JPH0199499A - 交流発電機の界磁電圧調整装置 - 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〕 本発明は、交流発電機の界磁電圧調整装置に係り、とく
に比較的小型で自動式のものに好適な交流発電機の界磁
電圧調整装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図に従来例を示す。この第３図の従来例には、発電
機の出力コイル５１と補助コイル５２と界磁コイル５３
が開示されている。出力コイル５１は、主スィッチ５１
Ａを介して負荷８０に接続されている。この出力コイル
５１からの出力の一部は、整流回路５４で整流されて界
磁制御用として使用されるようになっている。また、補
助コイル５２の出力は、整流回路５５に整流されて界磁
用電源として界磁コイル５３に印加されるようになって
いる。

これをさらに詳述すると、補助コイル５２に係る整流回
路５５の出力側には、コンデンサ５６が接続され、また
、界磁コイル５３とトランジスタ５７の直列回路が接続
されている。トランジスタ５７にはダイオード５８が並
列に接続され、界磁コイル５３にはフライホイールダイ
オード６０が並列に接続されている。整流回路５４の出
力側には抵抗器６１を介して、コンデンサ６２と、直列
接続された２個の抵抗器６３．６４とが並列接続されて
いる。抵抗器６３．６４の接続点には、ツェナーダイオ
ード６５を介して、抵抗器６７の一端が接続されている
。抵抗器６７の他端は、共通に接続された整流回路５４
．５５の負極側（以下、接地ラインという）に接続され
ている。

抵抗器６７にはダイオード６９が並列接続され、また、
ツェナーダイオード６５との接続側にトランジスタ７０
のベースが接続されている。トランジスタ７０は、その
エミッタが接地ラインに接続され、そのコレクタが抵抗
器７１の一端とトランジスタ７２のベースに接続されて
いる。このトランジスタ７０のコレクタは抵抗器７１の
一端とトランジスタ７２のベースに接続されている。抵
抗器７１の他端は界磁コイル５３の一端に接続された整
流回路５５の正極側（以下、「正ライン」という）に接
続されている。トランジスタ７２のエミッタはトランジ
スタ５７のベースに接続されている。

そして、負荷８０が電球等であって進相特性を有しない
場合、発電機のロータが回転振動されて出力コイル５１
に出力電圧が発生すると、この出力電圧は図示しない電
球等の負荷８０に供給される。同時にこの出力は、整流
回路５４．抵抗器６１、およびコンデンサ６２で交流平
滑され、抵抗器６３．６４に供給される。抵抗器６３．
６４の接続点は、ツェナダイオード６５を介してトラン
ジスタ７０のベースに接続されているので、分圧電圧が
一定値（ツェナ電圧）を越えると、トランジスタ７０が
導通することになる。

出力コイル１に生ずる出力電圧が、あらかじめ設定され
た電圧、すなわち第３図の回路におけるツェナダイオー
ド６５の作動電圧以下のときには、電圧調整作用は行わ
れず、補助コイル５２に発生した電圧が、その状態では
導通しているトランジスタ５７を介して界磁コイル５３
に供給され、発電作用を行うことになる。出力電圧が上
昇してツェナダイオード６５が通電するとトランジスタ
７０が導通するので、トランジスタ７２は遮断し、した
がってトランジスタ５７も遮断して、界磁コイル５３へ
の電流を制限し、発電機の出力電圧を低下させる。これ
を適宜繰り返して電圧調整を行うことになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来例においては、接続する負荷８
０が容量負荷等である場合、界磁コイル５３に逆起電力
が発生する場合があり、前述したトランジスタ５７，７
０．７６のための保護回路としてダイオード５８を必要
としていた。又、ダーリントン接続のトランジスタ５７
にあっては、電流容量の大きいものを常に必要としてい
た。例えば、電流零１１０（Ａ）のトランジスタ５７を
使用するとパルスに対する許容値は１５（Ａ）程度であ
るが、安全性の立場より現実には更に大きい電流容量の
ものを使用せざるを得ない状況となっている。更にトラ
ンジスタ７０に直列接続された抵抗器７１については、
ダーリントン接続のトランジスタ７２．５７に比較的大
きいベース電流を通電しなければならないことから、定
格ワット数の大きいものが必要とされていた。このため
、上記従来例においては、全体的に消費電力が多く、発
熱による部品の劣化が激しいという不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来例の有する不都合を改善し、
消費電力が少なく、しかも動作の安定した耐久性ある交
流発電機の界磁電圧調整装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、補助コイルからの出力を各別に整
流し界磁コイルへ供給する界磁用電源回路部と、この界
磁用電源回路部と界磁コイルとの間に介装され且つ出力
コイルの出力に付勢されて作動する界磁電圧調整回路部
とを備え、この界磁電圧調整回路部を、前記界磁コイル
に直列接続された電界効果トランジスタと、この電界効
果トランジスタのドレイン−ゲート間にそれぞれ並列接
続されたコンデンサ及びツェナーダイオードと、始動後
に補助コイル出力を前記電界効果トランジスタのゲート
に印加して当該電界効果トランジスタを稼働状態に設定
する励磁開始制御部とにより構成し、これによって前述
した目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第２図に基づい
て説明する。

