JPH08280162A - 車両用交流発電機 - Google Patents
車両用交流発電機Info
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- JPH08280162A JPH08280162A JP7079167A JP7916795A JPH08280162A JP H08280162 A JPH08280162 A JP H08280162A JP 7079167 A JP7079167 A JP 7079167A JP 7916795 A JP7916795 A JP 7916795A JP H08280162 A JPH08280162 A JP H08280162A
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- winding
- diameter
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- wave rectifier
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 主発電コイルと補発電コイルとを有するもの
において、補発電コイルの絶縁信頼性の向上。 【構成】 線径の大きい主発電コイル２を固定子のスロ
ットの外径側に、線径の小さい補発電コイル４をスロッ
トの内径側にそれぞれ配置し、主発電コイル２と補発電
コイル４とを和動するように直列接続し、主発電コイル
２に車載バッテリ１３を充電するための三相全波整流器
３を接続し、補発電コイル４の端部に界磁コイル６を通
電するための三相半波整流器５を接続し、補発電コイル
４の導体芯線４Ａ径に対する絶縁皮膜４ａの厚さの比率
を、主発電コイル２の導体芯線２Ａ径に対する絶縁皮膜
２ａの厚さの比率より大きくする。線径の小さい補発電
コイル４への外力が小さく、絶縁皮膜２ａの損傷が小さ
い。各整流器にツェナーダイオードを用いると高圧サー
ジを吸収できる。
において、補発電コイルの絶縁信頼性の向上。 【構成】 線径の大きい主発電コイル２を固定子のスロ
ットの外径側に、線径の小さい補発電コイル４をスロッ
トの内径側にそれぞれ配置し、主発電コイル２と補発電
コイル４とを和動するように直列接続し、主発電コイル
２に車載バッテリ１３を充電するための三相全波整流器
３を接続し、補発電コイル４の端部に界磁コイル６を通
電するための三相半波整流器５を接続し、補発電コイル
４の導体芯線４Ａ径に対する絶縁皮膜４ａの厚さの比率
を、主発電コイル２の導体芯線２Ａ径に対する絶縁皮膜
２ａの厚さの比率より大きくする。線径の小さい補発電
コイル４への外力が小さく、絶縁皮膜２ａの損傷が小さ
い。各整流器にツェナーダイオードを用いると高圧サー
ジを吸収できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷寒時に短期的に大出
力を必要とする電気加熱触媒(Electric Heated Catalys
t)を装備した車両等に用いられる車両用交流発電機に関
する。
力を必要とする電気加熱触媒(Electric Heated Catalys
t)を装備した車両等に用いられる車両用交流発電機に関
する。
【０００２】
【従来の技術】車両用バッテリを充電するための交流発
電機としては、特開昭５５−３２４７８号公報がある。
この公報の交流発電機では、三相の主発電コイルのそれ
ぞれに補発電コイルを和動するように直列に接続し、主
発電コイルの発電電圧を三相全波整流器で整流してその
出力をバッテリの充電用とし、主発電コイルの発電電圧
と補発電コイルの発電電圧との和動電圧として補発電コ
イルの末端に現れる電圧を、別の全波整流器または半波
整流器で整流して励磁コイルに高電圧を印加することに
よって、交流発電機の出力を向上させるようにしてい
る。この公報では、主発電コイルと補発電コイルの具体
的な構造として、主発電コイルは、線径１．４ｍｍの導
体を１４ターン巻装し、補発電コイルは、線径０．６ｍ
ｍの導体を約３ターン巻装したことを開示している。
電機としては、特開昭５５−３２４７８号公報がある。
この公報の交流発電機では、三相の主発電コイルのそれ
ぞれに補発電コイルを和動するように直列に接続し、主
発電コイルの発電電圧を三相全波整流器で整流してその
出力をバッテリの充電用とし、主発電コイルの発電電圧
と補発電コイルの発電電圧との和動電圧として補発電コ
イルの末端に現れる電圧を、別の全波整流器または半波
整流器で整流して励磁コイルに高電圧を印加することに
よって、交流発電機の出力を向上させるようにしてい
る。この公報では、主発電コイルと補発電コイルの具体
的な構造として、主発電コイルは、線径１．４ｍｍの導
体を１４ターン巻装し、補発電コイルは、線径０．６ｍ
ｍの導体を約３ターン巻装したことを開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のもので
は、補発電コイルは、主発電コイルの電圧に和動となる
ように接続され、主発電コイルの出力電流が流れるた
め、固定子鉄心に対する電圧が高くなる。このため、補
発電コイルの絶縁耐圧は、主発電コイルの絶縁耐圧より
高く設定する必要がある。また、補発電コイルの線径
は、主発電コイルの線径より小さいため、補発電コイル
を巻装した後に、線径の大きい主発電コイルを巻装する
と、補発電コイルに変形力が加わり、補発電コイルが断
線あるいは絶縁被覆の損傷、破損するなどを生じ易いた
め、主発電コイルに比べて高電圧が加わる補発電コイル
の絶縁不良などの不具合を生じる可能性がある。
は、補発電コイルは、主発電コイルの電圧に和動となる
ように接続され、主発電コイルの出力電流が流れるた
め、固定子鉄心に対する電圧が高くなる。このため、補
発電コイルの絶縁耐圧は、主発電コイルの絶縁耐圧より
