JPS5918959B2 - 発電装置 - Google Patents

発電装置

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JPS5918959B2
JPS5918959B2 JP51125226A JP12522676A JPS5918959B2 JP S5918959 B2 JPS5918959 B2 JP S5918959B2 JP 51125226 A JP51125226 A JP 51125226A JP 12522676 A JP12522676 A JP 12522676A JP S5918959 B2 JPS5918959 B2 JP S5918959B2
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armature coil
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英 佐藤
一正 森
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1469Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field
    • H02J7/1484Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field by commutation of the output windings of the generator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蓄電池の充電源、各種電気負荷の電源として
使用する車両用発電装置、とシわけ発電機として自励交
流発電機を備える発電装置に関するものである。
この種発電装置に於いて、最も重要なことは自励交流発
電機の自励立上わ回転数をいかにして低くするかにある
従来周知の自励交流発電機にあつては自励立上わ回転数
を低くする為に、励磁機能部である回転子、特に回転子
極コアを残留磁気の大きな材料、即ち保磁能力の高い材
料で形成したわ、また回転子極コアに保磁能力を高める
特殊な処理を施したわ、電機子コイルの巻数を多くして
残留磁気による誘起電圧を高める構成となつている。
しかしながら、保磁能力の高い材料を使用したわ、特殊
な処理を施して保磁能力を高めても自励立上わ回転数の
低下には限度があわ、他励式交流発電機の立上力回転数
には及ばない。
また、電機子コイルの巻数を多くして残留磁気による誘
起電圧を高めて自励立上b回転数を低くすると高速領域
に於ける出力電流が低下し、例えば蓄電池に対する充電
性能が低下する。自励立土ジ回転数が高いということは
、車両用に使う場合、始動時エンジン回転を、交流発電
機が自励で立上る回転数まで上げなければならないとい
うことであり、最近の省エネルギー時代に於いては自励
交流発電機として致命的な欠点である。
本発明は上記の問題を解決するため、電機子コイルの巻
数を多くし、該電機子コイルを始動時には多相星形結線
として残留磁気による誘起電圧を高めて自励立上り回転
を早め、立上つた時点でその中性点結線を解いて高速領
域に於ける出力性能を確保する方式にすることにより、
他励式交流発電機の立上シ回転数と同等の回転数で自励
で立上る自励交流発電機を備えた発電装置を提供するこ
とを目的とするものである。以下本発明を図面に示す実
施例について説明する。
第1実施例を示す第1図に於いて、符号1にて総括的に
示す発電機は一般に、車両のエンジンによう駆動され、
負荷に直流電流を供給するために全波整流装置を具有す
る直流出力型発電機の形をした自励交流発電機であつて
、3つの相コイル2a,2b,2cからなる3相電機子
コイル2、該電機子コイル2の出力で励磁される励磁コ
イル3、第1および第2の3相全波整流装置4,5,半
導体式電圧調整装置6、更には制御装置20を含んでお
り、図示しない発電機外筐には唯一の直流出力端子7を
備えている。第1、第2の全波整流装置4,5は、それ
ぞれ3個の正極側ダイオード4a,4b,4c,5a,
5b,5c,3個の負極側ダイオード4d,4e,4f
,5d,5e,5f、および一対の正、負の直流出力端
子4g,4h,5g,5hから成立つている。
正極側ダイオード4a,4b,4e訃よび5a,5b,
5cのカソードはそれぞれ正の直流出力端子4g卦よび
