As a result, the electric power applied to the motor increases, so that the output torque of the motor increases, and a decrease in the rotation speed of the motor is suppressed.
Therefore, when the DC motor is driven by the power supply device, the motor can be driven at a substantially constant rotational speed regardless of the load on the motor.

【0023】また整流回路の直流出力端子間にヒューズ
や遮断器(ブレーカ)などの過電流保護装置を介して負
荷が接続される場合に、上記のように負荷電流により界
磁調整用励磁コイルを励磁して磁石界磁を増磁する構成
をとると、負荷電流が過大になって過電流保護装置が遮
断した場合に、磁石界磁が弱められて(増磁されなくな
って)磁石発電機の出力が低下するため、整流回路の直
流出力端子間に高い電圧が現れるのを防ぐことができ
る。従って、例えば、整流回路の直流出力端子間に電圧
計などの高抵抗を有する機器が接続されている場合に、
該機器が過電圧により破壊するのを防ぐことができる。
When a load is connected between the DC output terminals of the rectifier circuit via an overcurrent protection device such as a fuse or a circuit breaker (breaker), as described above, the excitation coil for field adjustment is operated by the load current as described above. If the magnet field is energized and magnetized, the magnet field is weakened (no longer magnetized) when the load current becomes excessive and the overcurrent protection device shuts off. Since the output decreases, it is possible to prevent a high voltage from appearing between the DC output terminals of the rectifier circuit. Therefore, for example, when a device having high resistance such as a voltmeter is connected between the DC output terminals of the rectifier circuit,
The device can be prevented from being damaged by overvoltage.

【0024】なお上記のように、界磁調整用励磁コイル
を励磁して磁石界磁を増磁するようにした場合、強磁性
体ブロックを流れる磁束は無限に増加することはなく、
あるところで飽和する。また磁石発電機の出力は電機子
反作用の影響を受けてその増大が抑制される。従って、
上記のように、負荷電流の大きさに応じて磁石界磁を増
磁する構成をとっても、磁石発電機の出力が無限に増加
することはなく、発電機の出力は適当な大きさまで増加
したところで飽和する。
As described above, when the field adjusting excitation coil is excited to increase the magnet field, the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block does not increase infinitely.
Saturates at some point. Further, the output of the magnet generator is affected by the armature reaction and its increase is suppressed. Therefore,
As described above, even with the configuration in which the magnet field is increased according to the magnitude of the load current, the output of the magnet generator does not increase indefinitely, and the output of the generator increases to an appropriate level. Saturates.

【0025】また本発明において、負荷電流で界磁調整
用励磁コイルを励磁することにより、磁石界磁を負荷電
流に応じて減磁する構成をとると、負荷電流が増加した
ときに磁石界磁の減磁量が増大して磁石発電機の出力が
抑えられ、負荷電流が減少したときに磁石界磁の減磁量
が減少して(磁石界磁が増磁して)磁石発電機の出力が
増加するため、負荷変動に対して負荷電流を一定に保つ
効果を得ることができる。
In the present invention, if the magnet field is demagnetized in accordance with the load current by exciting the field adjusting excitation coil with the load current, the magnet field may be reduced when the load current increases. The demagnetization of the magnet generator increases, the output of the magnet generator is suppressed, and when the load current decreases, the demagnetization of the magnet field decreases (magnet field increases) and the output of the magnet generator Increases, the effect of keeping the load current constant against load fluctuations can be obtained.

【0026】例えば、他励式の直流発電機では、負荷電
流が増加すると、その電機子反作用の増大により界磁電
流が減少し、逆に負荷電流が減少すると、電機子反作用
の減少により界磁電流が減少するため、負荷電流の如何
に係わりなく界磁力を一定に保って発電機を安定に運転
するためには、負荷電流に応じて界磁電流を制御するた
めの制御回路を必要とするが、本発明に係わる電源装置
を用いて界磁コイルに電流を供給するようにすれば、特
別な制御回路を用いることなく、界磁電流を一定に保つ
ことができる。
For example, in a separately-excited DC generator, when the load current increases, the field current decreases due to an increase in the armature reaction. Conversely, when the load current decreases, the field current decreases due to a decrease in the armature reaction. Therefore, a control circuit for controlling the field current according to the load current is required to stably operate the generator while maintaining the field force constant regardless of the load current. If the current is supplied to the field coil using the power supply device according to the present invention, the field current can be kept constant without using a special control circuit.

【0027】また、本発明において、負荷電流で界磁調
整用励磁コイルを励磁して磁石界磁を負荷電流に応じて
減磁する構成をとると、通電により発熱を生じる抵抗負
荷(白熱電球や電気ヒータなど)を駆動する場合に、温
度が低く抵抗値が小さい状態にある負荷に大きな突入電
流が流れるのを防ぐことができるため、大きな突入電流
により負荷が焼損するのを防ぐことができる。
Further, in the present invention, if a configuration is adopted in which the exciting coil for field adjustment is excited by the load current to demagnetize the magnet field in accordance with the load current, a resistance load (incandescent lamp, When an electric heater or the like is driven, a large inrush current can be prevented from flowing through a load having a low temperature and a low resistance value, so that the load can be prevented from being burnt due to the large inrush current.

【0028】なお上記のように、界磁調整用励磁コイル
を負荷電流で励磁して磁石界磁を減磁するようにした場
合、磁石発電機の起動時にいきなり磁石界磁が大きく減
磁されることはなく、磁石界磁の減磁量は、負荷電流の
増大に伴って一定の割合で徐々に増加していくため、上
記のように負荷電流で界磁調整用励磁コイルを励磁して
磁石界磁を減磁する構成をとっても、磁石発電機の出力
の立ち上りが妨げられることはなく、磁石発電機の運転
はなんら支障なく行われる。
As described above, when the field adjusting excitation coil is excited by the load current to demagnetize the magnet field, the magnet field is greatly demagnetized immediately when the magnet generator is started. However, since the demagnetization amount of the magnet field gradually increases at a constant rate with the increase of the load current, the magnet for exciting the field adjustment is excited by the load current as described above. Even when the field is demagnetized, the rise of the output of the magnet generator is not hindered, and the operation of the magnet generator is performed without any trouble.

【0029】本発明においてはまた、負荷側の状態に応
じて、界磁調整用励磁コイルを流れる負荷電流の向きを
切り換える構成をとることにより、負荷電流または負荷
の端子電圧に応じて磁石発電機の出力を最適に制御する
ようにすることもできる。
According to the present invention, the direction of the load current flowing through the field adjusting excitation coil is switched in accordance with the state of the load, so that the magnet generator can be changed in accordance with the load current or the terminal voltage of the load. Can be optimally controlled.

【0030】このような制御を行わせるためには、例え
ば、整流回路から負荷を通して流れる負荷電流の通電回
路と界磁調整用励磁コイルとの間を接続するように設け
られて、負荷電流を界磁調整用励磁コイルの一端側から
他端側に流すように負荷電流の通電回路と界磁調整用励
磁コイルとを直列に接続する第1の状態と、負荷電流を
界磁調整用励磁コイルの他端側から一端側に流すように
上記通電回路と界磁調整用励磁コイルとを直列に接続す
る第2の状態とに切り換わる制御可能な切換スイッチ回
路と、負荷を流れる負荷電流または該負荷の端子電圧に
応じて切換スイッチ回路の状態を切り換えるスイッチ制
御回路とを設ければよい。
In order to perform such control, for example, a connection is provided between a circuit for supplying a load current flowing from the rectifier circuit through the load and the exciting coil for field adjustment, so that the load current is A first state in which a load current energizing circuit and a field adjustment excitation coil are connected in series so as to flow from one end to the other end of the magnetic adjustment excitation coil; A controllable changeover switch circuit that switches to a second state in which the current-carrying circuit and the field-adjusting exciting coil are connected in series so that the current flows from the other end to one end; a load current flowing through the load or the load current; And a switch control circuit that switches the state of the changeover switch circuit in accordance with the terminal voltage of the switch.

