JPH0823700A - 発電電源装置 - Google Patents
発電電源装置Info
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- JPH0823700A JPH0823700A JP6179483A JP17948394A JPH0823700A JP H0823700 A JPH0823700 A JP H0823700A JP 6179483 A JP6179483 A JP 6179483A JP 17948394 A JP17948394 A JP 17948394A JP H0823700 A JPH0823700 A JP H0823700A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発電機1の発電電圧を整流して直流出力電圧
を得ている発電電源装置において、直流出力電圧が過電
圧となるのを防止すること。 【構成】 発電電圧は整流器2により整流され、直流出
力端子11,12間に接続されたコンデンサ5を充電す
る。その充電電圧が、直流出力電圧として取り出され
る。交流負荷10に給電する場合は、インバータ7を経
て給電される。このような発電電源装置に、過電圧抑制
のため、電圧検出器13と開閉装置14とを設ける。電
圧検出器13により直流出力端子間の電圧を監視し、過
電圧になろうとする時には、電圧が予め電圧検出器13
内に設定してある基準値を越えたことを検出して電機子
巻線101からの発電電圧を開閉装置14により短絡す
る。短絡している間はコンデンサ5の充電は行われず、
むしろ放電するので、過電圧が抑制される。
を得ている発電電源装置において、直流出力電圧が過電
圧となるのを防止すること。 【構成】 発電電圧は整流器2により整流され、直流出
力端子11,12間に接続されたコンデンサ5を充電す
る。その充電電圧が、直流出力電圧として取り出され
る。交流負荷10に給電する場合は、インバータ7を経
て給電される。このような発電電源装置に、過電圧抑制
のため、電圧検出器13と開閉装置14とを設ける。電
圧検出器13により直流出力端子間の電圧を監視し、過
電圧になろうとする時には、電圧が予め電圧検出器13
内に設定してある基準値を越えたことを検出して電機子
巻線101からの発電電圧を開閉装置14により短絡す
る。短絡している間はコンデンサ5の充電は行われず、
むしろ放電するので、過電圧が抑制される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、出力電圧が過大となら
ないようにする発電電源装置に関するものである。
ないようにする発電電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両等には、エンジンで駆動される発電
機の電圧を整流して出力電圧とする発電電源装置が搭載
されている。この種の発電電源装置では、界磁電流を制
御して発電電圧を所定値に保ち、発電電圧を整流して直
流負荷に給電すると共に、交流負荷に対しては、インバ
ータで交流に変換して給電することが行われている。
機の電圧を整流して出力電圧とする発電電源装置が搭載
されている。この種の発電電源装置では、界磁電流を制
御して発電電圧を所定値に保ち、発電電圧を整流して直
流負荷に給電すると共に、交流負荷に対しては、インバ
ータで交流に変換して給電することが行われている。
【0003】図2は、そのような従来の発電電源装置を
示す図である。図2において、1は発電機、101は電
機子巻線、102は界磁巻線、2は整流器、3は電圧調
整器、31はダイオード、32はトランジスタ、33は
電圧検出器、4は出力線路、5はコンデンサ、7はイン
バータ、8はインバータ駆動回路、9はスイッチ、10
は負荷、11,12は出力端子である。発電機1として
は、同期発電機が用いられる。
示す図である。図2において、1は発電機、101は電
機子巻線、102は界磁巻線、2は整流器、3は電圧調
整器、31はダイオード、32はトランジスタ、33は
電圧検出器、4は出力線路、5はコンデンサ、7はイン
バータ、8はインバータ駆動回路、9はスイッチ、10
は負荷、11,12は出力端子である。発電機1として
は、同期発電機が用いられる。
【0004】発電機1の発電電圧は整流器2で整流さ
れ、コンデンサ5を充電する。コンデンサ5の両端は出
力端子11,12に接続されており、充電電圧が出力電
圧として取り出される。電圧調整器3は、その出力電圧
が所定値となるよう界磁電流を制御する。界磁電流は、
トランジスタ32のオン,オフにより制御される。電圧
検出器33が、整流器2の整流出力電圧を電圧検出器3
3内に予め設定されている基準値と比較し、基準値より
大であればトランジスタ32をオフし、小であればオン
する。ダイオード31はフライホイールダイオードであ
り、界磁電流をオフした時に、界磁巻線102のエネル
ギーを放出するため(サージ電圧防止のため)の電流が
流れる経路を提供する。
れ、コンデンサ5を充電する。コンデンサ5の両端は出
力端子11,12に接続されており、充電電圧が出力電
圧として取り出される。電圧調整器3は、その出力電圧
が所定値となるよう界磁電流を制御する。界磁電流は、
トランジスタ32のオン,オフにより制御される。電圧
検出器33が、整流器2の整流出力電圧を電圧検出器3
3内に予め設定されている基準値と比較し、基準値より
大であればトランジスタ32をオフし、小であればオン
する。ダイオード31はフライホイールダイオードであ
り、界磁電流をオフした時に、界磁巻線102のエネル
ギーを放出するため(サージ電圧防止のため)の電流が
流れる経路を提供する。
【0005】この例では、負荷10は交流負荷としてい
るので、出力端子11,12よりインバータ7およびス
イッチ9を経て給電している。インバータ7としては、
例えばトランジスタをスイッチング素子として用いたも
のがある。インバータ駆動回路8は、インバータ7のス
