JPH09135599A - 発電機 - Google Patents
発電機Info
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- JPH09135599A JPH09135599A JP7290199A JP29019995A JPH09135599A JP H09135599 A JPH09135599 A JP H09135599A JP 7290199 A JP7290199 A JP 7290199A JP 29019995 A JP29019995 A JP 29019995A JP H09135599 A JPH09135599 A JP H09135599A
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- coil
- output
- stator coil
- rotor
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロータコイル6を自励するための三相の第2
ステータコイル8で発生した出力電圧が低いときでも、
三相の第2ステーコイル8からの励磁電流を増加させる
ことにより、車両用交流発電機4の出力電圧の低下を抑
える。 【解決手段】 第2三相全波整流ブリッジ回路10に、
複数個の正極側、負極側ダイオード32、33の他に、
Y結線された三相の第2ステータコイル8の中性点11
に接続する正極側、負極側中性点ダイオード35、36
を追加して、正極側、負極側中性点ダイオード35、3
6からもロータコイル6へ供給する励磁電流を取り出せ
るようにした。これにより、三相の第2ステータコイル
8の出力電圧が低いときでも、ロータコイル6へ供給す
る励磁電流が増加することにより、三相の第1ステータ
コイル7で誘起される交流電圧が増大するので、車両用
交流発電機4の発電電圧の低下が抑制される。
ステータコイル8で発生した出力電圧が低いときでも、
三相の第2ステーコイル8からの励磁電流を増加させる
ことにより、車両用交流発電機4の出力電圧の低下を抑
える。 【解決手段】 第2三相全波整流ブリッジ回路10に、
複数個の正極側、負極側ダイオード32、33の他に、
Y結線された三相の第2ステータコイル8の中性点11
に接続する正極側、負極側中性点ダイオード35、36
を追加して、正極側、負極側中性点ダイオード35、3
6からもロータコイル6へ供給する励磁電流を取り出せ
るようにした。これにより、三相の第2ステータコイル
8の出力電圧が低いときでも、ロータコイル6へ供給す
る励磁電流が増加することにより、三相の第1ステータ
コイル7で誘起される交流電圧が増大するので、車両用
交流発電機4の発電電圧の低下が抑制される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、発電した電力に
よりロータコイルを自励する自己励磁型の発電機に関す
るもので、例えば内燃機関を発電のみに利用し、発電し
た電力を外部電気負荷に供給するハイブリッド電気自動
車用自己励磁型の交流発電機に係わる。
よりロータコイルを自励する自己励磁型の発電機に関す
るもので、例えば内燃機関を発電のみに利用し、発電し
た電力を外部電気負荷に供給するハイブリッド電気自動
車用自己励磁型の交流発電機に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば車両用交流発電機の界
磁はロータコイル(フィールドコイル)とロータコアに
よる電磁石を利用している。そして、ロータコイルを励
磁する方法としては、ロータコイルに外部直流電源で励
磁する他励式と、自己の発電を利用した自励式の2つの
方式がある。
磁はロータコイル(フィールドコイル)とロータコアに
よる電磁石を利用している。そして、ロータコイルを励
磁する方法としては、ロータコイルに外部直流電源で励
磁する他励式と、自己の発電を利用した自励式の2つの
方式がある。
【0003】そして、一般に自己励磁型の交流発電機で
は、ロータコイルが回転を始める前には外部直流電源に
よりロータコイルを他励する方法がとられ、ロータコイ
ルに供給される励磁電流により励磁用ステータコイルで
発電が開始され、励磁用ステータコイルの発生電圧が外
部直流電源の電源電圧より高くなると、その交流電圧を
励磁用整流回路で整流してロータコイルに励磁電流を供
給することによりロータコイルを自励するようになり、
他励より自励に移るようになっている。
は、ロータコイルが回転を始める前には外部直流電源に
よりロータコイルを他励する方法がとられ、ロータコイ
ルに供給される励磁電流により励磁用ステータコイルで
発電が開始され、励磁用ステータコイルの発生電圧が外
部直流電源の電源電圧より高くなると、その交流電圧を
励磁用整流回路で整流してロータコイルに励磁電流を供
給することによりロータコイルを自励するようになり、
他励より自励に移るようになっている。
【0004】そして、励磁用ステータコイルとは別にス
テータコアに巻回された主ステータコイルで発電した交
流電圧を主整流回路で整流して直流出力に変換してから
外部電気負荷に供給するようにしている。ここで、主整
流回路は、Y結線された三相のステータコイルの中性点
に対して逆側端にそれぞれ接続した複数個の正極側、負
極側ダイオードにより構成されている(実公昭55−5
2791号公報等)。また、励磁用整流回路は、主整流
回路と同様にして、Y結線された三相のステータコイル
の中性点に対して逆側端にそれぞれ接続した複数個の正
極側、負極側ダイオードにより構成されている。
テータコアに巻回された主ステータコイルで発電した交
流電圧を主整流回路で整流して直流出力に変換してから
外部電気負荷に供給するようにしている。ここで、主整
流回路は、Y結線された三相のステータコイルの中性点
に対して逆側端にそれぞれ接続した複数個の正極側、負
