JPH1169741A - Ac three-phase generator for vehicle - Google Patents
Ac three-phase generator for vehicleInfo
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- JPH1169741A JPH1169741A JP9229969A JP22996997A JPH1169741A JP H1169741 A JPH1169741 A JP H1169741A JP 9229969 A JP9229969 A JP 9229969A JP 22996997 A JP22996997 A JP 22996997A JP H1169741 A JPH1169741 A JP H1169741A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、三相全波整流装置
をもつ車両用三相交流発電機に関する。The present invention relates to a three-phase AC generator for a vehicle having a three-phase full-wave rectifier.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば特開昭58ー218873号公
報は、星型接続の三相電機子巻線の各出力端から出力さ
れる三相交流電圧を全波整流する三相全波整流装置を有
する車両用三相交流発電機において、三相全波整流装置
の高位出力端および低位出力端と三相電機子巻線の中性
点との間をそれぞれ中性点電流整流用の整流素子(以
下、中性点ダイオードともいう)で接続した車両用三相
交流発電機(以下、中性点ダイオード付き発電機ともい
う)を開示している。2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Laying-Open No. 58-218873 discloses a three-phase full-wave rectifier for full-wave rectifying a three-phase AC voltage output from each output terminal of a star-connected three-phase armature winding. In a three-phase AC generator for a vehicle having a rectifying element for neutral point current rectification between a high output terminal and a low output terminal of a three-phase full-wave rectifier and a neutral point of a three-phase armature winding, A three-phase AC generator for a vehicle (hereinafter also referred to as a generator with a neutral diode) connected by a neutral diode is disclosed.
【0003】この中性点ダイオード付き発電機は、三相
全波整流装置だけを用い、中性点ダイオードを用いない
それ以前の車両用三相交流発電機(以下、中性点ダイオ
ードレス発電機ともいう)に比べて、中性点ダイオード
を通じてリップル電流成分を出力できるため、出力直流
電圧に重畳するリップル電圧成分はある程度増大するも
のの発電機体格を増大することなく出力電流向上を図る
ことができるという優れた特徴があり、現在では広く用
いられている。[0003] This generator with a neutral point diode uses only a three-phase full-wave rectifier and does not use a neutral point diode. (Hereinafter also referred to as ")", the ripple current component can be output through the neutral diode, so that the ripple voltage component superimposed on the output DC voltage increases to some extent, but the output current can be improved without increasing the size of the generator. It is an excellent feature and is now widely used.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、車両静粛性の向
上が望まれている。しかしながら、ある範囲のエンジン
回転数下において上記中性点ダイオード付き発電機を用
いた場合、電気負荷特に車両に搭載されているあるモー
タの騒音が大幅に増大する場合があることがわかった。In recent years, it has been desired to improve vehicle quietness. However, it has been found that when the generator with the neutral diode is used under a certain range of engine speed, the electric load, particularly the noise of a motor mounted on a vehicle, may be significantly increased.
【0005】この原因は、中性点ダイオード付き発電機
の代わりに中性点ダイオードレス発電機を用いた場合に
解消することから、中性点ダイオード付き発電機のリッ
プル電圧に起因するものと思われ、更に言えば、発電機
のある回転時のリップル電圧の基本周波数成分と発電機
からモータに至る合成インピーダンスとの共振現象によ
るものであると判明した。[0005] This problem is solved when a neutral diodeless generator is used in place of the neutral diode generator, and is considered to be caused by the ripple voltage of the neutral diode generator. In other words, it has been found that this is due to a resonance phenomenon between a fundamental frequency component of a ripple voltage during a certain rotation of the generator and a combined impedance from the generator to the motor.
【0006】上記リップル電圧に起因する騒音を減らす
ために、元の中性点ダイオードレス発電機を採用するこ
とは勿論可能である。しかしながら、近年の車両用電気
負荷の増大により車両用三相交流発電機の最大出力は大
きくせざるを得ず、中性点ダイオードレス発電機で必要
な出力を確保するためには発電機体格、重量の無視でき
ない増大と、コストアップが必要となった。In order to reduce the noise caused by the ripple voltage, it is of course possible to employ the original neutral point diodeless generator. However, due to the recent increase in the electric load for vehicles, the maximum output of the three-phase AC generator for vehicles has to be increased, and in order to secure the necessary output with the neutral point diodeless generator, the generator size, A considerable increase in weight and cost were required.
【0007】一方、中性点ダイオードレス発電機を用い
た場合、発電機の爪状磁極が共振することに起因して、
ある高速回転域で急激に騒音発生量が増大することが確
認されている。なぜ、中性点ダイオードレス発電機にお
いてのみ爪状磁極の共振が生じるのかという詳細な理由
は不明であるものの、本発明者らは、中性点ダイオード
レス発電機から生じるリップル電圧は、全体としては
(ピーク値または二乗積分値では)中性点ダイオード付
き発電機より少ないものの、爪状磁極が磁気的に共振す
るような高い周波数成分をそのリップル電圧が含むため
であると考えている。On the other hand, when a neutral diodeless generator is used, the claw-shaped magnetic pole of the generator resonates,
It has been confirmed that the amount of noise generation sharply increases in a certain high-speed rotation range. Although the detailed reason why the claw-shaped magnetic pole resonance occurs only in the neutral diodeless generator is unknown, the inventors have found that the ripple voltage generated from the neutral diodeless generator as a whole is Is believed to be due to the fact that the ripple voltage contains high frequency components (in peak or squared integral values) that are less than generators with neutral point diodes but that cause the claw poles to magnetically resonate.
