FR2729018A1 - DEVICE FOR CONTROLLING THE OUTPUT OF AN ALTERNATOR - Google Patents
DEVICE FOR CONTROLLING THE OUTPUT OF AN ALTERNATOR Download PDFInfo
- Publication number
- FR2729018A1 FR2729018A1 FR9515415A FR9515415A FR2729018A1 FR 2729018 A1 FR2729018 A1 FR 2729018A1 FR 9515415 A FR9515415 A FR 9515415A FR 9515415 A FR9515415 A FR 9515415A FR 2729018 A1 FR2729018 A1 FR 2729018A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- current
- alternator
- excitation
- winding
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
- H02P9/107—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for limiting effects of overloads
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00304—Overcurrent protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00309—Overheat or overtemperature protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
L'invention concerne un dispositif pour commander la sortie d'un alternateur. Ce dispositif pour commander la sortie d'un alternateur (610) comporte un enroulement inducteur (620), un enroulement de sortie (615) et un redresseur (630) couplé à des charges (670) d'un véhicule (625). L'enroulement (620) provoque une surcharge thermique de l'alternateur lié à un courant de sortie excessif lorsque le courant d'excitation est supérieur à un courant limite, pour certaines vitesses de rotation de l'alternateur. Des moyens de commande (680, 621) sont prévus pour limiter le courant de l'enroulement (620) à certaines vitesses pour empêcher la surcharge thermique de l'alternateur. Application aux alternateurs de véhicules automobilesThe invention relates to a device for controlling the output of an alternator. This device for controlling the output of an alternator (610) comprises an inductor winding (620), an output winding (615) and a rectifier (630) coupled to loads (670) of a vehicle (625). The winding (620) causes a thermal overload of the alternator linked to an excessive output current when the excitation current is greater than a limit current, for certain rotational speeds of the alternator. Control means (680, 621) are provided to limit the current of the winding (620) at certain speeds to prevent thermal overload of the alternator. Application to motor vehicle alternators
Description
La présente invention concerne un système élec-The present invention relates to an electrical system
trique de véhicule automobile et plus particulièrement un dispositif pour commander la sortie de alternateur de ce véhicule pour améliorer la performance de sortie et protéger les composants de l'alternateur vis-à- motor vehicle and more particularly a device for controlling the alternator output of this vehicle to improve the output performance and protect the components of the alternator vis-à-
vis d'un endommagement thermique.screw thermal damage.
Un système électrique typique de véhicule automo- A typical electric vehicle system
bile comporte un alternateur à tension réglée du type Lundell, couplé de manière à pouvoir tourner au moteur du véhicule pour appliquer une énergie à des charges électriques du véhicule, incluant le système d'éclairage, instruentation, les dispositifs électriques auxiliaires, etc. Si la capacité de l'alternateur est suffisante pour satisfaire aux besoins des charges, la tension du système est réglée sur une tension de régulation désirée, qui est supérieure à la tension aux bornes de la batterie, moyennant la commande du courant envoyé à l'enroulement inducteur, à une valeur bile comprises a Lundell-type regulated voltage alternator, rotatably coupled to the vehicle engine for applying energy to vehicle electrical loads, including lighting, instrumentation, auxiliary electrical devices, etc. If the capacity of the alternator is sufficient to meet the needs of the loads, the system voltage is set to a desired control voltage, which is greater than the voltage across the battery, by controlling the current sent to the generator. inductor winding, to a value
suffisante pour maintenir la tension de régulation désirée. sufficient to maintain the desired control voltage.
C'est pourquoi, pendant une telle régulation, l'alternateur alimente les charges, et l'état de charge de la batterie est conservé. Cependant, si la capacité de l'alternateur est insuffisante pour satisfaire aux besoins des charges, la batterie est sollicitée de manière à fournir la différence, et son état de charge diminue. Une telle régulation n'est pas possible lorsque les demandes des charges dépassent la capacité de l'alternateur, et par conséquent la tension du système est égale sensiblement à la tension aux bornes de la batterie, conformément au courant prélevé de la batterie. Le système fonctionne alors avec un courant inducteur maximum envoyé à l'enroulement inducteur conformément à la résistance de l'enroulement et This is why, during such a regulation, the alternator feeds the loads, and the state of charge of the battery is preserved. However, if the capacity of the alternator is insufficient to meet the needs of the loads, the battery is solicited to provide the difference, and its state of charge decreases. Such regulation is not possible when the demands of the loads exceed the capacity of the alternator, and therefore the voltage of the system is substantially equal to the voltage across the battery, according to the current drawn from the battery. The system then operates with a maximum inductor current sent to the inductor winding in accordance with the resistance of the winding and
à la tension présente de la batterie. at the present voltage of the battery.