【0031】この場合、界磁調整用励磁コイルは、切換
スイッチ回路が第1の状態にあるときに強磁性体ブロッ
クを通して流れる磁束を増加させる方向の界磁調整用磁
束を発生し、切換スイッチ回路が第2の状態にあるとき
に強磁性体ブロックを通して流れる磁束を減少させる方
向の界磁調整用磁束を発生するようにその巻方向を設定
する。またスイッチ制御回路は、負荷電流または負荷の
端子電圧が設定値以下のときに切換スイッチ回路を第1
の状態にし、負荷電流または負荷の端子電圧が設定値を
超えたときに切換スイッチ回路を第2の状態にするよう
に、切換スイッチ回路を制御する。
In this case, the excitation coil for field adjustment generates a magnetic flux for field adjustment in a direction to increase the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block when the changeover switch circuit is in the first state. Is set to generate a field adjusting magnetic flux in a direction to reduce the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block in the second state. When the load current or the terminal voltage of the load is equal to or less than the set value, the switch control circuit switches the changeover switch circuit to the first
And the changeover switch circuit is controlled so that the changeover switch circuit is set to the second state when the load current or the terminal voltage of the load exceeds the set value.

【0032】上記のように切換スイッチ回路とスイッチ
制御回路とを設けると、定常時には負荷電流の増大に応
じて磁石界磁を増磁して負荷に充分な電力を供給し、負
荷電流が過大になったとき、または負荷の端子電圧が過
大になったときに磁石界磁を減磁して磁石発電機の出力
を抑制することにより負荷を保護することができる。例
えば直流電動機を駆動する場合に上記の構成をとると、
定常時には負荷電流により磁石界磁を増磁する側に切換
スイッチ回路を切り換えて電動機の出力トルクの変動に
対応できるようにし、電動機に過大な負荷トルクがかか
ったときに、電動機の損傷を防ぐために磁石界磁を減磁
する側に切換スイッチ回路を切り換えて電動機に加わる
機械的衝撃を和らげるようにすることができる。
When the changeover switch circuit and the switch control circuit are provided as described above, in a steady state, the magnet field is magnetized according to the increase of the load current to supply sufficient power to the load, and the load current becomes excessively large. The load can be protected by demagnetizing the magnet field and suppressing the output of the magnet generator when the load becomes too large or when the terminal voltage of the load becomes excessive. For example, taking the above configuration when driving a DC motor,
In the steady state, the changeover switch circuit is switched to the side that increases the magnet field by the load current so that it can cope with fluctuations in the output torque of the motor, and to prevent damage to the motor when excessive load torque is applied to the motor. The changeover switch circuit is switched to the side where the magnet field is demagnetized, so that the mechanical shock applied to the electric motor can be reduced.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係わる電源装置の
構成例を示したもので、同図において1は磁石式交流発
電機、2はダイオードブリッジ全波整流回路からなる整
流回路、3はバッテリであり、これらは図12に示した
従来の電源装置と同様に構成されている。図示してない
が、バッテリ3にはランプや、内燃機関用点火装置など
の負荷が接続されている。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a power supply device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a magnet type AC generator, 2 denotes a rectifier circuit comprising a diode bridge full-wave rectifier circuit, Are batteries, which are configured similarly to the conventional power supply device shown in FIG. Although not shown, a load such as a lamp and an ignition device for an internal combustion engine is connected to the battery 3.

【0034】磁石発電機1の固定子側には界磁調整用励
磁コイル5が設けられ、該励磁コイル5が励磁された際
に回転子側の磁極と固定子側の磁極とを通して界磁調整
用磁束が流れるようになっている。
An excitation coil 5 for field adjustment is provided on the stator side of the magnet generator 1, and when the excitation coil 5 is excited, the field adjustment is performed through the magnetic pole on the rotor side and the magnetic pole on the stator side. The magnetic flux for use flows.

【0035】図1に示した例では、界磁調整用励磁コイ
ル5の一端及び他端がそれぞれバッテリ3の負極端子及
び整流回路2の負極側出力端子に接続されて、界磁調整
用励磁コイル5が負荷電流そのものにより励磁されるよ
うに、負荷電流の通電回路の途中に挿入されている。
In the example shown in FIG. 1, one end and the other end of the field adjustment excitation coil 5 are connected to the negative terminal of the battery 3 and the negative output terminal of the rectifier circuit 2, respectively. 5 is inserted in the middle of the load current supply circuit so as to be excited by the load current itself.

【0036】この例では、界磁調整用励磁コイル5が負
荷電流により励磁されたときに回転子側の磁極と固定子
側の磁極とを通して流れる磁束により回転子の磁石界磁
が増磁されるように、界磁調整用励磁コイル5の巻方向
が設定されている。
In this example, when the field adjusting excitation coil 5 is excited by a load current, the magnetic field flowing through the rotor-side magnetic pole and the stator-side magnetic pole increases the magnet field of the rotor. Thus, the winding direction of the field adjusting excitation coil 5 is set.

【0037】図1に示した電源装置で用いる磁石発電機
は、例えば図2及び図3に示すように構成される。図2
及び図3に示した磁石発電機は、回転子側を2n極(図
示の例ではn=6)、固定子側を3n極に構成して、隣
り合う2個の回転子側磁極に周方向に連続して並ぶ3つ
の固定子側磁極を対向せることにより、3相交流出力を
得るもので、図2及び図3において10は回転子、11
は固定子である。
The magnet generator used in the power supply device shown in FIG. 1 is configured as shown in FIGS. 2 and 3, for example. FIG.
And the magnet generator shown in FIG. 3 is configured such that the rotor side has 2n poles (n = 6 in the illustrated example) and the stator side has 3n poles, and the two rotor-side magnetic poles adjacent to each other have a circumferential direction. The three stator-side magnetic poles arranged in a row are opposed to each other to obtain a three-phase AC output. In FIGS.
Is a stator.

【0038】回転子10は、周壁部12aと底壁部12
bとを有するほぼカップ状の形状に形成されて底壁部1
2bの中央に回転軸取付け用のボス部12c1が設けられ
た鉄製の回転子ヨーク12と、回転子ヨーク12の周方
向に等角度間隔で並べられた状態で該回転子ヨークの周
壁部の内周に固定されて径方向に同極性で着磁されたn
個(図示の例ではn=6)の円弧状の永久磁石M1 ,M
2 ,…,M6 と、該複数の永久磁石相互間に配置されて
回転子ヨーク12の周壁部の内周に固定されたn個の円
弧状の強磁性体ブロックm1 ,m2 ,…,m6 とからな
っている。この回転子においては、永久磁石M1 〜M6
と強磁性体ブロックm1 〜m6 とが12極の磁石界磁を
構成しており、永久磁石M1 〜M6 の内周面及び強磁性
体ブロックm1 〜m6 の内周面が回転子側磁極を構成し
ている。
The rotor 10 has a peripheral wall portion 12a and a bottom wall portion 12a.
b and is formed in a substantially cup-like shape having a bottom wall 1
An iron rotor yoke 12 provided with a boss portion 12c1 for attaching a rotation shaft at the center of the rotor yoke 2b and a peripheral yoke portion of the rotor yoke 12 arranged in the circumferential direction of the rotor yoke 12 at equal angular intervals. N fixed to the circumference and magnetized with the same polarity in the radial direction
(N = 6 in the illustrated example) arc-shaped permanent magnets M1, M
, M6 and n arc-shaped ferromagnetic blocks m1, m2,..., M6 arranged between the plurality of permanent magnets and fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the rotor yoke 12. Consists of In this rotor, the permanent magnets M1 to M6
And the ferromagnetic blocks m1 to m6 constitute a 12-pole magnet field, and the inner peripheral surfaces of the permanent magnets M1 to M6 and the inner peripheral surfaces of the ferromagnetic blocks m1 to m6 constitute rotor-side magnetic poles. doing.