高く設定する必要がある。また、補発電コイルの線径
は、主発電コイルの線径より小さいため、補発電コイル
を巻装した後に、線径の大きい主発電コイルを巻装する
と、補発電コイルに変形力が加わり、補発電コイルが断
線あるいは絶縁被覆の損傷、破損するなどを生じ易いた
め、主発電コイルに比べて高電圧が加わる補発電コイル
の絶縁不良などの不具合を生じる可能性がある。
【０００４】本発明は、主発電コイルと補発電コイルと
を巻装する交流発電機において、主発電コイルに比べて
高電圧が加わる補発電コイルが変形力を受け難く、ま
た、外力が加わっても補発電コイルの絶縁被覆が破損し
難く、また、前記絶縁被覆の損傷が生じても、アークの
発生を防止でき、補発電コイルの絶縁信頼性を向上させ
ることを目的とする。
を巻装する交流発電機において、主発電コイルに比べて
高電圧が加わる補発電コイルが変形力を受け難く、ま
た、外力が加わっても補発電コイルの絶縁被覆が破損し
難く、また、前記絶縁被覆の損傷が生じても、アークの
発生を防止でき、補発電コイルの絶縁信頼性を向上させ
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１は、
エンジンにより回転駆動される界磁磁極に巻装された界
磁巻線と、前記界磁磁極の外周に配置された固定子鉄心
のスロットに巻装された固定子巻線であって、前記固定
子鉄心の前記スロット内の外径側に配置された第１の巻
線と前記固定子鉄心の前記スロット内の内径側に配置さ
れた第２の巻線とを和動となるように直列接続してなる
電機子巻線と、前記電機子巻線の前記第１の巻線に接続
され前記第１の巻線の出力を整流しバッテリへの充電用
出力を給電する全波整流器と、前記電機子巻線の前記第
２の巻線の端部に接続され、前記電機子巻線の前記第１
の巻線と前記第２の巻線との和動出力を整流し前記界磁
巻線への通電用出力を給電する半波整流器と、前記バッ
テリの端子電圧に基づいて前記界磁巻線の通電電流を制
御する界磁電流制御装置とを具備することを技術的手段
とする。請求項２は、請求項１において、前記第２の巻
線の径を前記第１の巻線の径よりも細く設定したことを
技術的手段とする。
エンジンにより回転駆動される界磁磁極に巻装された界
磁巻線と、前記界磁磁極の外周に配置された固定子鉄心
のスロットに巻装された固定子巻線であって、前記固定
子鉄心の前記スロット内の外径側に配置された第１の巻
線と前記固定子鉄心の前記スロット内の内径側に配置さ
れた第２の巻線とを和動となるように直列接続してなる
電機子巻線と、前記電機子巻線の前記第１の巻線に接続
され前記第１の巻線の出力を整流しバッテリへの充電用
出力を給電する全波整流器と、前記電機子巻線の前記第
２の巻線の端部に接続され、前記電機子巻線の前記第１
の巻線と前記第２の巻線との和動出力を整流し前記界磁
巻線への通電用出力を給電する半波整流器と、前記バッ
テリの端子電圧に基づいて前記界磁巻線の通電電流を制
御する界磁電流制御装置とを具備することを技術的手段
とする。請求項２は、請求項１において、前記第２の巻
線の径を前記第１の巻線の径よりも細く設定したことを
技術的手段とする。
【０００６】請求項３は、エンジンにより回転駆動され
る界磁磁極に巻装された界磁巻線と、前記界磁磁極の外
周に配置された固定子鉄心のスロットに巻装された固定
子巻線であって、第１の巻線と第２の巻線とを和動とな
るように直列接続してなり、前記第２の巻線の径を前記
第１の巻線の径よりも細く設定し、且つ、前記第２の巻
線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率を、前記第
１の巻線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率より
も大きく設定した電機子巻線と、前記電機子巻線の前記
第１の巻線に接続され前記第１の巻線の出力を整流しバ
ッテリへの充電用出力を給電する全波整流器と、前記電
機子巻線の前記第２の巻線の端部に接続され、前記電機
子巻線の前記第１の巻線と前記第２の巻線との和動出力
を整流し前記界磁巻線への通電用出力を給電する半波整
流器と、前記バッテリの端子電圧に基づいて前記界磁巻
線の通電電流を制御する界磁電流制御装置とを具備する
ことを技術的手段とする。請求項４は、請求項３におい
て、前記第２の巻線の径を前記第１の巻線の径よりも細
く設定し、且つ、前記第２の巻線の導体芯線径に対する
絶縁被覆厚さの比率を、前記第１の巻線の導体芯線径に
対する絶縁被覆厚さの比率よりも大きく設定したことを
技術的手段とする。
る界磁磁極に巻装された界磁巻線と、前記界磁磁極の外
周に配置された固定子鉄心のスロットに巻装された固定
子巻線であって、第１の巻線と第２の巻線とを和動とな
るように直列接続してなり、前記第２の巻線の径を前記
第１の巻線の径よりも細く設定し、且つ、前記第２の巻
線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率を、前記第
１の巻線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率より
も大きく設定した電機子巻線と、前記電機子巻線の前記
第１の巻線に接続され前記第１の巻線の出力を整流しバ
ッテリへの充電用出力を給電する全波整流器と、前記電
機子巻線の前記第２の巻線の端部に接続され、前記電機
子巻線の前記第１の巻線と前記第２の巻線との和動出力
を整流し前記界磁巻線への通電用出力を給電する半波整
流器と、前記バッテリの端子電圧に基づいて前記界磁巻
線の通電電流を制御する界磁電流制御装置とを具備する
ことを技術的手段とする。請求項４は、請求項３におい
て、前記第２の巻線の径を前記第１の巻線の径よりも細
く設定し、且つ、前記第２の巻線の導体芯線径に対する
絶縁被覆厚さの比率を、前記第１の巻線の導体芯線径に