【0008】したがって、従来では、中性点ダイオード
レス発電機を採用すると発電機の爪状磁極騒音が発生す
る可能性が増大するとともに発電機の体格、重量が増大
し、逆に、中性点ダイオード付き発電機を採用するリッ
プル電圧の増大やそれによるモータ騒音の発生又はその
可能性が増大するという問題があった。本発明は、これ
らの問題に鑑みなされたものであり、発電機体格、重量
の増加を抑止しつつ、リップル電圧及びそれに起因する
騒音の低減を実現するとともに、発電機の爪状磁極共振
雑音を抑止することを、その解決すべき課題としてい
る。Therefore, conventionally, when a neutral point diodeless generator is employed, the possibility of generating claw-shaped magnetic pole noise of the generator increases, and the size and weight of the generator increase. There has been a problem that an increase in ripple voltage using a generator with a diode and the occurrence or possibility of motor noise due to this increase. The present invention has been made in view of these problems, and while suppressing an increase in the size and weight of the generator, reducing the ripple voltage and the noise caused thereby, and reducing the claw-shaped magnetic pole resonance noise of the generator. Deterrence is an issue to be solved.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の手段によ
れば、三相電機子巻線の中性点は、三相全波整流装置の
高位出力端および低位出力端のどちらか一方のみに中性
点電流整流用の整流素子を介して接続される。すなわ
ち、この手段では、従来の中性点ダイオード付き発電機
において、その一対の中性点ダイオードの一方を省略す
る。以下、この片側にだけ中性点ダイオードをもつ本構
成の発電機を、片側中性点ダイオード付き発電機ともい
い、区別するために従来の中性点ダイオード付き発電機
を両側中性点ダイオード付き発電機ともいう。According to the first aspect of the present invention, the neutral point of the three-phase armature winding is only one of the higher output terminal and the lower output terminal of the three-phase full-wave rectifier. Is connected to a rectifying element for neutral point current rectification. That is, in this means, one of the pair of neutral point diodes is omitted in the conventional generator with a neutral point diode. Hereinafter, the generator of this configuration having a neutral diode only on one side is also referred to as a generator with a neutral diode on one side, and a generator with a neutral diode on both sides has a neutral diode to distinguish it. Also called a generator.
【0010】このようにすれば、発電機体格、重量の増
加を抑止しつつ、リップル電圧及びそれに起因する騒音
の低減を実現するとともに、発電機の爪状磁極共振雑音
を抑止することができる。以下、更に詳しく説明する。
まず、リップル電圧(特にそのP−P値又は二乗積分
値)について比較すれば、本構成の片側中性点ダイオー
ド付き発電機のリップル電圧は、両側中性点ダイオード
付き発電機のそれよりも小さく、中性点ダイオードレス
発電機よりも大きく、これは予想される結果である。In this manner, it is possible to reduce the ripple voltage and the noise caused by the ripple voltage while suppressing the increase in the size and weight of the generator, and also to suppress the claw-shaped magnetic pole resonance noise of the generator. Hereinafter, this will be described in more detail.
First, comparing the ripple voltage (especially the PP value or the squared integral value), the ripple voltage of the generator with one-sided neutral point diode of this configuration is smaller than that of the generator with two-sided neutral point diode. Larger than the neutral diodeless generator, which is the expected result.
【0011】ところが、片側中性点ダイオード付き発電
機のリップル電圧の波形は、両側中性点ダイオード付き
発電機のそれと大きく異なることがわかった。すなわ
ち、両側中性点ダイオード付き発電機から出力されるリ
ップル電圧波形は発電機極数とその回転数との関数であ
る基本周波数成分が極めて大きく、そのために、発電
機、配線、負荷(モ−タ)のインピ−ダンスの共振周波
数がこの基本周波数に近接すると、大きな共振騒音が生
じる可能性が生じた。However, it has been found that the waveform of the ripple voltage of the generator with the one-sided neutral diode is greatly different from that of the generator with the two-sided neutral diode. That is, the ripple voltage waveform output from the generator with the neutral diode on both sides has a very large fundamental frequency component, which is a function of the number of poles of the generator and the number of revolutions thereof. When the resonance frequency of the impedance of (2) approaches the fundamental frequency, there is a possibility that a large resonance noise is generated.
