JPH0496699A - 直並列切換型交流発電機 - Google Patents
直並列切換型交流発電機Info
- Publication number
- JPH0496699A JPH0496699A JP2213088A JP21308890A JPH0496699A JP H0496699 A JPH0496699 A JP H0496699A JP 2213088 A JP2213088 A JP 2213088A JP 21308890 A JP21308890 A JP 21308890A JP H0496699 A JPH0496699 A JP H0496699A
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- JP
- Japan
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- phase
- output
- series
- armature winding
- windings
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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。
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］
本発明は直並列切換型交流発電機に関する。本発明は、
車両用交流発電機に好適である。
車両用交流発電機に好適である。
［従来技術１
車両用交流発電機では、電機子巻線のターン数増加によ
り低速域での出力向上を図ると高速回転での出力か伸び
ず、逆に電機子巻線のターン数低減により高速域での出
力の向上を図ると低速域での出力か不足するという根本
問題がある。
り低速域での出力向上を図ると高速回転での出力か伸び
ず、逆に電機子巻線のターン数低減により高速域での出
力の向上を図ると低速域での出力か不足するという根本
問題がある。
その解決策として、特開昭５８−９５９９９号公報は、
星型接続された三相電機子巻線とともに互いに独立の三
相電機子巻線とともに、これら独立三相電機子巻線を星
型接続三相電機子巻線に直並列切換接続する直並列切換
スイッチ群を有する交流発電機を開示している。
星型接続された三相電機子巻線とともに互いに独立の三
相電機子巻線とともに、これら独立三相電機子巻線を星
型接続三相電機子巻線に直並列切換接続する直並列切換
スイッチ群を有する交流発電機を開示している。
また実開昭５９−１２９４００号公報は、星型接続され
た三相電機子巻線の各相にそれぞれ補助の電機子巻線を
直列接続し、合成交流電圧を整流器及び切換スイッチを
介してフィールドコイルに供給することを開示する。こ
の構成によれば、補助の電機子巻線から出力される大電
圧を低速時にフィールドコイルに印加して、発電電圧異
常低下を補償している。
た三相電機子巻線の各相にそれぞれ補助の電機子巻線を
直列接続し、合成交流電圧を整流器及び切換スイッチを
介してフィールドコイルに供給することを開示する。こ
の構成によれば、補助の電機子巻線から出力される大電
圧を低速時にフィールドコイルに印加して、発電電圧異
常低下を補償している。
［発明か解決しようとする課題」
しかしながら、このような電機子巻線切換技術では、各
相２個計６個の切換スイッチを要し、切換装置の構成か
複雑すぎる難点かある。
相２個計６個の切換スイッチを要し、切換装置の構成か
複雑すぎる難点かある。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものでおり、装置
構成か簡単で信頼性及び経済性に優れた直並列切換型交
流発電機を提供することをその解決すべき課題としてい
る。
構成か簡単で信頼性及び経済性に優れた直並列切換型交
流発電機を提供することをその解決すべき課題としてい
る。
「課題を解決するための手段］
本発明の直並列切換型交流発電機は、三相交流電圧を出
力する第１三相電機子巻線と、入力端か前記第１三相電