Étant donné que la capacité de l'alternateur diminue lorsque la vitesse de rotation diminue, un tel fonctionnement avec un courant inducteur maximum est un phénomène usuel dans des systèmes électriques fortement chargés pendant des périodes de fonctionnement au ralenti du véhicule ou dans le cas d'un fonctionnement du moteur à Since the capacity of the alternator decreases as the speed of rotation decreases, such operation with a maximum inductive current is a common phenomenon in heavily charged electrical systems during periods of idle operation of the vehicle or in the case of a motor operation to
d'autres vitesses faibles. C'est pourquoi, il est souhai- other low speeds. Therefore, it is desirable
table d'accroître la puissance de sortie de l'alternateur. Cependant, la capacité de l'alternateur estlimitée au ralenti, par plusieurs facteurs. Parmi ces facteurs, la vitesse maximale admissible de rotation de l'alternateur, qui est étalonnée pour la vitesse maximale du moteur et en fonction d'un rapport typique de poulies d'environ 3:1, comme cela est bien connu dans la technique. C'est pourquoi, la vitesse de rotation maximale de ralenti dépend de ces facteurs et est table to increase the power output of the alternator. However, the capacity of the alternator is limited to idle, by several factors. Among these factors, the maximum allowable rotation speed of the alternator, which is calibrated for the maximum engine speed and a typical pulley ratio of about 3: 1, as is well known in the art. Therefore, the maximum idle speed depends on these factors and is
limitée par ces derniers.limited by them.
Un autre facteur de limitation de la sortie est un facteur, auquel s'adresse la présente invention, constitué par les températures des composants de l'alternateur. Pour certaines vitesses de milieu de gamme, il devient nécessaire de limiter les courants de sortie de manière qu'ils soient inférieurs à ceux pouvant être délivrés théoriquement par la machine étant donné que ces courants supérieurs peuvent conduire à des températures excessives des composants. C'est pourquoi il était nécessaire que le concepteur sélectionne un enroulement inducteur qui, lorsqu'il est complètement excité avec la tension de régulation désirée pendant un tel fonctionnement à une vitesse de milieu de gamme, fournit des courants de sortie inférieurs à ceux dont on sait qu'ils produisent un Another limiting factor of the output is a factor to which the present invention is concerned, constituted by the temperatures of the components of the alternator. For some mid-range speeds, it becomes necessary to limit the output currents so that they are less than those theoretically possible to be delivered by the machine since these higher currents can lead to excessive component temperatures. That is why it was necessary for the designer to select an inductor winding which, when fully excited with the desired control voltage during such mid-range speed operation, provides lower output currents than those of which know they produce a
endommagement thermique des composants de l'alternateur. thermal damage to the alternator components.
Ceci affecte de façon nuisible la capacité disponible aux vitesses assez faibles, étant donné que le circuit magnétique de l'alternateur n'est jamais complètement saturé pour la tension plus faible de la batterie, même This adversely affects the available capacity at rather low speeds, since the magnetic circuit of the alternator is never completely saturated for the lower voltage of the battery, even
avec un courant inducteur maximum.with a maximum inductive current.
Conformément à cela, la présente invention conduit à la délivrance d'une puissance de sortie améliorée aux faibles vitesses et aux vitesses élevées et empêche un échauffement excessif de composants critiques dans l'alternateur pour des vitesses de milieu de gamme. Un système de commande de la sortie d'un alternateur, ayant les caractéristiques de la présente invention, comporte un alternateur pourvu d'un ensemble à rotor magnétique et enroulement In accordance with this, the present invention leads to the delivery of improved output power at low speeds and high speeds and prevents excessive heating of critical components in the alternator for midrange speeds. An alternator output control system having the features of the present invention includes an alternator having a magnetic rotor and winding assembly
inducteur, qui est alimenté par un courant d'enroulement induteur appli- inductor, which is powered by an inductor winding current
qué sensiblement à la tension du système. Le courant d'alimen- substantially at the system voltage. The food stream
tation de l'enroulement inducteur peut produire un courant de sortie qui, pour certaines vitesses de rotation du the inductor winding can produce an output current which, for certain speeds of rotation of the
rotor, conduit à une surcharge thermique de l'alternateur. rotor, leads to a thermal overload of the alternator.