対する絶縁被覆厚さの比率よりも大きく設定したことを
技術的手段とする。
【０００７】請求項５は、エンジンにより回転駆動され
る界磁磁極に巻装された界磁巻線と、前記界磁磁極の外
周に配置された固定子鉄心のスロットに巻装された固定
子巻線であって、前記固定子鉄心の前記スロット内の外
径側に配置された第１の巻線と前記固定子鉄心の前記ス
ロット内の内径側に配置された第２の巻線とを和動とな
るように直列接続してなる電機子巻線と、前記電機子巻
線の前記第１の巻線に接続された複数のダイオードから
なり前記第１の巻線の出力を整流しバッテリへの充電用
出力を給電する全波整流器と、前記電機子巻線の前記第
２の巻線の端部に接続されたダイオードからなり、前記
電機子巻線の前記第１の巻線と前記第２の巻線との和動
出力を整流し前記界磁巻線への通電用出力を給電する半
波整流器と、前記バッテリの端子電圧に基づいて前記界
磁巻線の通電電流を制御する界磁電流制御装置とからな
る車両用交流発電機において、前記各ダイオードのうち
少なくとも前記半波整流器のダイオードをツェナーダイ
オードで構成したことを技術的手段とする。請求項６
は、請求項１、２、３、４において、前記全波整流器お
よび前記半波整流器のうち少なくとも前記半波整流器
を、複数のツェナーダイオードによって構成することを
技術的手段とする。
る界磁磁極に巻装された界磁巻線と、前記界磁磁極の外
周に配置された固定子鉄心のスロットに巻装された固定
子巻線であって、前記固定子鉄心の前記スロット内の外
径側に配置された第１の巻線と前記固定子鉄心の前記ス
ロット内の内径側に配置された第２の巻線とを和動とな
るように直列接続してなる電機子巻線と、前記電機子巻
線の前記第１の巻線に接続された複数のダイオードから
なり前記第１の巻線の出力を整流しバッテリへの充電用
出力を給電する全波整流器と、前記電機子巻線の前記第
２の巻線の端部に接続されたダイオードからなり、前記
電機子巻線の前記第１の巻線と前記第２の巻線との和動
出力を整流し前記界磁巻線への通電用出力を給電する半
波整流器と、前記バッテリの端子電圧に基づいて前記界
磁巻線の通電電流を制御する界磁電流制御装置とからな
る車両用交流発電機において、前記各ダイオードのうち
少なくとも前記半波整流器のダイオードをツェナーダイ
オードで構成したことを技術的手段とする。請求項６
は、請求項１、２、３、４において、前記全波整流器お
よび前記半波整流器のうち少なくとも前記半波整流器
を、複数のツェナーダイオードによって構成することを
技術的手段とする。
【０００８】
【作用】本発明は、請求項１では、バッテリへの充電用
出力を給電する全波整流器が接続された電機子巻線の第
１の巻線は、固定子鉄心のスロット内の外径側に配置さ
れ、第１の巻線と第２の巻線との和動出力を界磁巻線へ
の通電用出力を給電する半波整流器が端部に接続された
第２の巻線は、固定子鉄心のスロット内の内径側に配置
される。すなわち、固定子鉄心の内側に、内側から外側
へ向かって形成されたスロット内には、始めに第１の巻
線が装着され、その後に第２の巻線が装着される。従っ
て、各巻線の装着時には、第１の巻線に加わる外力より
第２の巻線に加わる外力のほうが小さくなり、第２の巻
線の絶縁被覆への外力の影響力は、第１の巻線の絶縁被
覆への影響力よりも小さく、第２の巻線の絶縁被覆に損
傷を発生しにくい。この結果、第１の巻線に加わる電圧
より高い電圧が第２の巻線に加わっても、その電圧によ
ってアークなどの影響が及ぶことが少ない。また、第１
の巻線の絶縁被覆にたとえ損傷が生じたとしても、第１
の巻線に加わる電圧は、第２の巻線に加わる電圧より低
いため影響が出ることはない。
出力を給電する全波整流器が接続された電機子巻線の第
１の巻線は、固定子鉄心のスロット内の外径側に配置さ
れ、第１の巻線と第２の巻線との和動出力を界磁巻線へ
の通電用出力を給電する半波整流器が端部に接続された
第２の巻線は、固定子鉄心のスロット内の内径側に配置
される。すなわち、固定子鉄心の内側に、内側から外側
へ向かって形成されたスロット内には、始めに第１の巻
線が装着され、その後に第２の巻線が装着される。従っ
て、各巻線の装着時には、第１の巻線に加わる外力より
第２の巻線に加わる外力のほうが小さくなり、第２の巻
線の絶縁被覆への外力の影響力は、第１の巻線の絶縁被
覆への影響力よりも小さく、第２の巻線の絶縁被覆に損
傷を発生しにくい。この結果、第１の巻線に加わる電圧
より高い電圧が第２の巻線に加わっても、その電圧によ
ってアークなどの影響が及ぶことが少ない。また、第１
の巻線の絶縁被覆にたとえ損傷が生じたとしても、第１
の巻線に加わる電圧は、第２の巻線に加わる電圧より低
いため影響が出ることはない。
【０００９】請求項２では、第２の巻線の径を第１の巻
線の径よりも細く設定しているため、第２の巻線の成形
が容易である。従って、第２の巻線のスロット内への装
着時に、すでにスロット内に装着されている第１の巻線
に、不要な力が加わることがなく、装着の際の各巻線の
絶縁被覆に対する損傷が生じにくい。
線の径よりも細く設定しているため、第２の巻線の成形
が容易である。従って、第２の巻線のスロット内への装
着時に、すでにスロット内に装着されている第１の巻線
に、不要な力が加わることがなく、装着の際の各巻線の
絶縁被覆に対する損傷が生じにくい。
【００１０】請求項３では、電機子巻線において、第２
の巻線の径を第１の巻線の径よりも細く設定し、且つ、
第２の巻線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率
を、第１の巻線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比
率よりも大きく設定している。従って、スロットへの装
着時に、径の小さい第２の巻線に外力が加わっても、芯