極側ダイオードにより構成されている(実公昭55−5
2791号公報等)。また、励磁用整流回路は、主整流
回路と同様にして、Y結線された三相のステータコイル
の中性点に対して逆側端にそれぞれ接続した複数個の正
極側、負極側ダイオードにより構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、励磁用ステ
ータコイルを内蔵した自己励磁型の交流発電機では、ロ
ータコイルへ印加する励磁電圧は励磁用ステータコイル
の出力電圧によって決まるため、励磁用ステータコイル
の出力電圧に対してロータコイルによる励磁パワー(起
磁力)を大きくすることは困難であった。すなわち、励
磁用ステータコイルの発生電圧が低くなると、ロータコ
イルへ印加する励磁電圧も低くなってしまうため、励磁
が十分に行われなくなる。その結果、主ステータコイル
の出力電力が急速に低下することにより、自己励磁型の
交流発電機の発電性能が急速に低下するという問題が生
じている。
ータコイルを内蔵した自己励磁型の交流発電機では、ロ
ータコイルへ印加する励磁電圧は励磁用ステータコイル
の出力電圧によって決まるため、励磁用ステータコイル
の出力電圧に対してロータコイルによる励磁パワー(起
磁力)を大きくすることは困難であった。すなわち、励
磁用ステータコイルの発生電圧が低くなると、ロータコ
イルへ印加する励磁電圧も低くなってしまうため、励磁
が十分に行われなくなる。その結果、主ステータコイル
の出力電力が急速に低下することにより、自己励磁型の
交流発電機の発電性能が急速に低下するという問題が生
じている。
【0006】
【発明の目的】この発明は、ロータコイルを自励するた
めの三相の第2ステータコイルで発生した出力電圧が低
いときでも、三相の第2ステータコイルからの電力を増
加させることにより、外部電気負荷に電力を供給する三
相の第1ステータコイルで発電した出力電力の低下を抑
えることを目的とする。
めの三相の第2ステータコイルで発生した出力電圧が低
いときでも、三相の第2ステータコイルからの電力を増
加させることにより、外部電気負荷に電力を供給する三
相の第1ステータコイルで発電した出力電力の低下を抑
えることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、原動機が回転してロータコイルに励磁電流が流
れると、三相の第1、第2ステータコイルに交流出力が
発生する。三相の第1ステータコイルで発生した交流出
力は、複数個の第1整流素子にて整流されて直流出力に
変換された後に外部電気負荷に供給される。一方、三相
の第2ステータコイルで発生した交流出力は、複数個の
第2整流素子および中性点整流素子にて整流されて直流
出力に変換された後にロータコイルに供給される。
よれば、原動機が回転してロータコイルに励磁電流が流
れると、三相の第1、第2ステータコイルに交流出力が
発生する。三相の第1ステータコイルで発生した交流出
力は、複数個の第1整流素子にて整流されて直流出力に
変換された後に外部電気負荷に供給される。一方、三相
の第2ステータコイルで発生した交流出力は、複数個の
第2整流素子および中性点整流素子にて整流されて直流
出力に変換された後にロータコイルに供給される。
【0008】したがって、三相の第2ステータコイルで
発生した出力電圧が低くなると、複数個の第2整流素子
からロータコイルに印加される励磁電圧が低くなり、ロ
ータコイルに供給される励磁電流も少なくなる。しか
し、中性点整流素子からもロータコイルに励磁電流が供
給されるので、三相の第2ステータコイルで発生した出
力電圧の低下分に対する励磁電流の減少量が小さくな
る。これにより、三相の第1ステータコイルで発生する
出力電力の低下を抑制できるという効果が得られる。
発生した出力電圧が低くなると、複数個の第2整流素子
からロータコイルに印加される励磁電圧が低くなり、ロ
ータコイルに供給される励磁電流も少なくなる。しか
し、中性点整流素子からもロータコイルに励磁電流が供
給されるので、三相の第2ステータコイルで発生した出
力電圧の低下分に対する励磁電流の減少量が小さくな
る。これにより、三相の第1ステータコイルで発生する
出力電力の低下を抑制できるという効果が得られる。
【0009】請求項2に記載の発明によれば、駆動源に
よりロータが回転駆動される前には、外部励磁手段から
ロータコイルに初期励磁電流が供給される。これによ
り、ロータコイルが励磁されることにより、三相の第
1、第2ステータコイルに交流電圧が発生する。そし
て、ロータコイルの励磁電圧が上昇し、三相の第2ステ
ータコイルで発生した出力電圧の方が外部励磁手段の電
圧よりも高くなると、逆流防止手段により自己励磁手段
側から外部励磁手段側への電流の逆流が阻止される。し
たがって、外部励磁手段に過電流が流れることによる外
部励磁手段の悪影響を防止できるという効果が得られ
る。
よりロータが回転駆動される前には、外部励磁手段から
ロータコイルに初期励磁電流が供給される。これによ
り、ロータコイルが励磁されることにより、三相の第
1、第2ステータコイルに交流電圧が発生する。そし
て、ロータコイルの励磁電圧が上昇し、三相の第2ステ
ータコイルで発生した出力電圧の方が外部励磁手段の電
圧よりも高くなると、逆流防止手段により自己励磁手段
側から外部励磁手段側への電流の逆流が阻止される。し
たがって、外部励磁手段に過電流が流れることによる外
部励磁手段の悪影響を防止できるという効果が得られ
る。
【0010】
〔第1実施例の構成〕図1ないし図3はこの発明の第1
実施例を示したもので、図1は車両用交流発電機の電気
回路を示した図で、図2は車両用充電装置の電気回路を
示した図である。
実施例を示したもので、図1は車両用交流発電機の電気
回路を示した図で、図2は車両用充電装置の電気回路を
示した図である。
【0011】車両用充電装置1は、例えば原動機として