【0012】これに対し、片側中性点ダイオード付き発
電機のリップル電圧波形は、両側中性点ダイオード付き
発電機のそれよりもそのP−P値や二乗積分値(リップ
ル電力に相当)も小さいのみならず、リップル電圧波形
の一つ置きの山のピ−クが小さく、そのためにリップル
電圧、又はリップル電力が広い周波数(特にその2〜5
倍周波数成分)に分散した波形となっていることがわか
った。このため、片側中性点ダイオード付き発電機で
は、両側中性点ダイオード付き発電機のようにリップル
電圧がある周波数成分(基本周波数成分)に集中するた
めに、この周波数成分が系の共振周波数に接近する回転
数領域で大きなモ−タの電磁騒音が生じるという問題を
抑止できることがわかった。On the other hand, the ripple voltage waveform of the generator with one-sided neutral point diode has a smaller PP value and the squared integral value (corresponding to ripple power) than that of the generator with two-sided neutral point diode. In addition, the peak of every other peak of the ripple voltage waveform is small, so that the ripple voltage or the ripple power has a wide frequency (particularly, 2 to 5).
It was found that the waveform was dispersed in (double frequency component). For this reason, in a generator with a one-sided neutral diode, the ripple voltage concentrates on a certain frequency component (fundamental frequency component) as in a generator with a two-sided neutral diode. It has been found that the problem that large motor electromagnetic noise occurs in the approaching rotational speed region can be suppressed.
【0013】次に、最大出力電流値について比較すれ
ば、本構成の片側中性点ダイオード付き発電機の最大出
力電流値は、両側中性点ダイオード付き発電機のそれよ
りも小さいことは、当然に予想される結果ではあるが、
予想に反してその落ち込み量は予想値(両側中性点ダイ
オード付き発電機の最大出力電流値と中性点ダイオード
レス発電機の最大出力電流値との差の半分)よりも格段
に少なかった。Next, comparing the maximum output current value, it is obvious that the maximum output current value of the generator with one-sided neutral point diode of this configuration is smaller than that of the generator with two-sided neutral point diode. Is the expected result,
Contrary to expectations, the amount of the drop was much smaller than expected (half the difference between the maximum output current of the generator with a two-sided neutral diode and the maximum output current of the neutral diodeless generator).
【0014】この結果について、本発明者らは、両側中
性点ダイオード付き発電機に比較して片側中性点ダイオ
ード付き発電機では中性点電位変動量が大きいために、
その分だけ中性点ダイオードを通じて出力される電流量
が増大するためであると推定している。したがって、片
側中性点ダイオード付き発電機を採用すれば、その体
格、重量の大幅な増大なしにリップル電圧の低減、更に
言えば特定周波数成分に集中するリップル電圧を低減
し、それによりバッテリへの好影響や電気負荷であるモ
−タの共振電磁騒音の低減を実現することができる。Regarding this result, the present inventors have found that the generator with one-sided neutral point diode has a larger neutral point potential fluctuation amount than the generator with one-sided neutral point diode.
It is estimated that this is because the amount of current output through the neutral point diode increases by that amount. Therefore, if a generator with a one-sided neutral diode is adopted, the ripple voltage can be reduced without significantly increasing its size and weight, and more specifically, the ripple voltage concentrated on a specific frequency component can be reduced. It is possible to realize a favorable effect and a reduction in resonance electromagnetic noise of a motor as an electric load.
【0015】次に、発電機の爪状磁極共振騒音について
比較すれば、従来、中性点ダイオードレス発電機で生
じ、両側中性点ダイオード付き発電機で生じていなかっ
た爪状磁極共振が、本構成の片側中性点ダイオード付き
発電機でも生じないことが実験からわかった。この中性
点ダイオードレス発電機においてのみ発電機の爪状磁極
共振が生じる理由については、中性点ダイオードレス発
電機から生じるリップル電圧は、ピーク値または二乗積
分値でみた場合には両側中性点ダイオード付き発電機や
片側中性点ダイオード付き発電機より格段に少ないもの
の、爪状磁極が磁気的に共振するような高い周波数成分
(両側中性点ダイオード付き発電機の上記基本周波数成
分の数倍以上の高調波成分)では逆に大きく、そのため
に爪状磁極共振が生じると騒音リップル電圧が含むため
であると本発明者らは推定している。Next, a comparison of the claw-shaped magnetic pole resonance noise of the generator shows that the claw-shaped magnetic pole resonance that conventionally occurred in the neutral diodeless generator and did not occur in the generator with the neutral diode on both sides is as follows. From the experiments, it was found that this configuration did not occur even in the generator with one-sided neutral diode. The reason why the claw-shaped magnetic pole resonance of the generator occurs only in this neutral point diodeless generator is that the ripple voltage generated from the neutral point diodeless generator is neutral on both sides when viewed from the peak value or the square integral value. Although the frequency is much less than a generator with a point diode or a generator with a one-sided neutral diode, a high frequency component that causes the claw-shaped magnetic pole to resonate magnetically (the number of The present inventors presume that the noise ripple voltage is included when the claw-shaped magnetic pole resonance occurs due to the large claw-shaped magnetic pole resonance.
