JPH0984396A - 車載発電装置 - Google Patents

車載発電装置

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JPH0984396A
JPH0984396A JP7261982A JP26198295A JPH0984396A JP H0984396 A JPH0984396 A JP H0984396A JP 7261982 A JP7261982 A JP 7261982A JP 26198295 A JP26198295 A JP 26198295A JP H0984396 A JPH0984396 A JP H0984396A
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久利 土屋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】車両用のエンジンを駆動源とする車載発電装置
において、装置の小型化と出力電圧の安定化を図る。 【解決手段】小型の発電機A、BのAC100V出力を
整流器2a、2bで整流し、且つその整流させた出力を
電気的に直列に接続して直流高電圧源2とし、その出力
をインバータ回路3で商用電源と実行値が同等な交番電
流に変換して出力すると共に、直流高電圧源2の電圧に
基づいて発電機Aの界磁コイル1iに供給する励磁電流
を制御して、インバータ回路3の出力電圧を安定化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載したエ
ンジンを駆動源とする発電装置に関し、特に2台の発電
機を用いて、車両の運行に必要な直流低電圧電流と、三
相AC200V等の商用電源と同等な高電圧交番電流と
を安定に供給することのできる車載発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、安定した商用電源と同等な高
出力電圧が得られる車載発電装置として、本発明の出願
人が既に提案した例えば特開平1−259798号公報
に示すものがある。また、複数の発電機構を有する車載
発電装置として、同じく本出願人が既に提案した特開平
2−13231号公報に示すものがある。この内、前者
は、発電機が出力した高電圧の三相交流電流を整流して
直流とし、これを定電圧安定化回路を介して電圧を安定
化させることにより、インバータ回路の出力電圧を安定
化するものである。
【0003】また、後者はインバータ部に外部周波数制
御部を設けて、外部からの同期信号に基づき、複数の発
電機構を同期制御して出力を電気的に並列接続すること
により、商用大電力を得るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、定電圧安定化回路に用いた電圧制御用のトラ
ンジスタに起因する直流電圧の低下により、直流安定化
電源を用いない従来の方式よりも発電機の出力電圧を高
くしなければならず、発電機の駆動源である車両に搭載
されているエンジンの負荷が増すと共に、上記トランジ
スタは高耐圧で大電流が流せるものでなければならず、
しかも内部損失による発熱が生じるため、実際には熱暴
走を防止する保護回路が必要になり部品数が増加して高
価格になる。また、熱を外部に逃がすために大型の放熱
器が必要になり、装置全体の形状が大きくなってしまう
ため、車載に適しないという問題を有していた。
【0005】一方、後者の方法では、同期制御をおこな
う回路が複雑になり、且つ部品数が増加して高価格にな
ると共に、信頼性が低下し、しかも全体のシステムが大
型になるので、小型の一般車両には搭載できないという
問題が生じていた。
【0006】そして、どちらの方法においても車載のバ
ッテリーに対して安定した例えばDC14〜14.5V
の電圧を供給し、バッテリーを常に充電状態としておく
ことが必ずしも可能ではなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み提案
されたもので、車両用の走行エンジンを駆動源とし、高
電圧の交流電流を発生する第1のステータコイルと該第
1のステータコイルに作用する磁界を発生させる界磁コ
イルとを有する第1の発電機と、高電圧の交流電流を発
生する第1のステータコイルと低電圧の交流電流を発生
する第2のステータコイルと該第1及び第2のステータ
コイルに作用する磁界を発生させる界磁コイルとを有す
る第2の発電機と、第2の発電機の第2のステータコイ
ルの出力電流を整流する第1の整流器とを有し、該第1
の整流器の出力を蓄電池に並列に接続すると共に、第1
の整流器の出力電源として第1及び第2の発電機の界磁
コイルに夫々励磁電流を供給する車載発電装置であっ
て、第1の発電機の第1のステータコイルの出力電流を
整流する第2の整流器と、第2の発電機の第1のステー
タコイルの出力電流を整流する第3の整流器とを設け、
第2の整流器の出力と第3の整流器の出力とを電気的に
直列に接続して直流高電圧源とし、該直流高電圧源の出
力をインバータ回路を用いて商用交流電源と同等の交番
電流に変換すると共に、第1の発電機の界磁コイルの励
磁電流を制御する第1の電流制御手段を設け、上記直流
高電圧源の出力電圧に基づいて第1の発電機の界磁コイ
ルの励磁電流を制御する車載発電装置を提供するもので
ある。
【0008】また、本発明は、第2の発電機の界磁コイ
