JPH1141886A - 車両用三相交流発電機 - Google Patents

車両用三相交流発電機

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JPH1141886A
JPH1141886A JP18690297A JP18690297A JPH1141886A JP H1141886 A JPH1141886 A JP H1141886A JP 18690297 A JP18690297 A JP 18690297A JP 18690297 A JP18690297 A JP 18690297A JP H1141886 A JPH1141886 A JP H1141886A
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JP
Japan
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armature coil
turns
connection
coil
phase
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JP18690297A
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Minoru Hirakawa
稔 平川
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発電電圧の低速立ち上がり特性の悪化を抑止し
つつ、発電電圧の脈動率の低減と中高速域での出力電流
特性の向上とを実現可能な車両用三相交流発電機を提供
すること。 【解決手段】電機子コアの同一スロットに巻装され、互
いに並列接続されるY結線電機子コイルおよびΔ結線電
機子コイルからなる電機子コイル(Y−Δ並列接続型電
機子コイル)において、Δ結線電機子コイルのタ−ン数
は、Y結線電機子コイルのタ−ン数の1.73倍に最も
近接する整数値より1又は2ターン少なく、かつ、Y結
線電機子コイルのタ−ン数より大きい整数値に設定され
る。このようにすれば、脈動率および発電電圧の低速立
ち上がり特性の悪化を抑止しつつ中高速域での出力電流
特性を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用三相交流発
電機に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人の出願になる特開平4−427
59号公報は、電機子コアの同一スロットに巻装される
Y結線電機子コイルおよびΔ結線電機子コイルにより電
機子コイル(以下、Y−Δ並列接続型電機子コイルと称
する)を構成し、両コイルの発電電圧を別々に整流する
車両用三相交流発電機を提案している。
【0003】ここで、両電機子コイルのタ−ン数は両者
の線間最大電圧値が等しくなるタ−ン数比、すなわち、
Y結線電機子コイルのタ−ン数を1とする場合に、Δ結
線電機子コイルのタ−ン数を1.73に近い整数値(以
下、このタ−ン数比を理想タ−ン数比という)とするこ
とが推奨されている。上述したY−Δ並列接続型電機子
コイルは擬似的に6相交流電圧を発生するように動作す
るので車両アイドル時など低回転数域での発電電圧の脈
動率(リップル)が大きい車両用三相交流発電機におい
て優れた特性をもつ。
【0004】なお、上記両コイルの線間コイル抵抗は等
しくなるように設定されている。これは、抵抗損失、発
電電圧のバランスのためである。一方、従来の車両用三
相交流発電機はその発電電圧が車載バッテリ電圧に対応
して小さいために原理的に大電流(100A以上)を出
力する構成となっており、更に近年、一層の大出力化が
要求されているために、電機子コイルのタ−ン数は小電
流出力のタイプでも大体10タ−ン以下、大電流出力タ
イプのものではわずか数タ−ンに制限せざるを得なくな
っている。
【0005】更に説明すると、このような大電流出力下
では電機子コイルの抵抗損失およびそれによる発熱が増
大する。このため、従来の車両用三相交流発電機では、
電機子コイルのタ−ン数を減らすことにより、できるだ
けコイル断面積が大きい電機子コイルを電機子コアのス
ロットに収容するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電機子コイルのタ−ン数の削減(およびそれによる
電機子コイルのコイル断面積の増大)は、それにほぼ反
比例して出力電流が発生する最低エンジン回転数の上昇
すなわち発電電圧の低速立ち上がり特性の悪化を招いて
しまう。
【0007】すなわち、電機子コイルのタ−ン数の低減
は、電機子コイルの抵抗損失の低減による大発電電圧時
(中高速域)の出力電流特性の向上とともに、低速域で
の出力電流特性の悪化を招いてしまう。特に、上述した
ように車両用三相交流発電機の電機子コイルのタ−ン数
はわずか数タ−ンと少ないので、1または2タ−ン減ら
すだけで、発電電圧の低速立ち上がり特性の無視できな
い悪化を招いてしまう。
【0008】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、発電電圧の低速立ち上がり特性の悪化を抑止しつ
つ、発電電圧の脈動率の低減と中高速域での出力電流特
性の向上とを実現可能な車両用三相交流発電機を提供す