【0016】本構成の片側中性点ダイオード付き発電機
では、結局、上記両側中性点ダイオード付き発電機のリ
ップル電圧波形と、中性点ダイオードレス発電機のそれ
との中間的な独特のリップル電圧波形となるので、中性
点ダイオードレス発電機よりはリップル電力は基本周波
数成分または低次の高調波成分にその電力(二乗積分
値)が集中するために、爪状磁極の共振が生じるような
高域周波数成分は逆に中性点ダイオードレス発電機より
も少なくなり、これにより爪状磁極共振騒音が抑圧され
るためであると推定している。In the generator with the one-sided neutral diode of the present configuration, the ripple voltage waveform of the generator with the two-sided neutral diode and the unique ripple voltage intermediate between that of the neutral-point diodeless generator. Since the waveform becomes a waveform, the ripple power is more concentrated than the neutral point diodeless generator on the fundamental frequency component or low-order harmonic component, and the power (square integral value) is concentrated. It is presumed that the high frequency component is conversely smaller than that of the neutral point diodeless generator, thereby suppressing the claw-shaped magnetic pole resonance noise.
【0017】以上の結果、本構成の片側中性点ダイオー
ド付き発電機によれば、その体格、重量の大幅な増大な
しにリップル電圧の低減、更に言えば特定周波数成分に
集中するリップル電圧を低減し、それによりバッテリへ
の好影響や電気負荷であるモ−タの共振電磁騒音の低減
を実現することができ、更にその上、爪状磁極共振騒音
の低減、両側中性点ダイオード付き発電機より中性点ダ
イオード1個分の部品点数削減を実現することができ
る。As a result, according to the generator with a one-sided neutral point diode of this configuration, the ripple voltage can be reduced without increasing the size and weight of the generator, and more specifically, the ripple voltage concentrated on a specific frequency component can be reduced. Therefore, it is possible to achieve a favorable effect on the battery and a reduction in resonance electromagnetic noise of the motor which is an electric load, and furthermore, a reduction in claw-shaped magnetic pole resonance noise, a generator with a neutral diode on both sides. It is possible to reduce the number of components for one neutral point diode.
【0018】請求項2記載の手段によれば請求項1記載
の車両用三相交流発電機において更に、中性点電流整流
用の整流素子を前記三相全波整流装置を構成する整流素
子とともに、発電機のハウジング内の冷却ファンの空気
通路、すなわち冷却ファンにより生起される空気流の通
路中に格納している。このようにすれば、以下の作用効
果を奏する。According to a second aspect of the present invention, there is provided the vehicle three-phase AC generator according to the first aspect, further comprising a rectifying element for neutral point current rectification together with a rectifying element constituting the three-phase full-wave rectifier. Are housed in the air passage of the cooling fan in the housing of the generator, i.e. in the passage of the air flow generated by the cooling fan. With this configuration, the following operation and effect can be obtained.
【0019】両側中性点ダイオード付き発電機では、合
計8個の整流素子をその冷却のためにこの空気通路内に
収容する必要があるが、本構成の片側中性点ダイオード
付き発電機では7個の整流素子を収容すれば済む。整流
素子自体の必要スペ−ス自体はそれほどではないが、そ
の冷却の必要性から、その冷却フィン構造が複雑大型と
なる。冷却フィンを用いずに済む取り付け冷却構造の採
用も不可能ではないが、その場合には整流素子すなわち
中性点ダイオードに十分な冷却空気気流を当てるために
空気通路内における各整流素子の場所取りが問題とな
る。In a generator with a neutral diode on both sides, a total of eight rectifying elements must be accommodated in this air passage for cooling the generator. It suffices to house the rectifying elements. Although the required space of the rectifying element itself is not so large, the cooling fin structure becomes complicated and large due to the necessity of cooling. It is not impossible to adopt a mounting cooling structure that does not require cooling fins, but in that case, the location of each rectifying element in the air passage to apply sufficient cooling airflow to the rectifying element, that is, the neutral diode. Is a problem.
【0020】本構成では冷却を要する整流素子の個数を
削減できるのでその分だけ、空気通路内における各整流
素子の場所取りが自由となり、冷却性も向上する。In this configuration, since the number of rectifying elements requiring cooling can be reduced, the rectifying elements in the air passage can be freely placed in the air passage, and the cooling performance is improved.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】本発明の好適な態様を以下の実施
例を参照して説明する。 (実施例)この実施例の車両用三相交流発電機の部分破
断軸方向断面図である図1、及びその回路図である図2
を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the following examples. (Embodiment) FIG. 1 is a partially cutaway axial sectional view of a vehicle three-phase AC generator of this embodiment, and FIG. 2 is a circuit diagram thereof.
This will be described with reference to FIG.