機子巻線に接続される第１三相全波整流器と、前記第１
三相電機子巻線に対してそれぞれ逆相て大きざが略等し
い三相交流電圧を出力する第２三相電機子巻線と、入力
端か前記第２三相電機子巻線に接続され、出力端が前記
第１三相全波整流器の出力端に対し並列接続される第２
三相全波整流器と、前記第１、第２三相電機子巻線の互
いに逆相の相出力端をそれぞれ相毎に橋絡する単方向性
スイッチとを備えることを特徴としている。
力する第１三相電機子巻線と、入力端か前記第１三相電
機子巻線に接続される第１三相全波整流器と、前記第１
三相電機子巻線に対してそれぞれ逆相て大きざが略等し
い三相交流電圧を出力する第２三相電機子巻線と、入力
端か前記第２三相電機子巻線に接続され、出力端が前記
第１三相全波整流器の出力端に対し並列接続される第２
三相全波整流器と、前記第１、第２三相電機子巻線の互
いに逆相の相出力端をそれぞれ相毎に橋絡する単方向性
スイッチとを備えることを特徴としている。
単方向性スイッチは、導通時に一定方向に通電するスイ
ッチを指し、たとえばシリコン制御整流器、若しくは、
ダイオードと通常の２端子スイツチやリレーなどとの直
列接続回路などにより構成することかできる。
ッチを指し、たとえばシリコン制御整流器、若しくは、
ダイオードと通常の２端子スイツチやリレーなどとの直
列接続回路などにより構成することかできる。
［作用］
各単方向性スイッチを遮断すると、第１、第２三相全波
整流器はそれぞれ三相全波整流電流を並列出力し、その
結果、両三相電機子巻線は並列接続状態となり、出力電
流が倍増する。
整流器はそれぞれ三相全波整流電流を並列出力し、その
結果、両三相電機子巻線は並列接続状態となり、出力電
流が倍増する。
各単方向性スイッチを橋絡すると、後で詳細に説明する
ように、第１、第２三相電機子巻線は直列接続状態とな
り、その結果、２倍の三相全波整流電圧が出力される。
ように、第１、第２三相電機子巻線は直列接続状態とな
り、その結果、２倍の三相全波整流電圧が出力される。
し実施例］
本発明の直並列切換型交流発電機の一実施例を第１図を
参照して説明する。
参照して説明する。
この直並列切換型交流発電機は、車両用交流発電機であ
って、車両原動機（図示せず）により駆動される発電機
回転軸（図示せず）に固定された界磁回転子（図示せず
）と、その外周囲にあって電気角π（ｒａｄ）あたり等
ピッチで３スロツトを有する固定子鉄心（図示せず）と
を有している。
って、車両原動機（図示せず）により駆動される発電機
回転軸（図示せず）に固定された界磁回転子（図示せず
）と、その外周囲にあって電気角π（ｒａｄ）あたり等
ピッチで３スロツトを有する固定子鉄心（図示せず）と
を有している。
この固定子鉄心の第Ｎ（Ｎは整数）スロットには相巻線
Ｘ、Ｘ−が挿通されており、同様に第Ｎ＋１スロツトに
は相巻線ｙ、ｙ′が、第Ｎ＋２スロツトには相巻線２，
２−が挿通されている。各相巻線ｘＳｙ、ｚ、ｘ＝
ｙ′、Ｚ−はそれぞれ等しいターン数を有している。
Ｘ、Ｘ−が挿通されており、同様に第Ｎ＋１スロツトに
は相巻線ｙ、ｙ′が、第Ｎ＋２スロツトには相巻線２，
２−が挿通されている。各相巻線ｘＳｙ、ｚ、ｘ＝
ｙ′、Ｚ−はそれぞれ等しいターン数を有している。
星形接続される相巻線ｘ、ｙ、ｚは第１三相電機子巻線
１を構成し、これら相巻線ｘ、ｙ、ｚの各出力端は第１
三相全波整流器２の各相入力端に個別接続されている。
１を構成し、これら相巻線ｘ、ｙ、ｚの各出力端は第１
三相全波整流器２の各相入力端に個別接続されている。
一方、相巻線Ｘ−１Ｘ−が互いに逆相となり、相巻線ｙ
＝、ｙ−が互いに逆相となり、相巻線２−１Ｚ−が互い
に逆相となるように、相巻線ｘ−１ｙ′、Ｚ−は星形接
続されて第２三相電機子巻線３を構成し、これら相巻線
Ｘ−ｙ′ ７′の各出力端は第２三相全波整流器４の各
相入力端に個別接続されている。
＝、ｙ−が互いに逆相となり、相巻線２−１Ｚ−が互い
に逆相となるように、相巻線ｘ−１ｙ′、Ｚ−は星形接
続されて第２三相電機子巻線３を構成し、これら相巻線
Ｘ−ｙ′ ７′の各出力端は第２三相全波整流器４の各