の内燃機関(図示せず)を発電のみに利用し、車両用交
流発電機4で発電した電力をバッテリ2の充電に利用す
るシリーズ方式のハイブリッド電気自動車に搭載されて
いる。車両用充電装置1は、図1および図2に示したよ
うに、バッテリ2、外部励磁用電源3、バッテリ2を充
電する車両用交流発電機4、およびこの車両用交流発電
機4の出力電圧を調整するレギュレータ5等を備えてい
る。
の内燃機関(図示せず)を発電のみに利用し、車両用交
流発電機4で発電した電力をバッテリ2の充電に利用す
るシリーズ方式のハイブリッド電気自動車に搭載されて
いる。車両用充電装置1は、図1および図2に示したよ
うに、バッテリ2、外部励磁用電源3、バッテリ2を充
電する車両用交流発電機4、およびこの車両用交流発電
機4の出力電圧を調整するレギュレータ5等を備えてい
る。
【0012】バッテリ2は、本発明の外部電気負荷であ
って、車両走行用モータ(図示せず)に電力を供給する
もので、本例では300V用バッテリが使用されてい
る。外部励磁用電源3は、本発明の外部励磁手段であっ
て、車両用交流発電機4が回転していない時に初期励磁
電圧を車両用交流発電機4に印加することにより初期励
磁電流を車両用交流発電機4に供給するもので、本例で
は12V用バッテリが使用されている。
って、車両走行用モータ(図示せず)に電力を供給する
もので、本例では300V用バッテリが使用されてい
る。外部励磁用電源3は、本発明の外部励磁手段であっ
て、車両用交流発電機4が回転していない時に初期励磁
電圧を車両用交流発電機4に印加することにより初期励
磁電流を車両用交流発電機4に供給するもので、本例で
は12V用バッテリが使用されている。
【0013】車両用交流発電機4は、図1に示したよう
に、ロータコイル6の回転に伴って三相の第1、第2ス
テータコイル7、8に交流電圧を発生するもので、三相
の第1ステータコイル7で発生した交流出力を整流する
第1三相全波整流ブリッジ回路9、および三相の第2ス
テータコイル8で発生した交流出力を整流する第2三相
全波整流ブリッジ回路10を備えている。
に、ロータコイル6の回転に伴って三相の第1、第2ス
テータコイル7、8に交流電圧を発生するもので、三相
の第1ステータコイル7で発生した交流出力を整流する
第1三相全波整流ブリッジ回路9、および三相の第2ス
テータコイル8で発生した交流出力を整流する第2三相
全波整流ブリッジ回路10を備えている。
【0014】ロータコイル6は、図示しないロータコ
ア、スリップリング等と共にロータを構成する励磁巻
線、界磁巻線、回転子巻線、フィールドコイルで、内燃
機関により回転駆動されるシャフト(図示せず)と一体
的に回転するランデル型のロータコアの中央部にコイル
ボビンを介して巻回されている。このロータコイル6に
励磁電流が流れると、ロータコアの一方の爪状磁極片が
全てN極となり、他方の爪状磁極片が全てS極となる。
なお、ロータコイル6の両側のコイル端は、いずれも図
示しないスリップリング端子、スリップリングおよびブ
ラシを介して第2三相全波整流ブリッジ回路10に接続
されている。
ア、スリップリング等と共にロータを構成する励磁巻
線、界磁巻線、回転子巻線、フィールドコイルで、内燃
機関により回転駆動されるシャフト(図示せず)と一体
的に回転するランデル型のロータコアの中央部にコイル
ボビンを介して巻回されている。このロータコイル6に
励磁電流が流れると、ロータコアの一方の爪状磁極片が
全てN極となり、他方の爪状磁極片が全てS極となる。
なお、ロータコイル6の両側のコイル端は、いずれも図
示しないスリップリング端子、スリップリングおよびブ
ラシを介して第2三相全波整流ブリッジ回路10に接続
されている。
【0015】三相の第1ステータコイル7は、三相の第
2ステータコイル8、図示しないステータコアと共にス
テータを構成する主電機子巻線、主固定子巻線、主ステ
ータコイルで、ロータコアの一対の爪磁極片に対向して
配されたステータコアの内周に形成された多数のスロッ
ト(図示せず)内に巻装されている。三相の第1ステー
タコイル7は、Y結線(スター結線)されている。すな
わち、三相の第1ステータコイル7の片側のコイル端を
一箇所で結線して中性点11を作り、この中性点11の
逆側のコイル端12を第1三相全波整流ブリッジ回路9
に接続している。
2ステータコイル8、図示しないステータコアと共にス
テータを構成する主電機子巻線、主固定子巻線、主ステ
ータコイルで、ロータコアの一対の爪磁極片に対向して
配されたステータコアの内周に形成された多数のスロッ
ト(図示せず)内に巻装されている。三相の第1ステー
タコイル7は、Y結線(スター結線)されている。すな
わち、三相の第1ステータコイル7の片側のコイル端を
一箇所で結線して中性点11を作り、この中性点11の
逆側のコイル端12を第1三相全波整流ブリッジ回路9
に接続している。
【0016】三相の第2ステータコイル8は、三相の第
1ステータコイル7とは別に独立して設けられ、三相の
第1ステータコイル7のターン数を10としたときター
ン数が1となるように、三相の第1ステータコイル7よ
りも少ないターン数の励磁用電機子巻線、励磁用固定子
巻線、励磁用ステータコイルである。三相の第2ステー
タコイル8は、三相の第1ステータコイル7と同様に、
多数のスロット内に巻装されている。
1ステータコイル7とは別に独立して設けられ、三相の
第1ステータコイル7のターン数を10としたときター
ン数が1となるように、三相の第1ステータコイル7よ
りも少ないターン数の励磁用電機子巻線、励磁用固定子
巻線、励磁用ステータコイルである。三相の第2ステー
タコイル8は、三相の第1ステータコイル7と同様に、
多数のスロット内に巻装されている。
【0017】三相の第2ステータコイル8は、三相の第
1ステータコイル7と同様に、Y結線(スター結線)さ
れている。すなわち、三相の第2ステータコイル8の片