Des moyens sont prévus pour commander le courant de l'enroulement inducteur jusqu'à un courant total en réponse à une comparaison entre une tension mesurée du système et une tension de régulation prédéterminée. On augmente le courant de l'enroulement inducteur lorsque la tension mesurée du système est inférieure à la tension de régulation prédéterminée et on le diminue lorsque la tension mesurée du système est supérieure à la tension de régulation prédéterminée. La vitesse de rotation de l'alternateur est détectée et le courant de l'enroulement inducteur est en outre commandé en réponse à cela de manière à limiter le courant dans l'enroulement inducteur à une valeur inférieure au courant total de l'enroulement inducteur, lorsque la vitesse de rotation se situe dans une gamme prédéterminée de vitesses de rotation correspondant à Means are provided for controlling the current of the inductor winding to a total current in response to a comparison between a measured system voltage and a predetermined control voltage. The current of the field winding is increased when the measured system voltage is lower than the predetermined control voltage and is decreased when the measured system voltage is greater than the predetermined control voltage. The rotational speed of the alternator is detected and the current of the field winding is further controlled in response thereto so as to limit the current in the field winding to a value less than the total current of the field winding, when the rotational speed is within a predetermined range of rotational speeds corresponding to
une dissipation de chaleur limitée de l'alternateur. Limited heat dissipation of the alternator.
De façon plus précise, l'invention concerne un dispositif pour commander la sortie d'un alternateur, qui comporte un enroulement inducteur, un enroulement de sortie et un redresseur couplé à des charges d'un véhicule, l'alternateur étant couplé, de manière à pouvoir tourner, à un moteur d'un véhicule, l'enroulement inducteur étant alimenté, lors de la rotation de l'alternateur, par un courant d'excitation sur la base d'une tension du système ne dépassant pas une tension réglée standard du système, le courant d'excitation et la rotation de l'alternateur conduisant à la délivrance d'un courant de sortie dans l'enroulement de sortie et dans le redresseur pour alimenter des charges du véhicule à la tension du système, caractérisé en ce que le dispositif comprend: More specifically, the invention relates to a device for controlling the output of an alternator, which comprises an inductor winding, an output winding and a rectifier coupled to loads of a vehicle, the alternator being coupled, to be rotatable, to a motor of a vehicle, the inductor winding being supplied, during the rotation of the alternator, by an excitation current on the basis of a system voltage not exceeding a standard regulated voltage of the system, the excitation current and the rotation of the alternator leading to the output of an output current in the output winding and in the rectifier for supplying vehicle loads to the system voltage, characterized in that that the device comprises:
un enroulement inducteur, qui provoque normale- an inductive winding, which causes normal
ment une surcharge thermique de l'alternateur sous l'effet d'un courant de sortie excessif lorsque le courant d'excitation envoyé à l'enroulement inducteur est thermal overload of the alternator under the effect of an excessive output current when the excitation current sent to the inductor winding is
supérieur à un courant limite d'excitation, pour certai- greater than an excitation current limit, for certain
nes vitesses de rotation de l'alternateur; n rotation speeds of the alternator;
des moyens de commande du courant de l'enroule- means for controlling the current of the winding
ment inducteur pour envoyer à l'enroulement inducteur le courant d'excitation atteignant jusqu'à un courant maximum d'enroulement inducteur supérieur au courant limite d'excitation, en réponse à une comparaison entre inducing winding of the excitation current up to a maximum inductor winding current greater than the excitation limit current, in response to a comparison between
une tension mesurée du système et une tension de régula- a measured system voltage and a regulating voltage
tion prédéterminée, lesdits moyens de commande du courant predetermined manner, said current control means
de l'enroulement inducteur agissant de manière à accroî- of the inductor winding acting in such a way as to increase
tre le courant d'excitation lorsque la tension mesurée du be the excitation current when the measured voltage of the
système est inférieure à la tension de régulation prédé- system is lower than the preset control voltage
terminée, et à réduire le courant d'excitation lorsque la tension mesurée du système est supérieure à la tension mesurée du système; et des moyens pour détecter la vitesse de rotation de l'alternateur, les moyens de commande du courant de l'enroulement inducteur étant sensibles à la vitesse de terminated, and to reduce the excitation current when the measured system voltage is higher than the measured system voltage; and means for detecting the rotational speed of the alternator, the current control means of the inductor winding being sensitive to the speed of the alternator,
rotation de l'alternateur pour limiter le courant d'exci- rotation of the alternator to limit the current of exci-
tation circulation dans l'enroulement excitateur au courant limite inducteur, pour certaines vitesses de circulation in the exciter winding at the inductor limit current, for certain speeds of
rotation de l'alternateur.rotation of the alternator.