部応力緩和量に対する絶縁被覆での応力緩和量の比率が
大きいため、損傷を受け難く、バッテリを充電するため
の電圧より大きな界磁巻線への給電を行うための電圧が
第２の巻線に加わっても、その電圧によってアークなど
の影響が及ぶことが少ない。
の巻線の径を第１の巻線の径よりも細く設定し、且つ、
第２の巻線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率
を、第１の巻線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比
率よりも大きく設定している。従って、スロットへの装
着時に、径の小さい第２の巻線に外力が加わっても、芯
部応力緩和量に対する絶縁被覆での応力緩和量の比率が
大きいため、損傷を受け難く、バッテリを充電するため
の電圧より大きな界磁巻線への給電を行うための電圧が
第２の巻線に加わっても、その電圧によってアークなど
の影響が及ぶことが少ない。
【００１１】請求項４では、固定子鉄心の内側に、内側
から外側へ向かって形成されたスロット内には、始めに
線径が大きい第１の巻線が装着され、その後に線径が細
く、導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率が大きい第
２の巻線が装着される。従って、バッテリを充電するた
めの電圧が発生する第１の巻線に対する外力より、第１
の巻線と和動して界磁巻線への給電を行うための電圧が
加わる第２の巻線への外力のほうが小さくなり、また、
第２の巻線は導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率が
大きいため、第２の巻線の絶縁被覆の損傷を発生しにく
く、その影響力は、第１の巻線の絶縁被覆への影響力よ
りも小さい。この結果、第１の巻線に加わる電圧より高
い電圧が第２の巻線に加わっても、その電圧によってア
ークなどの影響が及ぶことが少ない。また、第１の巻線
の絶縁被覆に、たとえ損傷が生じたとしても、第１の巻
線に加わる電圧は、第２の巻線に加わる電圧より低いた
め、影響が出ることはない。
から外側へ向かって形成されたスロット内には、始めに
線径が大きい第１の巻線が装着され、その後に線径が細
く、導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率が大きい第
２の巻線が装着される。従って、バッテリを充電するた
めの電圧が発生する第１の巻線に対する外力より、第１
の巻線と和動して界磁巻線への給電を行うための電圧が
加わる第２の巻線への外力のほうが小さくなり、また、
第２の巻線は導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率が
大きいため、第２の巻線の絶縁被覆の損傷を発生しにく
く、その影響力は、第１の巻線の絶縁被覆への影響力よ
りも小さい。この結果、第１の巻線に加わる電圧より高
い電圧が第２の巻線に加わっても、その電圧によってア
ークなどの影響が及ぶことが少ない。また、第１の巻線
の絶縁被覆に、たとえ損傷が生じたとしても、第１の巻
線に加わる電圧は、第２の巻線に加わる電圧より低いた
め、影響が出ることはない。
【００１２】請求項５、６は、電機子巻線に接続された
全波整流器および半波整流器のうち少なくとも半波整流
器をツェナーダイオードによって構成している。ツェナ
ーダイオードを用いることによって、交流電圧の転流時
に発生する高電圧サージを吸収できるため、各コイルの
絶縁被覆に損傷が生じた場合でも、アークの発生や電食
の促進を抑制することができる。
全波整流器および半波整流器のうち少なくとも半波整流
器をツェナーダイオードによって構成している。ツェナ
ーダイオードを用いることによって、交流電圧の転流時
に発生する高電圧サージを吸収できるため、各コイルの
絶縁被覆に損傷が生じた場合でも、アークの発生や電食
の促進を抑制することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、請求項１では、各巻線の装着
時に、第１の巻線に加わる外力より、第２の巻線に加わ
る外力のほうが小さくなり、第２の巻線の絶縁被覆への
外力の影響力は、第１の巻線の絶縁被覆への影響力より
も小さく、第２の巻線の絶縁被覆に損傷を発生しにく
い。この結果、第１の巻線に加わる電圧より高い電圧が
第２の巻線に加わっても、その電圧によってアークなど
の影響が及ぶことが少ない。
時に、第１の巻線に加わる外力より、第２の巻線に加わ
る外力のほうが小さくなり、第２の巻線の絶縁被覆への
外力の影響力は、第１の巻線の絶縁被覆への影響力より
も小さく、第２の巻線の絶縁被覆に損傷を発生しにく
い。この結果、第１の巻線に加わる電圧より高い電圧が
第２の巻線に加わっても、その電圧によってアークなど
の影響が及ぶことが少ない。
【００１４】請求項２では、第２の巻線の成形が容易で
あるため、第２の巻線のスロット内への装着時に、すで
にスロット内に装着されている第１の巻線に、不要な力
が加わることがなく、装着の際の各巻線の絶縁被覆に対
する損傷が生じにくい。
あるため、第２の巻線のスロット内への装着時に、すで
にスロット内に装着されている第１の巻線に、不要な力
が加わることがなく、装着の際の各巻線の絶縁被覆に対
する損傷が生じにくい。
【００１５】請求項３では、スロットへの装着時に、各
巻線に外力が加わっても、第２の巻線の導体芯線径に対
する絶縁被覆厚さの比率が大きいため、損傷を受け難
く、バッテリを充電するための電圧より大きな電圧が第
２の巻線に加わっても、その電圧によってアークなどの
影響が及ぶことが少ない。
巻線に外力が加わっても、第２の巻線の導体芯線径に対
する絶縁被覆厚さの比率が大きいため、損傷を受け難
く、バッテリを充電するための電圧より大きな電圧が第