側のコイル端を一箇所で結線して中性点13を作り、中
性点13とこの中性点13の逆側のコイル端14を第2
三相全波整流ブリッジ回路10に接続している。
1ステータコイル7と同様に、Y結線(スター結線)さ
れている。すなわち、三相の第2ステータコイル8の片
側のコイル端を一箇所で結線して中性点13を作り、中
性点13とこの中性点13の逆側のコイル端14を第2
三相全波整流ブリッジ回路10に接続している。
【0018】第1三相全波整流ブリッジ回路9は、本発
明の直流出力手段であって、三相の第1ステータコイル
7より入力する交流出力を整流する主巻線側整流回路で
ある。第1三相全波整流ブリッジ回路9は、3個の交流
入力端子21の正極側出力端に接続された3個の正極側
ダイオード22、および3個の交流入力端子21の負極
側出力端に接続された3個の負極側ダイオード23等か
ら構成されている。3個の交流入力端子21は、三相の
第1ステータコイル7の3個のコイル端12より交流出
力を入力する。
明の直流出力手段であって、三相の第1ステータコイル
7より入力する交流出力を整流する主巻線側整流回路で
ある。第1三相全波整流ブリッジ回路9は、3個の交流
入力端子21の正極側出力端に接続された3個の正極側
ダイオード22、および3個の交流入力端子21の負極
側出力端に接続された3個の負極側ダイオード23等か
ら構成されている。3個の交流入力端子21は、三相の
第1ステータコイル7の3個のコイル端12より交流出
力を入力する。
【0019】正極側、負極側ダイオード22、23は、
本発明の第1整流素子であって、三相の第1ステータコ
イル7より入力する交流電圧を整流して直流電圧に変換
する半導体素子である。3個の正極側ダイオード22の
出力側には正極側直流出力端子24が接続され、3個の
負極側ダイオード23の出力側には負極側直流出力端子
25が接続されている。正極側、負極側直流出力端子2
4、25は、それぞれバッテリ2の正極(+極)、負極
(−極)に直流入力端子26、27を介して接続されて
いる。
本発明の第1整流素子であって、三相の第1ステータコ
イル7より入力する交流電圧を整流して直流電圧に変換
する半導体素子である。3個の正極側ダイオード22の
出力側には正極側直流出力端子24が接続され、3個の
負極側ダイオード23の出力側には負極側直流出力端子
25が接続されている。正極側、負極側直流出力端子2
4、25は、それぞれバッテリ2の正極(+極)、負極
(−極)に直流入力端子26、27を介して接続されて
いる。
【0020】第2三相全波整流ブリッジ回路10は、本
発明の自己励磁手段であって、三相の第2ステータコイ
ル8より入力する交流出力を整流する励磁側整流回路で
ある。第2三相全波整流ブリッジ回路10は、3個の交
流入力端子31の正極側出力端に接続された3個の正極
側ダイオード32、3個の交流入力端子31の負極側出
力端に接続された3個の負極側ダイオード33、1個の
交流入力端子34の正極側出力端に接続された1個の正
極側中性点ダイオード35、および1個の交流入力端子
34の負極側出力端に接続された1個の負極側中性点ダ
イオード36等から構成されている。
発明の自己励磁手段であって、三相の第2ステータコイ
ル8より入力する交流出力を整流する励磁側整流回路で
ある。第2三相全波整流ブリッジ回路10は、3個の交
流入力端子31の正極側出力端に接続された3個の正極
側ダイオード32、3個の交流入力端子31の負極側出
力端に接続された3個の負極側ダイオード33、1個の
交流入力端子34の正極側出力端に接続された1個の正
極側中性点ダイオード35、および1個の交流入力端子
34の負極側出力端に接続された1個の負極側中性点ダ
イオード36等から構成されている。
【0021】3個の交流入力端子31は、三相の第2ス
テータコイル8の3個のコイル端14より交流出力を入
力する。正極側、負極側ダイオード32、33は、本発
明の第2整流素子であって、三相の第2ステータコイル
8より入力する交流電圧を整流して直流電圧に変換する
半導体素子である。1個の交流入力端子34は、三相の
第2ステータコイル8の中性点13より交流出力を入力
する。正極側、負極側中性点ダイオード35、36は、
本発明の中性点整流素子であって、三相の第2ステータ
コイル8より入力する交流電圧を整流して直流電圧に変
換する半導体素子である。
テータコイル8の3個のコイル端14より交流出力を入
力する。正極側、負極側ダイオード32、33は、本発
明の第2整流素子であって、三相の第2ステータコイル
8より入力する交流電圧を整流して直流電圧に変換する
半導体素子である。1個の交流入力端子34は、三相の
第2ステータコイル8の中性点13より交流出力を入力
する。正極側、負極側中性点ダイオード35、36は、
本発明の中性点整流素子であって、三相の第2ステータ
コイル8より入力する交流電圧を整流して直流電圧に変
換する半導体素子である。
【0022】3個の正極側ダイオード32および1個の
正極側中性点ダイオード35の出力側には正極側直流出
力端子37が接続され、3個の負極側ダイオード33お
よび1個の負極側中性点ダイオード36の出力側には負
極側直流出力端子38が接続されている。正極側直流出
力端子37はロータコイル6の正極側の給電線39に接
続され、負極側直流出力端子38は接地(アース)され
ている。
正極側中性点ダイオード35の出力側には正極側直流出
力端子37が接続され、3個の負極側ダイオード33お
よび1個の負極側中性点ダイオード36の出力側には負
極側直流出力端子38が接続されている。正極側直流出
力端子37はロータコイル6の正極側の給電線39に接
続され、負極側直流出力端子38は接地(アース)され
ている。
【0023】ここで、ロータコイル6の正極側の給電線
39と負極側の給電線40との間には、フライホイール
ダイオード41がロータコイル6と並列接続されてい
る。フライホイールダイオード41は、アノード側が給