Suivant des modes particuliers de réalisation: - lesdites certaines vitesses de rotation de l'alternateur comprennent une gamme de vitesses de rotation inférieures à une vitesse de rotation maximale de l'alternateur et supérieure à une vitesse de rotation minimale de l'alternateur; According to particular embodiments: said said rotational speeds of the alternator comprise a range of rotation speeds lower than a maximum rotation speed of the alternator and greater than a minimum rotation speed of the alternator;
- les moyens de commande du courant de l'enroule- the means for controlling the current of the winding
ment inducteur réduisent le courant d'excitation lorsque ce dernier dépasse le courant limite d'excitation et que la vitesse de rotation de l'alternateur se situe aux inductive current reduces the excitation current when the latter exceeds the excitation limit current and the rotation speed of the alternator is
certaines vitesses de rotation de l'alternateur indépen- certain rotation speeds of the independent alternator
damment de la tension mesurée du système. the measured voltage of the system.
L'invention a en outre pour objet un dispositif pour commander la sortie d'un alternateur, qui comporte un enroulement inducteur et un enroulement de sortie, l'alternateur étant couplé, de manière à pouvoir tourner, à un moteur d'un véhicule et envoyant un courant à des The invention further relates to a device for controlling the output of an alternator, which comprises an inductor winding and an output winding, the alternator being rotatably coupled to a motor of a vehicle and sending a current to
charges du véhicule, à une tension du système, caracté- vehicle loads, at system voltage,
risé en ce que le dispositif comprend: un enroulement inducteur pouvant être excité en fonction d'un courant d'excitation, qui lui est envoyé; in that the device comprises: an inductive winding which can be excited according to an excitation current, which is sent to it;
des moyens de commande du courant de l'enroule- means for controlling the current of the winding
ment inducteur pour commander le courant d'excitation envoyé à l'enrçoulement inducteur; des moyens pour détecter la tension du système; des moyens pour détecter la vitesse de rotation dudit alternateur; inductor for controlling the excitation current supplied to the inductor winding; means for detecting the system voltage; means for detecting the rotational speed of said alternator;
les moyens de commande du courant de l'enroule- the current control means of the winding
ment inducteur étant aptes à commander le courant d'exci- inductor being able to control the excitation current.
tation envoyé à l'enroulement inducteur dans une gamme admissible de courants d'excitation entre un courant minimum d'excitation et un courant maximum d'excitation, sent to the field winding in a permissible range of excitation currents between a minimum excitation current and a maximum excitation current,
l'enroulement inducteur étant caractérisé par sa propen- the inductor winding being characterized by its propensity
sion à produire des conditions thermiques à l'intérieur sion to produce thermal conditions inside
de l'alternateur susceptibles de provoquer unendommage- of the alternator likely to cause damage to the
ment dans cet alternateur, lorsque ce dernier est ali- alternator, when the alternator is
menté par un courant d'excitation supérieur à un courant limite d'excitation situé entre le courant minimum d'excitation et le courant maximum d'excitation, pour certaines vitesses de rotation de l'alternateur, les moyens de commande du courant de l'enroulement inducteur étant aptes à répondre aux certaines vitesses de rotation de l'alternateur pour commander le courant d'excitation envoyé à l'enroulement inducteur de manière qu'il se situe entre le courant minimum d'excitation et le courant by an excitation current greater than an excitation limit current located between the minimum excitation current and the maximum excitation current, for certain rotation speeds of the alternator, the current control means of the winding inductor being adapted to respond to certain rotational speeds of the alternator for controlling the excitation current sent to the inductor winding so that it is between the minimum excitation current and the current
limite d'excitation.excitation limit.