5gに接続してあり、負極側ダイオード4d,4e,4
f訃よび5d,5e,5fのアノードはそれぞれ負の直
流出力端子4hおよび5hに接続してある。また、正極
側ダイオード4a,4b,4c卦よび5a,5b,5c
のアノードと負極側ダイオード4d,4e,4fおよび
5d,5e,5fのカソードとが相互に接続してあシ、
A,b,c,d,e,fはその接続点を示す。これらの
接続点に前述電機子コイル2を接続するのであつて、接
続点A,d間には相コイル2aが、接続点B,e間には
相コイル2bが、接続点C,f間には相コイル2cがそ
れぞれ接続してある。また、第1の全波整流装置4に於
いて、1つの交流入力端子をなす前記接続点aは抵抗1
0の一端に、残余の2つの交流入力端子をなす前記接続
点B,cは第1、第2のダイオード8,9のアノードに
それぞれ接続してあシ、前記抵抗10の他端卦よび前記
両ダイオード8,9のカソードは接続点A(電圧検出端
子)で共通接続してある。前記両整流装置4,5の正の
直流出力端子4g,5gは1本の導線よ)なる第1の電
気経路32にて互いに結線し、発電機外筐の直流出力端
子7と励磁コイル3の一端とに接続してあジ、また負の
直流出力端子4h,5hは1本の導線よシなる第2の電
気経路33にて互いに結線し接地してある。電圧調整装
置6は抵抗11.ツエナーダイオード12および抵抗1
3を直列接続してなる電圧検出回路14、この回路14
によシ制御される第1のトランジスタ15およびこのト
ランジスタ15によつて制御される第2のトランジスタ
16を主構成要素として成立つている。
なお、17は平滑用コンデンサ、18は抵抗、19はフ
ライホイールダイオードである。電圧検出回路14は第
1のトランジスタ15のコレクタ・エミツタ回路および
抵抗18よりなる直列回路と並列接続して接続点Aに接
続してある。
ベースを前記第1のトランジスタ15のコレクタに接続
せる第2のトランジスタ16はコレクタ・エミツタ回路
が、フライホイールダイオード19のアノード、カソー
ドを介して励磁コイル3の一端に接続してあると共に、
直接前記励磁コイル3の他端にも接続してある。制御装
置20は抵抗21.ツエナーダイオード22を直列接続
してなる電圧検出回路24、この回路24により制御さ
れるトランジスタ23およびこのトランジスタ23によ
つて制御される電磁開閉器29を主構成要素として成立
つている。
電圧検出回路24は一端を接続点Aに接続し、他端をト
ランジスタ23のベース・エミツタ回路に接続してあシ
、電磁開閉器29のコイル30の一端は前記第1の全波
整流装置4の交流入力端子Cに接続し、他端はトランジ
スタ23のコレクタ・エミツタ回路に接続してある。ま
た、電磁開閉器29の接点は常閉接点であつて、そのう
ち、3つの固定接点31a,31b,31cは前記第2
の全波整流装置5の接続点D,e,fのそれぞれに接続
してあシ、これら固定接点はコイル30によね駆動され
る可動接点31dによつて橋絡されている。28は蓄電
池、25はキースイツチ、26は各種電気負荷であつて
、電気負荷26はキースイツチ25を介して蓄電池28
に接続してあ只これら負荷群は唯一の配線27によつて
発電機外筐の直流出力端子7に接続してある。
次に、上記構成になる本発電装置の作動を説明する。
制御装置20は電磁開閉器29の接点が常閉にしてある
ので電機子コイル2は前記接点31a〜31dで中性点
結線された3相星形結線になつている。図示しない始動
機によつてエンジンを始動させると該エンジンによつて
駆動される発電機1が回転し始め、残留磁気によ勺電機
子コイル2に微少電圧が発生する。この電圧は第1の全
波整流装置4の負極側ダイオード4d〜4fと抵抗10
、ダイオード8,9との組合せ回路によつて直流に変換
され接続点Aに印加される。今エンジンが或る回転数、
例えばアイドリング回転数になると前記接続点Aの電圧
が規定値に到達して抵抗18を介して第2のトランジス
タ16に少量のベース電流が流れ、これによジ全波整流
装置4の直流出力端子4gよ勺励磁コイル3、前記トラ
ンジスタ16のコレクタ・エミツタ回路を通じて電流が
流れ始め、この励磁コイル3のわずかな付勢によジ電機
子コイル2の発生電圧がさらに高くなり、前記トランジ
スタ16が完全に導通して励磁コイル3の通電回路を確
立して自励発電を開始する。同様に、制御装置20の電
圧検出回路24も接続点Aの電圧を受けてツエナーダイ
