JPS6364530A - 車両用オルタネ−タ - 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〕 士鼻叩１−？　　１っ／７’ｌｌ、ポーマ７−力ん英田
１プ　電圧制御された交流を出力したり、あるいは電圧
制御された直流を出力したりすることができる車両用オ
ルタネータに関する。

（従来の技術〕 車両用オルタネータは例えば３相の交流発電機であり、
交流負荷に供給する時には発生した交流をそのまま供給
し、直流負荷に供給する時には発生した誘起電圧を整流
してバッテリを充電し、このバッテリを介して供給する
。バッテリの電圧は、通常、交流負荷の電圧よりも低い
（例えば、交流負荷電圧５５Ｖに対し、バッテリ電圧１
２■）ので、直流出力は、発電機巻線の中間の位置から
取り出した誘起電圧を整流して用いる。

１つのレギュレータを兼用して出力電圧を制御ｌするに
は、検出電圧をレギュレータに入力するところに分圧比
切換回路を設けておき、交流出力時と直流出力時との電
圧の大きさの違いに対応させて、分圧比を切り換えるよ
うにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記した従来の車両用オルタネータでは、１つのレギュ
レータを兼用しているので、分圧比の切り換えにより、
交流なら交流だけ、直流なら直流だけというように、一
時には１つの種類の出力しか得ることができなかった。

しかしながら、近時、交流負荷に供給している時でも、
同時にバッテリを充電し、直流負荷へも供給したいとい
う要望が強（なってきた。従来の車両用オルタネータで
は、このような要望に応えることが出来ないという問題
点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するため、本発明では、発電機巻線に
、直流出力時に使うタップよりも低い位置のタップを設
け、このタップより取り出した誘起電圧を整流してバッ
テリに充電する、バッテリ充電用整流回路を設けた。

〔実　施　例〕

第１図に本発明の実施例を示す。

（Ａ）回路構成について 第１図において、１はオルタネータ５２−１ないし２−
３は発電巻線、３は界磁巻線、　　４−１゜４−２は補
助巻線、４−３は励磁用補助巻線、５゜６は整流回路、
７はレギュレータ、８はダイオード、９は交流負荷、１
０はバッテリ、１１ないし１３はスイッチ、１８は整流
回路、１９はコンデンサ、２０ないし２５は抵抗、２６
はスイッチ。

２７は直流変換回路、２８はバッテリ充電用整流回路、
２９はスイッチ、ＴＲ，ないしＴＲ，はトランジスタ、
Ｄｚは定電圧ダイオードを表している。

回路構成の概要を説明する。

オルタネータ１の３相発電巻線２−１および２−２には
補助巻線４−１および４−２が対応して巻回されており
、３相発電巻線２−３には励磁用補助巻線４−３が対応
して巻回されている。上記補助巻線４−１．４−２は、
該補助巻線４−１゜４−２にそれぞれ発生した電圧が対
応する３相発電巻線２−１．２−２の各電圧に加算され
るべく、直列に結線されている。直列に結線されたそれ
ぞれの端部Ｘ、Ｙから取り出されるＶ結線の昇圧された
電圧は、スイッチ１１を介して交流負荷９へ印加される
。直流負荷へは、発電電圧を整流回路５で整流し、バッ
テリ１０を介して供給される。

発電電圧の制御は、界磁電流を制御することによって行
う。その界磁電流の制御は、レギュレータ７内のトラン
ジスタＴＲ３のオンオフによって行う。

励磁用補助巻線４−３は、交流負荷９が例えばヒータの
ように容量が大なもので、オルタネータ１に大出力を要
求する場合、それに対処するために設けられたものであ
る。励磁用補助巻線４−３に発生した電圧は直流変換回
路２７に入力される。

交流負荷９が大出力を要求するようなものである場合、
スイッチ２６をオンしてやる。すると、該直流変換回路
２７で変換された直流電圧はスイン６から供給される界
磁電流に加えて更に新たな界磁電流が追加されることと
なり、大出力に対応することが出来る。