イッチング素子へ、交流変換のためのスイッチング信号
を供給する回路である。
るので、出力端子11,12よりインバータ7およびス
イッチ9を経て給電している。インバータ7としては、
例えばトランジスタをスイッチング素子として用いたも
のがある。インバータ駆動回路8は、インバータ7のス
イッチング素子へ、交流変換のためのスイッチング信号
を供給する回路である。
【0006】図3は、回転数一定時の発電機出力特性を
示す図である。パラメータは、界磁電流の値である。図
3(a)は低速で一定の場合、図3(b)は高速で一定
の場合である。曲線イ,ロ,ハ,ニ,ホは、それぞれ界
磁電流がIf1,If2,If3,If4,If5の時の、発電機
出力電流(整流器2の出力電流)と発電機出力電圧(整
流器2の出力電圧)との関係を示している。
示す図である。パラメータは、界磁電流の値である。図
3(a)は低速で一定の場合、図3(b)は高速で一定
の場合である。曲線イ,ロ,ハ,ニ,ホは、それぞれ界
磁電流がIf1,If2,If3,If4,If5の時の、発電機
出力電流(整流器2の出力電流)と発電機出力電圧(整
流器2の出力電圧)との関係を示している。
【0007】エンジンの回転数が変化しても、負荷には
一定の電圧を供給する必要がある。その一定電圧を例え
ばV1 とすると、低速回転の場合でも高速回転の場合で
も、V1 を出力する必要がある。回転数が変化せず負荷
から要求される電流(発電機出力電流)も変化しなけれ
ば、界磁電流を或る一定の値に保っておけば出力電圧は
一定値V1 に保たれる。しかし、負荷から要求される電
流が変化した場合は、界磁電流が同じままだと、動作点
はその界磁電流の曲線上を移動するから、出力電圧も変
化してしまう。そのような場合は、図3(a)の点線で
示すように、界磁電流を変化させて次々と異なる曲線に
乗り移ることにより、出力電圧をV1 に保つ必要があ
る。その界磁電流の制御を、電圧調整器3が行う。
一定の電圧を供給する必要がある。その一定電圧を例え
ばV1 とすると、低速回転の場合でも高速回転の場合で
も、V1 を出力する必要がある。回転数が変化せず負荷
から要求される電流(発電機出力電流)も変化しなけれ
ば、界磁電流を或る一定の値に保っておけば出力電圧は
一定値V1 に保たれる。しかし、負荷から要求される電
流が変化した場合は、界磁電流が同じままだと、動作点
はその界磁電流の曲線上を移動するから、出力電圧も変
化してしまう。そのような場合は、図3(a)の点線で
示すように、界磁電流を変化させて次々と異なる曲線に
乗り移ることにより、出力電圧をV1 に保つ必要があ
る。その界磁電流の制御を、電圧調整器3が行う。
【0008】図3(a),(b)における縦軸と各曲線
との交点の高さを比較すれば分かるように、高速時では
無負荷電圧の大きさが非常に大きい。そのため、高速時
に負荷を遮断した時(無負荷時)に、出力端子11,1
2間に過大な電圧が発生する。以下、負荷遮断時に発生
する過大電圧について、詳細に説明する。
との交点の高さを比較すれば分かるように、高速時では
無負荷電圧の大きさが非常に大きい。そのため、高速時
に負荷を遮断した時(無負荷時)に、出力端子11,1
2間に過大な電圧が発生する。以下、負荷遮断時に発生
する過大電圧について、詳細に説明する。
【0009】図4は、従来の発電電源装置における負荷
遮断時の発電機出力電圧等の時間的変化を示す図であ
る。図4(a)は発電機出力電圧の変化、図4(b)は
界磁電流の変化、図4(c)は発電機出力電流の変化で
ある。横軸は、いずれも時間(t)である。図2におい
て、負荷10へ電圧V1 ,電流I1 を供給していて、時
刻t1 にスイッチ9を遮断したとする。遮断時t1 にお
ける図4の各グラフ上での動作点をAとし、その後の時
刻t2 ,t3 ,t4 での動作点を、それぞれB,C,D
とする。
遮断時の発電機出力電圧等の時間的変化を示す図であ
る。図4(a)は発電機出力電圧の変化、図4(b)は
界磁電流の変化、図4(c)は発電機出力電流の変化で
ある。横軸は、いずれも時間(t)である。図2におい
て、負荷10へ電圧V1 ,電流I1 を供給していて、時
刻t1 にスイッチ9を遮断したとする。遮断時t1 にお
ける図4の各グラフ上での動作点をAとし、その後の時
刻t2 ,t3 ,t4 での動作点を、それぞれB,C,D
とする。
【0010】スイッチ9を遮断しても、電機子巻線10
1にはインダクタンスがあるため、電機子巻線101を
流れる電流(即ち、発電機出力電流)は、すぐに0とは
なり得ない。その電流はコンデンサ5を充電する経路で
流れ続け、図4(c)に示すように、点BではI2 ,点
CではI3 というように、徐々に減少する。
1にはインダクタンスがあるため、電機子巻線101を
流れる電流(即ち、発電機出力電流)は、すぐに0とは
なり得ない。その電流はコンデンサ5を充電する経路で
流れ続け、図4(c)に示すように、点BではI2 ,点
CではI3 というように、徐々に減少する。
【0011】図3(b)から分かるように、動作点Aで
負荷遮断され、発電機出力電流がI1 から減少し始める
と、界磁電流が変えられない限り、動作点は曲線ヌ上を
移動して、発電機出力電圧は上昇してゆく。電圧検出器
33は、前記のような出力電圧の上昇を検出すると、界
磁電流を遮断しようとしてトランジスタ32をオフする
が、界磁巻線102のインダクタンスのため、界磁電流
は直ちに0とはなり得ない。界磁電流は、ダイオード3
1を通る経路で流れ続け、次第に減少する。図4(b)
は、その様子を示している。負荷遮断をした点AではI
f10 であった界磁電流は、点BではIf9,点Cでは
If8,点DではIf7と減少する。
負荷遮断され、発電機出力電流がI1 から減少し始める
と、界磁電流が変えられない限り、動作点は曲線ヌ上を
移動して、発電機出力電圧は上昇してゆく。電圧検出器
33は、前記のような出力電圧の上昇を検出すると、界
磁電流を遮断しようとしてトランジスタ32をオフする