L'invention a également pour objet un dispositif pour commander la sortie d'un alternateur, qui comporte un enroulement inducteur et un enroulement de sortie, l'alternateur étant couplé de manière à pouvoir tourner, à un moteur d'un véhicule et envoyant un courant à des The invention also relates to a device for controlling the output of an alternator, which comprises an inductor winding and an output winding, the alternator being rotatably coupled to a motor of a vehicle and sending a current to
charges du véhicule, à une tension du système, caracté- vehicle loads, at system voltage,
risé en ce que le dispositif comprend: un enroulement inducteur caractérisé par sa propension à produire une surcharge thermique dans in that the device comprises: an inductor winding characterized by its propensity to produce a thermal overload in
l'alternateur lorsque l'enroulement inducteur est ali- alternator when the inductor winding is
menté par un courant d'excitation supérieur à un courant limite d'excitation, pour certaines vitesses de rotation de 1' alternateur; by an excitation current greater than an excitation limit current, for certain rotational speeds of the alternator;
des moyens de commande du courant de 1 'enroule- current control means of the winding
ment inducteur pour appliquer le courant d'excitation à l'enroulement inducteur jusqu'à un courant maximum de 1 'enroulement inducteur supérieur au courant limite d'excitation en réponse à une comparaison entre une tension mesurée du système et une tension de régulation prédéterminée, lesdits moyens de commande du courant de l'enroulement inducteur agissant de manière à accroître le courant d'excitation lorsque la tension mesurée du inductive means for applying the excitation current to the inductor winding to a maximum current of the inductor winding greater than the excitation limit current in response to a comparison between a measured system voltage and a predetermined control voltage, said current control means of the inductor winding acting to increase the excitation current when the measured voltage of the
système est inférieure à la tension de régulation prédé- system is lower than the preset control voltage
terminée, et à réduire le courant d'excitation lorsque la tension mesurée du système est supérieure à la tension de régulation prédéterminée; et des moyens pour détecter la vitesse de rotation de l'alternateur, les moyens de commande du courant de l'enroulement d'excitation étant aptes à répondre à la vitesse de rotation de l'alternateur pour limiter le terminated, and reducing the excitation current when the measured system voltage is greater than the predetermined control voltage; and means for detecting the rotational speed of the alternator, the means for controlling the current of the excitation winding being able to respond to the speed of rotation of the alternator to limit the
courant d'excitation circulant dans l'enroulement induc- excitation current flowing in the inductive winding
teur au courant limite d'excitation lorsque l'alternateur limit current when the alternator
se situe aux certaines vitesses de rotation. is at certain speeds of rotation.
D'autres caractéristiques et avantages de la Other features and benefits of the
présente invention ressortiront de la description donnée present invention will emerge from the description given
ci-après, prise en référence aux dessins annexés,sur lesquels: - la figure 1 montre une représentation graphique de la caractéristique de température d'un composant de l'alternateur en fonction de la vitesse de ce dernier; la figure 2 montre une représentation graphique de la caractéristique du courant de sortie de l'alternateur Hereinafter, taken in reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows a graphical representation of the temperature characteristic of a component of the alternator according to the speed of the latter; FIG. 2 shows a graphical representation of the characteristic of the output current of the alternator
en fonction de la vitesse de ce dernier pour deux alterna- depending on the speed of the latter for two alterna-
teurs ayant des enroulements inducteurs présentant des caractéristiques différentes; - la figure 3 est un schéma d'un systme électrique classique de véhicule comprenant un alternateur et un dispositif de régulation pouvant être adapté pour la mise en oeuvre de la présente invention; et la figure 4 montre certaines modifications apportées à un dispositif de régulation connu pour la mise drivers having inductive windings having different characteristics; FIG. 3 is a diagram of a conventional electrical vehicle system comprising an alternator and a regulating device that can be adapted for the implementation of the present invention; and FIG. 4 shows some modifications made to a known control device for setting
en oeuvre de la commande selon la présente invention. implementation of the control according to the present invention.