ることをその目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項1記載の車両用三相交流発電機によれ
ば、電機子コアの同一スロットに巻装され、互いに並列
接続されるY結線電機子コイルおよびΔ結線電機子コイ
ルからなる電機子コイル(Y−Δ並列接続型電機子コイ
ル)において、Δ結線電機子コイルのタ−ン数は、Y結
線電機子コイルのタ−ン数の1.73倍に最も近接する
整数値より1又は2ターン少なく、かつ、Y結線電機子
コイルのタ−ン数より大きい整数値に設定される。
【0010】このようにすれば、脈動率および発電電圧
の低速立ち上がり特性の悪化を抑止しつつ中高速域での
出力電流特性を向上することができる。以下、上記作用
効果の実現について更に具体的に説明する。まず第一
に、この電機子コイルはY−Δ並列接続型電機子コイル
の構成を採用するので、前述したように発電電圧の脈動
率を通常のY結線電機子コイルやΔ結線電機子コイルを
単独使用する場合に比べて大幅に改善できる。
【0011】また、Δ結線電機子コイルのタ−ン数のみ
を従来より1〜2タ−ン減らすので、その分だけ電機子
コイルのコイル断面積を増大することができ、その結果
としてコイルの中高速域での出力電流特性の向上を図る
ことができる。更に、本構成ではY結線電機子コイルの
タ−ン数は低減しないので、言い換えれば、電機子コイ
ルの一部を構成するΔ結線電機子コイルのみのタ−ン数
だけ、しかもその1又は2タ−ンだけ減らすので、電機
子コイルの全体としてのタ−ン数の低減の割合は、電機
子コイル全体をΔ結線電機子コイルと見立てた場合より
0.5〜1タ−ン減らすのとほぼ同じ程度、電機子コイ
ル全体をY結線電機子コイルと見立てた場合より0.3
〜0.5タ−ン減らすのとほぼ同じ程度となる。
【0012】その結果として、本構成による発電電圧の
低速立ち上がり特性の低下は軽微となり、しかもタ−ン
数低減にともなうコイル抵抗低下による出力電流向上効
果は当然、低速域でも多少は存在するため、結局、発電
電圧の低速立ち上がり特性の低下を抑止しつつ、中高速
域での出力電流特性の向上を実現することができる。な
お、Δ結線電機子コイルのタ−ン数の低減の代わりに、
Y結線電機子コイルのタ−ン数を低減して、中高速域で
の出力電流特性の向上を図ることも考えられる。しか
し、この場合には上述したように、車両用三相交流発電
機では元々数タ−ンと極めて少ないY−Δ並列接続型電
機子コイルのタ−ン数を更に低減することになり、それ
による発電電圧の低速立ち上がり特性の低下が無視でき
ないほど大きくなってしまう。もちろん、Δ結線電機子
コイルのタ−ン数を0.5タ−ンというように、1未満
の分数値に相当するタ−ン数たとえば1/2タ−ンだけ
低下できればよいが、このようなタ−ン数削減は、相コ
イル又は結線作業上容易でなく、現実的ではない。
【0013】上述した解析に基づいて、本発明者は、電
機子コアの同一スロットに巻装され、互いに並列接続さ
れるY結線電機子コイルおよびΔ結線電機子コイルから
なる電機子コイル(Y−Δ並列接続型電機子コイル)に
おいて、Δ結線電機子コイルのタ−ン数は、Y結線電機
子コイルのタ−ン数の1.73倍に最も近接するそれよ
り小さい整数値から1〜2タ−ン差し引いた値としたの
で、脈動率および発電電圧の低速立ち上がり特性の悪化
を抑止しつつ中高速域での出力電流特性を向上すること
ができた。
【0014】請求項2記載の構成によれば請求項1記載
の車両用三相交流発電機において更に、Y結線電機子コ
イルは3〜5タ−ンに設定される。このようにすれば、
両電機子コイルともタ−ン数が少ないので、車両用三相
交流発電機として大電流での内部抵抗損失を低減して、
大電流を出力することができる。ちなみに、この実施例
における好適なタ−ン数の組み合わせは以下の通りであ
る。Y結線電機子コイルが5タ−ンの場合、Δ結線電機
子コイルのタ−ン数は、1.73倍に最も近い整数値が
9であり、7または8タ−ンが好適である。Y結線電機
子コイルが4タ−ンの場合、Δ結線電機子コイルのタ−
ン数は、1.73倍に最も近い整数値が7であり、5ま
たは6タ−ンが好適である。
【0015】請求項3記載の構成によれば請求項1又は
2記載の車両用三相交流発電機において更に、Δ結線電
機子コイルの線間コイル抵抗はY結線電機子コイルの線
間コイル抵抗の0.8〜1.2倍に設定される。このよ
うにすれば、Y結線電機子コイルとΔ結線電機子コイル
との間の抵抗差に基づく損失や出力電流のばらつきを低
減することができる。
【0016】
【実施例】以下、図1を参照して本発明の車両用三相交
流発電機の実施例を説明する。1は車両用交流発電機で
あり、バッテリ2及び電気負荷3へ給電している。10
はY結線された第1の電機子コイル(Y結線電機子コイ
ル)であり、それを構成する各相コイル101、102
及び103の一端x’、y’、z’は互いに接続され、
それらの他端x、y、zは全波整流器11の入力端に接
続されている。
【0017】12は△結線された第2の電機子コイル
(Δ結線電機子コイル)であり、それを構成する各相コ
イル121、122及び123の各端部UとW’、Vと
U’、WとU’がそれぞれ接続され、これら三箇所の接
続点が全波整流器13の入力端に接続されている。両電
機子コイル10、12の各相コイルの内、相コイル10
1と121、102と122、103と123がそれぞ
れ、電機子コアの同一スロットに挿入されている。両電