が、界磁巻線102のインダクタンスのため、界磁電流
は直ちに0とはなり得ない。界磁電流は、ダイオード3
1を通る経路で流れ続け、次第に減少する。図4(b)
は、その様子を示している。負荷遮断をした点AではI
f10 であった界磁電流は、点BではIf9,点Cでは
If8,点DではIf7と減少する。
【0012】発電機出力電流がI1 ,I2 ,I3 と減少
し、界磁電流がIf10 ,If9,If8,If7と減少する
と、図3(b)において動作点はA→B→C→Dという
ふうに曲線ヌ→リ→チ→ト上を移り進み、発電機出力電
圧は上昇する。そして、最終的には或る界磁電流の無負
荷電圧となるところまで上昇して、上昇を停止する(図
3(b)では、界磁電流If7 (曲線ト)の無負荷電圧
V5 まで上昇して、上昇を停止している)。この電圧
は、出力端子11,12から供給する定格電圧V1に比
べて遙かに高い電圧となる。図4(a)は、発電機出力
電圧のそのような時間的変化を描いたものである。
し、界磁電流がIf10 ,If9,If8,If7と減少する
と、図3(b)において動作点はA→B→C→Dという
ふうに曲線ヌ→リ→チ→ト上を移り進み、発電機出力電
圧は上昇する。そして、最終的には或る界磁電流の無負
荷電圧となるところまで上昇して、上昇を停止する(図
3(b)では、界磁電流If7 (曲線ト)の無負荷電圧
V5 まで上昇して、上昇を停止している)。この電圧
は、出力端子11,12から供給する定格電圧V1に比
べて遙かに高い電圧となる。図4(a)は、発電機出力
電圧のそのような時間的変化を描いたものである。
【0013】出力端子11,12とスイッチ9との間に
何らかの回路(例えば、図2の場合はインバータ7)を
接続する場合があるが、そのような場合には、その回路
に過電圧がかかることになる。そのため、その回路を構
成する素子として、定格電圧V1 より遙かに高い電圧に
耐える素子を用いる必要があり、高価となる。そこで、
出力端子11,12に現れる電圧が高くならないように
するため、コンデンサ5として大容量のコンデンサを用
いたり、コンデンサ5の代わりに大容量のバッテリを接
続したりすることが考えられている。
何らかの回路(例えば、図2の場合はインバータ7)を
接続する場合があるが、そのような場合には、その回路
に過電圧がかかることになる。そのため、その回路を構
成する素子として、定格電圧V1 より遙かに高い電圧に
耐える素子を用いる必要があり、高価となる。そこで、
出力端子11,12に現れる電圧が高くならないように
するため、コンデンサ5として大容量のコンデンサを用
いたり、コンデンサ5の代わりに大容量のバッテリを接
続したりすることが考えられている。
【0014】なお、エンジンで駆動される発電機を用い
た発電電源装置に関する文献としては、例えば特開平1
−106929号公報がある。
た発電電源装置に関する文献としては、例えば特開平1
−106929号公報がある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の発電電
源装置では、負荷遮断時に生ずる過電圧を吸収する手段
として、大容量のコンデンサとか大容量のバッテリとか
を使用しているが、これらを用いたのではコストが高く
なるという問題点があった。また、バッテリを用いた場
合には、装置全体の重量が大となるという問題点もあっ
た。本発明は、以上のような問題点を解決することを課
題とするものである。
源装置では、負荷遮断時に生ずる過電圧を吸収する手段
として、大容量のコンデンサとか大容量のバッテリとか
を使用しているが、これらを用いたのではコストが高く
なるという問題点があった。また、バッテリを用いた場
合には、装置全体の重量が大となるという問題点もあっ
た。本発明は、以上のような問題点を解決することを課
題とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、発電機と、該発電機の発電電圧を整流
する整流器と、該整流器の両端に接続されたコンデンサ
と、前記整流器の整流出力電圧を検出して前記発電電圧
を所定値に制御する電圧調整器とを具え、前記コンデン
サの電圧を直流出力電圧としている発電電源装置におい
て、前記コンデンサの電圧が正常な直流出力電圧より高
く設定してある基準値以上となったことを検出する電圧
検出器と、該基準値以上となったとの該電圧検出器から
の検出信号により前記発電機の電機子巻線を直流出力端
子に短絡し、検出信号がないときには該短絡を解除する
開閉装置とを具えることとした。
め、本発明では、発電機と、該発電機の発電電圧を整流
する整流器と、該整流器の両端に接続されたコンデンサ
と、前記整流器の整流出力電圧を検出して前記発電電圧
を所定値に制御する電圧調整器とを具え、前記コンデン
サの電圧を直流出力電圧としている発電電源装置におい
て、前記コンデンサの電圧が正常な直流出力電圧より高
く設定してある基準値以上となったことを検出する電圧
検出器と、該基準値以上となったとの該電圧検出器から
の検出信号により前記発電機の電機子巻線を直流出力端
子に短絡し、検出信号がないときには該短絡を解除する
開閉装置とを具えることとした。
【0017】過電圧が速やかに低下するよう、前記コン
デンサと並列に放電経路用の抵抗を接続したり、あるい
は放電経路用の抵抗と前記開閉装置とを直列接続し、そ
れをコンデンサと並列に接続してもよい。なお、開閉装
置の開閉素子としては、トランジスタやサイリスタを用
いることが出来る。
デンサと並列に放電経路用の抵抗を接続したり、あるい
は放電経路用の抵抗と前記開閉装置とを直列接続し、そ
れをコンデンサと並列に接続してもよい。なお、開閉装
置の開閉素子としては、トランジスタやサイリスタを用
いることが出来る。
【0018】前記開閉装置は、基準値となったとの該電
圧検出器からの検出信号により前記発電機の電機子巻線
同士を双方向性の開閉素子で短絡し、その検出信号がな
いときには該短絡を解除する構成のものとすることも出
来る。