Le facteur de limitation de la puissance de The limiting factor of the power of
sortie, auquel s'adresse la présente invention, est la tem- output, to which the present invention is directed, is the time
pérature des composants d'un alternateur. Ces composants incluent de façon prépondérante différents composants électroniques tels que le redresseur en pont, le régulateur components of an alternator. These components include predominantly different electronic components such as the bridge rectifier, the regulator
8 27290188 2729018
de tension et les enroulements (de sortie) du stator. Des quantités de chaleur importantes dans le cas de courants intenses de sortie doivent être dissipées afin qu'il ne se produise aucun endommagement des composants. Sur la base d'objectifs tels que ceux visant à réduire du point de vue voltage and the (output) windings of the stator. Large amounts of heat in the case of intense output currents must be dissipated so that no damage to the components occurs. On the basis of objectives such as those aimed at reducing the point of view
volume et dimensions le module de l'alternateur et l'obten- volume and dimensions the alternator module and the get-
tion d'un courant d'air limité sur des composants sensibles à la température, pour des vitesses situées en milieu de gamme, la capacité de l'alternateur à dissiper la chaleur et éviter un endommagement thermique est réduite. Par exemple, dans un dispositif typique de pont à six diodes With limited airflow on temperature-sensitive components, for mid-range speeds, the alternator's ability to dissipate heat and prevent thermal damage is reduced. For example, in a typical six diode bridge device
dans lequel un alternateur classique peut délivrer habi- in which a conventional alternator can deliver
tuellement un courant atteignant jusqu'à 100 ampères, la puissance dissipée en chaleur sous l'effet de pertes dans le pont seul est de l'ordre de 200 watts. Étant donné que le puits de chaleur associé au pont est réduit, comme cela est souhaitable, d'une manière compatible aux objectifs de conditionnement et que la circulation d'air autour du pont est réduite de façon analogue pour les mêmes objectifs, le challenge qui consiste à éliminer la chaleur indésirable At a current of up to 100 amperes, the power dissipated to heat under the effect of losses in the bridge alone is of the order of 200 watts. Since the heat sink associated with the bridge is reduced, as is desirable, in a manner compatible with the conditioning objectives and the air flow around the bridge is similarly reduced for the same purposes, the challenge which is to eliminate unwanted heat
devient de plus en plus difficile.becomes more and more difficult.
Une courbe typique de variations de la tempéra- A typical curve of temperature variations
ture d'un composant d'alternateur en fonction de la vitesse de ce dernier est représentée sur la figure 1 annexée à la of an alternator component as a function of the speed of the latter is shown in Figure 1 appended to the
présente demande et représente une caractéristique de déga- present application and represents a characteristic of
gement de chaleur que l'on trouve dans la plupart des alternateurs d'automobiles modernes. Comme on peut le voir en examinant la figure, les températures du générateur sont maximales dans des vitesses de milieu de gamme entre la vitesse désignée par Sl (vitesse faible) et la vitesse désignée par S2 (vitesse élevée). Les vitesses précises Sl et S2 de l'alternateur varient d'un type à un autre, mais la forme de base de la réponse de température le long de la heat generation found in most modern automobile alternators. As can be seen from the figure, the generator temperatures are maximum at mid-range speeds between the speed designated Sl (low speed) and the speed designated S2 (high speed). The precise speeds S1 and S2 of the alternator vary from one type to another, but the basic form of the temperature response along the
courbe de vitesse de l'alternateur reste la même. C'est-à- Alternator speed curve remains the same. That is,
dire que des températures maximales des composants appa- to say that maximum temperatures of the components
raissent pour des vitesses de fonctionnement de milieu de gamme. Le fonctionnement à faible vitesse dans la zone située à gauche de S1 sur la figure est caractérisé par une température décroissante des composants lorsque la vitesse diminue. Un fonctionnement à vitesse élevée dans la zone à droite de S2 sur la figure est caractérisé par le fait que la température des composants diminue lorsque la vitesse augmente. Dans la gamme des faibles vitesses, le fait que le courant de sortie de l'alternateur soit limité par une combinaison incluant la vitesse faible et la tension inférieure du système de la batterie, conduit à un apport thermique plus faible au niveau du pont, à partir des courants plus faibles redressés dans ce pont. Aux vitesses plus élevées, la circulation d'air accrue par des ventilateurs ou des hélices classiques couplés à l'arbre du rotor et la caractéristique d'auto-limitation du courant de l'alternateur conduisent à une réduction avantageuse des fall for mid-range operating speeds. The low speed operation in the area to the left of S1 in the figure is characterized by a decreasing temperature of the components as the speed decreases. High speed operation in the area to the right of S2 in the figure is characterized in that the temperature of the components decreases as the speed increases. In the low speed range, the fact that the output current of the alternator is limited by a combination including the low speed and the lower voltage of the battery system, leads to a lower thermal input at the bridge, from weaker currents rectified in this bridge. At higher speeds, the increased air circulation by conventional fans or propellers coupled to the rotor shaft and the self-limiting feature of the alternator current result in an advantageous reduction of
température lorsque la vitesse augmente. temperature when the speed increases.