【0022】この車両用三相交流発電機は、電機子巻線
11〜13からなる星型接続三相電機子巻線1及び励磁
コイル2をもち、電機子巻線11〜13の出力端は三相
全波整流器(三相全波整流装置)3の各交流端(接続
点)31〜33に接続され、三相全波整流器3の高位出
力端34及び低位出力端35はバッテリ4の両端に接続
されるとともに、スイッチ5を通じてブロワモ−タ6に
給電している。三相全波整流器3は、6個の接合ダイオ
−ドを三相ブリッジ接続してなり、三相交流電圧の全波
整流を行う。励磁コイル2はレギュレ−タ7から給電さ
れる励磁電流により励磁されて磁束を発生し、三相電機
子巻線1に三相交流電圧を発生させる。71は励磁コイ
ルへ通電する励磁電流をPWM制御するためのエミッタ
接地のトランジスタであり、72はフライホイルダイオ
−ドである。レギュレ−タ7は従来のレギュレータと同
じ構成を有し、バッテリ4の電圧(B電圧)の高低に応
じてトランジスタ71を断続制御して励磁電流を制御
し、それにより電機子巻線11〜13の発電電圧を制御
してB電圧が所定レベルとなるようにしている。この制
御動作は周知であるのでこれ以上の説明は省略する。The three-phase AC generator for a vehicle has a star-connected three-phase armature winding 1 composed of armature windings 11 to 13 and an exciting coil 2. The output terminals of the armature windings 11 to 13 are The three-phase full-wave rectifier (three-phase full-wave rectifier) 3 is connected to each AC terminal (connection point) 31 to 33, and the high output terminal 34 and the low output terminal 35 of the three-phase full-wave rectifier 3 are connected to both ends of the battery 4. To the blower motor 6 through the switch 5. The three-phase full-wave rectifier 3 is formed by connecting six junction diodes in a three-phase bridge, and performs full-wave rectification of a three-phase AC voltage. The exciting coil 2 is excited by the exciting current supplied from the regulator 7 to generate a magnetic flux, and causes the three-phase armature winding 1 to generate a three-phase AC voltage. Reference numeral 71 denotes a common-emitter transistor for PWM-controlling an exciting current supplied to the exciting coil, and 72 denotes a flywheel diode. The regulator 7 has the same configuration as that of the conventional regulator, and controls the exciting current by intermittently controlling the transistor 71 in accordance with the level of the voltage (B voltage) of the battery 4, whereby the armature windings 11 to 13 are controlled. Is controlled so that the voltage B becomes a predetermined level. Since this control operation is well known, further description is omitted.
【0023】この実施例では特に、三相電機子巻線1の
中性点14と三相全波整流装置3の低位出力端35とを
中性点ダイオード8により接続することを特徴としてい
る。中性点ダイオード8はシリコンダイオ−ドからな
り、そのアノ−ドは低位出力端35に、そのカソ−ドは
中性点14に接続されている。図1において、9はロ−
タ鉄心であり、91はその爪状磁極であり、10は車両
用三相交流発電機のハウジングである。This embodiment is particularly characterized in that the neutral point 14 of the three-phase armature winding 1 and the lower output terminal 35 of the three-phase full-wave rectifier 3 are connected by the neutral point diode 8. The neutral diode 8 comprises a silicon diode, the anode of which is connected to the lower output 35 and the cathode of which is connected to the neutral 14. In FIG.
Reference numeral 91 denotes a claw-shaped magnetic pole, and reference numeral 10 denotes a housing of a three-phase AC generator for a vehicle.
【0024】この車両用三相交流発電機を運転すると、
三相電機子巻線1の中性点14の電位が接地電位よりダ
イオ−ドの順方向電圧降下値以上低下しようとする場合
にだけそれを阻止するので、その分だけ電機子巻線11
〜13が発生する発電電圧が増大し、出力電流が増大す
る。更に大雑把に説明すると、星型接続三相電機子巻線
では、三相全波整流装置は電機子巻線11〜13の内の
2つのコイルの発電電圧のベクトル和電圧を受けるので
低回転域で早く出力が立ち上がるが、高回転域では、こ
れら2つの直列コイルの直列接続による内部インピ−ダ
ンスの増大分だけ出力の向上が頭打ちとなる。そこで、
この中性点ダイオードを接続すると、大略Δ接続のよう
に上記した各電機子巻線11〜13のインピ−ダンスの
直列接続による内部インピ−ダンス増大問題が緩和され
て、出力が増大する。When this three-phase alternator for a vehicle is operated,
If the potential at the neutral point 14 of the three-phase armature winding 1 is going to fall below the ground potential by more than the forward voltage drop of the diode, this is prevented.
To 13 are generated, and the output current is increased. More generally, in a star-connected three-phase armature winding, the three-phase full-wave rectifier receives the vector sum voltage of the generated voltages of the two coils of the armature windings 11 to 13, so that the low rotation region However, in the high rotation region, the output leveling out reaches a plateau by an increase in the internal impedance due to the series connection of these two series coils. Therefore,
When this neutral point diode is connected, the problem of increasing the internal impedance due to the series connection of the impedances of the armature windings 11 to 13 as in the case of the Δ connection is alleviated, and the output is increased.