オード22が導通し、トランジスタ23を導通させるた
め、電磁開閉器29のコイル30にも前記トランジスタ
23を介して前記整流装置4の交流入力端子cから通電
が開始さわる。これにより、電磁開閉器29は可動接点
31dが固定接点31a〜31cより開離する。かくし
て制御装置20の接点が開放すれば、第2の全波整流装
置5は接続点D,e,f相互間の橋絡伏態が解除される
ため、電機子コイル2の各相コイル2a,2b,2cは
第1の全波整流装置4のダイオードと第2の全波整流回
路5のダイオードとの組合せ回路によつて全波整流作用
を受けて、その出力電流は直流出力端子4g,5gを通
して発電機外筐の直流出力端子7よシ外部の各種電気負
荷へ供給される。しかしてエンジンの回転数が上昇し、
従つて発電機1が回転数の上昇につれて発生電圧が高く
なり、接続点Aの電位が電圧調節装置6の電圧検出回路
14の設定レベルを越えるとツエナーダイオード12が
導通し、第1のトランジスタ15が導通する。
このトランジスタ15の導通によつて第2のトランジス
タ16はそのベースが実質的にアース電位となる為しや
断する。即ち、励磁コイル3への励磁電流の供給が停止
されるわけで、発電機1の出力は低下する。そして前記
接続点Aの電位が電圧検出回路14の設定検出レベルよ
り低下すれば電圧検出回路14が不導通となつて、前述
第1、第2のトランジスタ15,16はその動作伏態が
反転してそれぞれしや断伏態、導通伏態となり、励磁コ
イル3には再び励磁電流が流れ始め、発電機1の出力が
上昇し始める。以後、土述の動昨をくり返して、電圧調
整装置5は発電機1の出力電圧が所定値でほぼ一定にな
るごとく励磁コイル3への励磁電流を断続する。
しかして制御装置20の電圧検出回路24のツエナーダ
イオード22はこの間常に導通伏態にある為電磁開閉器
29の接点は開放伏態を続けている。第2図は本発明装
置の第2実施例を示すもので、上記第1実施例と異なる
点は、以下の3点である。
第1点は、制御装置20における電磁開閉器29の常閉
接点が2つの固定接点31a,31bとこれらを橋絡す
る可動接点31dから成立つている。第2点は、前記両
固定接点31a,31bがそれぞれ第2の全波整流装置
5の正、負の直流出力端子5g,5hにつながつている
第3点は、第1、第2の電気経路32,33がそれぞれ
ダイオード34,35を具有して訃シ、一方のダイオー
ド34はカソードが第1の全波整流装置4の正の直流出
力端子4gに、アノードが第2の全波整流装置5の正の
直流出力端子5gにそれぞれつながつており、他方のダ
イオード35はカソードが第2の全波整流装置5の負の
直流出力―子5hに、アノードが第1の全波整流装置4
の負の直流出力端子4hにそれぞれつながつている。
上記第2実施例に於いて、制御装置20の電磁開閉器2
9の接点が図示のごとく閉成状態にあるときには第2の
全波整流装置5の各接続点D,e,fは互いに結線伏態
となる。
即ち、例えば接続点dはダイオード5a、接点31a,
31d,31b、ダイオード5eおよび5fの経路によ
シ他の2つの接続点E,fと接続伏態にあ虱同様に、他
の2つの接続点E,fもそれぞれ接続点F,d、接続点
D,eと接続伏態にあるわけで、要するに電機子コイル
2は3相星型結線となる。従つて、上記第2実施例によ
る本発明装置に於いても第1実施例と同様の作動を得る
ことができる。
なお、上記両実施例に於いて、制御装置20の電磁開閉
器29はコイル30が第1の全波整流装置4の交流入力
端子cに接続してあるが、チヤタリングを生じる恐れが
ある場合には前記コイル30を例えば前記整流装置4の
直流出力端子4gに接続し、直流出力を前記コイル30
に印加するようにすればよい。
また、制御装置20の制御回路は抵抗21、ツエナーダ
イオード22よりなり接続点Aに接続される電圧検出回
路24と該回路24により制御されるトランジスタ23
との組合せ回路で示してあるが、これは要するに、発電
機1が自励で立土つたことを検出してコイル30の通電
回路を遮断する機能を有すればよく、発電機1が自励で
立上つたことを出力電流で検出するとか、電圧、電流が
回転数の関数であることから発電機もしくはエンジンの
回転数を直接検出するとか、この回転数を電機子コイル
2の1つの相コイルの周波数で検出するなどして作動す
る回路など種々の回路が考えられることは勿論であり、
更に前記電磁開閉器29を、半導体素子を利用した無接
点スイツチング回路で置換することも可能である。また