電線40および外部接続端子42に接続され、カソード
側が正極側直流出力端子37および給電線39に接続さ
れている。
39と負極側の給電線40との間には、フライホイール
ダイオード41がロータコイル6と並列接続されてい
る。フライホイールダイオード41は、アノード側が給
電線40および外部接続端子42に接続され、カソード
側が正極側直流出力端子37および給電線39に接続さ
れている。
【0024】また、正極側直流出力端子37には、逆流
防止用ダイオード43が接続されている。逆流防止用ダ
イオード43は、本発明の逆流防止手段であって、アノ
ード側が外部接続端子44に接続され、カソード側が正
極側直流出力端子37を介して給電線39に接続されて
いる。そして、負極側直流出力端子38は外部接続端子
45にも接続している。
防止用ダイオード43が接続されている。逆流防止用ダ
イオード43は、本発明の逆流防止手段であって、アノ
ード側が外部接続端子44に接続され、カソード側が正
極側直流出力端子37を介して給電線39に接続されて
いる。そして、負極側直流出力端子38は外部接続端子
45にも接続している。
【0025】外部接続端子44は、初期励磁電流の入力
端子であって、外部励磁用電源3と励磁電流出力端子5
0を介して接続されている。外部接続端子42、45
は、ロータコイル6に供給される励磁電流を制御する励
磁電流制御端子で、レギュレータ5に接続されている。
端子であって、外部励磁用電源3と励磁電流出力端子5
0を介して接続されている。外部接続端子42、45
は、ロータコイル6に供給される励磁電流を制御する励
磁電流制御端子で、レギュレータ5に接続されている。
【0026】レギュレータ5は、ロータコイル6に供給
される励磁電流を制御して三相の第1ステータコイル7
で発生する出力電圧を調整する出力電圧調整手段であ
る。このレギュレータ5は、励磁電流制御手段としての
パワートランジスタ51、このパワートランジスタ51
をオン、オフする制御手段としての集積回路52を有し
ている。
される励磁電流を制御して三相の第1ステータコイル7
で発生する出力電圧を調整する出力電圧調整手段であ
る。このレギュレータ5は、励磁電流制御手段としての
パワートランジスタ51、このパワートランジスタ51
をオン、オフする制御手段としての集積回路52を有し
ている。
【0027】パワートランジスタ51は、ベースが集積
回路52に接続され、コレクタが励磁電流制御端子53
を介して外部接続端子42に接続され、エミッタが励磁
電流制御端子54を介して外部接続端子45に接続され
ている。集積回路52は、バッテリ2のバッテリ電圧
や、上位のコントローラの発電開始信号に基づいて三相
の第1ステータコイル7で発生する出力電圧を制御する
ための指令値を端子55から入力する。
回路52に接続され、コレクタが励磁電流制御端子53
を介して外部接続端子42に接続され、エミッタが励磁
電流制御端子54を介して外部接続端子45に接続され
ている。集積回路52は、バッテリ2のバッテリ電圧
や、上位のコントローラの発電開始信号に基づいて三相
の第1ステータコイル7で発生する出力電圧を制御する
ための指令値を端子55から入力する。
【0028】〔第1実施例の作用〕次に、この実施例の
車両用充電装置1の作用を図1および図2に基づいて簡
単に説明する。
車両用充電装置1の作用を図1および図2に基づいて簡
単に説明する。
【0029】発電時は、励磁電流が流れることで電磁石
となったロータの回転により、三相の第1ステータコイ
ル7に誘起された交流電圧を第1三相全波整流ブリッジ
回路9の各正極側、負極側ダイオード22、23で整流
し直流出力に変換して、正極側、負極側直流出力端子2
4、25を介してバッテリ2に出力する。
となったロータの回転により、三相の第1ステータコイ
ル7に誘起された交流電圧を第1三相全波整流ブリッジ
回路9の各正極側、負極側ダイオード22、23で整流
し直流出力に変換して、正極側、負極側直流出力端子2
4、25を介してバッテリ2に出力する。
【0030】このとき、三相の第2ステータコイル8に
は、三相の第1ステータコイル7との巻数比(ターン数
比)に比例した出力電圧(本例では第1ステータコイル
7の出力電圧に対して1/10の電圧値)が誘起され
る。この出力電圧を第2三相全波整流ブリッジ回路10
の各正極側、負極側ダイオード32、33および正極
側、負極側中性点ダイオード35、36で整流し直流出
力に変換してロータコイル6の内部励磁用電源とする。
は、三相の第1ステータコイル7との巻数比(ターン数
比)に比例した出力電圧(本例では第1ステータコイル
7の出力電圧に対して1/10の電圧値)が誘起され
る。この出力電圧を第2三相全波整流ブリッジ回路10
の各正極側、負極側ダイオード32、33および正極
側、負極側中性点ダイオード35、36で整流し直流出
力に変換してロータコイル6の内部励磁用電源とする。
【0031】しかし、車両用交流発電機4のロータが回
転を始める前、あるいは回転が低速回転の時などは、第
2三相全波整流ブリッジ回路10からの励磁電圧は存在
しない。あるいはロータコイル6の励磁に足る励磁電圧
に達していない。このとき、パワートランジスタ51が
集積回路52の通電信号によりオンされることにより、
外部接続端子44を介して外部励磁用電源3の励磁電流
出力端子50に接続される。これにより、外部励磁用電
源3から初期励磁電圧(例えば12V)が印加されるの
で、ロータコイル6に励磁電流が供給される。
転を始める前、あるいは回転が低速回転の時などは、第
2三相全波整流ブリッジ回路10からの励磁電圧は存在
しない。あるいはロータコイル6の励磁に足る励磁電圧
に達していない。このとき、パワートランジスタ51が
集積回路52の通電信号によりオンされることにより、
外部接続端子44を介して外部励磁用電源3の励磁電流