【0039】図示の回転子ヨーク12は、周壁部12a
及び底壁部12bからなるヨーク本体と、該ヨーク本体
の底壁部に取り付けられボス部材12cとからなってい
る。ヨーク本体は、鉄板をカップ状に絞り加工したもの
からなっていて、底壁部12bの中央部に孔12b1が形
成されている。ボス部材12cは、円筒状のボス部12
c1と、該ボス部の軸線方向の一端側に設けられたフラン
ジ部12c2とからなっていて、ボス部12c1が回転子ヨ
ーク12の底壁部12bの中央に設けられた孔12b1を
通して周壁部12aの内側に挿入されて該周壁部と同心
的に配置され、フランジ部12c2が回転子ヨークの底壁
部12bにリベット止めされている。ボス部12c1の内
側にはテーパが付けられた軸嵌合孔が形成され、該軸嵌
合孔に図示しない内燃機関の回転軸の先端に設けられた
テーパ部を嵌合させることにより、回転子ヨーク12を
機関の回転軸に取り付けるようになっている。図示の例
では、回転子ヨーク12が、その開口部を機関のケース
と反対側に向けた状態で機関の回転軸に取り付けられる
ように、ボス部12c1の内側の軸嵌合孔のテーパの向き
が設定されている。
The illustrated rotor yoke 12 has a peripheral wall 12a.
And a boss member 12c attached to the bottom wall of the yoke body. The yoke main body is formed by drawing an iron plate into a cup shape, and has a hole 12b1 formed in the center of the bottom wall 12b. The boss member 12c has a cylindrical boss portion 12c.
c1 and a flange portion 12c2 provided at one end of the boss portion in the axial direction. The boss portion 12c1 passes through a hole 12b1 provided at the center of the bottom wall portion 12b of the rotor yoke 12, and has a peripheral wall portion 12a. And a flange portion 12c2 is riveted to the bottom wall portion 12b of the rotor yoke. A tapered shaft fitting hole is formed inside the boss portion 12c1, and a taper portion provided at the tip of the rotating shaft of the internal combustion engine (not shown) is fitted into the shaft fitting hole to thereby form the rotor. The yoke 12 is attached to a rotating shaft of the engine. In the illustrated example, the direction of the taper of the shaft fitting hole inside the boss portion 12c1 is such that the rotor yoke 12 is attached to the rotation shaft of the engine with the opening thereof facing the opposite side to the case of the engine. Is set.

【0040】永久磁石M1 〜M6 は、円弧状に形成され
て回転子ヨーク12の周壁部12aの内周に等角度間隔
で配置されて接着により周壁部12aに固定されてい
る。図示の例では、各永久磁石の外周面及び内周面にそ
れぞれN極及びS極が現れるように各永久磁石が回転子
ヨーク12の径方向に同極性で着磁されている。
The permanent magnets M1 to M6 are formed in an arc shape, are arranged at equal angular intervals on the inner periphery of the peripheral wall 12a of the rotor yoke 12, and are fixed to the peripheral wall 12a by bonding. In the illustrated example, each permanent magnet is magnetized in the radial direction of the rotor yoke 12 with the same polarity so that the N pole and the S pole appear on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of each permanent magnet, respectively.

【0041】強磁性体ブロックm1 〜m6 は、円弧状に
形成された鉄片からなっていて、永久磁石M1 〜M6 と
同様に接着などにより回転子ヨーク12の周壁部12a
に固定され、各強磁性体ブロックの内周面に隣接の永久
磁石の内周側の磁極(図示の例ではS極)と反対極性の
磁極(N極)が現れるようになっている。
Each of the ferromagnetic blocks m1 to m6 is made of an iron piece formed in an arc shape, and like the permanent magnets M1 to M6, the peripheral wall 12a of the rotor yoke 12 is formed by bonding or the like.
, And a magnetic pole (N pole) having the opposite polarity to the inner magnetic pole (S pole in the illustrated example) of the adjacent permanent magnet appears on the inner circumferential surface of each ferromagnetic block.

【0042】固定子11は、電機子鉄心15と、該電機
子鉄心に巻装された電機子コイル1u〜1wと、電機子
鉄心15に対して固定された界磁調整用励磁コイル5と
からなっている。
The stator 11 includes an armature core 15, armature coils 1 u to 1 w wound around the armature core, and a field adjustment exciting coil 5 fixed to the armature core 15. Has become.

【0043】電機子鉄心15は、環状に形成された継鉄
部15aの外周部から3n個(図示の例では18個)の
歯部T1 ,T2 ,…,T18を放射状に突出させた構造を
有する星形環状鉄心で、この例では、連続して並ぶ3つ
の歯部を1組の歯部群として、合計6組の歯部群(T1
〜T3 ),(T4 〜T6 ),…,(T16〜T18)が構成
され、各歯部群を構成する3つの歯部にそれぞれU相な
いしW相の単位電機子コイル1u´〜1w´が集中巻き
されている。そして、発電機の使用目的に応じて各相の
単位電機子コイルが直列、並列または直並列に接続され
て各相の電機子コイルが構成され、3相の単位電機子コ
イルが星形結線または三角結線(図示の例では星形結
線)されて、3相の電機子コイルから出力端子が導出さ
れる。
The armature core 15 has a structure in which 3n (18 in the illustrated example) tooth portions T1, T2,..., T18 radially protrude from the outer periphery of the annular yoke portion 15a. In this example, three consecutive teeth are arranged as one set of teeth, and a total of six sets of teeth (T1
T3), (T4 to T6),..., (T16 to T18), and U-phase to W-phase unit armature coils 1u 'to 1w' are respectively provided at three teeth constituting each tooth group. It is concentrated winding. Then, the unit armature coils of each phase are connected in series, parallel or series-parallel according to the purpose of use of the generator to form an armature coil of each phase, and the three-phase unit armature coils are connected in a star connection or The output terminals are derived from the three-phase armature coils by triangular connection (star connection in the illustrated example).

【0044】図示の固定子11は、機関の回転軸の導出
部側を覆う図示しないカバーの内側に取り付けられて、
回転子10の内側に該回転子と同心的に配置され、電機
子鉄心15の各歯部の先端に形成された固定子側磁極部
が回転子10側の磁極に所定のギャップを介して対向さ
せられる。
The illustrated stator 11 is attached to the inside of a cover (not shown) that covers the outlet of the rotating shaft of the engine.
A stator-side magnetic pole portion disposed concentrically with the rotor inside the rotor 10 and formed at the tip of each tooth portion of the armature core 15 faces a magnetic pole on the rotor 10 side via a predetermined gap. Let me do.

【0045】界磁調整用励磁コイル5はボス部12c1の
外周をギャップを介して取り囲むように形成された環状
のボビン17に巻回されている。励磁コイル5が巻回さ
れたボビン17は、電機子鉄心15の継鉄部15aの軸
線方向の一端側に形成された環状の凹部15cに嵌合さ
れた状態で電機子鉄心に対して固定されて、ボス部12
c1の外周を同心的に取り囲むように配置される。
The field adjusting excitation coil 5 is wound around an annular bobbin 17 formed so as to surround the outer periphery of the boss 12c1 via a gap. The bobbin 17 around which the exciting coil 5 is wound is fixed to the armature core in a state where the bobbin 17 is fitted into an annular concave portion 15c formed at one axial end of the yoke portion 15a of the armature core 15. And the boss 12
It is arranged so as to concentrically surround the outer circumference of c1.

【0046】図2及び図3に示した磁石発電機におい
て、回転子10が回転すると、固定子11の電機子コイ
ル1u〜1wをそれぞれ構成する単位電機子コイルに鎖
交する磁束が交番するため、電機子コイル1u〜1wに
3相の交流電圧が誘起する。
In the magnet generator shown in FIGS. 2 and 3, when the rotor 10 rotates, the magnetic flux linked to the unit armature coils constituting the armature coils 1u to 1w of the stator 11 alternates. Then, three-phase AC voltages are induced in the armature coils 1u to 1w.