【0025】以下、図2の回路における実験結果を以下
に説明する。図3に両側中性点ダイオード付き発電機の
リップル電圧波形を示し、図4に片側中性点ダイオード
付き発電機のリップル電圧波形を示す。Iはブロワモ−
タ6へ給電されるモータ駆動電流の波形であり、V1は
ブロワモ−タ6の高位端のリップル電圧波形であり、V
2は三相全波整流器3の高位出力端のリップル電圧波形
である。Hereinafter, the result of an experiment in the circuit of FIG. 2 will be described. FIG. 3 shows a ripple voltage waveform of a generator with a neutral diode on both sides, and FIG. 4 shows a ripple voltage waveform of a generator with a neutral diode on one side. I is blower-
V1 is the waveform of the motor drive current supplied to the motor 6, and V1 is the ripple voltage waveform at the high end of the blower motor 6.
Reference numeral 2 denotes a ripple voltage waveform at the high-order output terminal of the three-phase full-wave rectifier 3.
【0026】車両用三相交流発電機の諸元及び実験条件
は次の通りである。周囲温度90℃、爪状磁極数12、
励磁電流3A、発電機回転数4500rpm、平均発電
電圧13.5V。ただし、片側中性点ダイオード付き発
電機は両側中性点ダイオード付き発電機に対し、ハイサ
イド側の中性点ダイオードを省略した以外は同一構成と
した。 (リップル電圧)まず、リップル電圧について比較を行
う。The specifications and experimental conditions of the three-phase AC generator for a vehicle are as follows. Ambient temperature 90 ° C, number of claw-shaped magnetic poles 12,
Excitation current 3A, generator rotation speed 4500 rpm, average power generation voltage 13.5V. However, the generator with one-sided neutral point diode had the same configuration as the generator with two-sided neutral point diode except that the high-side neutral point diode was omitted. (Ripple voltage) First, the ripple voltage is compared.
【0027】図3に示す両側中性点ダイオード付き発電
機では、平均出力電流は50A、リップル電流のP−P
値は150mA、V1は1.2V、V2は0.6Vであ
った。一方、図4に示す片側中性点ダイオード付き発電
機では、平均出力電流は50A、リップル電流のP−P
値は120mA、V1は0.85V、V2は0.5Vで
あった。In the generator with neutral diodes on both sides shown in FIG. 3, the average output current is 50 A and the ripple current PP is
The value was 150 mA, V1 was 1.2 V, and V2 was 0.6 V. On the other hand, in the generator with one-sided neutral point diode shown in FIG. 4, the average output current is 50 A and the ripple current PP is
The value was 120 mA, V1 was 0.85 V, and V2 was 0.5 V.
【0028】図3と図4とを比較すると、片側中性点ダ
イオード付き発電機では、リップル電圧が小さくなるの
は当然として、リップル電圧波形の一つ置きの山のピ−
クが小さく、そのためにリップル電圧、又はリップル電
力が広い周波数(特にその2〜5倍周波数成分)に分散
した波形となっている。このため、片側中性点ダイオー
ド付き発電機では、両側中性点ダイオード付き発電機の
ようにリップル電圧がある周波数成分(基本周波数成
分)に集中するために、この周波数成分が系の共振周波
数に接近する回転数領域で大きなモ−タの電磁騒音が生
じるという問題を抑止することができる。 (最大出力電流値)次に、最大出力電流値について比較
を行う。A comparison between FIG. 3 and FIG. 4 shows that in the generator with one-sided neutral point diode, it is natural that the ripple voltage is small and that the peak voltage of every other peak of the ripple voltage waveform is small.
Therefore, the waveform is such that the ripple voltage or ripple power is dispersed over a wide frequency range (especially, 2 to 5 times the frequency component thereof). For this reason, in a generator with a one-sided neutral diode, the ripple voltage concentrates on a certain frequency component (fundamental frequency component) as in a generator with a two-sided neutral diode. The problem that large motor electromagnetic noise is generated in the approaching rotational speed region can be suppressed. (Maximum output current value) Next, a comparison is made for the maximum output current value.
【0029】図5に、両側中性点ダイオード付き発電
機、片側中性点ダイオード付き発電機及び中性点ダイオ
ードレス発電機の最大出力電流と発電機回転数との関係
を示す。なお、中性点ダイオードレス発電機は両側中性
点ダイオード付き発電機から一対の中性点ダイオードを
省略した以外は同一の構成とした。片側中性点ダイオー
ド付き発電機では、両側中性点ダイオード付き発電機と
中性点ダイオードレス発電機との中間の最大出力電流値
よりもかなり大きな最大出力電流値を得ることができる
ことが判明した。FIG. 5 shows the relationship between the maximum output current and the generator speed of a generator with a neutral diode on both sides, a generator with a neutral diode on one side, and a diodeless generator with a neutral point. The neutral point diodeless generator had the same configuration except that a pair of neutral point diodes was omitted from the generator with neutral point diodes on both sides. It was found that a generator with a single-sided neutral diode can obtain a maximum output current value that is considerably larger than a maximum output current value between a generator with a double-sided neutral diode and a neutral-point diodeless generator. .