２の巻線に加わっても、その電圧によってアークなどの
影響が及ぶことが少ない。
【００１６】請求項４では、固定子鉄心の内側に、内側
から外側へ向かって形成されたスロット内には、始めに
線径が大きい第１の巻線は外径側に配置され、その後に
線径が細く、導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率が
大きい第２の巻線は内径側に配置される。装着時には、
第１の巻線に対する外力より、第２の巻線への外力のほ
うが小さい。また、第２の巻線は導体芯線径に対する絶
縁被覆厚さの比率が大きいため、第２の巻線の絶縁被覆
の損傷を発生しにくい。この結果、第１の巻線に加わる
電圧より高い電圧が第２の巻線に加わっても、その電圧
によってアークなどの影響が及ぶことが少ない。
から外側へ向かって形成されたスロット内には、始めに
線径が大きい第１の巻線は外径側に配置され、その後に
線径が細く、導体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率が
大きい第２の巻線は内径側に配置される。装着時には、
第１の巻線に対する外力より、第２の巻線への外力のほ
うが小さい。また、第２の巻線は導体芯線径に対する絶
縁被覆厚さの比率が大きいため、第２の巻線の絶縁被覆
の損傷を発生しにくい。この結果、第１の巻線に加わる
電圧より高い電圧が第２の巻線に加わっても、その電圧
によってアークなどの影響が及ぶことが少ない。
【００１７】請求項５、６は、電機子巻線に接続された
全波整流器および半波整流器のうち少なくとも半波整流
器をツェナーダイオードによって構成している。ツェナ
ーダイオードを用いることによって、交流電圧の転流時
に発生する高電圧サージを吸収できるため、各コイルの
絶縁被覆に損傷が生じた場合でも、アークの発生や電食
の促進を抑制することができる。
全波整流器および半波整流器のうち少なくとも半波整流
器をツェナーダイオードによって構成している。ツェナ
ーダイオードを用いることによって、交流電圧の転流時
に発生する高電圧サージを吸収できるため、各コイルの
絶縁被覆に損傷が生じた場合でも、アークの発生や電食
の促進を抑制することができる。
【００１８】
【実施例】次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例の車両用交流発電機１の
回路図である。図１において、２は三相Ｙ結線された主
発電コイル、３は主発電コイル２の各相の末端に接続さ
れた三相全波整流器であって、６個のツェナーダイオー
ドＺＤ 1 からなり、そのツェナー電圧は後述する車載バ
ッテリ１３のバッテリ電圧の約１．５倍に設定してあ
る。４は主発電コイル２の各相の末端にそれぞれ主発電
コイル２に対して和動（起電力方向が同一）するように
直列接続された補発電コイル、５は補発電コイル４の各
末端にそれぞれ接続された３個のツェナーダイオードＺ
Ｄ2 からなる三相半波整流器で、主発電コイル２および
補発電コイル４の和動によって補発電コイル４の末端に
現れる電圧を半波整流する。６は一端が三相半波整流器
５の出力側に接続された界磁コイルで、車両に搭載され
たエンジンによって回転駆動される回転子に巻装されて
いる。
する。図１は、本発明の実施例の車両用交流発電機１の
回路図である。図１において、２は三相Ｙ結線された主
発電コイル、３は主発電コイル２の各相の末端に接続さ
れた三相全波整流器であって、６個のツェナーダイオー
ドＺＤ 1 からなり、そのツェナー電圧は後述する車載バ
ッテリ１３のバッテリ電圧の約１．５倍に設定してあ
る。４は主発電コイル２の各相の末端にそれぞれ主発電
コイル２に対して和動（起電力方向が同一）するように
直列接続された補発電コイル、５は補発電コイル４の各
末端にそれぞれ接続された３個のツェナーダイオードＺ
Ｄ2 からなる三相半波整流器で、主発電コイル２および
補発電コイル４の和動によって補発電コイル４の末端に
現れる電圧を半波整流する。６は一端が三相半波整流器
５の出力側に接続された界磁コイルで、車両に搭載され
たエンジンによって回転駆動される回転子に巻装されて
いる。
【００１９】１１は、車両用交流発電機１の出力を制御
するための界磁電流制御装置で、界磁コイル６の他端が
接続されており、車載バッテリ１３の端子電圧に基づい
て界磁コイル６の通電を制御する。１２はキースイッ
チ、１３は車載バッテリ、１４は電気負荷、１５はその
ためのスイッチである。
するための界磁電流制御装置で、界磁コイル６の他端が
接続されており、車載バッテリ１３の端子電圧に基づい
て界磁コイル６の通電を制御する。１２はキースイッ
チ、１３は車載バッテリ、１４は電気負荷、１５はその
ためのスイッチである。
【００２０】上記の車両用交流発電機１において、主発
電コイル２および補発電コイル４は、図２に示すよう
に、発電機本体の固定子７の内周面側に設けられたスロ
ット８内に巻装されている。ここで、主発電コイル２
は、導体芯線径φが１．５ｍｍのものが５回巻きでスロ
ット８内の外径方向に配置され、補発電コイル４は、導
体芯線径φが０．９ｍｍのものが４回巻きでスロット８
内の内径方向にそれぞれ配置されている。すなわち、各
コイル２、４をスロット８内に収容、装着する場合に
は、５回巻装しスロット形状にフォーミングした主発電
コイル２をスロット８内に配置した後に、４回巻装しス
ロット形状にフォーミングした補発電コイル４を、主発
電コイル２の上層に内側から配置して収容する。
電コイル２および補発電コイル４は、図２に示すよう
に、発電機本体の固定子７の内周面側に設けられたスロ
ット８内に巻装されている。ここで、主発電コイル２
は、導体芯線径φが１．５ｍｍのものが５回巻きでスロ
ット８内の外径方向に配置され、補発電コイル４は、導
体芯線径φが０．９ｍｍのものが４回巻きでスロット８
内の内径方向にそれぞれ配置されている。すなわち、各
