JPS6264300A - 自動電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は内燃機関等で駆動される交流発電機に使用さ
れる自動電圧調整装置に関する。

（従来技術とその問題点） 従来、携帯用エンジン発電機等の交流発電機の出力電圧
を負荷変動等に拘らず略一定の値に制御する自動電圧調
整装置としては、例えば第５図に示すものが知られてい
る。

第５図において、符号Ｇはエンジンで駆動される同期発
電機であり、この発電機Ｇにおける回転子側には内燃機
関のクランク軸に直接又は適宜なカップリングを介して
取付けられた回転子鉄心１が配設され、これに界磁巻線
２が巻回されている。

また固定子側には励磁巻線３、及び出力巻線４が設けら
れ、この出力巻線４の一部が検出巻線４ａとなっている
。

このような発電機Ｇに対して、従来の自動電圧調整装置
は次のように構成される。即ち、この自動電圧調整装置
Ｕは、第１の整流平滑回路５と、第２の整流平滑回路６
と、検出回路７と、制御回路８とで構成される。

第１の整流平滑回路５は、励磁巻、＊３の出力電圧を整
流する全波整流器５１と、全波整流器５１の整流出力を
平滑するコンデンサＣ１とがらなり、出力線路９に界磁
電流Ｉｆを送出する界磁電流供給源を形成している。

第２の整流平滑回路６は、検出巻線４ａの出方電圧を整
流する余波整流器６１と、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ２
からなる平滑回路で構成されている。平滑用コンデンサ
Ｃ２の電圧波形は第６図に示すような脈流波形であり、
これが検出回路７に導出される。

検出回路７は、コンデンサＣ２の端子電圧を制御回路８
に導出するための抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ２の導出端とアー
ス間に接続される抵抗Ｒ１とがらなり、コンデンサＣ２
の端子電圧を抵抗Ｒ，，Ｒ，により分圧し抵抗Ｒ２の導
出端に適宜レベルの検出電圧を形成する。

制御回路８は、当該制御回路８の動作レベルを所定のレ
ベルに設定するためのツェナーダイオードＤＺと、スイ
ッチング素子である２個のトランジスタロ工ｔ　Ｑｚの
ダーリントン接続からなるスイッチング回路とを備え、
前記出力線路９が界磁巻線２を経てトランジスタＱ２の
コレクタ端子に接“続されている。尚、Ｄはフライホイ
ールダイオードで界磁巻線２と並列に接続されている。

この制御回路８においては、前記検出電圧がツェナー電
圧（所定レベルの設定電圧）より低い場合に前段のトラ
ンジスタＱ１がオフ、次段のトランジスタＱ２がオンと
なり、このトランジスタＱ２がオン作動する期間だけ前
記界磁電流供給源から界磁巻線２に界磁電流Ｉｆが供給
される。

即ち、第６図に示すように、検出電圧Ｖｃの脈流波形部
分とツェナー電圧Ｖｚとのレベル比較がなされ、周期的
にＶ　ｃ　（Ｖ　ｚとなる区間ｔにおいて所定の界磁電
流Ｔｆが界磁巻線２に供給され。

発電機Ｇの出力電圧の調整が行われる。

ところで、上述のような自動電圧調整装置においては、
界磁電流Ｉｆの調整基準となる検出電圧は平滑用のコン
デンサＣ８の端子電圧を分圧したものであるから、運転
開始初期等の電圧立ち上げ期間では、ＣＲ特定数による
コンデンサｃ２の充電遅れが生じることになり、検出電
圧は発電機Ｇの出力電圧よりも低い電圧であると見なさ
れて必要以上に界磁電流Ｉｆが供給されることとなる。

その結果、第７図に示す如く、発電機Ｇの出力電圧ｖｌ
ｌにオーバーシュート（イ）が生じ、接続された負荷に
対して過電圧を印加することになってしまう。特に、こ
の種の自動電圧調整装置では、電圧制御精度を高めるた
めには時定数をある程度大きくして脈流骨の傾斜度を小
さくする必要があるので、電圧制御精度が高い自動電圧
調整装置程オーバーシュートが生じ易いことになり、電
圧制御精度の向上を図ることが極めて難しい。

