JPH05252747A - 電圧調整装置 - Google Patents
電圧調整装置Info
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- JPH05252747A JPH05252747A JP4325154A JP32515492A JPH05252747A JP H05252747 A JPH05252747 A JP H05252747A JP 4325154 A JP4325154 A JP 4325154A JP 32515492 A JP32515492 A JP 32515492A JP H05252747 A JPH05252747 A JP H05252747A
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- voltage
- rectifiers
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1469—Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field
- H02J7/1492—Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field by means of controlling devices between the generator output and the battery
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 改良された電圧調整器の提供。
【構成】 複数の制御整流器２４−３４，６４−７４か
らなる２つの３相全波ブリッジ整流器２２，６２を有す
る。出力巻線１４の位相巻線１６−２０は、ブリッジ整
流器２２のＡＣ入力端子に接続される。タップ１６Ａ−
２０Ａはブリッジ整流器６２のＡＣ入力端子８０−８４
に接続される。所定の速度以下で回転子１２が回転する
と、ブリッジ整流器２２はイネーブルされ、ブリッジ整
流器６２はディスエーブルされる。所定の速度以上で回
転子１２が回転すると、第１のブリッジ整流器２２はデ
ィスエーブルされ、ブリッジ整流器６２はイネーブルさ
れる。
らなる２つの３相全波ブリッジ整流器２２，６２を有す
る。出力巻線１４の位相巻線１６−２０は、ブリッジ整
流器２２のＡＣ入力端子に接続される。タップ１６Ａ−
２０Ａはブリッジ整流器６２のＡＣ入力端子８０−８４
に接続される。所定の速度以下で回転子１２が回転する
と、ブリッジ整流器２２はイネーブルされ、ブリッジ整
流器６２はディスエーブルされる。所定の速度以上で回
転子１２が回転すると、第１のブリッジ整流器２２はデ
ィスエーブルされ、ブリッジ整流器６２はイネーブルさ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石交流発電機用
の電圧調整器に関する。
の電圧調整器に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石交流発電機は公知であり、その
例は、米国特許第Ａ３，４４３，１９７号、Ａ３，３６
９，１７０号及びＡ３，４２７，５２９号に開示されて
いる。これらの特許の装置において、永久磁石交流発電
機の出力または固定子巻線は制御整流器及びダイオード
からなるブリッジ整流器に接続されている。ブリッジ整
流器の出力電圧の関数として制御整流器をオンオフする
ことによって、ブリッジ整流器の直接の出力電圧はほぼ
一定に維持される。
例は、米国特許第Ａ３，４４３，１９７号、Ａ３，３６
９，１７０号及びＡ３，４２７，５２９号に開示されて
いる。これらの特許の装置において、永久磁石交流発電
機の出力または固定子巻線は制御整流器及びダイオード
からなるブリッジ整流器に接続されている。ブリッジ整
流器の出力電圧の関数として制御整流器をオンオフする
ことによって、ブリッジ整流器の直接の出力電圧はほぼ
一定に維持される。
【０００３】上述した引用特許に開示されたタイプのシ
ステムに関連する問題の１つは、これらのシステムが固
定子巻線の高い銅損を有し、高速の回転子速度での低い
力率を有することである。
ステムに関連する問題の１つは、これらのシステムが固
定子巻線の高い銅損を有し、高速の回転子速度での低い
力率を有することである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、改良された
電圧調整器を提供することを目的とする。
電圧調整器を提供することを目的とする。
【０００５】本発明の観点によれば、請求項１に特定さ
れるような電圧調整装置を提供することである。
れるような電圧調整装置を提供することである。
【０００６】本発明は、発電機の固定子または出力巻線
の銅損を減少することができ、高速の回転子速度におけ
る力率を改良することができる可変速度の永久磁石交流
発電機用の電圧調整器を提供することにある。
の銅損を減少することができ、高速の回転子速度におけ
る力率を改良することができる可変速度の永久磁石交流
発電機用の電圧調整器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】好ましい実施例におい
て、２組の巻線からなる固定子または出力巻線が提供さ
れる。第１の組の巻線は、第２の組の巻線より多い巻数
を有し、第１の組の巻線は、複数の制御整流器を有する
第１のブリッジ整流器に接続され、第２の組の巻線は、
複数の制御整流器を有する第２のブリッジ整流器に接続
される。この実施例の装置は、発電機の回転子速度が所