コイル２、４をスロット８内に収容、装着する場合に
は、５回巻装しスロット形状にフォーミングした主発電
コイル２をスロット８内に配置した後に、４回巻装しス
ロット形状にフォーミングした補発電コイル４を、主発
電コイル２の上層に内側から配置して収容する。
【００２１】また、図３に示すように、主発電コイル２
の巻線絶縁被覆２ａの厚みｔ1 は、０．０５ｍｍであ
り、その導体芯線２Ａの径φ1 に対する巻線絶縁被覆２
ａの厚みｔ1 の比率は、０．０５／１．５＝３３×１０
-3となっている。また、補発電コイル４の巻線絶縁被覆
４ａの厚みｔ2 も、０．０５ｍｍであり、その導体芯線
４Ａの径φ2 に対する巻線絶縁被覆４ａの厚みｔ2 の比
率は、０．０５／０．９＝５５×１０-3となっている。
の巻線絶縁被覆２ａの厚みｔ1 は、０．０５ｍｍであ
り、その導体芯線２Ａの径φ1 に対する巻線絶縁被覆２
ａの厚みｔ1 の比率は、０．０５／１．５＝３３×１０
-3となっている。また、補発電コイル４の巻線絶縁被覆
４ａの厚みｔ2 も、０．０５ｍｍであり、その導体芯線
４Ａの径φ2 に対する巻線絶縁被覆４ａの厚みｔ2 の比
率は、０．０５／０．９＝５５×１０-3となっている。
【００２２】以上の構成からなる本実施例の車両用交流
発電機１では、補発電コイル４の線径を主発電コイル２
の線径より細くしているため、補発電コイル４の成形が
容易である。また、スロット８内に各コイル２、４を装
着する際に、主発電コイル２には補発電コイル４を装着
する際の外力が余分に加わるが、補発電コイル４は主発
電コイル２を装着した後に装着するため、補発電コイル
４には自身の装着のための外力のみが加わるだけであ
り、補発電コイル４に加わる外力は小さい。このため、
補発電コイル４の巻線絶縁被覆４ａへの外力の影響力
は、主発電コイル２の巻線絶縁被覆２ａへの影響力より
も小さく、巻線絶縁被覆４ａに損傷を発生しにくい。
発電機１では、補発電コイル４の線径を主発電コイル２
の線径より細くしているため、補発電コイル４の成形が
容易である。また、スロット８内に各コイル２、４を装
着する際に、主発電コイル２には補発電コイル４を装着
する際の外力が余分に加わるが、補発電コイル４は主発
電コイル２を装着した後に装着するため、補発電コイル
４には自身の装着のための外力のみが加わるだけであ
り、補発電コイル４に加わる外力は小さい。このため、
補発電コイル４の巻線絶縁被覆４ａへの外力の影響力
は、主発電コイル２の巻線絶縁被覆２ａへの影響力より
も小さく、巻線絶縁被覆４ａに損傷を発生しにくい。
【００２３】また、スロット８内に装着した各コイル
２、４の接触部分では、線径の大きい主発電コイル２の
変形圧力が小さいのに対し、線径の小さい補発電コイル
４の変形圧力は大きくなるが、巻線絶縁被覆４ａの厚み
ｔ2 が主発電コイル２の巻線絶縁被覆２ａの厚みｔ1 と
等しくしてあり、補発電コイル４の導体芯線４Ａの径φ
2 に対する巻線絶縁被覆４ａの厚みｔ2 の比率が大きく
設定してあるため、芯部応力緩和量に対する皮膜部分で
の応力緩和量の比率が増す。この結果、補発電コイル４
の巻線絶縁被覆４ａの損傷を著しく低減させることがで
きた。
２、４の接触部分では、線径の大きい主発電コイル２の
変形圧力が小さいのに対し、線径の小さい補発電コイル
４の変形圧力は大きくなるが、巻線絶縁被覆４ａの厚み
ｔ2 が主発電コイル２の巻線絶縁被覆２ａの厚みｔ1 と
等しくしてあり、補発電コイル４の導体芯線４Ａの径φ
2 に対する巻線絶縁被覆４ａの厚みｔ2 の比率が大きく
設定してあるため、芯部応力緩和量に対する皮膜部分で
の応力緩和量の比率が増す。この結果、補発電コイル４
の巻線絶縁被覆４ａの損傷を著しく低減させることがで
きた。
【００２４】さらに、三相全波整流器３および三相半波
整流器５をツェナーダイオードＺＤ 1 、ＺＤ2 によって
構成しているため、交流電圧の転流時に発生する高電圧
サージを吸収できる。具体的には、主発電コイル２に
は、１２〔Ｖ〕×１／１．７３＝６．９〔Ｖ〕の相電圧
が発生し、補発電コイル４には、その巻数比から主発電
コイル２の（５＋４）／５倍の高電圧１２．４〔Ｖ〕が
発生し、ツェナーダイオードが用いられていない場合に
は、通常、約４０〔Ｖ〕の転流スパークサージ電圧が発
生するのに対して、ツェナーダイオードを用いることに
よって、転流スパークサージ電圧を約１９〔Ｖ〕に抑制
することがことができる。この結果、各コイルの絶縁被
覆に損傷が生じた場合でも、アークの発生や電食の促進
を抑制することができる。従って、主発電コイル２に加
わる電圧より高い電圧が補発電コイル４に加わっても、
その電圧によってアークなどの影響が及ぶことが少な
い。また、主発電コイル２の巻線絶縁被覆２ａに、たと
え損傷が生じたとしても、主発電コイル２に加わる電圧
は、補発電コイル４に加わる電圧より低いため、影響が
出ることは少ない。
整流器５をツェナーダイオードＺＤ 1 、ＺＤ2 によって
構成しているため、交流電圧の転流時に発生する高電圧
サージを吸収できる。具体的には、主発電コイル２に
は、１２〔Ｖ〕×１／１．７３＝６．９〔Ｖ〕の相電圧
が発生し、補発電コイル４には、その巻数比から主発電
コイル２の（５＋４）／５倍の高電圧１２．４〔Ｖ〕が
発生し、ツェナーダイオードが用いられていない場合に
は、通常、約４０〔Ｖ〕の転流スパークサージ電圧が発
生するのに対して、ツェナーダイオードを用いることに
よって、転流スパークサージ電圧を約１９〔Ｖ〕に抑制
することがことができる。この結果、各コイルの絶縁被
覆に損傷が生じた場合でも、アークの発生や電食の促進
を抑制することができる。従って、主発電コイル２に加
わる電圧より高い電圧が補発電コイル４に加わっても、
その電圧によってアークなどの影響が及ぶことが少な
い。また、主発電コイル２の巻線絶縁被覆２ａに、たと
え損傷が生じたとしても、主発電コイル２に加わる電圧