出力端子50に接続される。これにより、外部励磁用電
源3から初期励磁電圧(例えば12V)が印加されるの
で、ロータコイル6に励磁電流が供給される。
【0032】このとき、外部励磁用電源3からの励磁電
流は、励磁電流出力端子50→外部接続端子44→給電
線39→ロータコイル6→給電線40→外部接続端子4
2→励磁電流制御端子53→パワートランジスタ51→
外部励磁用電源3のように車両用充電装置1の電気回路
を流れる。
流は、励磁電流出力端子50→外部接続端子44→給電
線39→ロータコイル6→給電線40→外部接続端子4
2→励磁電流制御端子53→パワートランジスタ51→
外部励磁用電源3のように車両用充電装置1の電気回路
を流れる。
【0033】そして、外部励磁用電源3からロータコイ
ル6に供給された励磁電流により三相の第1、第2ステ
ータコイル7、8で発電が開始され、第1、第2三相全
波整流ブリッジ回路9、10からの出力電圧がそれぞれ
上昇する。そして、第2三相全波整流ブリッジ回路10
の励磁電圧が外部励磁用電源3の初期励磁電圧(例えば
12V)を上回ると、逆流防止用ダイオード43が逆バ
イアス状態となり、外部励磁用電源3からの励磁電流は
ロータコイル6に流れ込まなくなる。
ル6に供給された励磁電流により三相の第1、第2ステ
ータコイル7、8で発電が開始され、第1、第2三相全
波整流ブリッジ回路9、10からの出力電圧がそれぞれ
上昇する。そして、第2三相全波整流ブリッジ回路10
の励磁電圧が外部励磁用電源3の初期励磁電圧(例えば
12V)を上回ると、逆流防止用ダイオード43が逆バ
イアス状態となり、外部励磁用電源3からの励磁電流は
ロータコイル6に流れ込まなくなる。
【0034】したがって、外部励磁用電源3に過電流が
流れることによる溶液漏れ等の外部励磁用電源3の悪影
響を防止できる。この後は、外部励磁用電源3の電源電
圧によりロータコイル6を励磁する他励から、三相の第
2ステータコイル8の出力電圧によりロータコイル6を
励磁する自励に移行する。
流れることによる溶液漏れ等の外部励磁用電源3の悪影
響を防止できる。この後は、外部励磁用電源3の電源電
圧によりロータコイル6を励磁する他励から、三相の第
2ステータコイル8の出力電圧によりロータコイル6を
励磁する自励に移行する。
【0035】このとき、三相の第2ステータコイル8で
発生した励磁電流は、3個の正極側ダイオード32およ
び1個の正極側中性点ダイオード35→正極側直流出力
端子37→給電線39→ロータコイル6→給電線40→
外部接続端子42→励磁電流制御端子53→パワートラ
ンジスタ51→励磁電流制御端子54→外部接続端子4
5→負極側直流出力端子38→3個の負極側ダイオード
33および1個の負極側中性点ダイオード36のように
車両用充電装置1の電気回路を流れる。
発生した励磁電流は、3個の正極側ダイオード32およ
び1個の正極側中性点ダイオード35→正極側直流出力
端子37→給電線39→ロータコイル6→給電線40→
外部接続端子42→励磁電流制御端子53→パワートラ
ンジスタ51→励磁電流制御端子54→外部接続端子4
5→負極側直流出力端子38→3個の負極側ダイオード
33および1個の負極側中性点ダイオード36のように
車両用充電装置1の電気回路を流れる。
【0036】〔第1実施例の効果〕以上のように、ロー
タコイル6を自励可能な車両用交流発電機4の場合、三
相の第2ステータコイル8に誘起される出力電圧(ロー
タコイル6に印加できる励磁電圧)は、三相の第1ステ
ータコイル7に誘起される出力電圧(車両用交流発電機
4の発電電圧)、すなわち、正極側、負極側直流出力端
子24、25間の電圧値にほぼ比例する。
タコイル6を自励可能な車両用交流発電機4の場合、三
相の第2ステータコイル8に誘起される出力電圧(ロー
タコイル6に印加できる励磁電圧)は、三相の第1ステ
ータコイル7に誘起される出力電圧(車両用交流発電機
4の発電電圧)、すなわち、正極側、負極側直流出力端
子24、25間の電圧値にほぼ比例する。
【0037】そのため、三相の第2ステータコイル8に
誘起される出力電圧が小さくなればロータコイル6に印
加できる励磁電圧も小さくなり、図3のグラフに表した
直線Aのように、ロータコイル6に供給される励磁電流
も少なくなる。その結果、図3のグラフに表した曲線B
のように、車両用交流発電機4(三相の第1ステータコ
イル7)の出力電力が減少する。
誘起される出力電圧が小さくなればロータコイル6に印
加できる励磁電圧も小さくなり、図3のグラフに表した
直線Aのように、ロータコイル6に供給される励磁電流
も少なくなる。その結果、図3のグラフに表した曲線B
のように、車両用交流発電機4(三相の第1ステータコ
イル7)の出力電力が減少する。
【0038】しかるに、この実施例においては、正極
側、負極側ダイオード32、33に加えて、正極側、負
極側中性点ダイオード35、36からも直流電流が出力
される構成であるため、図3のグラフに表した直線Cの
ように、ロータコイル6に供給される励磁電流の減少量
は小さくなる。その結果、図3のグラフに表した曲線D
のように、車両用交流発電機4(三相の第1ステータコ
イル7)の出力電力が曲線Bに対して増大するので、車
両用交流発電機4の出力電力の低下を抑制できる。
側、負極側ダイオード32、33に加えて、正極側、負
極側中性点ダイオード35、36からも直流電流が出力
される構成であるため、図3のグラフに表した直線Cの
ように、ロータコイル6に供給される励磁電流の減少量
は小さくなる。その結果、図3のグラフに表した曲線D
のように、車両用交流発電機4(三相の第1ステータコ
イル7)の出力電力が曲線Bに対して増大するので、車
両用交流発電機4の出力電力の低下を抑制できる。
【0039】また、第1三相全波整流ブリッジ回路9に
中性点ダイオードを入れれば発電電力(出力電力)の増
大が期待できるが、この場合には、直流出力にリップル