圧検出器からの検出信号により前記発電機の電機子巻線
同士を双方向性の開閉素子で短絡し、その検出信号がな
いときには該短絡を解除する構成のものとすることも出
来る。
【0019】また、電圧検出器として、前記コンデンサ
の電圧が正常な直流出力電圧より高く設定してある下位
基準値となったことおよび該下位基準値より高く設定し
てある上位基準値となったことを検出するものを用い、
開閉装置として、上位基準値となったとの該電圧検出器
からの検出信号により前記発電機の電機子巻線を直流出
力端子に短絡し、その後下位基準値となったとの検出信
号により該短絡を解除するものを用いてもよい。
の電圧が正常な直流出力電圧より高く設定してある下位
基準値となったことおよび該下位基準値より高く設定し
てある上位基準値となったことを検出するものを用い、
開閉装置として、上位基準値となったとの該電圧検出器
からの検出信号により前記発電機の電機子巻線を直流出
力端子に短絡し、その後下位基準値となったとの検出信
号により該短絡を解除するものを用いてもよい。
【0020】
【作 用】直流出力端子間に接続されているコンデン
サの電圧を電圧検出器により監視し、過電圧になろうと
する時には、電圧が上位基準値から下位基準値に低下す
るまでの期間、電機子巻線からの発電電圧を開閉装置に
より短絡する。その間は、発電電圧を整流する整流器の
出力側に接続してあるコンデンサの充電は行われず、む
しろ放電するので、過電圧が抑制される。この過電圧抑
制のためには、電圧検出器や開閉装置を必要とするが、
これらのコストは、前記コンデンサを過電圧が抑制でき
るほどに大容量のものとしたり、コンデンサの代わりに
大容量のバッテリを接続するコストに比べれば安い。
サの電圧を電圧検出器により監視し、過電圧になろうと
する時には、電圧が上位基準値から下位基準値に低下す
るまでの期間、電機子巻線からの発電電圧を開閉装置に
より短絡する。その間は、発電電圧を整流する整流器の
出力側に接続してあるコンデンサの充電は行われず、む
しろ放電するので、過電圧が抑制される。この過電圧抑
制のためには、電圧検出器や開閉装置を必要とするが、
これらのコストは、前記コンデンサを過電圧が抑制でき
るほどに大容量のものとしたり、コンデンサの代わりに
大容量のバッテリを接続するコストに比べれば安い。
【0021】
(第1の実施例)以下、本発明の実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示
す図である。符号は図2のものに対応し、6は抵抗、1
3は電圧検出器、14は開閉装置、141はダイオー
ド、142はトランジスタである。抵抗6は、コンデン
サ5の放電用である。開閉装置14は、電機子巻線10
1からの発電電圧を整流するダイオード141と、ダイ
オード141のカソードと直流出力端子の一方(例え
ば、直流出力端子のマイナス側端子)とを短絡するトラ
ンジスタ142とから構成されている。開閉装置14の
開閉素子であるトランジスタ142は、電圧検出器13
からの信号によってオンまたはオフされる。
て詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示
す図である。符号は図2のものに対応し、6は抵抗、1
3は電圧検出器、14は開閉装置、141はダイオー
ド、142はトランジスタである。抵抗6は、コンデン
サ5の放電用である。開閉装置14は、電機子巻線10
1からの発電電圧を整流するダイオード141と、ダイ
オード141のカソードと直流出力端子の一方(例え
ば、直流出力端子のマイナス側端子)とを短絡するトラ
ンジスタ142とから構成されている。開閉装置14の
開閉素子であるトランジスタ142は、電圧検出器13
からの信号によってオンまたはオフされる。
【0022】電圧検出器13は直流出力電圧を検出する
ためのものであるが、その検出動作にはヒステリシス特
性を持たせておく。即ち、電圧比較用の基準値として、
上位基準値VH と下位基準値VL とを持たせておき、直
流出力電圧がVH に達したことを検出した時にトランジ
スタ142をオンする信号を出し、それより低下しても
直ちにはオフ信号は出さず、VL まで低下したことを検
出した時に出すようにしておく。下位基準値VL は、正
常な直流出力電圧(定格電圧V1 )より若干高い値とな
るよう定めておく。
ためのものであるが、その検出動作にはヒステリシス特
性を持たせておく。即ち、電圧比較用の基準値として、
上位基準値VH と下位基準値VL とを持たせておき、直
流出力電圧がVH に達したことを検出した時にトランジ
スタ142をオンする信号を出し、それより低下しても
直ちにはオフ信号は出さず、VL まで低下したことを検
出した時に出すようにしておく。下位基準値VL は、正
常な直流出力電圧(定格電圧V1 )より若干高い値とな
るよう定めておく。
【0023】本発明では、負荷遮断時に限らず、過電圧
となった時にはいつでも過電圧抑制動作が行われる。そ
の動作の概要は次の通りである。即ち、直流出力電圧
(出力端子11,12間の電圧)が上位基準値VH に達
すると、トランジスタ142がオンされるので、整流器
2から整流出力は出ない。従って、コンデンサ5が放電
するにつれて直流出力電圧は低下する。下位基準値VL
まで低下すると、トランジスタ142がオフされるの
で、整流器2から再び整流出力が出る。このようにし
て、過電圧になる要因があっても、VH とVL との間の
値に保たれので、過電圧となることはない。下位基準値
VL よりも低下した場合、電圧調整器3の作用で定格電
圧V1 に保たれる。
となった時にはいつでも過電圧抑制動作が行われる。そ
の動作の概要は次の通りである。即ち、直流出力電圧
(出力端子11,12間の電圧)が上位基準値VH に達
すると、トランジスタ142がオンされるので、整流器
2から整流出力は出ない。従って、コンデンサ5が放電
するにつれて直流出力電圧は低下する。下位基準値VL
まで低下すると、トランジスタ142がオフされるの
