JPS6227039Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、発電機の電圧制御が無制御状態に
なることを防止するようにした充電発電機の制御
装置に関する。

一般に、この種装置の電圧制御は発電機の界磁
コイルの界磁電流を発電機の出力電圧に応じて断
続し、その出力電圧を一定の値に調整してバツテ
リを所定電圧で充電するものである。

しかしながら、上記界磁コイルの界磁電流を断
続する装置などに異常が発生すると、界磁電流が
断続されないため、発電機の電圧制御が無制御状
態となつて、発電機の出力電圧は通常に比較して
過電圧となり、バツテリは過充電される。

この考案は、上記の点にかんがみなされたもの
で、界磁コイルの励磁回路に開閉素子を設け、発
電機の出力電圧が発電機の出力電圧を調整する電
圧調整装置の調整電圧よりも低い第１の所定値に
達すると、開閉素子を閉成させてバツテリより励
磁回路に励磁電流を供給し、また、発電機の出力
電圧が調整電圧よりも高い第２の電圧に達する
と、界磁電流を遮断して発電機により充電される
バツテリの過充電を防止することのできる充電発
電機の制御装置を提供することを目的とする。

以下、図面に基づき、この考案の装置の一実施
例について説明すれば、１は図示しない機関によ
り駆動され、電機子コイル２と界磁コイル３とを
有する３相交流発電機である。

電機子コイル２は３相交流発電機１の交流出力
を整流するための整流器群４に接続されており、
この整流器群４の出力側はバツテリ５の正極に接
続されている。バツテリ５の負極は接地されてお
り、バツテリ５は整流器群４により整流された出
力により充電されるようになつている。

上記バツテリ５の正極はキースイツチ６および
常開接点１６を介して上記界磁コイル３の一端に
接続されている。この界磁コイル３の他端は電圧
調整装置７のトランジスタ１２のコレクタに接続
されている。このトランジスタ１２のコレクタは
ダイオード１４を通して界磁コイル３の一端に接
続されている。

このダイオード１４は界磁コイル３のサージ電
圧を吸収するためのものである。また、トランジ
スタ１２のエミツタは接地されており、ベースは
トランジスタ１１のコレクタに接続されている。
トランジスタ１１のコレクタは抵抗１３を経て界
磁コイル３の一端に接続されており、エミツタは
接地されている。そして、トランジスタ１１のベ
ースはツエナーダイオード１０と抵抗８を介して
バツテリ５の正極（すなわち、整流器群４の正側
の出力端）に接続され、また、ツエナーダイオー
ド１０と抵抗８との接続点は抵抗９を介して接地
されている。

ツエナーダイオード１０は８，９の抵抗により
バツテリ５の電圧（すなわち、整流器群４の出力
電圧）を検出するためのものであり、このツエナ
ーダイオード１０を通してトランジスタ１１が導
通するようになつており、このトランジスタ１１
が導通している時、トランジスタ１２はオフで、
トランジスタ１１がオフの時、トランジスタ１２
がオンとなるようになつている。

一方、符号１５は充電表示灯制御装置であり、
上記常開接点１６に並列に、ダイオード１９と表
示灯２０との直列回路が接続されている。この表
示灯２０は常開接点１６が閉成されると、消灯す
るようになつている。

充電表示灯制御装置１５には、さらに、電磁コ
イル１７と初期励磁用抵抗１８も有しており、電
磁コイル１７の一端は電機子コイル２の中点に接
続されており、他端は制御回路２１内のトランジ
スタ２６のコレクタに接続されている。

この電磁コイル１７は発電機がエンジンにより
駆動され電機子コイル２の中性点電位が上昇し、
設定値（第１の所定値）になると励磁され、上記
常開接点１６を閉成するものである。

また、上記抵抗１８は常開接点１６にダイオー
ド１９を介して並列に接続されており、初期励磁
用の抵抗である。そして、この抵抗１８とダイオ
ード１９との接続点は制御回路２１内のトランジ
スタ２６のベースに抵抗２７を介して接続されて
いる。また、スイツチング素子であるサイリスタ
２５が上記ベース抵抗２７を介してトランジスタ
２６のベース・エミツタ間に接続されている。こ
のサイリスタ２５は表示灯２０と直列に接続され
ている。

上記トランジスタ２６はそのエミツタを接地し
ており、また、電磁コイル１７の励磁回路に設け
られており、したがつて、この電磁コイル１７の
励磁制御を行なうためのものである。

さらに、上記バツテリ５の正極と負極間には、
抵抗２２と２３が直列に接続されており、この抵
抗２２と２３との接続点はツエナーダイオード２
４を介してサイリスタ２５のゲートに接続されて
いる。