【0047】電機子コイル1u〜1wに誘起する交流電
圧は整流回路2により整流されてバッテリ3に供給さ
れ、これによりバッテリ3が充電される。バッテリ3の
充電電流により界磁調整用励磁コイル5が励磁されて回
転子の磁石界磁が増磁されるため、バッテリの充電電流
が増加したときには、磁石発電機の出力が上昇し、充電
電流が減少したときには磁石発電機の出力が低下する。
バッテリの充電が完了して充電電流が零になると、界磁
調整用励磁コイルが非励磁の状態になるため、磁石発電
機の出力はその時の回転数における最低値まで低下す
る。
The AC voltage induced in the armature coils 1 u to 1 w is rectified by the rectifier circuit 2 and supplied to the battery 3, which charges the battery 3. Since the field adjusting exciting coil 5 is excited by the charging current of the battery 3 to increase the magnet field of the rotor, when the charging current of the battery increases, the output of the magnet generator increases and the charging current increases. Decreases, the output of the magnet generator decreases.
When the charging of the battery is completed and the charging current becomes zero, the exciting coil for field adjustment becomes non-excited, so that the output of the magnet generator decreases to the minimum value at the rotation speed at that time.

【0048】図2及び図3に示した磁石発電機では、回
転子側を2n極(n=1,2,…)、固定子側を3n極
に構成して、固定子側の各突極部に単位電機子コイルを
集中巻きしているが、本発明は必ずしもこのような構成
に限られるものではない。
In the magnet generator shown in FIGS. 2 and 3, the rotor side has 2n poles (n = 1, 2,...) And the stator side has 3n poles, and each salient pole on the stator side has Although the unit armature coil is concentratedly wound around the portion, the present invention is not necessarily limited to such a configuration.

【0049】図4及び図5は本発明で用いることができ
る他の磁石発電機の構成例を示したもので、図4及び図
5において10は回転子、11は固定子である。この例
では、回転子10が4つの永久磁石M1 〜M4 と4つの
強磁性体ブロックm1 〜m4とにより8極に構成されて
いる。また電機子鉄心15として外周部に24個の歯部
(固定子側磁極)T1 ,T2 ,…,T24とスロットSL
1 ,SL2 ,…,SL24とを有する環状鉄心が用いられ
ている。U,V,W相の3相の電機子コイルを構成する
単位電機子コイルはそれぞれ3つの歯部に跨って巻回さ
れた第1の単位コイル1u1´,1v1´,1w1´と、該第
1の単位コイルが跨る3つの歯部に隣接する他の3つの
歯部に跨るように巻回された第2の単位コイル1u2´,
1v2´,1w2´とを直列に接続したものからなってい
る。ここで第1の単位コイルと第2の単位コイルとはそ
れぞれの巻方向を異ならせて巻回されており、隣接相の
単位電機子コイルもそれぞれの巻方向を異ならせて巻回
されている。
FIGS. 4 and 5 show examples of the construction of another magnet generator which can be used in the present invention. In FIGS. 4 and 5, reference numeral 10 denotes a rotor, and reference numeral 11 denotes a stator. In this example, the rotor 10 has eight poles by four permanent magnets M1 to M4 and four ferromagnetic blocks m1 to m4. The armature iron core 15 has 24 teeth (stator-side magnetic poles) T1, T2,...
An annular core having 1, SL2,..., SL24 is used. The unit armature coils constituting the U-, V-, and W-phase armature coils are first unit coils 1u1 ', 1v1', and 1w1 'wound over three teeth, respectively. A second unit coil 1u2 'wound around three other teeth adjacent to the three teeth on which one unit coil straddles,
1v2 'and 1w2' are connected in series. Here, the first unit coil and the second unit coil are wound in different winding directions, and the unit armature coils in adjacent phases are also wound in different winding directions. .

【0050】なお、図4に放射状に示された24個の一
点鎖線は、それぞれ電機子鉄心15に設けられた歯部の
中心位置を示しており、これらの一点鎖線のうち、回転
子10の外周よりも外側に突出するように長く表示され
た8個の一点鎖線はそれぞれ回転子の磁極の中心を示し
ている。
The 24 dashed lines radially shown in FIG. 4 indicate the center positions of the teeth provided on the armature core 15, respectively. Eight dashed lines, each of which is displayed so as to protrude outward from the outer periphery, indicate the center of the magnetic pole of the rotor.

【0051】図6はU相の単位電機子コイル1u´を例
にとって、図4及び図5の磁石発電機の巻線構成を示し
たもので、この例では、3つの歯部T1 〜T3 に跨るよ
うにスロットSL1 とSL4 とを通して第1の単位コイ
ル1u1´が巻回され、3つの歯部T1 〜T3 の片側(回
転子の回転方向に対して遅れ側)に隣接する3つの歯部
T4 〜T6 に跨るようにスロットSL4 とSL7 とを通
して第2の単位コイル1u2´が、その巻方向を第1の単
位コイル1u1´と異ならせて巻回されている。第1の単
位コイル1u1´と第2の単位コイル1u2´とは渡り線を
介して直列に接続され、これら第1及び第2の単位コイ
ル1u1´及び1u2´によりU相の単位電機子コイル1u
´が構成されている。
FIG. 6 shows the winding configuration of the magnet generator shown in FIGS. 4 and 5 taking the U-phase unit armature coil 1u 'as an example. In this example, three tooth portions T1 to T3 are provided. The first unit coil 1u1 'is wound through the slots SL1 and SL4 so as to straddle, and three teeth T4 adjacent to one of the three teeth T1 to T3 (delayed side in the rotation direction of the rotor). Through the slots SL4 and SL7, the second unit coil 1u2 'is wound so that its winding direction is different from that of the first unit coil 1u1' so as to straddle T6. The first unit coil 1u1 'and the second unit coil 1u2' are connected in series via a crossover, and the first and second unit coils 1u1 'and 1u2' are used to form a U-phase unit armature coil 1u.
'Is configured.

【0052】図6には図示してないが、V相の単位電機
子コイルは、歯部T2 〜T4 に跨るようにスロットSL
2 とSL5 とを通してU相の第1の単位コイル1u1´と
逆方向に巻回された第1の単位コイル1v1´と、歯部T
5 〜T7 に跨るようにスロットSL5 とSL8 とを通し
て第1の単位コイル1v1´と逆方向に巻回された第2の
単位コイル1v2´とを直列に接続することにより構成さ
れる。
Although not shown in FIG. 6, the unit armature coil of the V phase has a slot SL extending over the teeth T2 to T4.
A first unit coil 1v1 'wound in the opposite direction to the U-phase first unit coil 1u1' through the second unit 2 and SL5;
The first unit coil 1v1 'and the second unit coil 1v2' wound in the opposite direction are connected in series through slots SL5 and SL8 so as to span from 5 to T7.

【0053】またW相の単位電機子コイルは、歯部T3
〜T5 に跨るようにスロットSL3とSL6 とを通して
V相の第1の単位コイル1v1´と逆方向に巻回された第
1の単位コイル1w1´と、歯部T6 〜T8 に跨るように
スロットSL6 とSL9 とを通して第1の単位コイル1
w1´と逆方向に巻回された第2の単位コイル1w2´とを
直列に接続することにより構成される。
The W-phase unit armature coil has a tooth T3.
Through the slots SL3 and SL6 so as to cross the first unit coil 1v1 'of the V phase in the opposite direction to the first unit coil 1v1' and the slot SL6 so as to cross the teeth T6 to T8. And the first unit coil 1 through SL9
w1 'and a second unit coil 1w2' wound in the opposite direction are connected in series.

【0054】図4及び図5に示した磁石発電機におい
て、界磁調整用励磁コイル5は、図2及び図3に示した
磁石発電機と同様に、環状のボビン17に巻回されて、
電機子鉄心15に設けられた凹部15c内に嵌合保持さ
れている。
In the magnet generator shown in FIGS. 4 and 5, the field adjusting excitation coil 5 is wound around an annular bobbin 17 similarly to the magnet generator shown in FIGS. 2 and 3.
It is fitted and held in a recess 15 c provided in the armature core 15.

【0055】図1に示した例では、バッテリ3を負荷と
して該バッテリに充電電流を供給する場合を例にとった
が、バッテリ以外の直流負荷に電力を供給する場合にも
本発明を適用できるのはもちろんである。
In the example shown in FIG. 1, the case where the charging current is supplied to the battery by using the battery 3 as a load is taken as an example. However, the present invention can also be applied to the case where power is supplied to a DC load other than the battery. Of course.