で、整流器2から再び整流出力が出る。このようにし
て、過電圧になる要因があっても、VH とVL との間の
値に保たれので、過電圧となることはない。下位基準値
VL よりも低下した場合、電圧調整器3の作用で定格電
圧V1 に保たれる。
【0024】次に、過電圧抑制の詳細な動作を、負荷遮
断により過電圧が発生しそうになった時を例にとって説
明する。図5は、本発明における負荷遮断時の発電機出
力電圧等の時間的変化を示す図である。図5(a)は発
電機出力電圧(出力端子11,12間の電圧)、図5
(b)は電圧検出器13の出力信号、図5(c)は界磁
電流、図5(d)はトランジスタ142のコレクタ電流
である。P1 〜P8 は、グラフ上の動作点である。
断により過電圧が発生しそうになった時を例にとって説
明する。図5は、本発明における負荷遮断時の発電機出
力電圧等の時間的変化を示す図である。図5(a)は発
電機出力電圧(出力端子11,12間の電圧)、図5
(b)は電圧検出器13の出力信号、図5(c)は界磁
電流、図5(d)はトランジスタ142のコレクタ電流
である。P1 〜P8 は、グラフ上の動作点である。
【0025】点P1 でスイッチ9をオフし、負荷遮断を
したとする。すると、従来例でも説明したように発電機
出力電圧は上昇し、界磁電流は減少する。発電機出力電
圧が上位基準値VH に達すると(図5(a)の動作点P
2 )、電圧検出器13はオン信号を出し、トランジスタ
142をオンする。トランジスタ142には図5(d)
に示すようにコレクタ電流が流れ、電機子巻線101を
直流出力端子(この場合では、直流出力端子のうちマイ
ナス側の端子)に短絡する。その後、出力端子11,1
2間の電圧(発電機出力電圧)は、コンデンサ5の放電
と共に低下する。抵抗6は、コンデンサ5の放電を促進
するためのものであり、必須のものではない。抵抗6を
接続しておけば、上位基準値VH から速やかに低下させ
ることが出来る。
したとする。すると、従来例でも説明したように発電機
出力電圧は上昇し、界磁電流は減少する。発電機出力電
圧が上位基準値VH に達すると(図5(a)の動作点P
2 )、電圧検出器13はオン信号を出し、トランジスタ
142をオンする。トランジスタ142には図5(d)
に示すようにコレクタ電流が流れ、電機子巻線101を
直流出力端子(この場合では、直流出力端子のうちマイ
ナス側の端子)に短絡する。その後、出力端子11,1
2間の電圧(発電機出力電圧)は、コンデンサ5の放電
と共に低下する。抵抗6は、コンデンサ5の放電を促進
するためのものであり、必須のものではない。抵抗6を
接続しておけば、上位基準値VH から速やかに低下させ
ることが出来る。
【0026】コンデンサ5の電圧が下位基準値VL まで
低下すると(図5(a)の動作点P3 )、電圧検出器1
3の出力がオフとなり、トランジスタ142はオフとさ
れる。この時点でまだ界磁電流が流れていて、発電機出
力電圧が上昇傾向にある時は、再び上位基準値VH まで
増大する。以後、上位基準値VH と下位基準値VL との
間で上下する。界磁電流は、図5(c)に示すように徐
々に減少して行くが、発電機出力電圧が電圧調整器3の
設定電圧(=定格電圧V1 )になったとき、無負荷で
(なぜなら、負荷遮断しているから)その電圧を保つ界
磁電流となって安定する。
低下すると(図5(a)の動作点P3 )、電圧検出器1
3の出力がオフとなり、トランジスタ142はオフとさ
れる。この時点でまだ界磁電流が流れていて、発電機出
力電圧が上昇傾向にある時は、再び上位基準値VH まで
増大する。以後、上位基準値VH と下位基準値VL との
間で上下する。界磁電流は、図5(c)に示すように徐
々に減少して行くが、発電機出力電圧が電圧調整器3の
設定電圧(=定格電圧V1 )になったとき、無負荷で
(なぜなら、負荷遮断しているから)その電圧を保つ界
磁電流となって安定する。
【0027】開閉装置14の代わりに出力端子11,1
2間にトランジスタを接続し、過電圧となろうとした時
にそれをオンすると、理屈の上では過電圧を抑制するこ
とが出来る。しかし、そのようにすると、そのトランジ
スタはコンデンサ5の両端を短絡する形となるので、大
きな放電電流が流れ、破壊されてしまう。
2間にトランジスタを接続し、過電圧となろうとした時
にそれをオンすると、理屈の上では過電圧を抑制するこ
とが出来る。しかし、そのようにすると、そのトランジ
スタはコンデンサ5の両端を短絡する形となるので、大
きな放電電流が流れ、破壊されてしまう。
【0028】(第2の実施例)図6は、本発明の第2の
実施例を示す図である。図1の第1の実施例と異なる点
は、抵抗6の接続位置である。第1の実施例ではコンデ
ンサ5と並列に接続していたが、第2の実施例では、開
閉装置14のトランジスタ142と直列に接続したもの
を、コンデンサ5と並列に接続している。このようにす
ると、抵抗6に電流が流れるのは、トランジスタ142
をオンした時だけとなる(第1の実施例では、抵抗6に
電流が流れるのはトランジスタ142をオンした時だけ
ではなく、発電機1が発電を停止した時などにも流れ
る)。過電圧抑制動作は、第1の実施例と同様である。
実施例を示す図である。図1の第1の実施例と異なる点
は、抵抗6の接続位置である。第1の実施例ではコンデ
ンサ5と並列に接続していたが、第2の実施例では、開
閉装置14のトランジスタ142と直列に接続したもの
を、コンデンサ5と並列に接続している。このようにす
ると、抵抗6に電流が流れるのは、トランジスタ142
をオンした時だけとなる(第1の実施例では、抵抗6に
電流が流れるのはトランジスタ142をオンした時だけ
ではなく、発電機1が発電を停止した時などにも流れ
る)。過電圧抑制動作は、第1の実施例と同様である。
【0029】(第3の実施例)図7は、本発明の第3の
実施例を示す図である。図1の第1の実施例と異なる点
は、開閉装置14の構成である。この実施例では、開閉
素子としてサイリスタ(シリコン制御整流素子)を用い