このツエナーダイオード２４は３相交流発電機
１の出力電圧が電圧調整装置７の調整電圧よりも
高い電圧になると、導通するものである。

次に、以上のように構成されたこの考案の装置
の動作について説明する。

まず、機関の運転開始時にキースイツチ６を閉
成すると、バツテリ５の正極から初期励磁用の抵
抗１８−ダイオード１９−電圧調整装置７の抵抗
１３を通してトランジスタ１２のベースにベース
電流が流れ、トランジスタ１２がオンとなる。

これと同時に、トランジスタ１２を通じて、界
磁コイル３に上記抵抗１８により決定される界磁
電流が供給される。

さらに、この抵抗１８と並列接続関係にある表
示灯２０にも通電され、表示灯２０が点灯して３
相交流発電機１の未発電状態を表示する。

また、制御回路２１内のトランジスタ２６に
も、バツテリ５より抵抗１８および２７を通して
ベース電流が供給される状態にあり、このトラン
ジスタ２６はバイアスされた状態にある。ただ
し、この段階では発電機の電機子コイル２の中性
点電位がないので、コレクタ電流は流れていな
い。

次に、３相交流発電機１が機関により駆動され
ると、各電機子コイル２には交流電圧が発生し、
その電機子コイル２の中性点電位が設定値になる
と、トランジスタ２６を通じて電磁コイル１７が
励磁され、常開接点１６が閉成される。

このため、今まで、抵抗１８および表示灯２０
を通じて、界磁コイル３に界磁電流が供給されて
いたが、その後、バツテリ５から常開接点１６を
通じて界磁コイル３に界磁電流が供給され、３相
交流発電機１の出力電圧はバツテリ５を充電する
のに充分な値となり、この出力電圧は整流器群４
で整流された後、バツテリ５に印加されてバツテ
リ５を充電する。そして、この時、常開接点１６
の閉成により、表示灯２０が消灯し、３相交流発
電機１が発電状態であることを表示する。

ここで、３相交流発電機１の出力電圧が上昇す
れば、周知のごとく、電圧調整装置７により、こ
の出力電圧を一定に調整するわけである。

いま、この電圧調整装置７の動作について述べ
ると、３相交流発電機１の出力電圧が上昇し、抵
抗８，９とにより分圧された電圧がツエナーダイ
オード１０を導通させ得る値であれば、ツエナー
ダイオード１０が導通して、トランジスタ１１に
ベース電流が通電され、このトランジスタ１１が
オンとなる。

これにより、トランジスタ１２のベース電流を
このトランジスタ１１を通して側路し、トランジ
スタ１２はオフとなる。このため、界磁コイル３
には、界磁電流が供給されず、３相交流発電機１
の出力電圧が低下する。

その後、３相交流発電機１の出力電圧が低下
し、抵抗８，９とで分圧された電圧がツエナーダ
イオード１０を導通させ得ない電圧になれば、再
びこのツエナーダイオード１０は非導通状態とな
り、トランジスタ１１がオフで、トランジスタ１
２がオンとなり、界磁コイル３には界磁電流が流
れる。したがつて、３相交流発電機１の出力電圧
が再び上昇する。

このようにして、界磁コイル３の界磁電流を断
続制御して、３相交流発電機１の出力電圧を一定
の値に調整し、その電圧により、バツテリ５を充
電するわけである。

次に、上述した電圧調整装置７の各トランジス
タ１１，１２の短絡または素子破壊、ツエナーダ
イオード１０の素子破壊あるいは抵抗８，９の断
線など、電圧調整装置７を構成する回路素子の異
常により、３相交流発電機１の出力電圧を制御す
る機能がなくなつた場合について説明する。

いま、たとえば、ツエナーダイオード１０の素
子破壊により、トランジスタ１２のベース電流を
制御するものがなくなつたとすると、そのため、
トランジスタ１２は導通状態を保持し続ける。こ
れにより、３相交流発電機１の出力電圧が上昇し
ているにもかかわらず界磁コイル３には界磁電流
が流れ続ける。

しかしならが、３相交流発電機１の出力電圧が
電圧調整装置７の調整電圧よりも高い電圧（第２
の所定値）になると、この状態を抵抗２２，２３
により分圧された電圧によつて、ツエナーダイオ
ード２４が導通して検知する。

したがつて、サイリスタ２５のゲートにこのツ
エナーダイオード２４の電流が流れ、サイリスタ
２５が点孤される。サイリスタ２５の点孤によ
り、トランジスタ２６のベース電流がサイリスタ
２５を通じて接地され、トランジスタ２６がオフ
となる。