定速度以下であるとき第１のブリッジ整流器をイネーブ
ルし、第２のブリッジ整流器をディスエーブルするよう
になされている。回転子速度が所定の速度以上のとき、
第２のブリッジ整流器をイネーブルし、第１のブリッジ
整流器をディスエーブルする。両ブリッジ整流器は、自
動車の電気装置の電池その他の負荷である直流電圧負荷
に給電することができる。ブリッジ整流器の出力電圧が
検出され、システムは、イネーブルされたブリッジ整流
器の出力電圧をほぼ一定に維持するために、検出された
ブリッジ整流器の出力電圧の関数として制御整流器の導
通角を制御する。
て、２組の巻線からなる固定子または出力巻線が提供さ
れる。第１の組の巻線は、第２の組の巻線より多い巻数
を有し、第１の組の巻線は、複数の制御整流器を有する
第１のブリッジ整流器に接続され、第２の組の巻線は、
複数の制御整流器を有する第２のブリッジ整流器に接続
される。この実施例の装置は、発電機の回転子速度が所
定速度以下であるとき第１のブリッジ整流器をイネーブ
ルし、第２のブリッジ整流器をディスエーブルするよう
になされている。回転子速度が所定の速度以上のとき、
第２のブリッジ整流器をイネーブルし、第１のブリッジ
整流器をディスエーブルする。両ブリッジ整流器は、自
動車の電気装置の電池その他の負荷である直流電圧負荷
に給電することができる。ブリッジ整流器の出力電圧が
検出され、システムは、イネーブルされたブリッジ整流
器の出力電圧をほぼ一定に維持するために、検出された
ブリッジ整流器の出力電圧の関数として制御整流器の導
通角を制御する。
【０００８】好ましくは、第１の組の巻線は、発電機の
位相巻線によって提供され、第２の組の巻線は、位相巻
線上のタップに接続された位相巻線の部分によって提供
される。
位相巻線によって提供され、第２の組の巻線は、位相巻
線上のタップに接続された位相巻線の部分によって提供
される。
【０００９】有利には、ブリッジ整流器は、ブリッジ整
流器の制御整流器のゲートにゲート信号を印加し、また
はそのゲートからゲート信号をカットオフすることによ
って選択的にイネーブルまたはディスエーブルされる。
流器の制御整流器のゲートにゲート信号を印加し、また
はそのゲートからゲート信号をカットオフすることによ
って選択的にイネーブルまたはディスエーブルされる。
【００１０】本発明は固定子巻線の銅損の減少と改良さ
れた力率を提供することができる。さらに、銅損を減少
することができるから、固定子巻線内で発生される熱が
より少なくなる。
れた力率を提供することができる。さらに、銅損を減少
することができるから、固定子巻線内で発生される熱が
より少なくなる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１２】図１を参照すると、永久磁石交流発電機１
０は回転子１２を有し、この例において、３相Ｙ字形出
力すなわち固定子巻線１４を有する。回転子１２は自動
車のエンジン１３によって変化可能な速度で駆動され
る。回転子１２は複数の永久磁石（図示せず）を含み、
それが回転するときに、誘導によって出力巻線１４に交
流電圧が発生する。巻線１４に発生する交流電圧の周波
数は回転子１２の回転に正比例する。さらに、この電圧
の振幅は回転子の速度の関数であり、言い換えれば、回
転子速度が増加すると、電圧の振幅が増大し、速度が減
少すれば、振幅が減少する。
０は回転子１２を有し、この例において、３相Ｙ字形出
力すなわち固定子巻線１４を有する。回転子１２は自動
車のエンジン１３によって変化可能な速度で駆動され
る。回転子１２は複数の永久磁石（図示せず）を含み、
それが回転するときに、誘導によって出力巻線１４に交
流電圧が発生する。巻線１４に発生する交流電圧の周波
数は回転子１２の回転に正比例する。さらに、この電圧
の振幅は回転子の速度の関数であり、言い換えれば、回
転子速度が増加すると、電圧の振幅が増大し、速度が減
少すれば、振幅が減少する。
【００１３】出力巻線１４は、中立ノード１５を有し、
位相巻線１６，１８及び２０を含む。各位相巻線はタッ
プ１６Ａ，１８Ａ，２０Ａをそれぞれ有する。位相巻線
の端部は接続部１６Ｂ，１８Ｂ及び２０Ｂに接続されて
いる。位相巻線タップ１６Ａ，１８Ａ及び２０Ａは、中
立ノード１５と所定のタップとの間の電圧が中立ノード
１５と所定の位相巻線１６，１８，２０の端部との間の
電圧の約１／３になるように配置されている。この例に
おいて、中立ノード１５とタップ１６Ａとの間の電圧
は、中立ノード１５と位相巻線１６の端部１６Ｂとの間
の電圧の約１／３である。従って、固定子巻線の巻数に
ついていえば、中立ノード１５とタップ１６Ａとの間の
巻数がＮ回ならば、タップ１６Ａと接続部１６Ｂとの間
の巻数は２Ｎ回である。同様の関係が他のタップ１８Ａ
及び２０Ａにおいて保たれる。
位相巻線１６，１８及び２０を含む。各位相巻線はタッ
プ１６Ａ，１８Ａ，２０Ａをそれぞれ有する。位相巻線
の端部は接続部１６Ｂ，１８Ｂ及び２０Ｂに接続されて
いる。位相巻線タップ１６Ａ，１８Ａ及び２０Ａは、中
立ノード１５と所定のタップとの間の電圧が中立ノード
１５と所定の位相巻線１６，１８，２０の端部との間の
電圧の約１／３になるように配置されている。この例に
おいて、中立ノード１５とタップ１６Ａとの間の電圧
は、中立ノード１５と位相巻線１６の端部１６Ｂとの間
の電圧の約１／３である。従って、固定子巻線の巻数に
ついていえば、中立ノード１５とタップ１６Ａとの間の
巻数がＮ回ならば、タップ１６Ａと接続部１６Ｂとの間
の巻数は２Ｎ回である。同様の関係が他のタップ１８Ａ
及び２０Ａにおいて保たれる。
【００１４】３相の全波ブリッジ整流器すなわち変換器