ている。サイリスタは、電圧検出器13からオンの信号
が出された時にオンする。
実施例を示す図である。図1の第1の実施例と異なる点
は、開閉装置14の構成である。この実施例では、開閉
素子としてサイリスタ(シリコン制御整流素子)を用い
ている。サイリスタは、電圧検出器13からオンの信号
が出された時にオンする。
【0030】(第4の実施例)図8は、本発明の第4の
実施例を示す図である。図1の第1の実施例と異なる点
は、開閉装置14の構成とその接続の仕方である。この
実施例では、開閉素子としてトライアックを用い、電機
子巻線101の各巻線間を短絡して、整流器2より出力
が出ないようにしている。トライアックは双方向性のサ
イリスタとでもいうべきもので、電圧検出器13からオ
ンの信号が出された時にオンする。
実施例を示す図である。図1の第1の実施例と異なる点
は、開閉装置14の構成とその接続の仕方である。この
実施例では、開閉素子としてトライアックを用い、電機
子巻線101の各巻線間を短絡して、整流器2より出力
が出ないようにしている。トライアックは双方向性のサ
イリスタとでもいうべきもので、電圧検出器13からオ
ンの信号が出された時にオンする。
【0031】(その他の実施例)以上は、電圧検出器1
3に上位基準値VH と下位基準値VL とを持たせ、意図
的にヒステリシス特性を持たせたものとし、電圧検出器
13や開閉装置14での動作時間の遅れは考慮せずに説
明した。しかし、実際には電圧検出器13や開閉装置1
4には動作遅れがあり、後で説明するように、その動作
遅れにより実質的にはヒステリシス特性を有している。
従って、動作遅れよりも長い時間幅でのヒステリシス特
性を要求しないのであれば、前記した各実施例で、上位
基準値VHと下位基準値VL の2つの基準値を持つので
はなく、1つの基準値を持つ電圧検出器13を用いて
も、同様の作用効果を奏させることが出来る。
3に上位基準値VH と下位基準値VL とを持たせ、意図
的にヒステリシス特性を持たせたものとし、電圧検出器
13や開閉装置14での動作時間の遅れは考慮せずに説
明した。しかし、実際には電圧検出器13や開閉装置1
4には動作遅れがあり、後で説明するように、その動作
遅れにより実質的にはヒステリシス特性を有している。
従って、動作遅れよりも長い時間幅でのヒステリシス特
性を要求しないのであれば、前記した各実施例で、上位
基準値VHと下位基準値VL の2つの基準値を持つので
はなく、1つの基準値を持つ電圧検出器13を用いて
も、同様の作用効果を奏させることが出来る。
【0032】即ち、電圧検出器13として、基準値が正
常の直流出力電圧より高く設定してあるものを用い、そ
の基準値を越えたとの検出信号により、発電機1の電機
子巻線101を直流出力端子に短絡する。そして、その
基準値より低下したとの検出信号により、該短絡を解除
する。以下にそれについて説明する。
常の直流出力電圧より高く設定してあるものを用い、そ
の基準値を越えたとの検出信号により、発電機1の電機
子巻線101を直流出力端子に短絡する。そして、その
基準値より低下したとの検出信号により、該短絡を解除
する。以下にそれについて説明する。
【0033】図9は、電圧検出器13にヒステリシス特
性を持たせなかった場合の本発明における負荷遮断時の
発電機出力電圧等の時間的変化を示す図である。符号は
図5のものに対応している。図9(a)のVK は、電圧
検出器13に持たせた基準値であり、その値は、正常な
直流出力電圧(定格電圧V1 )より高い値に設定してお
く。
性を持たせなかった場合の本発明における負荷遮断時の
発電機出力電圧等の時間的変化を示す図である。符号は
図5のものに対応している。図9(a)のVK は、電圧
検出器13に持たせた基準値であり、その値は、正常な
直流出力電圧(定格電圧V1 )より高い値に設定してお
く。
【0034】点P1 でスイッチ9をオフし、負荷遮断し
たとする。電圧は上昇してゆき、動作点P9 で基準値V
K に達する。電圧検出器13は検出信号を発し、開閉装
置14をオンしようとするが、電圧検出器13の動作遅
れのため、電圧が基準値VKに達した時点(P9 )から
検出出力が出るまでには、若干の時間がかかる。その時
間が、図9(b)中に記したT1 である。その検出出力
が開閉装置14に伝達されてから、開閉装置14がオン
となる(P10)までには、開閉装置14の動作遅れのた
め、やはり若干の時間がかかる。その時間が、図9
(b)中に記したT2 である。
たとする。電圧は上昇してゆき、動作点P9 で基準値V
K に達する。電圧検出器13は検出信号を発し、開閉装
置14をオンしようとするが、電圧検出器13の動作遅
れのため、電圧が基準値VKに達した時点(P9 )から
検出出力が出るまでには、若干の時間がかかる。その時
間が、図9(b)中に記したT1 である。その検出出力
が開閉装置14に伝達されてから、開閉装置14がオン
となる(P10)までには、開閉装置14の動作遅れのた
め、やはり若干の時間がかかる。その時間が、図9
(b)中に記したT2 である。
【0035】従って、電圧が基準値VK に達して
(P9 )から開閉装置14がオンとなる(P10)までに
は、T1 とT2 とを合計した時間Tだけ遅れるので、そ
の間にも上昇を続け、実際にオンされる時点では、発電
機出力電圧は基準値VK より少し上昇した値となってい
る(図9(a)参照)。電圧が下降する場合も同様であ
る。動作点P11で基準値VK まで低下しても、それに呼
応して開閉装置14がオフとされる(P12)までには、
やはり時間Tの遅れがある。その間にも下降を続け、実
際にオフされる時点では、基準値VK より少し下降した
値となっている。電圧検出器13および開閉装置14自
身が持つ動作遅れによって作り出されるこの遅れ時間T
が、実質的にヒステリシス特性を呈する元となってい
る。従って、使用する電圧検出器13としては、要求さ
れるヒステリシス特性によっては、無理に上位基準値V