パンテリ充電用整流回路２８は、交流出力時に、同時に
バッテリ１０も制御された電圧で充電し、直流負荷へも
給電するだめのもので、本発明の特徴をなす部分である
。

（Ｂ）回路の動作について 次に、この車両用オルタネータの動作を、起動時の動作
、直流出力のみの時の動作、交流出力のみの時の動作、
直流交流同時出力の時の動作に分けて説明する。

（Ｂ−１）起動時の動作 バッテリ１０によって初期励磁し、オルタネータ１の電
圧が上がってきたところで自動式の励磁に移行させると
いう手順で起動させる。

スイッチ１２をオンする。バッテリ１０よりダイオード
８．１５を経て抵抗２１．２２に電流がながれる。この
場合、抵抗２２両端の電圧は、定雷叩々゛イ子−ドＤ、
廖ナン六斗かい雷Ｔ乙ごだふ士うに、回路素子の値を選
んでおく。定電圧ダイオードＤ２がオフだから、トラン
ジスタＴ　Ｒ＋　もオフである。したがって、バッテリ
１０よりダイオード８．レギュレータ７内の抵抗２３及
びトランジスタＴＲｔ、ＴＲ３のベース・エミッタを経
て電流が流れ、トランジスタＴ　Ｒｓがオンする。する
と、バッテリ１０よりダイオード８を経て界磁巻線３に
界磁電流が流れる。この界磁電流により初期励磁がなさ
れる。オルタネータ１の回転に伴い徐々に発電電圧は上
昇する０発電電圧は整流回路６により整流される。整流
電圧が未だバッテリ１０の電圧より小さい間は、整流回
路６内のダイオードは逆バイアスされ、電流は流れ出さ
ない。

しかし、整流回路６の整流電圧がバッテリ１０の電圧よ
り大になると、ダイオード８は逆バイアスされてオフと
なり、一方、整流回路６内のダイオードはオンとなる。

従って、この時以後界磁巻線３への界磁電流およびレギ
ュレータフの動作電流は、専ら整流回路６より供給され
る。かくして起動は完了する。起動時の動作は、直流出
力時でも、交流出力時でも同じである。

（Ｂ−２）直流出力のみの時の動作 直流負荷のみに電力を供給する時は、起動後、まずスイ
ッチ１３をオンする。スイッチ１１．１６．１？、２６
．２９はオフのままである。この時オルタネータ１の発
電巻ｖＡ２−１ないし２−３から取り出された交流電圧
は、整流回路５によって整流され、バッテリ１０を充電
しつつ直流負荷へ供給される。

電圧の制御は、次のようにして行われる。発電巻線２−
１ないし２−３より得られる交流電圧は、整流回路６に
よっても整流される。この整流電圧は、界磁電圧として
用いられるとともに、出力電圧検出用の電圧としても用
いられる。すなわち、界１ｔ＝線３に印加されるととも
に、ダイオード１５を経て抵抗２１．２２にも印加され
る。抵抗２１．２２は出力電圧を分割し、抵抗２２両端
の電圧が、検出用にもちいられる。抵抗２２の両端電圧
の波形は、３相の正弦波を整流した波形であるから、時
間と共に上下する。従って、定電圧ダイオードＤ２によ
り規定される一定電圧を越えている期間だけ、定電圧ダ
イオードＤ２はオンする。

出力電圧が大であれば抵抗２２両端の電圧も大となり、
定電圧ダイオードＤ２をオンしている時間も長くなる。

定電圧ダイオードＤ２がオンするとトランジスタＴＲ，
もオンし、トランジスタＴＲ）はオフとなるから、定電
圧ダイオードＤ２がオンしている時間が長くなると、ト
ランジスタＴＲ。