２２は６つの制御整流器２４，２６，２８，３０及び３
４からなる。制御整流器２４，２６及び２８のカソード
は、ブリッジ整流器２２用の正の直流電圧出力線を形成
する導線３８に接続されている。制御整流器３０，３２
及び３４のアノードは、接地されている導線３８に接続
されている。導線３８は、ブリッジ整流器２２用の負の
直流出力ラインを形成する。
２２は６つの制御整流器２４，２６，２８，３０及び３
４からなる。制御整流器２４，２６及び２８のカソード
は、ブリッジ整流器２２用の正の直流電圧出力線を形成
する導線３８に接続されている。制御整流器３０，３２
及び３４のアノードは、接地されている導線３８に接続
されている。導線３８は、ブリッジ整流器２２用の負の
直流出力ラインを形成する。
【００１５】ブリッジ整流器２２は交流電流入力端子４
０，４２及び４４を有する。端子４０は導線４６によっ
て接続部１６Ｂに接続されている。同様の構造によっ
て、端子４２は導線４８によって接続部１８Ｂに接続さ
れており、端子４４は導線５０によって接続部２０Ｂに
接続されている。
０，４２及び４４を有する。端子４０は導線４６によっ
て接続部１６Ｂに接続されている。同様の構造によっ
て、端子４２は導線４８によって接続部１８Ｂに接続さ
れており、端子４４は導線５０によって接続部２０Ｂに
接続されている。
【００１６】導線３６は、自動車の電源の正の導線５２
に接続されている。典型的には１２ボルトの蓄電池であ
る自動車の電気装置用の蓄電池５４は導線５２に接続さ
れている正側を有する。電池５４の負の側は接地されて
いる。導線５２は自動車の種々の他の電気的負荷５８に
給電する導線５６に接続されている。スイッチ６０は自
動車の電気的な負荷５８の励磁を制御する。ブリッジ整
流器２２がイネーブルのときはいつでも、整流器は位相
巻線１６，１８及び２０で発生されたＡＣ電圧を整流
し、導線３６及び３８の間に直流電圧を形成する。さら
に、以下に詳細に説明するように、制御整流器２４−３
４の導通角は、導線３６及び３８の間に現れる直流電圧
が回転子速度に関係なく約１４ボルトのほぼ一定の値に
維持されるように制御される。この点において、位相巻
線１６，１８及び２０で発生する電圧は、エンジン及び
回転子速度の関数として変化し、従って、ブリッジ整流
器２２の直流電圧出力を制御してほぼ一定の直流電圧出
力を電池５４及び他の自動車の負荷に提供する必要があ
る。ブリッジ整流器２２がイネーブルされている間、全
位相巻線１６，１８及び２０は、電流を流し使用され
る。
に接続されている。典型的には１２ボルトの蓄電池であ
る自動車の電気装置用の蓄電池５４は導線５２に接続さ
れている正側を有する。電池５４の負の側は接地されて
いる。導線５２は自動車の種々の他の電気的負荷５８に
給電する導線５６に接続されている。スイッチ６０は自
動車の電気的な負荷５８の励磁を制御する。ブリッジ整
流器２２がイネーブルのときはいつでも、整流器は位相
巻線１６，１８及び２０で発生されたＡＣ電圧を整流
し、導線３６及び３８の間に直流電圧を形成する。さら
に、以下に詳細に説明するように、制御整流器２４−３
４の導通角は、導線３６及び３８の間に現れる直流電圧
が回転子速度に関係なく約１４ボルトのほぼ一定の値に
維持されるように制御される。この点において、位相巻
線１６，１８及び２０で発生する電圧は、エンジン及び
回転子速度の関数として変化し、従って、ブリッジ整流
器２２の直流電圧出力を制御してほぼ一定の直流電圧出
力を電池５４及び他の自動車の負荷に提供する必要があ
る。ブリッジ整流器２２がイネーブルされている間、全
位相巻線１６，１８及び２０は、電流を流し使用され
る。
【００１７】第２の３相形全波ブリッジ整流器６２は６
つの制御整流器６４，６６，６８，７０，７２及び７４
を含む。制御整流器６４，６６及び６８のカソードはブ
リッジ整流器６２用の正の直流電圧出力を形成する導線
７６に接続されている。制御整流器７０，７２及び７４
のアノードは、接地されている導線７８に接続されてい
る。導線７８は、ブリッジ整流器６２用の負の直流電圧
出力線を形成する。
つの制御整流器６４，６６，６８，７０，７２及び７４
を含む。制御整流器６４，６６及び６８のカソードはブ
リッジ整流器６２用の正の直流電圧出力を形成する導線
７６に接続されている。制御整流器７０，７２及び７４
のアノードは、接地されている導線７８に接続されてい
る。導線７８は、ブリッジ整流器６２用の負の直流電圧
出力線を形成する。
【００１８】ブリッジ整流器６２は、交流入力端子８
０，８２及び８４を有する。端子８０は導線８６によっ
て位相巻線１６上のタップ１６Ａに接続されている。端
子８２は、導線８８によって位相巻線１８上のタップ１
８Ａに接続されている。端子８４は導線９０によって位
相巻線２０上のタップ２０Ａに接続されている。
０，８２及び８４を有する。端子８０は導線８６によっ
て位相巻線１６上のタップ１６Ａに接続されている。端
子８２は、導線８８によって位相巻線１８上のタップ１
８Ａに接続されている。端子８４は導線９０によって位
相巻線２０上のタップ２０Ａに接続されている。
【００１９】ブリッジ整流器６２の正の直流電圧出力導
線７６は導線９２によって導線５２に接続されている。
従って、ブリッジ整流器６２がイネーブルされると、ブ
リッジ整流器６２の直流出力電圧は電池５４と電気的な
負荷５８に供給される。制御整流器６４−７４の導通角
は、前述したように、ブリッジ整流器６２の直接の出力
電圧を約１４ボルトの一定の値に維持するように制御さ
れる。所定のエンジン速度において、ブリッジ整流器６
２のＡＣ入力端子に印加される電圧は、ブリッジ整流器