は、補発電コイル４に加わる電圧より低いため、影響が
出ることは少ない。
【００２５】本実施例の作用、効果を明確に調べるため
に、一般的な体格の車両用交流発電機として、直径φ＝
１３０ｍｍ、出力１．５ｋＷ程度のものを用いて、主発
電コイル２と補発電コイル４とのスロット８への装着順
序を、本発明順序のものと逆にした非本発明順序のもの
について、補発電コイル４の巻線絶縁皮膜４ａの損傷率
を観察した結果、非本発明順序のものは損傷率が４０％
であったのに対して、本発明順序では、損傷率が４％と
なり、前者の損傷率に対し約１／１０に減少することが
確認できた。
に、一般的な体格の車両用交流発電機として、直径φ＝
１３０ｍｍ、出力１．５ｋＷ程度のものを用いて、主発
電コイル２と補発電コイル４とのスロット８への装着順
序を、本発明順序のものと逆にした非本発明順序のもの
について、補発電コイル４の巻線絶縁皮膜４ａの損傷率
を観察した結果、非本発明順序のものは損傷率が４０％
であったのに対して、本発明順序では、損傷率が４％と
なり、前者の損傷率に対し約１／１０に減少することが
確認できた。
【００２６】また、各コイル２、４の装着順序を、非本
発明順序にして、各整流器３、５にツェナーダイオード
を用いたものと、用いないものとについて、絶縁劣化試
験（注水試験）を比較実施したところ、ツェナーダイオ
ードを用いる場合（最高サージを１／２に低下する）に
は（絶縁劣化寿命が約３〜４倍に延びることを確認し
た。
発明順序にして、各整流器３、５にツェナーダイオード
を用いたものと、用いないものとについて、絶縁劣化試
験（注水試験）を比較実施したところ、ツェナーダイオ
ードを用いる場合（最高サージを１／２に低下する）に
は（絶縁劣化寿命が約３〜４倍に延びることを確認し
た。
【００２７】さらに、各巻線２、４の装着順序、ツェナ
ーダイオード、巻線絶縁被覆の厚さを上記実施例のよう
にしたすべて採用したものでは、絶縁劣化寿命が１５倍
以上延びて、主発電コイルのみを採用した通常の車両用
交流発電機の寿命と遜色ないレベルになるという効果が
確認できた。以上の比較の様子を図４に示す。
ーダイオード、巻線絶縁被覆の厚さを上記実施例のよう
にしたすべて採用したものでは、絶縁劣化寿命が１５倍
以上延びて、主発電コイルのみを採用した通常の車両用
交流発電機の寿命と遜色ないレベルになるという効果が
確認できた。以上の比較の様子を図４に示す。
【００２８】上記実施例では、主発電コイルと補発電コ
イルの線径を変えたが、同一径であってもよい。上記実
施例では、主発電コイルと補発電コイルを分けたが、同
一の連続巻線であって、途中にタップ取り出しを行って
もよい。上記実施例では、主発電コイルと補発電コイル
の各絶縁被覆を同等の厚さにしたが、補発電コイルの絶
縁皮膜の方を厚くしてもよい。上記実施例では、各整流
器にツェナーダイオードを用いているが、全波整流器の
みに用いてもよい。また、コンデンサによってサージ電
圧を吸収してもよい。
イルの線径を変えたが、同一径であってもよい。上記実
施例では、主発電コイルと補発電コイルを分けたが、同
一の連続巻線であって、途中にタップ取り出しを行って
もよい。上記実施例では、主発電コイルと補発電コイル
の各絶縁被覆を同等の厚さにしたが、補発電コイルの絶
縁皮膜の方を厚くしてもよい。上記実施例では、各整流
器にツェナーダイオードを用いているが、全波整流器の
みに用いてもよい。また、コンデンサによってサージ電
圧を吸収してもよい。
【図１】本発明の実施例を示す車両用交流発電機の回路
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例におけるスロット内の主発電コ
イルと補発電コイルとの関係を示す固定子の部分断面図
である。
イルと補発電コイルとの関係を示す固定子の部分断面図
である。
【図３】図２の各コイルの芯線と絶縁被覆の関係を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明の絶縁劣化寿命および巻線損傷率の効果
を比較例とともに示す図である。
を比較例とともに示す図である。
１ 車両用交流発電機 ２ 主発電コイル（電機子巻線、第１の巻線） ２Ａ 導体芯線 ２ａ 巻線絶縁被覆 ３ 三相全波整流器（全波整流器） ４ 補発電コイル（電機子巻線、第２の巻線） ４Ａ 導体芯線 ４ａ 巻線絶縁被覆 ５ 三相半波整流器（半波整流器） ６ 界磁コイル（界磁巻線） ７ 固定子（固定子鉄心） ８ スロット １１ 界磁電流制御装置 １３ 車載バッテリ（バッテリ） ＺＤ1 、ＺＤ2 ツェナーダイオード
Claims (6)
- 【請求項１】 エンジンにより回転駆動される界磁磁極
に巻装された界磁巻線と、 前記界磁磁極の外周に配置された固定子鉄心のスロット
に巻装された固定子巻線であって、前記固定子鉄心の前
記スロット内の外径側に配置された第１の巻線と前記固
定子鉄心の前記スロット内の内径側に配置された第２の
巻線とを和動となるように直列接続してなる電機子巻線
と、 前記電機子巻線の前記第１の巻線に接続され前記第１の
巻線の出力を整流しバッテリへの充電用出力を給電する
全波整流器と、 前記電機子巻線の前記第２の巻線の端部に接続され、前
記電機子巻線の前記第１の巻線と前記第２の巻線との和
動出力を整流し前記界磁巻線への通電用出力を給電する
半波整流器と、 前記バッテリの端子電圧に基づいて前記界磁巻線の通電
電流を制御する界磁電流制御装置とを具備することを特
徴とする車両用交流発電機。 - 【請求項２】 前記第２の巻線の径を前記第１の巻線の
径よりも細く設定したことを特徴とする請求項１記載の
車両用交流発電機。 - 【請求項３】 エンジンにより回転駆動される界磁磁極
に巻装された界磁巻線と、 前記界磁磁極の外周に配置された固定子鉄心のスロット
に巻装された固定子巻線であって、第１の巻線と第２の