（発明の目的） この発明の目的は、発電機の運転開始時等の電圧立ち上
げ期においてもオーバーシュートを生じさせることなく
安定的に電圧調整をなし得る自動電圧調整装置を提供す
ることにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、この発明によれば、発電機
の交流出力電圧を検出する巻線の検出出力を整流する整
流回路と、前記整流回路の整流出力に基づき所定電圧レ
ベルの検出電圧を形成する検出回路と、前記検出電圧が
所定電圧以下のとき前記発電機の界磁巻線に界磁電流を
供給するように供給制御をする制御回路とを備えた自動
電圧調整装置において、前記検出回路は前記整流出力を
受けて基準電圧を形成する基準電圧形成部と、正極性側
端子が前記基準電圧形成部の基準電圧出力側に負極性側
端子が前記整流回路の出力側に夫々接続されるコンデン
サと、前記コンデンサの負極性側端子に形成される脈流
骨を含む電圧を分圧して所定電圧レベルの前記検出電圧
を出力する分圧部とで構成したことを特徴とする自動電
圧調整装置が提供される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。尚、第５図と同一部分には同一符号を付しである。

第１図はこの発明の一実施例に係る自動電圧調整装置を
示す。この第１実施例に係る自動電圧調整装置１ｏにお
ける検出回路１１は、前記全波整流器６１の出力端に抵
抗Ｒを介して接続されるツェナーダイオ−ドラＤＺＩと
、全波整流器６１の出力端に抵抗Ｒ工を介して接続され
る前記分圧回路７と、抵抗ＲとツェナーダイオードＺＤ
Ｉとの接続点Ａと抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点８間に
接続されるコンデンサＣｓとで構成される。

ツェナーダイオードＺＤ１にはコンデンサＣが並列接続
され、コンデンサＣの充電時定数は比較的小さな値にな
っている。

コンデンサＣｓは正極側端子が接続点Ａに、負極側端子
が接続点已に夫々接続してあり、その充電時定数は比較
的大きな値になっている。

次に、第２図も参照して作用を説明する。

発電機Ｇの出力電圧の立上り時点では、コンデンサＣの
充電時定数は比較的小さくしであるので、接続点Ａには
出力電圧ｖ０の立上り後の比較的早い時点においてツェ
ナー電圧で規定される所定電圧レベルの基準電圧ｖｚ１
が形成される。このように接続点Ａに基準電圧Ｖｚ□が
形成されるまでの過程ではコンデンサＣｓの充電量は少
なく、このコンデンサＣｓが殆ど充電されていない状態
では基準電圧Ｖ　ｚ、が抵抗Ｒ□を介して接続点Ｂに呪
われる。そして、コンデンサＯ８では、接続点Ａの電圧
が基準電圧Ｖｚ１に到達した後においても充電が進行し
ているので、充電の進行につれて接続点Ｂの直流電圧レ
ベルは基準電圧ｖｚ１のレベルから徐々に下降し、コン
デンサＣｓへの充電が完了した時点でほぼ安定すること
になる。

一方、接続点Ｂには全波整流に係る脈流電圧が抵抗Ｒ１
を介して供給されているので、接続点Ｂの電圧は接続点
Ａの基準電圧Ｖｚ工に係る直流電圧に前記脈流電圧が重
畳されたものとなる。このような接続点Ｂの電圧が分圧
回路７で適宜レベルに分圧されて検出電圧Ｖｃとなり、
この検出電圧Ｖｃの脈流電圧レベルがツェナーダイオー
ドＺＤのツェナー電圧レベルを上下することにより、電
圧調整動作が行なわれる。

このように、検出電圧Ｖｃの直流電圧レベルは出力電圧
ｖ０の立上り後にオーバーシュートの傾向を示すので、
実際の出力電圧Ｖ。の立上りはゆっくすと上昇しながら
規定電圧に達するように電圧調整が行なえる。従って、
第７図に示した如きオーバーシュート（イ）の発生を防
止できる。

次に、第３図はこの発明の他の実施例に係る自動電圧調
整装置を示す。

この第２実施例においては、検出回路３１として前記検
出回路１１にスイッチング素子としてのトランジスタＱ
３を追加し、かつ制御回路３２は前記制御回路８からツ
ェナーダイオードＺＤを省略した構成となっている。

即ち、トランジスタＱ３はエミッタがコンデンサＣｓの
負極端子に接続され、コレクタが前記分圧回路７の抵抗
Ｒ２に接続され、またベースにはコンデンサＣの端子電
圧を抵抗Ｒ，，Ｒ，で分圧した分圧電圧Ｖａが入力され
るようになっている６そして、分圧回路７の分圧出力点
は直接制御回路３２のトランジスタＱ１のベースに接続
される。