２２のＡＣ入力端子に加えられる電圧より低い。さら
に、ブリッジ整流器６２が動作し、ブリッジ整流器２２
がディスエーブルされると、タップ１６Ａ，１８Ａ及び
２０Ａと中立ノード１５との間の位相巻線の部分だけに
電流が流れる。
線７６は導線９２によって導線５２に接続されている。
従って、ブリッジ整流器６２がイネーブルされると、ブ
リッジ整流器６２の直流出力電圧は電池５４と電気的な
負荷５８に供給される。制御整流器６４−７４の導通角
は、前述したように、ブリッジ整流器６２の直接の出力
電圧を約１４ボルトの一定の値に維持するように制御さ
れる。所定のエンジン速度において、ブリッジ整流器６
２のＡＣ入力端子に印加される電圧は、ブリッジ整流器
２２のＡＣ入力端子に加えられる電圧より低い。さら
に、ブリッジ整流器６２が動作し、ブリッジ整流器２２
がディスエーブルされると、タップ１６Ａ，１８Ａ及び
２０Ａと中立ノード１５との間の位相巻線の部分だけに
電流が流れる。
【００２０】システムは、２つのブリッジ整流器２２ま
たは６２の一方だけが、１つのブリッジ整流器が作動し
他方がオフされているときまたはその逆であるときイネ
ーブルされるように動作する。
たは６２の一方だけが、１つのブリッジ整流器が作動し
他方がオフされているときまたはその逆であるときイネ
ーブルされるように動作する。
【００２１】選択的にイネーブルとされるブリッジ整流
器はエンジン１３及び回転子１２の速度の大きさに依存
する。ある所定のエンジン及び回転子速度以下におい
て、ブリッジ整流器２２がイネーブルされ、ブリッジ整
流器２２はオフされ、すなわちディスエーブルされる。
上述した所定の回転子速度以上では、ブリッジ整流器６
２は、イネーブルされ、ブリッジ整流器はディスエーブ
ルされる。ブリッジ整流器のイネーブルまたはディスエ
ーブルは、上述した方法でブリッジ整流器の制御整流器
にゲート信号を選択的に加えまたは遮断することによっ
て達成される。ブリッジ整流器２２のみが動作する場
合、すべての位相巻線１６，１８及び２０が使用され、
回路を形成する。ブリッジ整流器６２のみが動作する場
合、タップ点１６Ａ，１８Ａ及び２０Ａと中立ノード１
５との間の位相巻線の部分が利用される。ブリッジ整流
器６２のみが動作するとき、電流は、位相巻線１６，１
８，２０のタップ１６Ａ，１８Ａ，２０Ａと対応する端
部１６Ｂ、１８Ｂ，２０Ｂとの間の位相巻線の部分を流
れない。
器はエンジン１３及び回転子１２の速度の大きさに依存
する。ある所定のエンジン及び回転子速度以下におい
て、ブリッジ整流器２２がイネーブルされ、ブリッジ整
流器２２はオフされ、すなわちディスエーブルされる。
上述した所定の回転子速度以上では、ブリッジ整流器６
２は、イネーブルされ、ブリッジ整流器はディスエーブ
ルされる。ブリッジ整流器のイネーブルまたはディスエ
ーブルは、上述した方法でブリッジ整流器の制御整流器
にゲート信号を選択的に加えまたは遮断することによっ
て達成される。ブリッジ整流器２２のみが動作する場
合、すべての位相巻線１６，１８及び２０が使用され、
回路を形成する。ブリッジ整流器６２のみが動作する場
合、タップ点１６Ａ，１８Ａ及び２０Ａと中立ノード１
５との間の位相巻線の部分が利用される。ブリッジ整流
器６２のみが動作するとき、電流は、位相巻線１６，１
８，２０のタップ１６Ａ，１８Ａ，２０Ａと対応する端
部１６Ｂ、１８Ｂ，２０Ｂとの間の位相巻線の部分を流
れない。
【００２２】制御整流器点火角コントローラまたは制御
整流器点火パルス発生器１００は、ブリッジ整流器２２
または６２の制御整流器の導通角を制御するように動作
する。このような装置は当業者に公知であるから、パル
ス発生器１００は、詳細に説明しない。パルス発生器１
００は、３つの入力線１０２を介して入力電圧を受け
る。
整流器点火パルス発生器１００は、ブリッジ整流器２２
または６２の制御整流器の導通角を制御するように動作
する。このような装置は当業者に公知であるから、パル
ス発生器１００は、詳細に説明しない。パルス発生器１
００は、３つの入力線１０２を介して入力電圧を受け
る。
【００２３】線１０２は、３つの線１０３にそれぞれ接
続される。線１０３は、信号調整回路１０４の出力端を
周波数／電圧変換器１０５の入力端に接続する。変換器
１０５の出力端は、線１０６に線１０３の電圧パルスの
周波数に反比例する電圧を供給する。
続される。線１０３は、信号調整回路１０４の出力端を
周波数／電圧変換器１０５の入力端に接続する。変換器
１０５の出力端は、線１０６に線１０３の電圧パルスの
周波数に反比例する電圧を供給する。
【００２４】信号調整器１０４の入力端は、３つの線１
０７によって位相巻線１６，１８及び２０の端部１６
Ｂ，１８Ｂ，２０Ｂに接続される。位相巻線に発生する
ＡＣ電圧は信号調整器１０４の入力端に供給される。
０７によって位相巻線１６，１８及び２０の端部１６
Ｂ，１８Ｂ，２０Ｂに接続される。位相巻線に発生する
ＡＣ電圧は信号調整器１０４の入力端に供給される。
【００２５】信号調整器１０４は線１０３上に一連の矩
形波パルスを供給し、そのパルスの各々は、位相巻線１
６，１８及び２０からの入力ＡＣ位相電圧の正の半サイ
クル中に発生される。線１０３上の矩形波パルスの周波
数は、位相巻線１６，１８及び２０で発生する交流電圧
の周波数に正比例し、交流電圧の周波数は、回転子１２
回転速度に正比例する。
形波パルスを供給し、そのパルスの各々は、位相巻線１
６，１８及び２０からの入力ＡＣ位相電圧の正の半サイ
クル中に発生される。線１０３上の矩形波パルスの周波
数は、位相巻線１６，１８及び２０で発生する交流電圧