等のノイズが増大する問題が生じる。それに対し、この
実施例では、基本的にロータコイル6の励磁パワーを増
加して車両用交流発電機4の出力電力を増大しているの
で、中性点ダイオードの追加に伴うノイズの増加は少な
いという効果も得られる。
中性点ダイオードを入れれば発電電力(出力電力)の増
大が期待できるが、この場合には、直流出力にリップル
等のノイズが増大する問題が生じる。それに対し、この
実施例では、基本的にロータコイル6の励磁パワーを増
加して車両用交流発電機4の出力電力を増大しているの
で、中性点ダイオードの追加に伴うノイズの増加は少な
いという効果も得られる。
【0040】さらに、第1三相全波整流ブリッジ回路9
に中性点ダイオードを入れるためには、その出力電圧に
対応した大容量のダイオードが必要であるが、この実施
例では正極側、負極側中性点ダイオード35、36を第
1三相全波整流ブリッジ回路9と比較して1/10の出
力電圧を発生する第2三相全波整流ブリッジ回路10に
入れるので、小容量のダイオードで良いという利点もあ
る。
に中性点ダイオードを入れるためには、その出力電圧に
対応した大容量のダイオードが必要であるが、この実施
例では正極側、負極側中性点ダイオード35、36を第
1三相全波整流ブリッジ回路9と比較して1/10の出
力電圧を発生する第2三相全波整流ブリッジ回路10に
入れるので、小容量のダイオードで良いという利点もあ
る。
【0041】〔第2実施例〕図4はこの発明の第2実施
例を示したもので、車両用交流発電機の電気回路を示し
た図である。
例を示したもので、車両用交流発電機の電気回路を示し
た図である。
【0042】この実施例では、第2三相全波整流ブリッ
ジ回路10に中性点ダイオードとして正極側中性点ダイ
オード35のみを入れるようにして、部品点数を軽減し
て車両用交流発電機4の価格の低減を図っている。この
ような構成でも、ロータコイル6に印加する励磁電流の
増加により車両用交流発電機4(三相の第1ステータコ
イル7)の出力電力を増大するという効果が得られる。
但し、車両用交流発電機4の出力電力の向上効果は第1
実施例の方が優れることは言うまでもない。
ジ回路10に中性点ダイオードとして正極側中性点ダイ
オード35のみを入れるようにして、部品点数を軽減し
て車両用交流発電機4の価格の低減を図っている。この
ような構成でも、ロータコイル6に印加する励磁電流の
増加により車両用交流発電機4(三相の第1ステータコ
イル7)の出力電力を増大するという効果が得られる。
但し、車両用交流発電機4の出力電力の向上効果は第1
実施例の方が優れることは言うまでもない。
【0043】〔第3実施例〕図5はこの発明の第3実施
例を示したもので、車両用交流発電機の電気回路を示し
た図である。
例を示したもので、車両用交流発電機の電気回路を示し
た図である。
【0044】この実施例では、第2三相全波整流ブリッ
ジ回路10に中性点ダイオードとして負極側中性点ダイ
オード36のみを入れるようにして、部品点数を軽減し
て車両用交流発電機4の価格の低減を図っている。この
ような構成でも、ロータコイル6に印加する励磁電流の
増加により車両用交流発電機4(三相の第1ステータコ
イル7)の出力電力を増大するという効果が得られる。
但し、車両用交流発電機4の出力電力の向上効果は第1
実施例の方が優れることは言うまでもない。
ジ回路10に中性点ダイオードとして負極側中性点ダイ
オード36のみを入れるようにして、部品点数を軽減し
て車両用交流発電機4の価格の低減を図っている。この
ような構成でも、ロータコイル6に印加する励磁電流の
増加により車両用交流発電機4(三相の第1ステータコ
イル7)の出力電力を増大するという効果が得られる。
但し、車両用交流発電機4の出力電力の向上効果は第1
実施例の方が優れることは言うまでもない。
【0045】〔変形例〕この実施例では、本発明をシリ
ーズ方式のハイブリッド電気自動車搭載用エンジンに回
転駆動される発電機としての車両用交流発電機4に適用
したが、本発明を発電機の駆動だけでなく車輪の直接駆
動にも用いるパラレル方式のハイブリッド電気自動車搭
載用内燃機関、その他の車両搭載用内燃機関、定地式の
内燃機関または電動モータ等の原動機により回転駆動さ
れるその他の発電機に適用しても良い。
ーズ方式のハイブリッド電気自動車搭載用エンジンに回
転駆動される発電機としての車両用交流発電機4に適用
したが、本発明を発電機の駆動だけでなく車輪の直接駆
動にも用いるパラレル方式のハイブリッド電気自動車搭
載用内燃機関、その他の車両搭載用内燃機関、定地式の
内燃機関または電動モータ等の原動機により回転駆動さ
れるその他の発電機に適用しても良い。
【0046】この実施例では、第1、第2整流素子また
は中性点整流素子としてダイオードを用いたが、第1、
第2整流素子または中性点整流素子としてSi−MOS
FET、SiC−MOSFET、バイポーラトランジス
タ等の半導体スイッチング素子を用いても良い。また、
これらを組み合わせて使用しても良い。
は中性点整流素子としてダイオードを用いたが、第1、
第2整流素子または中性点整流素子としてSi−MOS
FET、SiC−MOSFET、バイポーラトランジス
タ等の半導体スイッチング素子を用いても良い。また、
これらを組み合わせて使用しても良い。
【0047】この実施例では、ロータコアにロータコイ
ル6のみを巻回したが、ロータコイル6の励磁パワーを
増加するためにロータコアの隣設する2つの爪状磁極片
間にロータコイル6と共に1個以上の永久磁石を配して
も良い。この実施例では、外部電気負荷としてバッテリ
2を用いたが、外部電気負荷として車両等に搭載される
照明装置、エンジン始動装置、電動式アクチュエータ等
の電気装置を用いても良い。この実施例では、外部励磁
手段として外部励磁用電源3を用いたが、外部励磁手段
として車両用交流発電機4を除く他の発電機を用いても
良い。
ル6のみを巻回したが、ロータコイル6の励磁パワーを