【0056】例えば、図7に示すように、直流電動機2
0を駆動する場合にも本発明を適用することができる。
直流電動機20はその負荷が重くなると回転速度が低下
するが、該電動機を本発明に係わる電源装置により駆動
するようにすると、電動機20の負荷が重くなったとき
に、該電動機20の電機子電流の増大に伴って界磁調整
用励磁コイル5の励磁電流が増大するため、磁石発電機
1の磁石界磁が増磁されて該発電機の出力が増加する。
これにより電動機に加えられる電力が増加するため、電
動機20の出力トルクが増大し、その回転速度の低下が
抑制される。従って、電動機20をその負荷の如何に係
わりなく、ほぼ一定の回転速度で運転することができ
る。
For example, as shown in FIG.
The present invention can be applied to the case where 0 is driven.
The rotation speed of the DC motor 20 decreases as the load increases, but when the motor is driven by the power supply device according to the present invention, the armature current of the motor 20 increases when the load of the motor 20 increases. As the exciting current of the field adjusting exciting coil 5 increases with the increase of the magnetic field, the magnet field of the magnet generator 1 is magnetized and the output of the generator increases.
As a result, the electric power applied to the electric motor increases, so that the output torque of the electric motor 20 increases, and the decrease in the rotation speed is suppressed. Therefore, the electric motor 20 can be operated at a substantially constant rotational speed regardless of the load.

【0057】また負荷電流で界磁調整用励磁コイルを励
磁して磁石界磁を増磁する構成をとると、図8に示すよ
うに、整流回路2の直流出力端子間にヒューズやブレー
カ等の過電流保護手段(図示の例ではヒューズ)21を
介して負荷22が接続され、整流回路2の直流出力端子
間に電圧計23が接続される場合に、該電圧計を過電圧
から保護する効果を得ることができる。すなわち、図8
のように構成すると、負荷電流が過大になって過電流保
護装置21が遮断した場合に、磁石発電機1の磁石界磁
が弱められて(増磁されなくなって)磁石発電機の出力
が低下するため、整流回路2の直流出力端子間に高い電
圧が現れるのを防ぐことができる。従って、整流回路2
の直流出力端子間に接続された電圧計23が過電圧によ
り破壊するのを防ぐことができる。図8において、電圧
計23に代えて高抵抗を有する他の機器が接続される場
合にも同様の効果を得ることができる。
Further, when a configuration is adopted in which the excitation coil for field adjustment is excited by the load current to increase the magnet field, as shown in FIG. When a load 22 is connected via an overcurrent protection means (a fuse in the illustrated example) 21 and a voltmeter 23 is connected between the DC output terminals of the rectifier circuit 2, the effect of protecting the voltmeter from overvoltage is obtained. Obtainable. That is, FIG.
When the load current becomes excessive and the overcurrent protection device 21 is cut off, the magnet field of the magnet generator 1 is weakened (no longer being magnetized), and the output of the magnet generator decreases. Therefore, it is possible to prevent a high voltage from appearing between the DC output terminals of the rectifier circuit 2. Therefore, the rectifier circuit 2
The voltmeter 23 connected between the DC output terminals can be prevented from being destroyed due to overvoltage. In FIG. 8, the same effect can be obtained when another device having a high resistance is connected instead of the voltmeter 23.

【0058】上記の例では、界磁調整用励磁コイル5が
負荷電流により励磁されて界磁調整用磁束が発生したと
きに、強磁性体ブロックを通して流れる磁束が増加する
ように界磁調整用励磁コイルの巻方向を設定したが、駆
動する負荷によっては、界磁調整用励磁コイルが励磁さ
れて界磁調整用磁束が発生したときに強磁性体ブロック
を通して流れる磁束が減少するように(磁石界磁を減磁
するように)界磁調整用励磁コイル5の巻方向を設定す
るようにしてもよい。
In the above example, when the field adjustment excitation coil 5 is excited by the load current to generate the field adjustment magnetic flux, the field adjustment excitation coil is increased so that the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block increases. Although the winding direction of the coil is set, depending on the driving load, the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block is reduced when the excitation coil for field adjustment is excited to generate the magnetic flux for field adjustment (the magnet field). The winding direction of the field adjusting excitation coil 5 may be set so as to demagnetize the magnetism.

【0059】負荷電流に応じて磁石界磁を減磁するよう
に界磁調整用励磁コイル5の巻方向を設定することによ
り、有利な効果が得られる例を図9及び図10に示し
た。
FIGS. 9 and 10 show examples in which an advantageous effect can be obtained by setting the winding direction of the field adjusting excitation coil 5 so as to demagnetize the magnet field in accordance with the load current.

【0060】図9に示した例では、整流回路2の直流出
力端子間に他励式直流発電機24の界磁コイル24aを
接続している。直流発電機24の電機子24bの出力端
子間には負荷25が接続されている。
In the example shown in FIG. 9, the field coil 24a of the separately excited DC generator 24 is connected between the DC output terminals of the rectifier circuit 2. A load 25 is connected between output terminals of the armature 24b of the DC generator 24.

【0061】他励式の直流発電機24では、負荷が増大
して負荷電流が増加すると、その電機子反作用の増大に
より界磁コイル24aを流れる界磁電流が減少し、負荷
電流が減少すると、電機子反作用の減少により界磁電流
が増加する。従って、負荷電流の如何に係わりなく界磁
力を一定に保って発電機を安定に運転するためには、負
荷電流に応じて界磁電流を制御することが必要になる
が、本発明に係わる電源装置を用いれば、特別な制御回
路を設けることなく、界磁電流をほぼ一定に保つことが
できる。
In the separately-excited DC generator 24, when the load increases and the load current increases, the field current flowing through the field coil 24a decreases due to the increase in the armature reaction, and the load current decreases. The field current increases due to the reduction of the child reaction. Therefore, in order to stably operate the generator while keeping the field force constant regardless of the load current, it is necessary to control the field current according to the load current. With the device, the field current can be kept almost constant without providing a special control circuit.

【0062】すなわち、負荷電流で界磁調整用励磁コイ
ル5を励磁することにより、磁石界磁を負荷電流に応じ
て減磁する構成をとった本発明の電源装置から他励式の
直流発電機24の界磁コイル24aに励磁電流を供給す
るようにすると、直流発電機24の負荷の増大に伴う電
機子電流の増加により電機子反作用が大きくなって界磁
電流が減少したときに、磁石発電機1の磁石界磁の減磁
量が少なくなって磁石発電機の出力が増加するため、他
励式直流発電機の励磁電流が増加する。また直流発電機
24の負荷の減少により電機子反作用が小さくなって界
磁電流が増加したときには、磁石発電機1の磁石界磁の
減磁量が多くなって磁石発電機の出力が低下するため、
直流発電機24の励磁電流が減少する。このようにし
て、励磁式直流発電機24の出力の変動に対してその界
磁コイルに流れる電流が自動的に一定に保たれるため、
該直流発電機の界磁力を一定に保って安定した運転を行
わせることができる。
That is, by exciting the field adjusting exciting coil 5 with a load current, the magnet field is demagnetized in accordance with the load current. When the exciting current is supplied to the field coil 24a of the DC generator 24, when the armature reaction increases due to the increase of the armature current due to the increase of the load of the DC generator 24 and the field current decreases, the magnet generator Since the demagnetization amount of the magnet field 1 decreases and the output of the magnet generator increases, the exciting current of the separately excited DC generator increases. When the armature reaction decreases due to the decrease in the load of the DC generator 24 and the field current increases, the amount of demagnetization of the magnet field of the magnet generator 1 increases and the output of the magnet generator decreases. ,
The exciting current of the DC generator 24 decreases. In this way, the current flowing through the field coil is automatically kept constant with respect to the fluctuation of the output of the excitation type DC generator 24.
A stable operation can be performed by keeping the field force of the DC generator constant.