がオフしている時間も長くなる。そのため、界磁巻線３
に流れる電流は少な（なる。その結果、出力電圧が下が
り、所定値に引き戻される。逆に、出力電圧が小になっ
た場合は、トランジスタＴＲ３がオフしている時間が短
（なり、界磁電流が大きくなる。その結果、出力電圧は
上がり、やはり所定値に引き戻される。

（Ｂ−３）交流出力のみの時の動作 交流負荷のみに電力を供給する時は、起動後、スイッチ
１１．１６．１７をオンする。スイッチ１３はオフとす
る。交流負荷９で要求される電圧巻線２−１．２−２の
電圧に補助巻線４−１．４−２の電圧をそれぞれ加算す
る。そして、いわゆるＶ結線方式とし、その両端Ｘ、Ｙ
からスイッチ１１を経て交流負荷９へ供給する。電圧の
制御は次のようにして行う。交流電圧検出回路１４から
得られた、交流出力電圧に比例した直流電圧は、スイッ
チ１７を経てレギュレータ７の抵抗分圧回路に印加され
る。直流負荷時の分圧比は抵抗２１と２２の抵抗値の比
であったが、交流負荷時ではスイッチ１６がオンされて
いるので、抵抗２１の抵抗値と抵抗２２．２０の並列合
成抵抗値との比となる。分圧された電圧は定電圧ダイオ
ードＤ２の一定電圧と比較され、それより大の時トラン
ジスタＴＲ，をオンする。以後、直流負荷時の制御′＃
動作と同様にして界磁電流がオンオフされ、発電電圧が
制御される。

抵抗２２に並列に抵抗２０を接続するのは、抵抗２１と
の分圧比を小さくするためである。一つのレギュレータ
７を兼用し、同じ定電圧ダイオ−Ｉ−ｎ−Ｊ−／ア１”
ＦｔＯ：／７１−表一ホ】ζ＝Ｔ４−ＩＭ−；、Ａ％Ｑ
ア：くン＊負Ｅｒ時にも、抵抗２２の両端に現れる電圧
は、直流負荷の時と同じぐらいの大きさにしてやる必要
がある。しかし、交流負荷に要求される電圧（例、５５
Ｖ）は直流負荷に要求される電圧（例、１２■）よりも
大きい、従って、交流負荷時には分圧比を小さくしてや
る必要があるのである。第１図では、抵抗２０とスイッ
チ１６は抵抗２２と並列に接続し、交流負荷時にはスイ
ッチ１６をオンし、直流９１．荷時にはスイッチ１６を
オフとしているが、抵抗２１と並列に接続して、交流負
荷時にはスイッチ１６をオフ、直流負荷時にはオンとし
てやってもよい。これでも交流負荷時の分圧比を、直流
負荷時のそれに比し、小さくすることができる。

なお、交流負荷９が例えばヒータのような大出力をよう
する負荷の場合には、界磁を強めてやるためスイッチ２
６をオンする。励磁用補助巻線４−３で発生した交流が
、直流変換回路２７で直流に変換され、界磁巻線３に供
給される。界磁巻線３には、整流回路６からの電流に加
えて、直流変換回路２７からの電流もながれるから、界
磁が一層強められる。

ＣＢ−４）交流直流同時出力の時の動作起動後、スイッ
チ１１，１６，１７．２９および必要に応じてスイッチ
２６をオンする。交流出力電圧の制御はＣＢ−３）項で
述べたように行われる。直流負荷へは、バッテリ充電用
整流回路２８、スイッチ２９およびパフテリ１０を経て
電力が供給されるが、直流出力電圧の制御は次のように
して行われる。

発電巻線２−１ないし２−３のタップから取り出された
交流が、バッテリ充電用整流回路２８へ入力される。交
流負荷９への交流出力電圧は、前述のように一定に制御
されているから、前記タップから取り出された交流の電
圧も、そのタップの位置に応じて定まる一定の電圧にな
っている。そこで、その一定の電圧が、ちょうど直流負
荷に要求される電圧に合致するよう、タップの位置を選
定しておいてやる。すると、交流出力電圧の制御に伴い
、自動的に直流出力電圧の制御も行われることになる。