ルの励磁電流を制御する第2の電流制御手段を設け、第
1の整流器の出力電圧に基づいて第2の発電機の界磁コ
イルの励磁電流を制御する車載発電装置を提供するもの
である。
【0009】更に、本発明は、第1の整流器の出力電圧
が上記蓄電池の充電に最適な電圧となるように第2の発
電機の界磁コイルの励磁電流を制御する車載発電装置を
提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施例に用いる
2台の発電機A、Bの回路構成を示す。この実施例で用
いる発電機A、Bは、夫々同じ構成の汎用の小型車載発
電機1であり、車両用の走行エンジン(図示せず)を駆
動源として該走行エンジンのすぐ側に配置されている。
【0011】発電機1は、AC100Vの交流電流を発
生する第1のステータコイル1aの一端をY字状に結線
して三相出力のステータコイル部1′を構成し、ステー
タコイル1aの各巻線の途中からタップ1bをとり、こ
れを三相の低電圧の交流電流を発生する第2のステータ
コイルとする。そして、各ステータコイル1aの他端を
夫々発電機1に設けた接続端子1c、1d、1eと結線
してAC100Vの三相交流電流出力端子とする。ま
た、各タップ1bの出力電流を第1の整流器である三相
整流器1fで両波整流してその出力を接続端子1g及び
1hと結線して後述する車両バッテリーや車両電装品等
の直流低電圧出力端子とする。
【0012】一方、ステータコイル部1′に作用する磁
界を発生させる界磁コイル1iを設け、該界磁コイル1
iの一端を発電機1の匡体に接地すると共に、他端を接
続端子1jと結線する。そして、発電機1の匡体と電気
的に接続した接地端子1kを設ける。尚、本実施例にお
いて、発電機Aの直流電源は使用しないので、接続端子
1g及び1hはどちらも開放とする。
【0013】図2に本発明の一実施例における車載発電
装置の概略の回路図を示す。図において、2a及び2b
は高耐圧の三相両波整流器であり、夫々、発電機A及び
発電機Bの三相AC100Vの出力電流を整流するもの
である。そして整流器2aのマイナス側の出力と整流器
2bのプラス側の出力とを電気的に接続し、且つ整流器
2aのプラス側の出力と整流器2bのマイナス側の出力
に平滑コンデンサ2cを並列接続して直流高電圧源2を
構成する。
【0014】また、発電機Bの直流低電圧出力端子1
g、1hには車両バッテリー4及び車両電装品5が並列
に接続されると共に、出力端子1hを接地する。そし
て、出力端子1gの電圧が車両バッテリー4の充電に最
適な電圧値である14〜14.5V(12Vバッテリー
使用の場合)となるように、発電機Bの界磁コイル1i
の励磁電流を制御する電流制御回路6を出力端子1g、
1hに並列に接続する。電流制御回路6は電圧検出部6
aと電流制御部6bであるトランジスタから構成されて
おり、出力端子1g、1h間の電圧が車両の走行等に障
害となる例えばDC9V程度まで低下している場合、発
電機Bの界磁コイル1iに励磁電流が流れるのを遮断す
る機能を持たせて、車両バッテリー4があがってしまう
のを防止している。
【0015】一方、直流高電圧源2の出力電圧は、本実
施例における車載発電装置の出力である三相AC200
Vを確保するため、直流高電圧源2の出力電圧を電流制
御回路7の電圧検出部7aで検出し、これに基づいて電
流制御部7bであるトランジスタで発電機Aの界磁コイ
ル1iの励磁電流を制御することにより、発電機Aの三
相高電圧交流出力を変化させて、直流高電圧源2の出力
の電圧値がDC200〜240Vとなるようにしてい
る。尚、この電流制御回路7では電圧検出部7aと電流
制御部7bとをフォトカプラを用いて電気的に絶縁する
ことによって回路の簡素化を図っている。また、電流制
御回路7においても、発電機Bの出力端子1g、1h間
の電圧が車両の走行等に障害となる例えばDC9V程度
まで低下している場合、発電機Aの界磁コイル1iに励
磁電流が流れるのを遮断する機能を持たせて、車両バッ
テリー4があがってしまうのを防止している。
【0016】そして、本実施例では、直流高電圧源2の
出力をインバータ回路3により、商用三相AC200V
の電源と同じ実行値をもつ矩形波状の交番電流に変換し
ている。即ちインバータ回路3は、6個のスイッチング
素子Q1〜Q6(図ではトランジスタ)からなるスイッ
チング部3a及び該スイッチング部3aを制御するイン
バータ制御部3bからなり、スイッチング素子Q1〜Q
6をインバータ制御部3bから出力される制御信号に基
づいて順次切り替えることにより、直流高電圧源2の出
力を矩形波状の三相の交番電流に変換している。尚、ス
イッチング素子Q1〜Q6には各々に保護回路を並列に
接続してもよい。また、スイッチング素子をパワーMO
SFETとすることにより、素子のON抵抗を低くして
変換効率を高めると共に発熱を抑えて更に装置の小型化
を図ることもできる。
【0017】このように構成した本実施例の車載発電装
置においては、発電機を発電機A、Bを三相AC100
V出力と車両走行用の低電圧直流出力をもった汎用の2
台の小型発電機としたことにより、車両のエンジンスペ
ース内に重量のバランスを保ちながら配設することがで
き、また、回路構成が簡単であって使用部品数も少なく
て済み、且つ市販の部品のみで製造できるため、部品の
調達が容易であると共に製造コストも低く抑えることが
でき、しかも必要に応じて回路をその構成要素毎に分散
して配設することが可能なので、小型の自動車のエンジ