【0063】図10に示した例では、整流回路2の直流
出力端子間に白熱電球26が接続されている。白熱電球
26を負荷とする場合、点灯前の状態では、フィラメン
トの抵抗値が低いため、点灯直後に大きな突入電流が流
れ、点灯後その温度上昇により抵抗値が増大するにつれ
て負荷電流が減少して一定値に落ち着く。電球の寿命を
長くするためには、その点灯直後に流れる突入電流を抑
制することが望ましい。負荷電流で界磁調整用励磁コイ
ルを励磁して磁石界磁を減磁する構成をとった本発明の
電源装置により電球を点灯させるようにすると、電球の
点灯直後に大きな突入電流が流れようとしたときに、磁
石界磁が減磁されて磁石発電機の出力が抑制されるた
め、大きな突入電流が流れるのを防止することができ
る。また電球26の点灯後その抵抗値の増加に伴って電
流が減少しようとすると、磁石界磁の減磁量が少なくな
って磁石発電機1の出力が増加するため、電球を流れる
電流の減少が抑えられる。従って、電球26の点灯直後
から定常状態に落ち着くまで電球を流れる電流をほぼ一
定の範囲に保つことができ、過大な突入電流が流れるの
を防いで電球の寿命を延ばすことができる。電球に限ら
ず、電気ヒータなどの発熱を伴う負荷を駆動する場合に
も同様の効果を得ることができる本発明においてはま
た、負荷側の状態に応じて、界磁調整用励磁コイル5を
流れる負荷電流の向きを切り換える構成をとることによ
り、負荷電流または負荷の端子電圧に応じて磁石発電機
の出力を最適に制御するようにすることもできる。図1
1は、このような制御を行わせる場合に用いる回路の構
成例を示したもので、同図において30は切換スイッチ
回路、31はスイッチ制御回路である。切換スイッチ回
路30は、整流回路2から負荷を通して流れる負荷電流
の通電回路と界磁調整用励磁コイル5との間を接続する
ように設けられて、負荷電流を界磁調整用励磁コイル5
の一端5a側から他端5b側に流すように負荷電流の通
電回路と界磁調整用励磁コイル5とを直列に接続する第
1の状態と、負荷電流を界磁調整用励磁コイル5の他端
5b側から一端5a側に流すように負荷電流の通電回路
と界磁調整用励磁コイル5とを直列に接続する第2の状
態とに切り換わるスイッチ回路で、図示の切換スイッチ
回路30は、ソースが共通接続された第1及び第2のM
OSFET F1 及びF2 と、ドレインが共通接続され
るとともにソースが第1及び第2のMOSFET F1
及びF2 のドレインに接続された第3及び第4のMOS
FET F3 及びF4 とからなるMOSFETのブリッ
ジ回路からなっている。図示の例では、第1及び第2の
MOSFET F1 及びF2 のソースの共通接続点が整
流回路2の負極側の直流出力端子に接続されている。ま
た整流回路2の正極側の直流出力端子に直流電動機20
の一方の電源端子が接続され、切換スイッチ回路30の
第3及び第4のMOSFET F3 及びF4 のドレイン
の共通接続点に電流検出用の小抵抗r1 を介して電動機
20の他方の電源端子が接続されている。図示の例で
は、MOSFETのブリッジ回路の対角にあるMOSF
ET F1 及びF4 が導通している状態が第1の状態で
あり、対角にある他のMOSFET F2 及びF3 が導
通している状態が第2の状態である。
In the example shown in FIG. 10, an incandescent lamp 26 is connected between the DC output terminals of the rectifier circuit 2. When the incandescent lamp 26 is used as a load, a large inrush current flows immediately after lighting because the resistance value of the filament is low before lighting, and the load current decreases as the resistance value increases due to the temperature rise after lighting. Settles to a certain value. In order to prolong the life of the bulb, it is desirable to suppress an inrush current flowing immediately after lighting. When the electric bulb is turned on by the power supply device of the present invention having a configuration in which the excitation coil for field adjustment is excited by the load current to demagnetize the magnet field, a large inrush current may flow immediately after the lighting of the electric bulb. Then, since the magnet field is demagnetized and the output of the magnet generator is suppressed, it is possible to prevent a large inrush current from flowing. Also, if the current tends to decrease as the resistance value increases after the lamp 26 is turned on, the amount of demagnetization of the magnet field decreases and the output of the magnet generator 1 increases, so that the current flowing through the lamp decreases. Can be suppressed. Accordingly, the current flowing through the light bulb can be kept in a substantially constant range from immediately after the lighting of the light bulb 26 until the light reaches a steady state, and the life of the light bulb can be extended by preventing an excessive rush current from flowing. A similar effect can be obtained when driving a load that generates heat, such as an electric heater, in addition to the electric bulb. In the present invention, the excitation coil 5 flows through the field adjustment excitation coil 5 according to the state of the load. By employing a configuration in which the direction of the load current is switched, the output of the magnet generator can be optimally controlled according to the load current or the terminal voltage of the load. FIG.
Reference numeral 1 denotes a configuration example of a circuit used for performing such control. In FIG. 1, reference numeral 30 denotes a changeover switch circuit, and reference numeral 31 denotes a switch control circuit. The changeover switch circuit 30 is provided so as to connect between a circuit for supplying a load current flowing through the load from the rectifier circuit 2 and the excitation coil 5 for field adjustment, and converts the load current to the excitation coil 5 for field adjustment.
A first state in which the load current energizing circuit and the field adjustment exciting coil 5 are connected in series so that the load current flows from the one end 5a side to the other end 5b side, A switch circuit that switches to a second state in which the load current energizing circuit and the field adjustment exciting coil 5 are connected in series so as to flow from the end 5b side to the one end 5a side. First and second M whose sources are commonly connected
The drains of the OSFETs F1 and F2 are commonly connected, and the sources are the first and second MOSFETs F1 and F2.
And fourth MOS connected to the drain of F2 and F2
It comprises a MOSFET bridge circuit composed of FETs F3 and F4. In the illustrated example, the common connection point of the sources of the first and second MOSFETs F1 and F2 is connected to the DC output terminal on the negative side of the rectifier circuit 2. A DC motor 20 is connected to the DC output terminal on the positive side of the rectifier circuit 2.
And the other power supply terminal of the motor 20 is connected to the common connection point of the drains of the third and fourth MOSFETs F3 and F4 of the changeover switch circuit 30 via a small current detection resistor r1. Have been. In the illustrated example, the MOSFs on the opposite sides of the MOSFET bridge circuit
The state in which ET F1 and F4 are conducting is the first state, and the state in which the other diagonal MOSFETs F2 and F3 are conducting is the second state.

【0064】スイッチ制御回路31は、抵抗r1 の両端
の電圧から負荷電流を検出して、該負荷電流が設定値以
下のときに切換スイッチ回路30を第1の状態(FET
F1 及びF4 が導通しFET F3 及びF4 が遮断し
ている状態)にし、負荷電流が設定値を超えたときに切
換スイッチ回路30を第2の状態(FET F2 及びF
3 が導通しFET F1 及びF4 が遮断している状態)
にするように、切換スイッチ回路30を制御する。
The switch control circuit 31 detects the load current from the voltage between both ends of the resistor r 1, and switches the changeover switch circuit 30 to the first state (FET) when the load current is equal to or less than the set value.
F1 and F4 are turned on and FETs F3 and F4 are turned off), and when the load current exceeds the set value, the changeover switch circuit 30 is switched to the second state (FETs F2 and F4).
3 is conducting and FETs F1 and F4 are off)
The changeover switch circuit 30 is controlled so that