機子コイル10、12の巻線方式は同じく波巻きとされ
ているが、重ね巻きでもかまわない。
【0018】Y結線電機子コイル10において、相コイ
ル101は、図2で示すように一端Xから出発してから
スロット164、167、・・・、161を経由して他
端X’へ達する。相コイル102は、相コイル101に
対して電気角で120度遅れるスロットから、相コイル
103は相コイル101に対して240度遅れるスロッ
トからそれぞれ出発してから相コイル101と同様に波
巻で巻装されている。Δ結線電機子コイル12におい
て、相コイル121〜123は図3で示すように相コイ
ル101〜103と同様に巻装されている。
【0019】上記構成によれば、全波整流器11の整流
電圧のリップルと、全波整流器13のの整流電圧のリッ
プルとは、互いに30度位相角が異なるようになるので
Y結線電機子コイルおよびΔ結線電機子コイルの一方だ
けで電機子コイルを構成する場合より脈動率が低減され
ることになる。Y結線電機子コイル10のタ−ン数とΔ
結線電機子コイル12のタ−ン数の比率は1:1.73
とした。これにより、Δ結線電機子コイル12の線間電
圧とY結線電機子コイル10の線間電圧との大きさが一
致し、脈動率も低減できる。このことは周知であるので
説明は省略する。
【0020】これら両電機子コイル10、12が発電し
た三相交流電圧は全波整流器11、13により別々に整
流され、バッテリ2へ給電される。14は界磁コイル、
15は電圧調整装置であり、電圧調整装置15は、バッ
テリ2の電圧が所定値以下の時に界磁コイル14に通電
して発電機1を発電状態にし、バッテリ2の電圧が所定
値以上の時に界磁コイル14の通電電流を遮断して発電
機1を発電停止させ、これによりバッテリ2の電圧は所
定の電圧に調整される。
【0021】以下、この実施例の特徴部分を説明する。
この実施例では、Δ結線電機子コイル12のタ−ン数
は、Y結線電機子コイル10のタ−ン数の1.73倍に
最も近接する整数値より1又は2ターン少なく、かつ、
Y結線電機子コイル10のタ−ン数より大きい整数値に
設定した。また、出力電流を大きく取るために、Y結線
電機子コイル10は4または5タ−ンに設定した。
【0022】このようにすることにより、前に詳述した
理由により、発電電圧の脈動率および発電電圧の低速立
ち上がり特性の悪化を抑止しつつ、中高速域での出力電
流特性の向上を実現することができる。上記理由につい
ては再論は省略する。 (試験1)次に、Y結線電機子コイル10のタ−ン数は
5としたY−Δ並列接続型電機子コイル形式の車両用三
相交流発電機を実際に試作し、そのΔ結線電機子コイル
12のタ−ン数比を種々変更して、その回転数と最大出
力電流との関係を調べた。
【0023】ただし、用いた車両用三相交流発電機1の
発電電圧は13.5Vとし、雰囲気温度25℃とした。
なお、Y結線電機子コイル10のコイル抵抗とΔ結線電
機子コイル12のコイル抵抗とは等しいように、コイル
断面積を設定した。Δ結線電機子コイル12のタ−ン数
を下記のように選んだ。実施例1品では8タ−ンとし、
実施例2品では7タ−ンとし、比較例1品(理想比率
品、従来品)では9タ−ンとし、比較例2品(逆にΔ結
線電機子コイル12のタ−ン数を増加した場合)では1
0タ−ンとし、比較例3品(Y結線電機子コイル10の
タ−ン数が理想タ−ン数比より小さい場合)ではY結線
電機子コイル10のタ−ン数を4、Δ結線電機子コイル
12のタ−ン数を9とした。
【0024】その結果を図4に示す。図4から、実施例
1、2品は比較例1、2、3品と比べて、発電電圧の低
速立ち上がり特性の劣化を抑止しつつ、中高速域での出
力電流特性の向上を実現できることが実証された。 (試験2)更に、Y結線電機子コイル10のタ−ン数は
4としたY−Δ並列接続型電機子コイル形式の車両用三
相交流発電機を実際に試作し、そのΔ結線電機子コイル
12のタ−ン数比を種々変更して、その回転数と最大出
力電流との関係を調べた。
【0025】ただし、用いた車両用三相交流発電機1の
パラメ−タは、試験1と同じとした。実施例3品では6
タ−ンとし、実施例4品では5タ−ンとし、比較例4品
(理想比率品、従来品)では7タ−ンとし、比較例5品
(逆にΔ結線電機子コイル12のタ−ン数を増加した場
合)では8タ−ンとし、比較例6品(Y結線電機子コイ
ル10のタ−ン数が理想タ−ン数比より小さい場合)で
はY結線電機子コイル10のタ−ン数を3、Δ結線電機
子コイル12のタ−ン数を7とした。
【0026】その結果を図5に示す。図5から、実施例
3、4品は比較例4、5、6品と比べて、発電電圧の低
速立ち上がり特性の劣化を抑止しつつ、中高速域での出
力電流特性の向上を実現できることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の車両用交流発電機の一実施例を示す
回路図である。
【図2】 Y結線電機子コイル10の模式巻線図であ
る。
【図3】 Δ結線電機子コイル12の模式巻線図であ
る。
【図4】 Y結線電機子コイル10が5タ−ンとし、Δ
結線電機子コイル12のタ−ン数を種々変更した場合の
回転数と最大出力電流との関係を示す特性図である。
【図5】 Y結線電機子コイル10が4タ−ンとし、Δ
結線電機子コイル12のタ−ン数を種々変更した場合の
回転数と最大出力電流との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1は車両用三相交流発電機、10はY結線電機子コイ