の周波数に正比例し、交流電圧の周波数は、回転子１２
回転速度に正比例する。
【００２６】線１０６の電圧は導線１０９によって点火
パルス発生器１００の１つの入力端と電圧コンパレータ
１０８の１つの入力端に供給される。電圧コンパレータ
１０８の他の入力端子は、一定の基準直流電圧源１１１
に接続される。電圧コンパレータ１０８の目的は、以下
に説明する。
パルス発生器１００の１つの入力端と電圧コンパレータ
１０８の１つの入力端に供給される。電圧コンパレータ
１０８の他の入力端子は、一定の基準直流電圧源１１１
に接続される。電圧コンパレータ１０８の目的は、以下
に説明する。
【００２７】エラー増幅器１１０は、電圧分割抵抗器１
１４及び１１６の間の接合点１１２に接続されている。
抵抗器１１４及び１１６は導線５２と接地との間の直流
電圧を検出する。従って、接合点１１２での電圧は導線
５２と接地との間の電圧の関数である。
１４及び１１６の間の接合点１１２に接続されている。
抵抗器１１４及び１１６は導線５２と接地との間の直流
電圧を検出する。従って、接合点１１２での電圧は導線
５２と接地との間の電圧の関数である。
【００２８】増幅器１１０への他の入力端は、直流電圧
基準電源１１８に接続される。線１１９上の増幅器１１
０の出力電圧の大きさは、基準電圧１１８と接合点１１
２での電圧との間の差に依存する。線１１９はパルス発
生器１００の入力端に接続されている。導線５２と接地
との間に１４ボルトの電圧を維持することが望ましいと
仮定するならば、線１１９に増幅器１１０によって発生
された信号は、導線５２と接地との間の電圧が１４ボル
ト以上であるならば、パルス発生器１００によって制御
整流器の導通角を減少する傾向にある。導線５２と接地
１５との間の電圧が１４ボルト以下ならば、増幅器１１
０によって形成された線１１９の信号はパルス発振器１
００によってブリッジ整流器の制御整流器の導通角を増
加する傾向にある。パルス発振器１００の出力端は、ゲ
ートパルス切り換え回路１２２への入力として接続され
る６つの導線１２０に接続される。切り換え回路１２２
は、２組の出力線に接続され、その第１の出力端は、導
線２４Ａ，２６Ａ，２８Ａ，３０Ａ，３２Ａ及び３４Ａ
からなる。これらの導線は、制御整流器２４〜３４のゲ
ートにそれぞれ接続されている。
基準電源１１８に接続される。線１１９上の増幅器１１
０の出力電圧の大きさは、基準電圧１１８と接合点１１
２での電圧との間の差に依存する。線１１９はパルス発
生器１００の入力端に接続されている。導線５２と接地
との間に１４ボルトの電圧を維持することが望ましいと
仮定するならば、線１１９に増幅器１１０によって発生
された信号は、導線５２と接地との間の電圧が１４ボル
ト以上であるならば、パルス発生器１００によって制御
整流器の導通角を減少する傾向にある。導線５２と接地
１５との間の電圧が１４ボルト以下ならば、増幅器１１
０によって形成された線１１９の信号はパルス発振器１
００によってブリッジ整流器の制御整流器の導通角を増
加する傾向にある。パルス発振器１００の出力端は、ゲ
ートパルス切り換え回路１２２への入力として接続され
る６つの導線１２０に接続される。切り換え回路１２２
は、２組の出力線に接続され、その第１の出力端は、導
線２４Ａ，２６Ａ，２８Ａ，３０Ａ，３２Ａ及び３４Ａ
からなる。これらの導線は、制御整流器２４〜３４のゲ
ートにそれぞれ接続されている。
【００２９】他の組の出力線６４Ａ，６６Ａ，６８Ａ，
７０Ａ，７２Ａ及び７４Ａは制御整流器６４のゲートか
ら７４に接続されている。
７０Ａ，７２Ａ及び７４Ａは制御整流器６４のゲートか
ら７４に接続されている。
【００３０】ゲート信号切り換え回路１２２の目的は、
線１２０を線２６Ａ−３４Ａまたは線６４Ａ−７４Ａの
いずれかに接続し、それによって、ゲート信号をブリッ
ジ整流器２２及び６２の制御整流器のゲートに選択的に
供給することである。図面を簡単にするために、１つの
スイッチだけが切り換え回路１２２に示されている。こ
のスイッチは、固定接点１２６，１２８のいずれか一方
に係合することができる可動接点１２４から形成され
る。可動接点１２４は、導線１３２に接続されたリレー
コイル１３０によってシフトされる。
線１２０を線２６Ａ−３４Ａまたは線６４Ａ−７４Ａの
いずれかに接続し、それによって、ゲート信号をブリッ
ジ整流器２２及び６２の制御整流器のゲートに選択的に
供給することである。図面を簡単にするために、１つの
スイッチだけが切り換え回路１２２に示されている。こ
のスイッチは、固定接点１２６，１２８のいずれか一方
に係合することができる可動接点１２４から形成され
る。可動接点１２４は、導線１３２に接続されたリレー
コイル１３０によってシフトされる。
【００３１】図１に示す可動接点１２４の位置におい
て、導線１２０Ａ及び２４Ａは切り換え回路１２２によ
って接続される。接点１２４が固定接点１２８に係合す
るようにシフトされるならば、導線１２０Ａは、導線２
４Ａから外れ、導線６４Ａに接続される。もちろん、導
線２４Ａ−３４Ａ及び６６Ａ−７４Ａの組と導線１２０
との間を選択的に接続し非接続とするために、接点１２
４のような６つの接点及び関連する固定接点が必要であ
る。切り換え回路１２２はゲート信号をブリッジ整流器
２２または６２の一方の制御整流器に供給し、他のブリ
ッジ整流器の制御整流器へのゲート信号を遮断する。
て、導線１２０Ａ及び２４Ａは切り換え回路１２２によ
って接続される。接点１２４が固定接点１２８に係合す
るようにシフトされるならば、導線１２０Ａは、導線２
４Ａから外れ、導線６４Ａに接続される。もちろん、導
線２４Ａ−３４Ａ及び６６Ａ−７４Ａの組と導線１２０