【0030】本発明者らは、この結果に対して、両側中
性点ダイオード付き発電機に比較して片側中性点ダイオ
ード付き発電機では中性点電位変動量が大きいために、
その分だけ中性点ダイオードを通じて出力される電流量
が増大するためであると推定している。したがって、片
側中性点ダイオード付き発電機を採用すれば、その体
格、重量の大幅な増大なしにリップル電圧の低減、更に
言えば特定周波数成分に集中するリップル電圧を低減
し、それによりバッテリへの好影響や電気負荷であるモ
−タの共振電磁騒音の低減を実現することができる。 (爪状磁極共振騒音)次に、爪状磁極共振騒音について
比較を行う。The present inventors have found that the generator with one-sided neutral point diode has a larger neutral point potential fluctuation amount than the generator with one-sided neutral point diode,
It is estimated that this is because the amount of current output through the neutral point diode increases by that amount. Therefore, if a generator with a one-sided neutral diode is adopted, the ripple voltage can be reduced without significantly increasing its size and weight, and more specifically, the ripple voltage concentrated on a specific frequency component can be reduced. It is possible to realize a favorable effect and a reduction in resonance electromagnetic noise of a motor as an electric load. (Claw-shaped magnetic pole resonance noise) Next, comparison will be made regarding claw-shaped magnetic pole resonance noise.
【0031】図6に、両側中性点ダイオード付き発電
機、片側中性点ダイオード付き発電機及び中性点ダイオ
ードレス発電機の騒音レベルと発電機回転数との関係を
示す。ただし、測定は発電機の径方向における発電機か
ら水平に30cm離れた部位で行った。その結果、両側
中性点ダイオード付き発電機と片側中性点ダイオード付
き発電機との騒音レベルには差が全くなかったが、中性
点ダイオードレス発電機では11000rpm付近(エ
ンジン回転数でたとえば4500rpm付近)で顕著な
爪状磁極共振騒音が生じた。FIG. 6 shows the relationship between the noise level and the number of revolutions of the generator with a neutral diode on both sides, the generator with a neutral diode on one side, and the diodeless generator with a neutral point. However, the measurement was performed at a position 30 cm horizontally away from the generator in the radial direction of the generator. As a result, there was no difference in the noise level between the generator with the neutral diode on both sides and the generator with the neutral diode on one side, but in the case of the diodeless generator with a neutral point, around 11,000 rpm (for example, 4500 rpm in the engine speed). (Near) a remarkable claw-shaped magnetic pole resonance noise occurred.
【0032】本発明者らはこの原因について、中性点ダ
イオードレス発電機から生じるリップル電圧は、ピーク
値または二乗積分値でみた場合には両側中性点ダイオー
ド付き発電機や片側中性点ダイオード付き発電機より格
段に少ないものの、爪状磁極が磁気的に共振するような
高い周波数成分(両側中性点ダイオード付き発電機の上
記基本周波数成分の数倍以上の高調波成分)では逆に大
きく、そのために爪状磁極共振が生じると騒音リップル
電圧が含むためであると本発明者らは推定している。The inventors of the present invention consider that the ripple voltage generated from the neutral point diodeless generator can be expressed as a peak value or a squared integrated value. Although it is much less than a generator with a magnetic pole, a high frequency component that causes the claw-shaped magnetic pole to resonate magnetically (a harmonic component more than several times the fundamental frequency component of a generator with a neutral diode on both sides) is large. The present inventors presume that this is because noise ripple voltage is included when claw-shaped magnetic pole resonance occurs.
【0033】以上の結果、本構成の片側中性点ダイオー
ド付き発電機によれば、その体格、重量の大幅な増大な
しにリップル電圧の低減、更に言えば特定周波数成分に
集中するリップル電圧を低減し、それによりバッテリへ
の好影響や電気負荷であるモ−タの共振電磁騒音の低減
を実現することができ、更にその上、爪状磁極共振騒音
の低減、両側中性点ダイオード付き発電機より中性点ダ
イオード1個分の部品点数削減を実現ことができる。As described above, according to the generator with one-sided neutral point diode of this configuration, the ripple voltage can be reduced without significantly increasing the size and weight, and more specifically, the ripple voltage concentrated on a specific frequency component can be reduced. Therefore, it is possible to achieve a favorable effect on the battery and a reduction in resonance electromagnetic noise of the motor which is an electric load, and furthermore, a reduction in claw-shaped magnetic pole resonance noise, a generator with a neutral diode on both sides. The number of components can be reduced by one neutral point diode.
【0034】更に、この実施例では、三相全波整流器3
を構成するダイオ−ドとともに、発電機のハウジング1
0内の冷却ファン100の空気通路、特にその上流側に
中性点ダイオード8を格納している。このようにするこ
とにより、良好な冷却効果を容易に得ることができる。 (変形態様)上記実施例では、各整流素子として接合ダ
イオ−ドを用いたが、その代わりにMOSトランジスタ
やIGBTを用いてもよい。また、上記実施例では、フ
ィ−ルド磁束を励磁コイルで発生させる構成としたが、
永久磁石を併用する構成としてもよい。更に、上記実施
例では、中性点ダイオ−ドのハイサイド側の素子を省略
したが、ロ−サイド側の素子を省略してもよいことはも
ちろんである。Further, in this embodiment, the three-phase full-wave rectifier 3
Together with the diode constituting the housing 1 of the generator.