この第１図の実施例は、交流発電機の界磁用電源回路部
ｌと界磁コイル５３と界磁電圧調整回路部３とを備えて
いる。

界磁用電源回路部１は、前述した従来例の場合と同様に
、補助コイル５２を主要部としている。

補助コイル５２の出力は、整流器５５に整流されて界磁
コイル５３へ印加されるようになっている。

また、出力コイル５１からの出力は、整流器５４で整流
されて界磁電圧調整回路部３用の励磁開始制御用として
使用されるようになっている。この場合、出力コイル５
１の出力電圧の波形ｅ、を第２図（１）に示し、整流器
５４の出方側の波形ｅ２を第２図（２）に示す。

界磁電圧調整回路部３は、界磁コイル５３に直列接続さ
れた電界効果トランジスタ３５と、この電界効果トラン
ジスタ３５のドレイン−ゲート間にそれぞれ並列接続さ
れたコンデンサ３６及びツェナーダイオード３７と、始
動後に補助コイル５２出力を電界効果トランジスタ３５
のゲートに印加して当該電界効果トランジスタ３５を稼
働状態に設定する励磁開始制御部４とにより構成されて
いる。

この内、励磁開始制御部４は、整流器５４で整流された
出力コイル５１からの出力を分圧する抵抗６３．６４と
、この内の下流側の分圧抵抗器６４の電位をツェナーダ
イオード６５を介してベースに入力する制御用トランジ
スタ７ｏと、この制御用トランジスタ７ｏのベース−エ
ミッタ間ニ各々並列接続された抵抗器６７及び逆止用ダ
イオード６９とを備えている。制御用トランジスタ７゜
のコレクタ端は、抵抗器７１を介して補助コイル５２用
の整流器５５の上流側出力端（正ライン）に接続され、
同じくエミッタ端は補助コイル５２用の整流器５５の下
流側出力端（負ライン）に接続されている。

制御用トランジスタ７０のコレクタ端は前述した電界効
果トランジスタ（以下、ｒＦＥＴ、という）３５のゲー
トに接続されている。ＦＥＴ３５のドレイン端は界磁コ
イル５３の下流側に接続されている。この界磁コイル５
３には、逆止用ダイオード６０が並列接続されている。

第３図（３）に前述した制御トランジスタ７０の出力波
形を示し、第３図（４）に界磁コイル５３に印加される
電圧の波形を示す。その他の構成は、前述した従来例と
同一となっている。

次に、上記従来例の作用について説明する。

発電機の始動直後において、出力コイル５１の出力電圧
は低い。このため、前述した従来例の場合と同様に、制
御用トランジスタ７０は、遮断されている。一方、この
制御用トランジスタ７ｏの遮断により、補助コイル５２
から抵抗７１を通りＦＥＴ３５のゲートにしきい値電圧
以上が供給される。これにより、ＦＥＴ３５は導通とな
り界磁コイル２に電流を流し出力電圧を上昇させる。逆
に、出力電圧が高い時はトランジスタ７ｏは導通となり
ＦＥＴ３５にゲート電圧を供給せず、ＦＥＴ３５は遮断
されるため界磁コイル２に電流が流れず、出力電圧は低
下する。この繰り返しにより、出力電圧は一定に調整さ
れる。