H と下位基準値VL とが設定されているものを用いなく
とも、1つの基準値が設定されているものを用いてもよ
い。
(P9 )から開閉装置14がオンとなる(P10)までに
は、T1 とT2 とを合計した時間Tだけ遅れるので、そ
の間にも上昇を続け、実際にオンされる時点では、発電
機出力電圧は基準値VK より少し上昇した値となってい
る(図9(a)参照)。電圧が下降する場合も同様であ
る。動作点P11で基準値VK まで低下しても、それに呼
応して開閉装置14がオフとされる(P12)までには、
やはり時間Tの遅れがある。その間にも下降を続け、実
際にオフされる時点では、基準値VK より少し下降した
値となっている。電圧検出器13および開閉装置14自
身が持つ動作遅れによって作り出されるこの遅れ時間T
が、実質的にヒステリシス特性を呈する元となってい
る。従って、使用する電圧検出器13としては、要求さ
れるヒステリシス特性によっては、無理に上位基準値V
H と下位基準値VL とが設定されているものを用いなく
とも、1つの基準値が設定されているものを用いてもよ
い。
【0036】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の発電電源装置
によれば、直流出力端子間に接続されているコンデンサ
の電圧を電圧検出器により監視し、過電圧になろうとす
る時には、電圧が上位基準値から下位基準値に低下する
までの期間、電機子巻線からの発電電圧を開閉装置によ
り短絡する。その間は、発電電圧を整流する整流器の出
力側に接続してあるコンデンサの充電は行われず、むし
ろ放電するので、過電圧が抑制される。この過電圧抑制
のためには電圧検出器や開閉装置を必要とするが、これ
らのコストは、前記コンデンサを過電圧が抑制できるほ
どに大容量のものとしたり、コンデンサの代わりに大容
量のバッテリを接続するコストに比べれば安い。
によれば、直流出力端子間に接続されているコンデンサ
の電圧を電圧検出器により監視し、過電圧になろうとす
る時には、電圧が上位基準値から下位基準値に低下する
までの期間、電機子巻線からの発電電圧を開閉装置によ
り短絡する。その間は、発電電圧を整流する整流器の出
力側に接続してあるコンデンサの充電は行われず、むし
ろ放電するので、過電圧が抑制される。この過電圧抑制
のためには電圧検出器や開閉装置を必要とするが、これ
らのコストは、前記コンデンサを過電圧が抑制できるほ
どに大容量のものとしたり、コンデンサの代わりに大容
量のバッテリを接続するコストに比べれば安い。
【図1】 本発明の第1の実施例を示す図
【図2】 従来の発電電源装置を示す図
【図3】 回転数一定時の発電機出力特性を示す図
【図4】 従来例における負荷遮断時の発電機出力電圧
等の時間的変化を示す図
等の時間的変化を示す図
【図5】 本発明における負荷遮断時の発電機出力電圧
等の時間的変化を示す図
等の時間的変化を示す図
【図6】 本発明の第2の実施例を示す図
【図7】 本発明の第3の実施例を示す図
【図8】 本発明の第4の実施例を示す図
【図9】 電圧検出器にヒステリシス特性を持たせなか
った場合の本発明における負荷遮断時の発電機出力電圧
等の時間的変化を示す図
った場合の本発明における負荷遮断時の発電機出力電圧
等の時間的変化を示す図
1…発電機、101…電機子巻線、102…界磁巻線、
2…整流器、3…電圧調整器、31…ダイオード、32
…トランジスタ、33…電圧検出器、4…出力線路、5
…コンデンサ、6…抵抗、7…インバータ、8…インバ
ータ駆動回路、9…スイッチ、10…負荷、11,12
…出力端子、13…電圧検出器、14…開閉装置、14
1…ダイオード、142…トランジスタ
2…整流器、3…電圧調整器、31…ダイオード、32
…トランジスタ、33…電圧検出器、4…出力線路、5
…コンデンサ、6…抵抗、7…インバータ、8…インバ
ータ駆動回路、9…スイッチ、10…負荷、11,12
…出力端子、13…電圧検出器、14…開閉装置、14
1…ダイオード、142…トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸澤 知 藤沢市土棚8番地 株式会社いすゞ中央研 究所内 (72)発明者 西沢 一海 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内 (72)発明者 高山 一弘 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項1】 発電機と、該発電機の発電電圧を整流す
る整流器と、該整流器の両端に接続されたコンデンサ
と、前記整流器の整流出力電圧を検出して前記発電電圧
を所定値に制御する電圧調整器とを具え、前記コンデン
サの電圧を直流出力電圧としている発電電源装置におい
て、 前記コンデンサの電圧が正常な直流出力電圧より高く設
定してある基準値以上となったことを検出する電圧検出
器と、 該基準値以上となったとの該電圧検出器からの検出信号
により前記発電機の電機子巻線を直流出力端子に短絡
し、検出信号がないときには該短絡を解除する開閉装置
とを具えたことを特徴とする発電電源装置。 - 【請求項2】 コンデンサと並列に放電経路用の抵抗を
接続したことを特徴とする請求項1記載の発電電源装
置。 - 【請求項3】 放電経路用の抵抗と開閉装置とを直列接
続し、それをコンデンサと並列に接続したことを特徴と
する請求項1記載の発電電源装置。 - 【請求項4】 開閉装置の開閉素子として、トランジス
タを用いたことを特徴とする請求項1または2または3
記載の発電電源装置。 - 【請求項5】 開閉装置の開閉素子として、サイリスタ
を用いたことを特徴とする請求項1または2記載の発電
電源装置。 - 【請求項6】 発電機と、該発電機の発電電圧を整流す
る整流器と、該整流器の両端に接続されたコンデンサ
と、前記整流器の整流出力電圧を検出して前記発電電圧
を所定値に制御する電圧調整器とを具え、前記コンデン
サの電圧を直流出力電圧としている発電電源装置におい