との間を選択的に接続し非接続とするために、接点１２
４のような６つの接点及び関連する固定接点が必要であ
る。切り換え回路１２２はゲート信号をブリッジ整流器
２２または６２の一方の制御整流器に供給し、他のブリ
ッジ整流器の制御整流器へのゲート信号を遮断する。
【００３２】切り換え回路１２２は、エンジン１３の速
度の変化とともに変化する回転子１２の回転速度の関数
として制御される。この目的のために、導線１３２は、
電圧コンパレータ１０８の出力端に接続される。
度の変化とともに変化する回転子１２の回転速度の関数
として制御される。この目的のために、導線１３２は、
電圧コンパレータ１０８の出力端に接続される。
【００３３】電圧コンパレータ１０８は、線１０６上の
直流電圧を電源１１１によって与えられた一定の直流基
準電圧と比較する。線１０６上の電圧の大きさは、前に
述べた通り、回転子１２の回転速度に反比例する。コン
パレータ１０８の出力は回転子１２の回転速度によって
ハイ及びローになる。
直流電圧を電源１１１によって与えられた一定の直流基
準電圧と比較する。線１０６上の電圧の大きさは、前に
述べた通り、回転子１２の回転速度に反比例する。コン
パレータ１０８の出力は回転子１２の回転速度によって
ハイ及びローになる。
【００３４】エンジン速度、従って、回転子１２の速度
が所定の速度以下のとき、線１３２上のコンパレータ１
０８の出力はローである。従って、リレーコイル１３０
は励磁されず、接点１２４は固定接点１２６に係合す
る。従って、所定の速度以下のエンジン及び回転子速度
で、切り換え回路１２２はブリッジ整流器２２の制御整
流器のゲートにゲート信号を供給し、ブリッジ整流器６
２の制御整流器のゲートへのゲート信号の印加を遮断す
る。従って、ブリッジ整流器２２はイネーブルされ、ブ
リッジ整流器６２はディスエーブルされる。
が所定の速度以下のとき、線１３２上のコンパレータ１
０８の出力はローである。従って、リレーコイル１３０
は励磁されず、接点１２４は固定接点１２６に係合す
る。従って、所定の速度以下のエンジン及び回転子速度
で、切り換え回路１２２はブリッジ整流器２２の制御整
流器のゲートにゲート信号を供給し、ブリッジ整流器６
２の制御整流器のゲートへのゲート信号の印加を遮断す
る。従って、ブリッジ整流器２２はイネーブルされ、ブ
リッジ整流器６２はディスエーブルされる。
【００３５】エンジン速度、従って、回転子１２の速度
が所定の速度以上のとき、コンパレータ１０８の出力は
ハイになり、リレーコイル１３０を励磁する。可動接点
１２４は固定接点１２８に係合するようにシフトされ
る。ゲート信号がブリッジ整流器６２の制御整流器のゲ
ートに供給され、ブリッジ整流器２２の制御整流器のゲ
ートへのゲート信号は遮断される。したがって、ブリッ
ジ整流器６２はイネーブルされ、ブリッジ整流器２２は
ディスエーブルされる。
が所定の速度以上のとき、コンパレータ１０８の出力は
ハイになり、リレーコイル１３０を励磁する。可動接点
１２４は固定接点１２８に係合するようにシフトされ
る。ゲート信号がブリッジ整流器６２の制御整流器のゲ
ートに供給され、ブリッジ整流器２２の制御整流器のゲ
ートへのゲート信号は遮断される。したがって、ブリッ
ジ整流器６２はイネーブルされ、ブリッジ整流器２２は
ディスエーブルされる。
【００３６】切り換え回路１２２はリレー接点及びリレ
ーコイル以外の種々の形態を取り得る。例えば、回路１
２２は、切り換え機能を実行する半導体スイッチ及び適
当な論理回路から形成され得る。さらに、切り換え回路
１２２を制御するために、上述したもの以外の種々の公
知の速度検出回路を使用することもできる。上述した回
路の動作をさらに説明するために、中立ノード１５と接
合点１６Ｂのような接合点との間の位相毎の巻線数をＮ
と仮定する。また、中立ノード１５とタップ１６Ａのよ
うなタップとの間の位相毎の巻線の数をＮ１と仮定す
る。比Ｎ対Ｎ１は最大エンジン速度のエンジンアイドリ
ング速度に対する比に依存するように選択される。全体
の巻線Ｎは、エンジンのアイドリング速度での力率を改
良するようにブリッジ整流器２２の制御整流器の最小の
遅延角度でブリッジ整流器２２から名目直流出力電圧を
得るように設計されている。エンジン速度が増加する
と、出力電圧を一定に保持するために遅延角度が増大す
る。他の組の巻線（１相につきＮ１巻）は、エンジンア
イドリング速度のＮ／Ｎ１倍で最小の遅延角度でブリッ
ジ整流器６２の名目直流電圧出力を得るように設計され
ている。
ーコイル以外の種々の形態を取り得る。例えば、回路１
２２は、切り換え機能を実行する半導体スイッチ及び適
当な論理回路から形成され得る。さらに、切り換え回路
１２２を制御するために、上述したもの以外の種々の公
知の速度検出回路を使用することもできる。上述した回
路の動作をさらに説明するために、中立ノード１５と接
合点１６Ｂのような接合点との間の位相毎の巻線数をＮ
と仮定する。また、中立ノード１５とタップ１６Ａのよ
うなタップとの間の位相毎の巻線の数をＮ１と仮定す
る。比Ｎ対Ｎ１は最大エンジン速度のエンジンアイドリ
ング速度に対する比に依存するように選択される。全体
の巻線Ｎは、エンジンのアイドリング速度での力率を改
良するようにブリッジ整流器２２の制御整流器の最小の
遅延角度でブリッジ整流器２２から名目直流出力電圧を
得るように設計されている。エンジン速度が増加する
と、出力電圧を一定に保持するために遅延角度が増大す
る。他の組の巻線（１相につきＮ１巻）は、エンジンア
イドリング速度のＮ／Ｎ１倍で最小の遅延角度でブリッ
ジ整流器６２の名目直流電圧出力を得るように設計され