ここで、使用するＦＥＴには特性上第３図のダイオード
５８に相当するものが内蔵されており、新規にダイオー
ドを接続する必要がない。また、パルス電流に対する許
容値が高く、電流零ｉｔ９゜６〔Ａ〕のもので３８（Ａ
）とトランジスタの特性を大きく上回っている。さらに
オン（ＯＮ）抵抗が決まっており、電流１〔Ａ〕を流し
た場合、オン抵抗が０．６〔Ω〕のもので電圧降下が０
゜６〔ｖ〕と小さい。加えて、ダイオード３７でゲート
電圧を規制しているため、特性上電流制限がかかり、例
えば出力が短絡したとしても大電流が流れることはない
。例えば、ゲート電圧５〔ｖ〕に規制するとドレイン電
流は６〔Ａ３以上流れない（特性値は一例である）。

抵抗７１に関しても、ＦＥＴ３５を電流で制御している
ため、大きい電流を流す必要はなく、抵抗値を大きくし
、ワット数の小さいもので良い。

第１図中、コンデンサ３６は、補助コイル５２の電圧の
変化によるゲートしきい電圧のふらつきを防ぎ、ＦＥＴ
３５を導通の立上がりを良くする作用を成す。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によると、界磁電圧調整回路の主
要部分に電界効果トランジスタを用いたことから、前述
した従来例にて必要とされていた保護ダイオードが不要
となり、パルス電流に対する許容値が大きいことから電
流容量としては比較的容量の小さい電界効果トランジス
タの使用が可能となり、電圧降下が少ないことから電力
損失が少なく従って耐久性が著しく増大されたものとな
っており、電界効果トランジスタのゲートに接続された
ツェナーダイオードの作用によりゲート電圧が規制され
ることから電流制限がかかり、これがため例えば出力が
短絡しても大電流が流れるという不都合が全くなくなり
、従って回路焼損等の事故の発生を有効に防止すること
ができ、全体的に容量が小さい部材により構成されてい
るので装置全体の小型化及び原価低減を図り得るという
従来にない優れた交流発電機の界磁電圧調整装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図の各部における波形を示す線図、第３図は従来例を示
す回路図である。 １・・・・・・界磁用電源回路部、３・・・・・・界磁
電圧調整回路部、４・・・・・・励磁開始制御部、３５
・・・・・・電界−効果トランジスタ、３６・・・・・
・コンデンサ、３７・・・・・・ツェナーダイオード、
５１・・・・・・出力コイル、５２・・・・・・補助コ
イル、５３・・・・・・界磁コイル。 特許出願人　　　鈴木自動車工業株式会社手続補正書（
自発） 特許庁長官　　吉　１）文　毅　　殿 １、事件の表示　　　　昭和６２年特許願第２５６６１
４号３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　　所　　　　静岡県浜名郡可美村高塚３００番地４
、代理人　　　〒１０１電話（０３）　８６’２−６５
２０６、補正の内容 （１）、　　明細書第４ページ第４行目の「回転」と「
されて」との間に記載されている 「振動」を、「駆動」に訂正する。 （２）、　　明細書第６ページ第１４行目の冒頭に記載
されている「各」を削除する。 （３）、　　明細書第９ページ第９行目の「５３には、
」と「ダイ」との間に記載されて いる「逆止用」を削除し、この削除し た箇所に、次の「　」内の文を挿入す る。 「フライホイール」 （４）、　　明細書第１１ページ第３行目の「３５を」
と「制御」との間に記載されてい る「電流」を、「電圧」と訂正する。 （５）、願書に最初に添付した図面の内、第２図を別紙
の第２図のものと差し換え補 正する。 以　上。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、補助コイルからの出力を整流し界磁コイルへ供
   給する界磁用電源回路部と、この界磁用電源回路部と界
   磁コイルとの間に介装され且つ出力コイルからの出力に
   付勢されて作動する界磁電圧調整回路部とを備え、 この界磁電圧調整回路部を、前記界磁コイルに直列接続
   された電界効果トランジスタと、この電界効果トランジ
   スタのドレイン−ゲート間にそれぞれ並列接続されたコ
   ンデンサ及びツェナーダイオードと、前記補助コイル出
   力を前記電界効果トランジスタのゲートに印加して当該
   電界効果トランジスタを稼働状態に設定する励磁開始制
   御部とにより構成したことを特徴とする交流発電機の界
   磁電圧調整装置。