て、 前記コンデンサの電圧が正常な直流出力電圧より高く設
定してある基準値以上となったことを検出する電圧検出
器と、 該基準値以上となったとの該電圧検出器からの検出信号
により前記発電機の電機子巻線を双方向性の開閉素子で
短絡し、検出信号がないときには該短絡を解除する開閉
装置とを具えたことを特徴とする発電電源装置。 - 【請求項7】 電圧検出器として、前記コンデンサの電
圧が正常な直流出力電圧より高く設定してある下位基準
値となったことおよび該下位基準値より高く設定してあ
る上位基準値となったことを検出する電圧検出器を具
え、 開閉装置として、上位基準値となったとの該電圧検出器
からの検出信号により前記発電機の電機子巻線を直流出
力端子に短絡し、その後下位基準値となったとの検出信
号により該短絡を解除する開閉装置とを具えたことを特
徴とする請求項1記載の発電電源装置。 - 【請求項8】 電圧検出器として、前記コンデンサの電
圧が正常な直流出力電圧より高く設定してある下位基準
値となったことおよび該下位基準値より高く設定してあ
る上位基準値となったことを検出する電圧検出器を具
え、 開閉装置として、上位基準値となったとの該電圧検出器
からの検出信号により前記発電機の電機子巻線同士を双
方向性の開閉素子で短絡し、その後下位基準値となった
との検出信号により該短絡を解除する開閉装置とを具え
たことを特徴とする請求項6記載の発電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179483A JPH0823700A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 発電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179483A JPH0823700A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 発電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0823700A true JPH0823700A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=16066630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6179483A Pending JPH0823700A (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 発電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823700A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002078225A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Sanshin Ind Co Ltd | バッテリの充電制御装置、および船外機 |
| US7064515B2 (en) | 2003-10-14 | 2006-06-20 | Hitachi, Ltd. | Power converter |
| JP2012228033A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Denso Corp | 車両用発電機 |
| JP2014042363A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Denso Corp | 車両用回転電機 |
| WO2017164022A1 (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | Ntn株式会社 | 交流発電機のブレーキ装置 |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP6179483A patent/JPH0823700A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002078225A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Sanshin Ind Co Ltd | バッテリの充電制御装置、および船外機 |
| US7064515B2 (en) | 2003-10-14 | 2006-06-20 | Hitachi, Ltd. | Power converter |
| JP2012228033A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Denso Corp | 車両用発電機 |
| US8841795B2 (en) | 2011-04-18 | 2014-09-23 | Denso Corporation | On-vehicle generator provided with overvoltage detecting circuit |
| JP2014042363A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Denso Corp | 車両用回転電機 |
| WO2017164022A1 (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | Ntn株式会社 | 交流発電機のブレーキ装置 |
| US10826419B2 (en) | 2016-03-22 | 2020-11-03 | Ntn Corporation | Brake device for AC generator |
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