同じ理屈で、整流回路５の出力電圧も自動的に制御され
るから、ここから供給すればよいではないかという疑問
がただちに湧く。しかし、こちらは大きすぎてダメであ
る。その理由は次の通りである。整流回路５への入力交
流は発電巻線２−１ないし２−３から取り出される。そ
の入力交流の電圧は、レギュレータフの回路構成が直流
出力のみの制御の態勢にある時（つまり、スイッチ１６
がオフで抵抗２０が切り離されている時）に、整流回路
５の出力電圧がちょうど直流負荷にｉδ合する電圧とな
るように選定されている。従って、レギュレータ７をめ
ぐる回路構成が交流出力制御の態勢になり　（つまり、
スイッチ１６がオンで抵抗２０が抵抗２２に並列に接続
され）、発電電圧が交流負荷９に適合する大きさの電圧
となるよう上昇する時には、それにつれて、整流回路５
への入力交流を取り出していた巻線位置の電圧も上昇し
てしまい、もはや直流負荷にシよ通さない大きさとなっ
てしまうのである。

の他の実施例構成を示しており、符号１ないし４−３は
すべて第１図のものに対応している。

第２図において、オルタネータ１の３相発電巻線２−１
ないし２−３はデルタ結線され、そのうちの１相、例え
ば発電巻線２−２に対し補助巻線４−１．４−２の各発
生電圧が加算される直列接続となっている。この直列接
続された補助巻線４−１．４−２によって発電巻線２−
２の相電圧より昇圧され、この昇圧された電圧がスイッ
チ１１を介して交流負荷９のヒータ等に印加される。ま
た励磁用補助巻ｖＡ４−３は独立した巻線として巻回さ
れている。このオルタネータ１の結線以外は、第１図の
ものと動作が全く同様であるので、その説明は省略する
。

第１図、第２図において、補助巻線が２個巻回されてい
る例が挙げられているが、補助巻線は１個であってもよ
く、またその補助巻線が接続される３相発電巻線はどの
相であってもよい。また励磁用補助巻線についても同様
のことが言える。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、１つのレギュレー
タを兼用して制′４Ｍされた交流や直流を出力するオル
タネータに於いて、バッテリ充電用整流回路２８という
簡単な回路を追加するだけで、交流出力時にもバッテリ
の充電が行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる車両用オルタネータの一実施例
構成、第２図は第１図に示されたオルタネータの他の結
線の実施例構成を示している。 図中、ｌはオルタネータ、２−１ないし２−３は発電巻
線、３は界磁巻線、４−１．４−２は補助巻線、４−３
は励磁用補助巻線、５，６は整流回路、７はレギュレー
タ、８はダイオード、９は交流負荷、１０はバッテリ、
１１ないし１３はスイッチ、１８は整流回路、１９はコ
ンデンサ、２０ないし２５は抵抗、２６はスイッチ、２
７は直流変換回路、２８はバッテリ充電用整流回路、２
９はスイッチ、ＴＲ，ないしＴＲ，はトランジスタ、Ｄ
ｚは定電圧ダイオードを表している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １つのレギュレータを兼用して発電電圧を制御し、交流
   負荷に対しては発電電圧をそのまま供給し、直流負荷に
   対しては発電電圧を整流した後バッテリを介して供給す
   るよう構成した車両用オルタネータにおいて、発電巻線
   の中間部分のタップから得られる誘起電圧を整流するバ
   ッテリ充電用整流回路をそなえ、前記交流負荷への給電
   時に当該バッテリ充電用整流回路からの出力を前記バッ
   テリに供給するようにしたことを特徴とする車両用オル
   タネータ。