相入力端に個別接続されている。
第１三相全波整流器２及び第２三相全波整流器４の各ア
ノード出力Ｅ２ａ、４ａは接地され、それらの各カンー
ト出力端２Ｃ１４Ｃは出力端９に接続されている。
ノード出力Ｅ２ａ、４ａは接地され、それらの各カンー
ト出力端２Ｃ１４Ｃは出力端９に接続されている。
更に、相巻線Ｘの出力端はシリコン制御整流器５Ｘのア
ノードに接続され、相巻線Ｘ−の出力端はシリコン制御
整流器５Ｘのカソードに接続される。同様に、相巻線ｙ
の出力端はシリコン制御整流器５ｙのアノードに接続さ
れ、相巻線ｙ−の出力端はシリコン制御整流器５ｙのカ
ソードに接続される。相巻線Ｚの出力端はシリコン制御
整流器５Ｚのアノードに接続され、相巻線２′の出力端
はシリコン制御整流器５７のカソードに接続されている
。
ノードに接続され、相巻線Ｘ−の出力端はシリコン制御
整流器５Ｘのカソードに接続される。同様に、相巻線ｙ
の出力端はシリコン制御整流器５ｙのアノードに接続さ
れ、相巻線ｙ−の出力端はシリコン制御整流器５ｙのカ
ソードに接続される。相巻線Ｚの出力端はシリコン制御
整流器５Ｚのアノードに接続され、相巻線２′の出力端
はシリコン制御整流器５７のカソードに接続されている
。
次に、上記装置の動作を説明する。
ただし、機関の回転により第１、第２三相電機子巻線１
．３は互いに逆相の三相交流電圧を発生し、各三相交流
電圧は第１、第２三相全波整流器２．４で三相全波整流
されているとする。
．３は互いに逆相の三相交流電圧を発生し、各三相交流
電圧は第１、第２三相全波整流器２．４で三相全波整流
されているとする。
（並列接続運転）
３個のシリコン制御整流素子５Ｘ、５ｙ、５７を遮断し
た状態において、第１、第２三相電機子巻線１．３は並
列接続状態となる。したかって、第１、第２三相全波整
流器２．４はそれぞれ並列に三相全波整流電流を出力端
９に並列出力する。
た状態において、第１、第２三相電機子巻線１．３は並
列接続状態となる。したかって、第１、第２三相全波整
流器２．４はそれぞれ並列に三相全波整流電流を出力端
９に並列出力する。
く直列接続運転）
３個のシリコン制御整流素子５Ｘ、５ｙ、５Ｚを橋絡し
た状態において第１、第２三相電機子巻線１．３は直列
接続状態となる。
た状態において第１、第２三相電機子巻線１．３は直列
接続状態となる。
例えば、相差電圧Ｘ−ｙ（相巻線Ｘの電圧と相巻線ｙと
の相差電圧）か相対的に他の相差電圧より大きい期間に
ついて説明すれば、接地、ダイオード２５、相差電圧Ｘ
−ｙ、シリコン制御整流器器５Ｘ、相差電圧＝（ｘ ”
−ｙ−） −ｘ−ｙ、ダイオード４２の順に電流が流れ
、外部に出力される。ここで第１、第２三相全波整流器
２．４の仙のダイオードは逆バイアスされて遮断される
。したかって、２倍の相差電圧ｘ−ｙか出力される。
の相差電圧）か相対的に他の相差電圧より大きい期間に
ついて説明すれば、接地、ダイオード２５、相差電圧Ｘ
−ｙ、シリコン制御整流器器５Ｘ、相差電圧＝（ｘ ”
−ｙ−） −ｘ−ｙ、ダイオード４２の順に電流が流れ
、外部に出力される。ここで第１、第２三相全波整流器
２．４の仙のダイオードは逆バイアスされて遮断される
。したかって、２倍の相差電圧ｘ−ｙか出力される。
相差電圧ｙ−７又はＺ−Ｘか他の相差電圧より大きい期
間についても同様であり、結局用１、第２三相電機子巻
線１．３か直列接続されたことになる。
間についても同様であり、結局用１、第２三相電機子巻
線１．３か直列接続されたことになる。
次に、シリコン制御整流器５Ｘ、５ｙ、５７のゲートを
制御するゲートトリ力回路の一例について説明する。
制御するゲートトリ力回路の一例について説明する。
このゲートトリガ回路（図示せず）はマイコンからなり
、その動作を第２図のフローチャート及び第３図の回転
数−電圧線図により説明する。
、その動作を第２図のフローチャート及び第３図の回転
数−電圧線図により説明する。
まず、発電機回転軸の回転数を検出する回転数センサ〈
図示せず）から回転数Ｎを読取り（ＳｌＯ）、次に、回
転数Ｎが２０００〜３０００ｒｐｍの範囲にあるかどう
かを調べる（Ｓ１２．５１４）。もし、回転数Ｎか２０