、本発明は発電機1が3相電機子コイルを有する場合に
のみ何ら限定されるものではなく、更に相数の多い多相
電機子コイルを有する自励交流発電機を用いる場合にあ
つては、相数に応じて第1、第2の全波整流装置4,5
を構成するダイオードの数を増やせばよく、ただ第1実
施例の方式による場合は制御装置20の電磁開閉器29
を相数に応じた固定接点数にすればよい。
以上述べたように、本発明に於いては、自励交流発電機
に於ける多相電機子コイルの各相コイルの両端にそれぞ
れ全波整流装置を接続すると共に、一力の全波整流装置
に接続されて前記相コイルの一端を相互に結線する制御
装置を備え、この制御装置の閉により前記電機子コイル
を多相星形結線として残留磁気による誘起電圧を高めて
自励立上bを早めると共に、前記制御装置の開により前
記電機子コイルの中性点を解き各相コイルの出力をそれ
ぞれ全波整流するごとくしているから高速領域に於いて
十分な出力性能を得ることができるという優れた効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明になる発電装置の第1卦よ
び第2実施例を示す電気回路図である。 1・・・・・泪励交流発電機、2・・・・・・電機子コ
イル、2a,2b,2e・・・・・・相コイル、3・・
・・・・励磁コイル、4,5・・・・・・第1、第2の
全波整流装置、4g,5g・・・・・・正の直流出力端
子、4h,5h・・・・・・負の直流出力端子、6・・
・・・・電圧調整装置、16・・・・・・トランジスタ
、20・・・・・・制御装置、29・・・・・・電磁開
閉器、32,33・・・・・・第1、第2の電気経路、
34,35・・・・・・ダイオード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 多相電機子コイルおよび該電機子コイルの出力によ
    り励磁される励磁コイルを有する自励交流発電機と、前
    記多相電機子コイルの各相コイルの一端に電気的接続さ
    れ正および負の直流出力端子を有する第1の全波整流装
    置と、前記多相電機子コイルの各相コイルの他端に電気
    的接続され正および負の直流出力端子を有する第2の全
    波整流装置と、前記第2の全波整流装置に電気的接続さ
    れて前記多相電機子コイルの各相コイルの他端を相互に
    結線するスイッチ手段を含み、前記発電機の使用状態に
    応じて前記スイッチ手段を制御する制御装置と、前記両
    全波整流装置の正、負の直流出力端子間を電気的接続す
    る第1、第2の電気経路と、前記電機子コイルから前記
    励磁コイルに至る通電回路に挿設されるスイッチ手段を
    含み、前記電機子コイルの出力電圧を検出し前記電機子
    コイルから前記励磁コイルに供給される電流を制御する
    電圧調整装置と、前記第1の全波整流装置の出力端子間
    に接続された負荷とを備えることを特徴とする発電装置
    。 2 前記制御装置は前記電機子コイルの各相コイルの他
    端にそれぞれ接続された常閉のスイッチと前記電機子コ
    イルの出力電圧を検出して前記スイッチを開放させる制
    御回路とを有していることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の発電装置。 3 前記制御装置は前記第2の全波整流装置の直流出力
    端子間に接続された常閉のスイッチと前記電機子コイル
    の出力電圧を検出して前記スイッチを開放させる制御回
    路とを具有しており、前記第1の電気経路はカソードを
    前記第1の全波整流装置の正の直流出力端子に、アノー
    ドを前記第2の全波整流装置の正の出力端子にそれぞれ
    電気的接続したダイオードを含み、前記第2の電気経路
    はアノードを前記第1の全波整流装置の負の出力端子に
    、カソードを前記第2の全波整流装置の負の出力端子に
    それぞれ電気的接続したダイオードを含んでいることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の発電装置。
JP51125226A 1976-10-19 1976-10-19 発電装置 Expired JPS5918959B2 (ja)

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