トランジスタ２６のオフにより、電磁コイル１
７が消勢され、その常開接点１６が開放される。
サイリスタ２５が導通して初期励磁抵抗１８と抵
抗２７とダイオード１９との共通接続点が接地さ
れている状態で、常開接点１６が開放されると、
初期励磁抵抗１８、表示灯２０の並列回路を通つ
た電流はサイリスタ２５を介してバツテリ５の負
極に戻るため、界磁コイル３の通電が完全に遮断
され、３相交流発電機１の出力電圧は低下の一途
をたどり、ついには、出力電圧が零となり、バツ
テリ５の過充電が阻止される。

また、この時サイリスタ２５を通して、バツテ
リ５から表示灯２０に通電され、この表示灯２０
が点灯し、３相交流発電機１が発電状態でないこ
とを表示する。この状態は、キースイツチ６が開
放されるまで保持し続ける。

上述のように、この実施例では、３相交流発電
機１の出力電圧を制御する電圧調整装置７の調整
電圧よりも３相交流発電機１の出力電圧が高くな
ると、サイリスタ２５を導通させて、電磁コイル
１７を制御するトランジスタ２６を非導通状態に
し、電磁コイル１７を消勢して常開接点１６を開
放させ、界磁コイル３の界磁電流を遮断して、３
相交流発電機１を無発電状態にしたので、バツテ
リ５を過充電することなく、また、バツテリ５に
並列に接続される負荷を損傷することもない。

また、サイリスタ２５を通じて、表示灯２０を
点灯するようになつているから、機関の運転者
（例として、自動車の運転者）に無発電状態を警
告することができる。

なお、上記実施例では、界磁コイル３の励磁回
路に設けられた開閉素子として、充電表示灯制御
装置１５の一部を構成する常開接点１６を利用し
たものについて説明したが、単独に常開接点を設
けて制御してもよく、また、常開接点１６をトラ
ンジスタなどの半導体開閉素子に置換してもよ
い。

さらに、電圧調整装置７は半導体化したものに
ついて例示したが、機械式の接点を用いても同様
の機能を持たせることができ、また、電磁コイル
１７の励磁電源として、電機子コイル２の中性点
電位としたが、このほかに、電機子コイル２の１
相のみの電圧または他の整流出力でもよいことは
自明である。すなわち、常開接点１６の閉成動作
は、発電機の出力電圧が電圧調整装置の調整電圧
より低い第１の所定値に達するとトランジスタ２
６が導通することにより実現されればよい。

以上のように、この考案によれば、発電機の界
磁コイルの励磁回路に設けられた開閉素子と界磁
コイルの界磁電流を制御して発電機の出力電圧を
調整する電圧調整装置と、発電機の出力電圧が電
圧調整装置の調整電圧よりも低い第１の所定値に
達すると、開閉素子を閉成して界磁コイルの励磁
電流を通流させるとともに、電圧調整装置が故障
などにより、電圧調整機能が消失して、発電機の
出力電圧が電圧調整装置の調整電圧よりも高い第
２の所定値に達すると、開閉素子を開放させて、
発電機の励磁回路に励磁電流を供給するのを断つ
制御回路を設けたので、発電機の出力電圧が異常
に高くなることがなくなるとともに、バツテリな
どの負荷を異常電圧により損傷することを防止で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案の充電発電機の制御装置の一実施
例を示す回路図である。 １……発電機、２……電機子コイル、３……界
磁コイル、４……整流器群、５……バツテリ、６
……キースイツチ、７……電圧調整装置、１５…
…充電表示灯制御装置、１７……電磁コイル、１
８……初期励磁抵抗、２１……制御回路、２５…
…スイツチング素子、２６……トランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 界磁コイルを有する発電機、この発電機の発電
   前においては上記界磁コイルにバツテリから初期
   励磁抵抗を介して初期励磁用の励磁電流を供給し
   かつ発電機の出力電圧が所定の調整電圧に達する
   と励磁電流を遮断して発電機の出力電圧を調整す
   る電圧調整装置、上記初期励磁抵抗と並列接続さ
   れ充電状態を表示する表示灯、上記界磁コイルと
   バツテリの間に上記電圧調整装置を介して設けら
   れた開閉素子、付勢時に上記開閉素子を閉成して
   上記界磁コイルに励磁電流を流通させる電磁コイ
   ル、この電磁コイルと直列に接続され上記発電機
   の出力電圧が上記調整電圧よりも低い第１の所定
   値に達すると導通して上記電磁コイルを付勢させ
   るトランジスタ、及び上記トランジスタのベー
   ス・エミツタ間に並列接続されるとともに上記表
   示灯と直列接続され、上記発電機の出力電圧が上
   記調整電圧よりも高い第２の所定値に達すると導
   通するスイツチング素子を備えた充電発電機の制
   御装置。