００〜３ｏｏｏｒｐｍの範囲外にあれば、グートドリカ
電圧ＶＧをハイレベルＨとして、シリコン制御整流器５
Ｘ、５ｙ、５ｚをターンオンし、第１、第２三相電機子
巻線１．３を直列接続して２倍の電圧を外部に出力する
。
図示せず）から回転数Ｎを読取り（ＳｌＯ）、次に、回
転数Ｎが２０００〜３０００ｒｐｍの範囲にあるかどう
かを調べる（Ｓ１２．５１４）。もし、回転数Ｎか２０
００〜３ｏｏｏｒｐｍの範囲外にあれば、グートドリカ
電圧ＶＧをハイレベルＨとして、シリコン制御整流器５
Ｘ、５ｙ、５ｚをターンオンし、第１、第２三相電機子
巻線１．３を直列接続して２倍の電圧を外部に出力する
。
一方、発電機回転数か２０００〜３０００ｒｐｍの範囲
内にある場合には、グートドリカ電圧ＶＧをローレベル
Ｌとして、シリコン制御整流器５Ｘ、５ｙ、５Ｚをター
ンオフし、第１、第２三相電機子巻線１．３を並列接続
して２倍の電流を外部に出力する。
内にある場合には、グートドリカ電圧ＶＧをローレベル
Ｌとして、シリコン制御整流器５Ｘ、５ｙ、５Ｚをター
ンオフし、第１、第２三相電機子巻線１．３を並列接続
して２倍の電流を外部に出力する。
結局、この実施例の発電機の出力（可能）電流特性は第
２図に示すように、最も大きな出力電流か要求される２
０００〜３ｏｏｏｒｐｍの回転域で大きな出力電流を取
出し、そして、発電電圧が低い２０００ｒＤｍ以下では
出力電圧を２倍化している。なお、第２図中のＩｍａｘ
は発電機能の最大許容電流値である。
２図に示すように、最も大きな出力電流か要求される２
０００〜３ｏｏｏｒｐｍの回転域で大きな出力電流を取
出し、そして、発電電圧が低い２０００ｒＤｍ以下では
出力電圧を２倍化している。なお、第２図中のＩｍａｘ
は発電機能の最大許容電流値である。
なおこの実施例では、三相電機子巻線１．３をＹ結線と
したが△結線、又は、△結線とＹ結線との組み合せでも
よく、また各相の電機子巻線は巻数はある程度界なって
も構わない。
したが△結線、又は、△結線とＹ結線との組み合せでも
よく、また各相の電機子巻線は巻数はある程度界なって
も構わない。
（第２実施例）
第２実施例を第４図には示す。なお理解を容易とするた
めに、第１実施例の各構成要素と同一機能の構成要素に
は同一符号を付す。
めに、第１実施例の各構成要素と同一機能の構成要素に
は同一符号を付す。
この実施例では、単方向性スイッチとしてそれぞれ、ダ
イオードＤと手動スイッチＳＷとを直列接続した回路を
用いている。
イオードＤと手動スイッチＳＷとを直列接続した回路を
用いている。
更にこの実施例では、それぞれ星形接続された第１、第
２三相電機子巻線の中性点ＮＰ、＼Ｐ−を、上記ダイオ
ードＤと手動スイッチＳＷとからなる単方向性スイッチ
により接続している。
２三相電機子巻線の中性点ＮＰ、＼Ｐ−を、上記ダイオ
ードＤと手動スイッチＳＷとからなる単方向性スイッチ
により接続している。
この回路装置の動作を以下に説明する。なお、各手動ス
イッチＳＷを開いた場合にお【プる並列運転動作につい
ては第１実施例の場合と同じであるのでその説明を省略
する。
イッチＳＷを開いた場合にお【プる並列運転動作につい
ては第１実施例の場合と同じであるのでその説明を省略
する。
各手動スイッチＳＷを閉じ、相巻線×の出力電圧が他の
相巻線ｙ、Ｚのものより大きい場合について説明すれば
、接地、ＮＰ、相巻線Ｘ、節点Ｃ１、Ｄ、ＳＷ、節点Ｃ
２、相巻線Ｘ−１ＮＰ−出力端９の順に電流か流れる。
相巻線ｙ、Ｚのものより大きい場合について説明すれば
、接地、ＮＰ、相巻線Ｘ、節点Ｃ１、Ｄ、ＳＷ、節点Ｃ
２、相巻線Ｘ−１ＮＰ−出力端９の順に電流か流れる。
ここで、相巻線Ｘ−の起電力は−Ｘであり、上記回路に
相巻線Ｘは逆方向接続されているので、結局、全起電力
は２Ｘとなる。
相巻線Ｘは逆方向接続されているので、結局、全起電力
は２Ｘとなる。
この実施例では、中性点接続を行っているので、出力電
圧２ｘを得ることかできる。
圧２ｘを得ることかできる。
この実施例の発電機を用いれば、３種類の出力電圧（及
びそれに関連する出力電流）を得ることかできる。