増加するためにロータコアの隣設する2つの爪状磁極片
間にロータコイル6と共に1個以上の永久磁石を配して
も良い。この実施例では、外部電気負荷としてバッテリ
2を用いたが、外部電気負荷として車両等に搭載される
照明装置、エンジン始動装置、電動式アクチュエータ等
の電気装置を用いても良い。この実施例では、外部励磁
手段として外部励磁用電源3を用いたが、外部励磁手段
として車両用交流発電機4を除く他の発電機を用いても
良い。
【図1】車両用交流発電機の電気回路を示した回路図で
ある(第1実施例)。
ある(第1実施例)。
【図2】車両用充電装置の電気回路を示した回路図であ
る(第1実施例)。
る(第1実施例)。
【図3】出力電力・励磁電流と出力電圧との関係を示し
たグラフである(第1実施例)。
たグラフである(第1実施例)。
【図4】車両用交流発電機の電気回路を示した回路図で
ある(第2実施例)。
ある(第2実施例)。
【図5】車両用交流発電機の電気回路を示した回路図で
ある(第3実施例)。
ある(第3実施例)。
1 車両用充電装置 2 バッテリ(外部電気負荷) 3 外部励磁用電源(外部励磁手段) 4 車両用交流発電機 6 ロータコイル 7 第1ステータコイル 8 第2ステータコイル 9 第1三相全波整流ブリッジ回路(直流出力手段) 10 第2三相全波整流ブリッジ回路(自己励磁手段) 11 中性点 12 コイル端 13 中性点 14 コイル端(逆側端) 22 正極側ダイオード(第1整流素子) 23 負極側ダイオード(第1整流素子) 32 正極側ダイオード(第2整流素子) 33 負極側ダイオード(第2整流素子) 35 中性点ダイオード(中性点整流素子) 36 中性点ダイオード(中性点整流素子) 43 逆流防止用ダイオード(逆流防止手段)
Claims (3)
- 【請求項1】(a)原動機に回転駆動されるロータに巻
回されたロータコイルと、 (b)前記ロータと相対回転するステータに巻回され、
前記ロータコイルの回転に伴って交流出力を発生する三
相の第1ステータコイルと、 (c)これらの第1ステータコイルにそれぞれ接続され
た複数個の第1整流素子を有し、これらの第1整流素子
で整流した直流出力を外部電気負荷に供給する直流出力
手段と、 (d)前記三相の第1ステータコイルに並列して前記ス
テータに巻回され、前記ロータコイルの回転に伴って交
流出力を発生すると共に、各々の片側端をY結線して中
性点を設けた三相の第2ステータコイルと、 (e)これらの第2ステータコイルの中性点に対して逆
側端にそれぞれ接続された複数個の第2整流素子、およ
び前記三相の第2ステータコイルの中性点に接続された
中性点整流素子を有し、前記複数個の第2整流素子およ
び前記中性点整流素子で整流した直流出力を前記ロータ
コイルに供給する自己励磁手段とを備えた発電機。 - 【請求項2】請求項1に記載の発電機において、 前記自己励磁手段には、前記ロータコイルに初期励磁電
流を供給する外部励磁手段が接続され、前記自己励磁手
段と前記外部励磁手段との間には、前記自己励磁手段か
ら前記外部励磁手段への逆流を防止する逆流防止手段が
接続されたことを特徴とする発電機。 - 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の発電機に
おいて、 前記発電機は、前記ロータコイルに供給する励磁電流を
変更して前記直流出力手段より出力される出力電圧を変
化させる可変出力電圧型の発電機であることを特徴とす
る発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290199A JPH09135599A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290199A JPH09135599A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09135599A true JPH09135599A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17753042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7290199A Pending JPH09135599A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09135599A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008092785A (ja) * | 2006-02-08 | 2008-04-17 | Denso Corp | 車両用交流発電機 |
| CN110138236A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-16 | 扬州扬杰电子科技股份有限公司 | 一种新式整流桥 |
-
1995
- 1995-11-08 JP JP7290199A patent/JPH09135599A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008092785A (ja) * | 2006-02-08 | 2008-04-17 | Denso Corp | 車両用交流発電機 |
| CN110138236A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-16 | 扬州扬杰电子科技股份有限公司 | 一种新式整流桥 |
| CN110138236B (zh) * | 2019-05-27 | 2024-01-26 | 扬州扬杰电子科技股份有限公司 | 一种新式整流桥 |
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