ンスペース内に全てを収納することができる。更に、大
きな負荷においても充分な出力電圧を維持することが可
能であり、しかもエネルギーのロスを少なくできるの
で、高効率な車載発電装置を低価格で提供することがで
きる。
【0018】以上本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明は上記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施できる。例えば、本実施例では、発電
機、整流器及び高電圧交番出力電流を三相としたが、単
相であっても同様な効果を得ることができる。また、ス
イッチング素子に印加する制御信号を連続的に変動させ
ることによって、商用三相AC200Vの電源と同じ正
弦波の交流出力とすることも可能であり、必要に応じて
任意に実施できる。但し、この場合、スイッチング素子
の発熱が大きくなるため、別途放熱対策を施さなければ
ならないことはもちろんである。
【0019】
【発明の効果】本発明の車載発電装置においては、発電
機を汎用の2台の小型発電機としたことにより、車両の
エンジンスペース内に重量のバランスを保ちながら配設
することができ、回路構成が簡単であって使用部品数も
少なくて済み、且つ市販の部品で製造できるので部品の
調達が容易であると共に製造コストも低く抑えることが
でき、しかも必要に応じて回路をその構成要素毎に分散
することが可能であるため、小型車両にも容易に搭載で
きる。また、大きな負荷においても充分な出力電圧を維
持することが可能であり、しかもエネルギーのロスを少
なくできるので、高効率な車載発電装置を低価格で提供
することができる等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における発電機の回路図であ
る。
【図2】本発明の一実施例における車載発電装置の概略
の回路図である。
【符号の説明】
1、A、B 発電機 1′ ステータコイル部 1a 第1のステータコイル 1b 第1のステータコイルのタップ 1c、1d、1e 三相交流電流出力端子 1f、2a、2b 三相両波整流器 1g、1h 直流低電圧出力端子 1i 界磁コイル 2 直流高電圧源 3 インバータ回路 4 車両バッテリー 6、7 電流制御回路 6a、7a 電圧検出部 6b、7b 電流制御部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両用の走行エンジンを駆動源とし、高電
    圧の交流電流を発生する第1のステータコイルと該第1
    のステータコイルに作用する磁界を発生させる界磁コイ
    ルとを有する第1の発電機と、高電圧の交流電流を発生
    する第1のステータコイルと低電圧の交流電流を発生す
    る第2のステータコイルと該第1及び第2のステータコ
    イルに作用する磁界を発生させる界磁コイルとを有する
    第2の発電機と、第2の発電機の第2のステータコイル
    の出力電流を整流する第1の整流器とを有し、該第1の
    整流器の出力を蓄電池に接続すると共に、第1の整流器
    の出力を電源として第1及び第2の発電機の界磁コイル
    に夫々励磁電流を供給する車載発電装置であって、 第1の発電機の第1のステータコイルの出力電流を整流
    する第2の整流器と、第2の発電機の第1のステータコ
    イルの出力電流を整流する第3の整流器とを設け、第2
    の整流器の出力と第3の整流器の出力とを電気的に直列
    に接続して直流高電圧源とし、該直流高電圧源の出力を
    インバータ回路を用いて商用交流電源と同等の交番電流
    に変換すると共に、第1の発電機の界磁コイルの励磁電
    流を制御する第1の電流制御手段を設け、上記直流高電
    圧源の出力電圧に基づいて第1の発電機の界磁コイルの
    励磁電流を制御することを特徴とする車載発電装置。
  2. 【請求項2】第2の発電機の界磁コイルの励磁電流を制
    御する第2の電流制御手段を設け、第1の整流器の出力
    電圧に基づいて第2の発電機の界磁コイルの励磁電流を
    制御することを特徴とする請求項1に記載の車載発電装
    置。
  3. 【請求項3】第1の整流器の出力電圧が上記蓄電池の充
    電に最適な電圧となるように第2の発電機の界磁コイル
    の励磁電流を制御することを特徴とする請求項1乃至請
    求項2の何れかに記載の車両発電装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2011196176A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Joseph Voegele Ag 道路建設機械、特に道路仕上げ機又は道路仕上げ機用フィーダ
JP2012016196A (ja) * 2010-07-01 2012-01-19 Daishin Industries Ltd インバータ発電機の並列運転方式
JP5600788B1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-01 中央電子システム株式会社 高効率出力安定化発電装置及び流水式小水力発電システム
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