巻線とを和動となるように直列接続してなり、前記第２
の巻線の径を前記第１の巻線の径よりも細く設定し、且
つ、前記第２の巻線の導体芯線径に対する絶縁被覆厚さ
の比率を、前記第１の巻線の導体芯線径に対する絶縁被
覆厚さの比率よりも大きく設定した電機子巻線と、 前記電機子巻線の前記第１の巻線に接続され前記第１の
巻線の出力を整流しバッテリへの充電用出力を給電する
全波整流器と、 前記電機子巻線の前記第２の巻線の端部に接続され、前
記電機子巻線の前記第１の巻線と前記第２の巻線との和
動出力を整流し前記界磁巻線への通電用出力を給電する
半波整流器と、 前記バッテリの端子電圧に基づいて前記界磁巻線の通電
電流を制御する界磁電流制御装置とを具備することを特
徴とする車両用交流発電機。 - 【請求項４】 前記第２の巻線の径を前記第１の巻線の
径よりも細く設定し、且つ、前記第２の巻線の導体芯線
径に対する絶縁被覆厚さの比率を、前記第１の巻線の導
体芯線径に対する絶縁被覆厚さの比率よりも大きく設定
したことを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電
機。 - 【請求項５】 エンジンにより回転駆動される界磁磁極
に巻装された界磁巻線と、 前記界磁磁極の外周に配置された固定子鉄心のスロット
に巻装された固定子巻線であって、前記固定子鉄心の前
記スロット内の外径側に配置された第１の巻線と前記固
定子鉄心の前記スロット内の内径側に配置された第２の
巻線とを和動となるように直列接続してなる電機子巻線
と、 前記電機子巻線の前記第１の巻線に接続された複数のダ
イオードからなり前記第１の巻線の出力を整流しバッテ
リへの充電用出力を給電する全波整流器と、 前記電機子巻線の前記第２の巻線の端部に接続されたダ
イオードからなり、前記電機子巻線の前記第１の巻線と
前記第２の巻線との和動出力を整流し前記界磁巻線への
通電用出力を給電する半波整流器と、 前記バッテリの端子電圧に基づいて前記界磁巻線の通電
電流を制御する界磁電流制御装置とからなる車両用交流
発電機において、 前記各ダイオードのうち少なくとも前記全波整流器のダ
イオードをツェナーダイオードで構成したことを特徴と
する車両用交流発電機。 - 【請求項６】 前記全波整流器および前記半波整流器の
うち少なくとも前記全波整流器は、複数のツェナーダイ
オードによって構成されることを特徴とする請求項１、
２、３、４のいずれかに記載の車両用交流発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7079167A JPH08280162A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 車両用交流発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7079167A JPH08280162A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 車両用交流発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08280162A true JPH08280162A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13682419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7079167A Pending JPH08280162A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 車両用交流発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08280162A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001095476A1 (de) * | 2000-06-06 | 2001-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur wirkungsgradsteigerung einer elektrischen maschine |
| CN116633059A (zh) * | 2023-05-15 | 2023-08-22 | 浙江大学 | 一种电机成型绕组结构及其加工方法 |
-
1995
- 1995-04-04 JP JP7079167A patent/JPH08280162A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001095476A1 (de) * | 2000-06-06 | 2001-12-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur wirkungsgradsteigerung einer elektrischen maschine |
| US6744240B2 (en) | 2000-06-06 | 2004-06-01 | Robert Bosch Gmbh | Method for improving the efficiency of an electrical machine |
| CN116633059A (zh) * | 2023-05-15 | 2023-08-22 | 浙江大学 | 一种电机成型绕组结构及其加工方法 |
| CN116633059B (zh) * | 2023-05-15 | 2024-05-14 | 浙江大学 | 一种电机成型绕组结构及其加工方法 |
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