ている。
【００３７】このシステムは、ブリッジ整流器２２がエ
ンジンアイドリング速度からそのＮ／Ｎ１倍のエンジン
速度まで動作するようになっている。従って、Ｎ／Ｎ１
＝３であり、エンジンアイドリング速度が６５０ＲＰＭ
であるならば、変換器２２は、ブリッジ整流器６２がデ
ィスエーブルされている間、１９５０ＲＰＭのエンジン
速度まで動作する。エンジン速度が１９５０ＲＰＭを越
えるとき、変換器２２はディスエーブルされ、変換器６
２はイネーブルされる。この動作によって、機械の銅損
は、１つの制御ブリッジ整流器を有する位相毎にＮ巻の
１つの完全な固定子巻線を使用する装置と比較して係数
Ｎ／Ｎ１だけ減少する。
ンジンアイドリング速度からそのＮ／Ｎ１倍のエンジン
速度まで動作するようになっている。従って、Ｎ／Ｎ１
＝３であり、エンジンアイドリング速度が６５０ＲＰＭ
であるならば、変換器２２は、ブリッジ整流器６２がデ
ィスエーブルされている間、１９５０ＲＰＭのエンジン
速度まで動作する。エンジン速度が１９５０ＲＰＭを越
えるとき、変換器２２はディスエーブルされ、変換器６
２はイネーブルされる。この動作によって、機械の銅損
は、１つの制御ブリッジ整流器を有する位相毎にＮ巻の
１つの完全な固定子巻線を使用する装置と比較して係数
Ｎ／Ｎ１だけ減少する。
【００３８】図２は図１に示すシステムの変形を示す。
図２において、ブリッジ整流器６２は、制御整流器７０
−７４をダイオード１５０，１５２及び１５４で置き換
えることによって変形されている。このシステムのこの
変形例において、ブリッジ整流器２２は図１に示すよう
な６つの制御整流器を使用する。さらにシステムは、ブ
リッジ整流器２２の制御整流器３０−３４がダイオード
によって置き換えられるようになっている。この構成に
よって、ブリッジ整流器２２は３つの制御整流器及び３
つのダイオードから形成され、ブリッジ整流器６２は６
つの制御整流器から形成される。
図２において、ブリッジ整流器６２は、制御整流器７０
−７４をダイオード１５０，１５２及び１５４で置き換
えることによって変形されている。このシステムのこの
変形例において、ブリッジ整流器２２は図１に示すよう
な６つの制御整流器を使用する。さらにシステムは、ブ
リッジ整流器２２の制御整流器３０−３４がダイオード
によって置き換えられるようになっている。この構成に
よって、ブリッジ整流器２２は３つの制御整流器及び３
つのダイオードから形成され、ブリッジ整流器６２は６
つの制御整流器から形成される。
【００３９】３つの制御整流器及び３つのダイオードか
ら形成されたブリッジ整流器を使用する上での欠点は、
ブリッジ整流器の直流電圧出力端子のリップル電圧が増
加することである。
ら形成されたブリッジ整流器を使用する上での欠点は、
ブリッジ整流器の直流電圧出力端子のリップル電圧が増
加することである。
【００４０】３つの制御整流器及び３つのダイオードを
有するブリッジ整流器を使用するとき、３つの制御整流
器に対して３つのゲート信号線のみが使用される。
有するブリッジ整流器を使用するとき、３つの制御整流
器に対して３つのゲート信号線のみが使用される。
【００４１】導線１０６が導線１０９の点火パルス発生
器の１つの入力端に接続されている。導線１０９は、点
火パルス発生器の部分であるフェーズロックループに電
圧を印加する。
器の１つの入力端に接続されている。導線１０９は、点
火パルス発生器の部分であるフェーズロックループに電
圧を印加する。
【００４２】反復を顧みないならば、点火パルス発生器
１００は線１１９上の電圧の関数としてブリッジ整流器
２２及び６２の制御整流器の点火角度を変化させ、それ
によってイネーブルされたブリッジ整流器の出力電圧を
ほぼ一定に維持する。
１００は線１１９上の電圧の関数としてブリッジ整流器
２２及び６２の制御整流器の点火角度を変化させ、それ
によってイネーブルされたブリッジ整流器の出力電圧を
ほぼ一定に維持する。
【図１】この発明ＮＩ係る電圧調整装置の実施例の回路
図である。
図である。
【図２】図１の装置に使用する変形された整流器の回路
図である。
図である。
１０ 永久磁石交流発電機 １２ 回転子 １３ エンジン １４ 固定子巻線 １５ 中立ノード １６，１８，２０ 位相巻線 １６Ａ，１８Ａ，２０Ａ タップ ２２ 変換器 ３０，３２，３４ 制御整流器 ４０，４２，４４ 交流入力端子 ５４ 蓄電池 ６０ スイッチ
Claims (7)
- 【請求項１】 回転子（１２）及び第１と第２の巻線の
組（１５−１６Ｂ，１５−１６Ａ）を含む多相の出力巻
線（１４）を含む永久磁石交流発電機（１０）を有する
電圧調整装置であって、前記第１の組の巻線は、前記第
２の組の巻線より位相毎の巻数が多い電圧調整装置にお
いて、 複数の第１の制御整流器（２４−３４）を含み、前記第
１の組の巻線に接続されている第１の全波ブリッジ整流
器（２２）と、 複数の第２の制御整流器（６４−７４）を含み、前記第
２の組の巻線に接続されている第２の全波ブリッジ整流
器（６２）と、 前記回転子の回転速度に応答して、前記回転子の速度が
所定速度以下であるとき前記第１のブリッジ整流器をイ
ネーブルし、前記第２のブリッジ整流器をディスエーブ
ルすると共に、前記回転子の速度が前記所定速度より大
きいとき前記第２のブリッジ整流器をイネーブルし、前
記第１のブリッジ整流器をディスエーブルするイネーブ
ル手段（１２２）と、 前記第１と第２のブリッジ整流器からの電圧出力を検出
するため前記第１及び第２のブリッジ整流器に接続され
た電圧センサ（１１４，１１６）と、 前記電圧センサによって検出された出力電圧の大きさに
応答して、イネーブルされたブリッジ整流器の出力電圧