ル、12はΔ結線電機子コイル、11、13は全波整流
器(整流手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電機子コアの同一スロットに巻装される
    Y結線電機子コイルおよびΔ結線電機子コイルからなる
    電機子コイルと、前記両コイルが発電する三相交流電圧
    を互いに独立に全波整流してバッテリに給電する整流手
    段とを備える車両用三相交流発電機において、 前記Δ結線電機子コイルのタ−ン数は、前記Y結線電機
    子コイルのタ−ン数の1.73倍に最も近接する整数値
    より1又は2だけ少なく、かつ、Y結線電機子コイルの
    タ−ン数より大きい整数値に設定されていることを特徴
    とする車両用三相交流発電機。
  2. 【請求項2】 請求項1または2記載の車両用三相交流
    発電機において、 前記Y結線電機子コイルは3〜5タ−ンに設定されるこ
    とを特徴とする車両用三相交流発電機。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の車両用三相交流発
    電機において、 前記Δ結線電機子コイルの線間コイル抵抗は、前記Y結
    線電機子コイルの線間コイル抵抗の0.8〜1.2倍に
    設定されることを特徴とする車両用三相交流発電機。
JP18690297A 1997-07-11 1997-07-11 車両用三相交流発電機 Pending JPH1141886A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002019499A1 (en) * 2000-09-01 2002-03-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electric motor
WO2004045050A1 (ja) * 2002-11-11 2004-05-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 車両用三相交流発電機
WO2004109893A1 (ja) * 2003-06-09 2004-12-16 Hitachi, Ltd. 車両用交流発電機
JP2005341739A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Hitachi Ltd 車両用交流発電機
JP2007504794A (ja) * 2003-09-05 2007-03-01 ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール 自動車用のオルタネータまたはオルタネータ/スタータなどの多相回転電気装置
CN106787338A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 哈尔滨工业大学 绕组分套式多相电机及其控制方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002019499A1 (en) * 2000-09-01 2002-03-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electric motor
US6799362B2 (en) 2000-09-01 2004-10-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Motor and method for manufacturing the same
WO2004045050A1 (ja) * 2002-11-11 2004-05-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 車両用三相交流発電機
US7109687B2 (en) 2002-11-11 2006-09-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Three-phase ac generator for vehicle
CN100463336C (zh) * 2002-11-11 2009-02-18 三菱电机株式会社 车辆用三相交流发电机
WO2004109893A1 (ja) * 2003-06-09 2004-12-16 Hitachi, Ltd. 車両用交流発電機
JP2007504794A (ja) * 2003-09-05 2007-03-01 ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール 自動車用のオルタネータまたはオルタネータ/スタータなどの多相回転電気装置
JP2005341739A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Hitachi Ltd 車両用交流発電機
CN106787338A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 哈尔滨工业大学 绕组分套式多相电机及其控制方法

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