【0065】上記のように、切換スイッチ回路30とス
イッチ制御回路31とを設けて、負荷の両端の電圧また
は負荷電流に応じて、負荷電流の向きを切り換えるよう
に構成すると、定常時には負荷電流の増大に応じて磁石
界磁を増磁して負荷に充分な電力を供給し、負荷電流が
過大になったとき、または負荷の端子電圧が過大になっ
たときに磁石界磁を減磁して磁石発電機の出力を抑制す
ることにより負荷を保護することができる。図示のよう
に直流電動機20を駆動する場合には、定常時に負荷電
流により磁石界磁を増磁する側に切換スイッチ回路30
を切り換えて電動機20の出力トルクの変動に対応でき
るようにし、電動機20に過大な負荷トルクがかかった
ときに、電動機の損傷を防ぐために磁石界磁を減磁する
側に切換スイッチ回路30を切り換えてして電動機に加
わる機械的衝撃を和らげるようにすることができる。
As described above, when the changeover switch circuit 30 and the switch control circuit 31 are provided so as to switch the direction of the load current in accordance with the voltage or the load current at both ends of the load, the load current at the steady state is changed. Magnet field is increased according to the increase and sufficient power is supplied to the load, and when the load current becomes excessive or the terminal voltage of the load becomes excessive, the magnetic field is demagnetized and The load can be protected by suppressing the output of the magnet generator. When the DC motor 20 is driven as shown in FIG.
In order to cope with fluctuations in the output torque of the motor 20, and when the motor 20 is subjected to excessive load torque, switches the switch circuit 30 to the side that demagnetizes the magnet field in order to prevent damage to the motor. Thus, mechanical shock applied to the electric motor can be reduced.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、界磁調
整用励磁コイルを負荷電流の通路に挿入して、該励磁コ
イルを負荷電流そのものにより励磁することにより磁石
界磁を増磁または減磁するようにしたので、負荷電流の
増減に伴って磁石発電機の出力を増加または減少させる
ことができる。従って、界磁調整用励磁コイルが非励磁
の状態にあるときの磁石発電機の出力と、界磁調整用励
磁コイルの巻数とを適当に設定することにより、特別な
制御回路を設けることなく負荷の大小に応じて磁石発電
機の出力を増減させて、磁石発電機の出力を負荷に見合
った大きさに調整することができる。
As described above, according to the present invention, the excitation coil for field adjustment is inserted into the path of the load current, and the excitation coil is excited by the load current itself to increase the magnet field. Alternatively, since the demagnetization is performed, the output of the magnet generator can be increased or decreased according to the increase or decrease of the load current. Therefore, by appropriately setting the output of the magnet generator when the field adjustment excitation coil is in a non-excited state and the number of turns of the field adjustment excitation coil, the load can be reduced without providing a special control circuit. The output of the magnet generator can be increased or decreased according to the magnitude of the above, so that the output of the magnet generator can be adjusted to a magnitude suitable for the load.

【0067】また本発明によれば、磁石発電機を短絡し
て出力調整を行う必要がないため、損失を少なくして発
電効率を高めることができる。
Further, according to the present invention, since it is not necessary to adjust the output by short-circuiting the magnet generator, it is possible to reduce the loss and increase the power generation efficiency.

【0068】更に、本発明によれば、負荷電流の変化に
伴って磁石発電機の出力を連続的に変化させることがで
きるため、負荷の大小に応じて発電機の出力をきめ細か
く調整することができる。
Further, according to the present invention, since the output of the magnet generator can be continuously changed with the change of the load current, the output of the generator can be finely adjusted according to the magnitude of the load. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる電源装置の構成例をその負荷と
ともに示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a power supply device according to the present invention together with its load.

【図2】本発明で用いる磁石発電機の好ましい構成例を
示した構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a preferred configuration example of a magnet generator used in the present invention.

【図3】図2に示した磁石発電機の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the magnet generator shown in FIG. 2;

【図4】本発明で用いる磁石発電機の他の好ましい構成
例を示した構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing another preferred configuration example of the magnet generator used in the present invention.

【図5】図4に示した磁石発電機の縦断面図である。5 is a longitudinal sectional view of the magnet generator shown in FIG.

【図6】図4及び図5に示した磁石発電機の巻線構成を
説明するための説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a winding configuration of the magnet generator shown in FIGS. 4 and 5;

【図7】図1に示した本発明に係わる電源装置に図1と
異なる負荷を接続した状態を示した回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a state where a load different from that of FIG. 1 is connected to the power supply device according to the present invention shown in FIG. 1;

【図8】図1に示した本発明に係わる電源装置に図1と
異なる更に他の負荷を接続した状態を示した回路図であ
る。
8 is a circuit diagram showing a state in which still another load different from FIG. 1 is connected to the power supply device according to the present invention shown in FIG. 1;

【図9】本発明に係わる電源装置の他の構成例をその負
荷とともに示した回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing another configuration example of the power supply device according to the present invention together with its load.

【図10】図9に示した電源装置に他の負荷を接続した
状態を示した回路図である。
10 is a circuit diagram showing a state in which another load is connected to the power supply device shown in FIG.

【図11】本発明に係わる電源装置に他の構成例を示し
た回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing another configuration example of the power supply device according to the present invention.

【図12】従来の電源装置の構成例を示した回路図であ
る。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁石式交流発電機 2 整流回路 3 バッテリ(負荷) 5 界磁調整用励磁コイル 20 直流電動機(負荷) 21 電力用ヒューズ 22 負荷 23 電圧計 24 他励式直流電動機 25 負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet-type alternator 2 Rectifier circuit 3 Battery (load) 5 Excitation coil for field adjustment 20 DC motor (load) 21 Power fuse 22 Load 23 Voltmeter 24 Other excitation DC motor 25 Load