次いで、この第２実施例に係る自動電圧調整装置の作用
を第４図も参照して説明する。

前述と同様に、コンデンサＣの端子電圧は出力電圧ｖ０
の立上りに追従して上昇するが、この上昇端子電圧が抵
抗Ｒ５，Ｒ，で分圧され、その分圧電圧Ｖａがトランジ
スタＱ、のベースに印加される。ここで、トランジスタ
Ｑ３はエミッタ電位に対してベース電位が低い時にオン
作動し、そうでない時オフ作動するから、コンデンサＣ
の端子電圧が基準電圧Ｖｚ、に到達する以前においては
接続点Ｂの電圧レベルが低い段階でオン作動する。

従って、出力電圧ｖ０の立上り初期では接続点Ｂの電圧
レベルは小さいが、これと比較される分圧電圧Ｖａも低
いので、接続点Ｂの電圧レベルが高い場合と同じことに
なり、出力電圧Ｖ。を低く押えるように検出回路７が作
動し、分圧電圧Ｖａが上昇するに従って出力電圧Ｖ。も
高くなる。

そして、コンデンサＣの端子電圧が基準電圧ｖｚ１に到
達した後は分圧電圧Ｖａは一定値となリ、トランジスタ
Ｑｆｆは一定値である分圧電圧Ｖａに対しスイッチング
作動し、出力電圧Ｖ。は設定された一定電圧に保たれる
。

その結果、制御回路３２では、第１実施例と同様な界磁
電流制御が行なえることとなる。

以上のように、この第２実施例では、出力電圧■ｏの電
圧調整動作は第１実施例の場合よりもさらに早い時点で
開始される。従って、出力電圧ｖ０の立上り特性は第１
実施例の場合よりもよりなだらかとなり、オーバーシュ
ートの発生を防止できる。

（発明の効果） 以上詳述したように、この発明の自動電圧調整装置にｌ
ｔ？ける検出回路は検出巻線の検出出力を整流する整流
回路の整流出力を受けて基準電圧を形成する基準電圧形
成部と、正極性側端子が前記基準電圧形成部の基準電圧
出力側に負極性側端子が前記整流回路の出力側に夫々接
続されるコンデンサと、前記コンデンサの負極性側端子
に形成される脈流分を含む電圧を分圧して所定電圧レベ
ルの検出電圧を出力する分圧部とで構成したので、発電
機の出力電圧の立上り部分において電圧調整動作を開始
することが可能となる。従って、発電機の運転開始初期
等の電圧立ち上げ期において出力電圧にオーバーシュー
トの発生がなく、安定的な電圧調整が行なえる。またコ
ンデンサは直流レベルの変動のみを検出すれば十分機能
を果たせることから時定数を大きくでき、その結果駆動
源のエンジンのトルク脈動等に対して悪影響のない安定
した制御が行えるので、電圧制御精度の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る自動電圧調整装置を
示す回路図、第２図はエンジン発電機の出力電圧ｖ０の
立上り部分における基準電圧Ｖｚ。 及び検出電圧Ｖｃの関係を示す特性図、第３図はこの発
明の他の実施例に係る自動電圧調整装置を示す回路図、
第４図はエンジン発電機の出力電圧ｖ０の立上り部分に
おける基準電圧Ｖｚ工、検出電圧Ｖｃ等の関係を示す特
性図、第５図は従来の自動電圧調整装置を示す回路図、
第６図は検出電圧Ｖｃと設定電圧Ｖｚ及び界磁電流Ｉｆ
の供給時間ｔの関係を示す特性図、第７図は第６図の従
来装置において出力電圧ｖ０にオーバーシュート（イ）
が発生する様子を示す特性図である。 ２・・・界磁巻線、３・・・励磁巻線、４・・・出力巻
線、４ａ・・・検出巻線、８，３２・・・制御回路、　
１０．３０・・・自動電圧調製装置、１１．３１・・・
検出回路、ＺＤＩ・・・ツェナーダイオード、Ｃｓ・・
・コンデンサ、Ｑ３・・・スイッチング素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、発電機の交流出力電圧を検出する巻線の検出出力を
   整流する整流回路と、前記整流回路の整流出力に基づき
   所定電圧レベルの検出電圧を形成する検出回路と、前記
   検出電圧が所定電圧以下のとき前記発電機の界磁巻線に
   界磁電流を供給するように供給制御をする制御回路とを
   備えた自動電圧調整装置において、前記検出回路は前記
   整流出力を受けて基準電圧を形成する基準電圧形成部と
   、正極性側端子が前記基準電圧形成部の基準電圧出力側
   に負極性側端子が前記整流回路の出力側に夫々接続され
   るコンデンサと、前記コンデンサの負極性側端子に形成
   される脈流分を含む電圧を分圧して所定電圧レベルの前
   記検出電圧を出力する分圧部とで構成したことを特徴と
   する自動電圧調整装置。