The neutral point diode 8 is housed in the air passage of the cooling fan 100 in the area 0, particularly in the upstream side thereof. By doing so, a good cooling effect can be easily obtained. (Modification) In the above embodiment, a junction diode is used as each rectifier, but a MOS transistor or an IGBT may be used instead. In the above embodiment, the field magnetic flux is generated by the exciting coil.
It is good also as a structure which uses a permanent magnet together. Further, in the above embodiment, the element on the high side of the neutral point diode is omitted, but the element on the low side may of course be omitted.
【図1】実施例1の車両用三相交流発電機の部分破断軸
方向断面図である。FIG. 1 is a partially broken axial sectional view of a three-phase AC generator for a vehicle according to a first embodiment.
【図2】図1の車両用三相交流発電機の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the three-phase AC generator for a vehicle in FIG. 1;
【図3】比較例の両側中性点ダイオード付き発電機のリ
ップル電圧波形図である。FIG. 3 is a ripple voltage waveform diagram of a generator with a neutral diode on both sides of a comparative example.
【図4】実施例の片側中性点ダイオード付き発電機のリ
ップル電圧波形図である。FIG. 4 is a ripple voltage waveform diagram of the generator with one-sided neutral point diode of the embodiment.
【図5】両側中性点ダイオード付き発電機、片側中性点
ダイオード付き発電機及び中性点ダイオードレス発電機
の最大出力電流と発電機回転数との関係を示す特性図で
ある。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the maximum output current and the generator speed of a generator with a neutral diode on both sides, a generator with a neutral diode on one side, and a diodeless generator with a neutral point.
【図6】両側中性点ダイオード付き発電機、片側中性点
ダイオード付き発電機及び中性点ダイオードレス発電機
の騒音レベルと発電機回転数との関係を示す特性図であ
る。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the noise level and the generator speed of a generator with a neutral diode on both sides, a generator with a neutral diode on one side, and a diodeless generator with a neutral point.
1は三相電機子巻線、2は励磁コイル、3は三相全波整
流器(三相全波整流装置)、4はバッテリ、6はブロワ
モ−タ、8は中性点電流整流用の整流素子、11〜13
は三相電機子巻線の各相電機子コイル、14は中性点で
ある。1 is a three-phase armature winding, 2 is an exciting coil, 3 is a three-phase full-wave rectifier (three-phase full-wave rectifier), 4 is a battery, 6 is a blower motor, and 8 is rectification for neutral point current rectification. Element, 11 to 13
Is a three-phase armature coil of each phase armature coil, and 14 is a neutral point.
Claims (2)
出力される三相交流電圧を全波整流する三相全波整流装
置を有する車両用三相交流発電機において、 前記三相電機子巻線の中性点は、前記三相全波整流装置
の高位出力端および低位出力端のどちらか一方のみに中
性点電流整流用の整流素子を介して接続されていること
を特徴とする車両用三相交流発電機。1. A three-phase full-wave AC generator for a vehicle having a three-phase full-wave rectifier for full-wave rectifying a three-phase AC voltage output from each output terminal of a star-connected three-phase armature winding, The neutral point of the three-phase armature winding is connected to only one of the higher output terminal and the lower output terminal of the three-phase full-wave rectifier via a rectifying element for neutral point current rectification. A three-phase alternator for vehicles characterized by the following.
いて、 前記中性点電流整流用の整流素子は、前記三相全波整流
装置を構成する整流素子とともに、前記発電機のハウジ
ング内の冷却ファンの空気通路内に格納されることを特
徴とする車両用三相交流発電機。2. The three-phase alternating current generator for a vehicle according to claim 1, wherein the rectifying element for rectifying the neutral point current together with a rectifying element constituting the three-phase full-wave rectifier includes a housing for the generator. A three-phase AC generator for a vehicle, wherein the three-phase AC generator is housed in an air passage of a cooling fan in the vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9229969A JPH1169741A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Ac three-phase generator for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9229969A JPH1169741A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Ac three-phase generator for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1169741A true JPH1169741A (en) | 1999-03-09 |
Family
ID=16900556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9229969A Pending JPH1169741A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Ac three-phase generator for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1169741A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002218688A (en) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Denso Corp | Alternator for vehicle |
US8053915B2 (en) * | 2007-08-31 | 2011-11-08 | Denso Corporation | On-vehicle rotary electric machine operating on two modes of rectification |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP9229969A patent/JPH1169741A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002218688A (en) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Denso Corp | Alternator for vehicle |
JP4496651B2 (en) * | 2001-01-19 | 2010-07-07 | 株式会社デンソー | Vehicle alternator |
US8053915B2 (en) * | 2007-08-31 | 2011-11-08 | Denso Corporation | On-vehicle rotary electric machine operating on two modes of rectification |
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