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周壁部と底壁部とを有するほぼカップ状
の形状に形成されて底壁部の中央に回転軸取付け用のボ
ス部が設けられた回転子ヨークと該回転子ヨークの周方
向に並べられた状態で該回転子ヨークの周壁部の内周に
固定されて径方向に同極性で着磁された複数の円弧状の
永久磁石と該複数の永久磁石相互間に配置されて前記回
転子ヨークの周壁部の内周に固定された円弧状の強磁性
体ブロックとを備えて各永久磁石及び強磁性体ブロック
の内周面が回転子側磁極を構成している回転子と、前記
回転子側磁極に対向する固定子側磁極を有する電機子鉄
心と該電機子鉄心に巻装された電機子コイルと励磁され
た際に前記回転子側磁極及び固定子側磁極を通して界磁
調整用磁束を流す界磁調整用励磁コイルとを有する固定
子とを備えた磁石式交流発電機と、 前記磁石式交流発電機の出力を整流して負荷に供給する
整流回路とを具備し、 前記界磁調整用励磁コイルは、前記整流回路から前記負
荷を通して流れる直流負荷電流により励磁されるように
負荷電流の通路の途中に挿入され、 前記界磁調整用励磁コイルが励磁されて界磁調整用磁束
が発生したときに前記強磁性体ブロックを通して流れる
磁束が増加するように前記界磁調整用励磁コイルの巻方
向が設定されていることを特徴とする磁石式交流発電機
を用いた電源装置。
1. A rotor yoke formed in a substantially cup-like shape having a peripheral wall portion and a bottom wall portion, and a boss portion for attaching a rotation shaft is provided at the center of the bottom wall portion, and a periphery of the rotor yoke. A plurality of arc-shaped permanent magnets fixed to the inner circumference of the peripheral wall of the rotor yoke in a state of being arranged in the same direction and magnetized with the same polarity in the radial direction, and arranged between the plurality of permanent magnets. A rotor having an arc-shaped ferromagnetic block fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the rotor yoke, the inner peripheral surface of each permanent magnet and the ferromagnetic block constituting a rotor-side magnetic pole; An armature core having a stator-side magnetic pole opposed to the rotor-side magnetic pole, and an armature coil wound around the armature core, when excited, generate a field through the rotor-side magnetic pole and the stator-side magnetic pole. Magnet type having a stator having a field adjustment excitation coil for flowing an adjustment magnetic flux An AC generator; and a rectifier circuit for rectifying the output of the magnet type AC generator and supplying the rectified output to a load. The exciting coil for field adjustment is excited by a DC load current flowing through the load from the rectifier circuit. So that the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block increases when the field adjusting excitation coil is excited to generate the field adjusting magnetic flux. A power supply device using a magnet type alternator, wherein a winding direction of a magnetizing excitation coil is set.
【請求項2】 前記負荷は、直流電動機である請求項1
に記載の磁石式交流発電機を用いた電源装置。
2. The load according to claim 1, wherein the load is a DC motor.
A power supply device using the magnet-type alternator according to item 1.
【請求項3】 前記負荷は、前記整流回路の直流出力端
子間にヒューズまたは遮断器からなる過電流保護装置を
介して接続される請求項1に記載の磁石式交流発電機を
用いた電源装置。
3. The power supply device according to claim 1, wherein the load is connected between a DC output terminal of the rectifier circuit and an overcurrent protection device including a fuse or a circuit breaker. .
【請求項4】 周壁部と底壁部とを有するほぼカップ状
の形状に形成されて底壁部の中央に回転軸取付け用のボ
ス部が設けられた回転子ヨークと該回転子ヨークの周方
向に並べられた状態で該回転子ヨークの周壁部の内周に
固定されて径方向に同極性で着磁された複数の円弧状の
永久磁石と該複数の永久磁石相互間に配置されて前記回
転子ヨークの周壁部の内周に固定された円弧状の強磁性
体ブロックとを備えて各永久磁石及び強磁性体ブロック
の内周面が回転子側磁極を構成している回転子と、前記
回転子側磁極に対向する固定子側磁極を有する電機子鉄
心と該電機子鉄心に巻装された電機子コイルと励磁され
た際に前記回転子側磁極及び固定子側磁極を通して界磁
調整用磁束を流す界磁調整用励磁コイルとを有する固定
子とを備えた磁石式交流発電機と、 前記磁石式交流発電機の出力を整流して負荷に供給する
整流回路とを具備し、 前記界磁調整用励磁コイルは、前記整流回路から前記負
荷を通して流れる直流負荷電流により励磁されるように
負荷電流の通路の途中に挿入され、 前記界磁調整用励磁コイルが励磁されて界磁調整用磁束
が発生したときに前記強磁性体ブロックを通して流れる
磁束が減少するように前記界磁調整用励磁コイルの巻方
向が設定されていることを特徴とする磁石式交流発電機
を用いた電源装置。
4. A rotor yoke having a substantially cup-like shape having a peripheral wall portion and a bottom wall portion, and a boss portion for attaching a rotating shaft provided at a center of the bottom wall portion, and a periphery of the rotor yoke. A plurality of arc-shaped permanent magnets fixed to the inner circumference of the peripheral wall of the rotor yoke in a state of being arranged in the same direction and magnetized with the same polarity in the radial direction, and arranged between the plurality of permanent magnets. A rotor having an arc-shaped ferromagnetic block fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the rotor yoke, the inner peripheral surface of each permanent magnet and the ferromagnetic block constituting a rotor-side magnetic pole; An armature core having a stator-side magnetic pole opposed to the rotor-side magnetic pole, and an armature coil wound around the armature core, when excited, generate a field through the rotor-side magnetic pole and the stator-side magnetic pole. Magnet type having a stator having a field adjustment excitation coil for flowing an adjustment magnetic flux An AC generator; and a rectifier circuit for rectifying the output of the magnet type AC generator and supplying the rectified output to a load. The exciting coil for field adjustment is excited by a DC load current flowing through the load from the rectifier circuit. So that the magnetic flux flowing through the ferromagnetic block decreases when the field adjusting excitation coil is excited to generate the field adjusting magnetic flux. A power supply device using a magnet type alternator, wherein a winding direction of a magnetizing excitation coil is set.
【請求項5】 前記負荷は、他励式の直流発電機の界磁
コイルである請求項4に記載の磁石式交流発電機を用い
た電源装置。
5. The power supply device according to claim 4, wherein the load is a field coil of a separately-excited DC generator.
【請求項6】 前記負荷は、負荷電流の通電により発熱
を生じる抵抗負荷である請求項4に記載の磁石式交流発
電機を用いた電源装置。
6. The power supply device according to claim 4, wherein the load is a resistive load that generates heat when a load current flows.
【請求項7】 周壁部と底壁部とを有するほぼカップ状
の形状に形成されて底壁部の中央に回転軸取付け用のボ
ス部が設けられた回転子ヨークと該回転子ヨークの周方
向に並べられた状態で該回転子ヨークの周壁部の内周に
固定されて径方向に同極性で着磁された複数の円弧状の
永久磁石と該複数の永久磁石相互間に配置されて前記回
転子ヨークの周壁部の内周に固定された円弧状の強磁性
体ブロックとを備えて各永久磁石及び強磁性体ブロック
の内周面が回転子側磁極を構成している回転子と、前記
回転子側磁極に対向する固定子側磁極を有する電機子鉄
心と該電機子鉄心に巻装された電機子コイルと励磁され
た際に前記回転子側磁極及び固定子側磁極を通して界磁
調整用磁束を流す界磁調整用励磁コイルとを有する固定
子とを備えた磁石式交流発電機と、 前記磁石式交流発電機の出力を整流して負荷に供給する
整流回路と、 前記整流回路から前記負荷を通して流れる負荷電流の通
電回路と前記界磁調整用励磁コイルとの間を接続するよ
うに設けられて、前記負荷電流を前記界磁調整用励磁コ
イルの一端側から他端側に流すように前記通電回路と界
磁調整用励磁コイルとを直列接続する第1の状態と前記
負荷電流を前記界磁調整用励磁コイルの他端側から一端
側に流すように前記通電回路と界磁調整用励磁コイルと
を直列接続する第2の状態とに切り換わる制御可能な切
換スイッチ回路と、 前記負荷を流れる負荷電流または該負荷の端子電圧に応
じて前記切換スイッチ回路の状態を切り換えるスイッチ
制御回路とを具備し、 前記界磁調整用励磁コイルは、前記切換スイッチ回路が
前記第1の状態にあるときに前記強磁性体ブロックを通
して流れる磁束を増加させる方向の界磁調整用磁束を発
生し、前記切換スイッチ回路が前記第2の状態にあると
きに前記強磁性体ブロックを通して流れる磁束を減少さ
せる方向の界磁調整用磁束を発生するようにその巻方向
が設定され、 前記スイッチ制御回路は、前記負荷電流または負荷の端
子電圧が設定値以下のときに前記切換スイッチ回路を第
1の状態にし、前記負荷電流または負荷の端子電圧が設
定値を超えたときに前記切換スイッチ回路を第2の状態
にするように前記切換スイッチ回路を制御することを特
徴とする磁石式交流発電機を用いた電源装置。
7. A rotor yoke having a substantially cup-like shape having a peripheral wall portion and a bottom wall portion, and a boss portion for attaching a rotating shaft provided at the center of the bottom wall portion, and a periphery of the rotor yoke. A plurality of arc-shaped permanent magnets fixed to the inner circumference of the peripheral wall of the rotor yoke in a state of being arranged in the same direction and magnetized with the same polarity in the radial direction, and arranged between the plurality of permanent magnets. A rotor having an arc-shaped ferromagnetic block fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the rotor yoke, the inner peripheral surface of each permanent magnet and the ferromagnetic block constituting a rotor-side magnetic pole; An armature core having a stator-side magnetic pole opposed to the rotor-side magnetic pole, and an armature coil wound around the armature core, when excited, generate a field through the rotor-side magnetic pole and the stator-side magnetic pole. Magnet type having a stator having a field adjustment excitation coil for flowing an adjustment magnetic flux An AC generator, a rectifier circuit for rectifying the output of the magnet type AC generator and supplying the rectified output to a load, and a circuit for supplying a load current flowing from the rectifier circuit through the load and the exciting coil for field adjustment. A first state in which the energizing circuit and the field adjustment excitation coil are connected in series so that the load current flows from one end to the other end of the field adjustment excitation coil. A controllable changeover switch that switches to a second state in which the energizing circuit and the field adjustment excitation coil are connected in series so that the load current flows from the other end to the one end of the field adjustment excitation coil. And a switch control circuit that switches a state of the changeover switch circuit in accordance with a load current flowing through the load or a terminal voltage of the load. Generating a field adjusting magnetic flux in a direction to increase a magnetic flux flowing through the ferromagnetic block when in the first state, and generating the field adjusting magnetic flux when the changeover switch circuit is in the second state; The winding direction is set so as to generate a field adjusting magnetic flux in a direction to reduce the magnetic flux flowing through the switch control circuit, and the switch control circuit is configured to switch the switch circuit when the load current or the terminal voltage of the load is equal to or less than a set value. A first state, and controlling the changeover switch circuit so that the changeover switch circuit is set to a second state when the load current or the terminal voltage of the load exceeds a set value. A power supply using an AC generator.
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