をほぼ一定とするために該イネーブルされたブリッジ整
流器の制御整流器（２４−３４，６４−７４）の導通を
制御する制御手段（１００）とを有する電圧調整装置。 - 【請求項２】 前記イネーブル手段（１２２）は前記ブ
リッジ整流器の前記制御整流器（２４−３４；６４−７
４）にゲート信号を選択的に印加し若しくは遮断するよ
うになされている請求項１に記載の電圧調整装置。 - 【請求項３】 前記ブリッジ整流器（２２，６２）は、
自動車の直流電圧負荷を供給するようになされており、
前記回転子（１２）は自動車のエンジンによって駆動さ
れるようになされている請求項１または２に記載の電圧
調整装置。 - 【請求項４】 前記ブリッジ整流器（２２，６２）の各
々は、もっぱら制御整流器全体から形成されている請求
項１，２または３に記載の電圧調整装置。 - 【請求項５】 前記ブリッジ整流器（２２，６２）の一
方は、複数の制御整流器（６４−６８）及び複数のダイ
オード（１５０−１５４）から形成され、他方はもっぱ
ら制御整流器から形成されている請求項１，２または３
に記載の電圧調整装置。 - 【請求項６】 前記制御手段（１００）は、前記出力巻
線（１４）内に発生した電圧の周波数に応答するように
なされている請求項１から５のいずれか１つに記載の電
圧調整装置。 - 【請求項７】 前記多相の出力巻線（１４）は各出力端
子（１６Ｂ−２０Ｂ）及び各タップ（１６Ａ−２０Ａ）
に接続された複数の位相巻線（１６−２０）を含む３相
のＹ接続型出力巻線であり、各タップは前記出力巻線の
中立ノード（１５）と各出力端子との間に位置されてお
り、前記中立ノードとタップとの間の位相毎の巻数は、
前記中立ノードとそれに対応する出力端子との間の位相
毎の巻数より少なく、前記第１及び第２の全波ブリッジ
整流器（２２，６２）は３相整流器であり、前記出力端
子は前記第１のブリッジ整流器に接続され、前記タップ
は前記第２のブリッジ整流器に接続されている請求項１
から６のいずれか１つに記載の電圧調整装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US802177 | 1991-12-04 | ||
| US07/802,177 US5214371A (en) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | Voltage regulator for variable speed permanent magnet alternators |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252747A true JPH05252747A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=25183050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4325154A Pending JPH05252747A (ja) | 1991-12-04 | 1992-12-04 | 電圧調整装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5214371A (ja) |
| EP (1) | EP0545454A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05252747A (ja) |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5929611A (en) * | 1994-09-14 | 1999-07-27 | Coleman Powermate, Inc. | Light weight rotor and stator with multiple coil windings in thermal contact |
| US6018200A (en) * | 1994-09-14 | 2000-01-25 | Coleman Powermate, Inc. | Load demand throttle control for portable generator and other applications |
| US5705917A (en) * | 1994-09-14 | 1998-01-06 | Coleman Powermate, Inc. | Light weight machine with rotor employing permanent magnets and consequence poles |
| US6118186A (en) * | 1994-09-14 | 2000-09-12 | Coleman Powermate, Inc. | Throttle control for small engines and other applications |
| US5625276A (en) * | 1994-09-14 | 1997-04-29 | Coleman Powermate, Inc. | Controller for permanent magnet generator |
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| JPH0951697A (ja) * | 1995-08-08 | 1997-02-18 | Denso Corp | 車両用発電装置 |
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