びそれに関連する出力電流）を得ることかできる。
例えば、１７００ｐｐｍ以下及び゛３３００ｒｐｍ以上
の範囲では、中性点ＮＰ、＼Ｐ−を接続する手動スイッ
チＳＷだけを遮断し、残りの３つの手動スイッチＳＷを
短絡する。その結果、第１実施例と同様に出力電圧は相
差電圧（例えばｘ−ｙ）の２倍になる。
の範囲では、中性点ＮＰ、＼Ｐ−を接続する手動スイッ
チＳＷだけを遮断し、残りの３つの手動スイッチＳＷを
短絡する。その結果、第１実施例と同様に出力電圧は相
差電圧（例えばｘ−ｙ）の２倍になる。
１７００ｒｐｍ 〜２００Ｏｒｐｍ、及び３０００〜３
３００ｒｐｍの範囲では、中性点ＮＰ、ＮＰ′を接続す
る手動スイッチＳＷを含む全ての手動スイッチＳＷを短
絡する。その結果、出力電圧は相電圧（例えばＸ）の２
倍になる。上記相差電圧の出力時には合計４本の相巻線
が直列接続され内部電圧降下か大きいか、この場合は合
計２本の相巻線が直列接続されるだ（プであって内部電
圧降下か小さくその分だＣブ損失か減り、出力電流か増
加する。
３００ｒｐｍの範囲では、中性点ＮＰ、ＮＰ′を接続す
る手動スイッチＳＷを含む全ての手動スイッチＳＷを短
絡する。その結果、出力電圧は相電圧（例えばＸ）の２
倍になる。上記相差電圧の出力時には合計４本の相巻線
が直列接続され内部電圧降下か大きいか、この場合は合
計２本の相巻線が直列接続されるだ（プであって内部電
圧降下か小さくその分だＣブ損失か減り、出力電流か増
加する。
発電機回転数か２０００〜３０００ｒｐｍの範囲内にあ
る場合には、全ての手動スイッチＳＷを遮断する。その
結果、並列運転により出力電流は２倍になる。
る場合には、全ての手動スイッチＳＷを遮断する。その
結果、並列運転により出力電流は２倍になる。
なお、上記実施例では第１、第２三相電機子巻線は同一
スロットに挿通されたか、別々のスロットに挿通しても
よく、異なる２台の三相交流発電機の直列、並列接続に
も適用することかできる。
スロットに挿通されたか、別々のスロットに挿通しても
よく、異なる２台の三相交流発電機の直列、並列接続に
も適用することかできる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の直並列切換型交流発電機
は、第１、第２三相電機子巻線の互いに逆相の相出力端
をそれぞれ相毎に橋絡する単方向性スイッチを有してい
るので、極めて装置構成か簡単で、そのために信頼性及
び経済性に優れた直並列切換型交流発電機を提供するこ
とかできる。
は、第１、第２三相電機子巻線の互いに逆相の相出力端
をそれぞれ相毎に橋絡する単方向性スイッチを有してい
るので、極めて装置構成か簡単で、そのために信頼性及
び経済性に優れた直並列切換型交流発電機を提供するこ
とかできる。
第１図は本発明の直並列切換型交流発電機の一実施例を
示す等価回路図、第２図はシリコンｉ！ｉ制御整流器の
開閉制御を示すフローチャー１〜、第３図はこの発電機
の発電機回転数と出力電流との関係を示す線図、第４図
は本発明の直並列切換型交流発電機の他の実施例を示す
等価回路図である。 １．３・・・三相電機子巻線 ２．４・・・三相全波整流器 ５Ｘ、５ｙ、５ｚ・・・シリコン制御整流器（単方向性
スイッチ）
示す等価回路図、第２図はシリコンｉ！ｉ制御整流器の
開閉制御を示すフローチャー１〜、第３図はこの発電機
の発電機回転数と出力電流との関係を示す線図、第４図
は本発明の直並列切換型交流発電機の他の実施例を示す
等価回路図である。 １．３・・・三相電機子巻線 ２．４・・・三相全波整流器 ５Ｘ、５ｙ、５ｚ・・・シリコン制御整流器（単方向性
スイッチ）
Claims (1)
- （１）三相交流電圧を出力する第１三相電機子巻線と、 入力端が前記第１三相電機子巻線に接続される第１三相
全波整流器と、 前記第１三相電機子巻線に対してそれぞれ逆相で大きさ
が略等しい三相交流電圧を出力する第２三相電機子巻線
と、 入力端が前記第２三相電機子巻線に接続され、出力端が
前記第１三相全波整流器の出力端に対し並列接続される
第２三相全波整流器と、 前記第１、第２三相電機子巻線の互いに逆相の相出力端
をそれぞれ相毎に橋絡する単方向性スイッチと、 を備えることを特徴とする直並列切換型交流発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213088A JPH0496699A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 直並列切換型交流発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2213088A JPH0496699A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 直並列切換型交流発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0496699A true JPH0496699A (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=16633360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2213088A Pending JPH0496699A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 直並列切換型交流発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0496699A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6140915A (en) * | 1999-07-05 | 2000-10-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Alarm apparatus for vehicle-onboard AC generator |
| DE102009030727A1 (de) | 2009-06-27 | 2010-12-30 | Daimler Ag | Elektrischer Antrieb und Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebs |
| DE102021206023A1 (de) | 2021-06-14 | 2022-12-15 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Gleichrichten von zwei elektrischen Wechselspannungen |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2213088A patent/JPH0496699A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6140915A (en) * | 1999-07-05 | 2000-10-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Alarm apparatus for vehicle-onboard AC generator |
| DE102009030727A1 (de) | 2009-06-27 | 2010-12-30 | Daimler Ag | Elektrischer Antrieb und Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebs |
| DE102021206023A1 (de) | 2021-06-14 | 2022-12-15 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Gleichrichten von zwei elektrischen Wechselspannungen |
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