En se référant maintenant à la figure 3, on y voit représenté un schéma d'un système électrique typique d'automobile comprenant un alternateur et une unité de commande de cet alternateur. Un système électrique de véhicule, sensiblement tel que représenté sur la figure 3, comprend un alternateur du type Lundell, désigné d'une Referring now to Figure 3, there is shown a diagram of a typical automotive electrical system including an alternator and a control unit of this alternator. A vehicle electrical system, substantially as shown in FIG. 3, comprises a Lundell type alternator, designated
manière générale par le chiffre de référence 610. L'alter- generally by reference number 610. The alter-
nateur comporte un enroulement statorique triphasé 615 branché en triangle et un enroulement inducteur tournant 620. L'enroulement inducteur 620 fait partie d'un ensemble formant rotor, qui est entraîné avec possibilité de the inductor winding 620 is part of a rotor assembly, which is driven with the possibility of
rotation par le moteur 625 du véhicule automobile. rotation by the engine 625 of the motor vehicle.
L'alternateur est entraîné à une vitesse supérieure à la vitesse du moteur, par une courroie et des poulies, d'une The alternator is driven at a speed higher than the speed of the engine, by a belt and pulleys, a
manière bien connue.well known way.
Les bornes de sortie A, B et C des enroulements statoriques triphasés sont connectées à des bornes d'entrée respectives à courant alternatif d'un redresseur en pont triphasé double alternance, désigné d'une manière générale par le chiffre de référence 630. Le redresseur en pont 630 possède une borne de masse à courant continu 635 couplée à la masse du véhicule et une borne de sortie de courant continu 637 couplée au conducteur 638 pour charger une batterie 640 et alimenter différentes charges du véhicule représentées par une résistance 670. La batterie 640 est une batterie d'automobile classique à 12 volts possédant une borne positive 641 couplée au conducteur 638 et une The output terminals A, B and C of the three-phase stator windings are connected to respective AC input terminals of a full-wave three-phase bridge rectifier, generally designated by the reference numeral 630. The rectifier in bridge 630 has a DC ground terminal 635 coupled to the vehicle ground and a DC output terminal 637 coupled to the lead 638 for charging a battery 640 and supplying different vehicle loads represented by a resistor 670. The battery 640 is a conventional 12 volt automotive battery having a positive terminal 641 coupled to the conductor 638 and a
borne négative 643 couplée à la masse du véhicule. negative terminal 643 coupled to the vehicle ground.
La borne de sortie à courant continu est en outre couplée à un interrupteur 621 et à un régulateur 680 servant à commander l'excitation de l'enroulement inducteur The DC output terminal is further coupled to a switch 621 and a regulator 680 for controlling the excitation of the inductor winding.
620. On suppose ici que l'interrupteur 621 est un interrup- 620. It is assumed here that the switch 621 is an interrup-
teur à l'état solide commandé par un signal modulé selon une modulation d'impulsions en durée (MID) présent dans la ligne 624 et produit par le régulateur 680 en fonction de la tension contrôlée du système, par l'intermédiaire de la ligne 650. Une telle commande MID est d'une manière générale bien connue, des détails spécifiques d'une telle commande sont indiqués dans le brevet US N'4 636 706 déposé par Bowman et consorts. L'unité de commande de régulation indiquée par Bowman et consorts forme la base de l'unité de commande utilisée dans la forme de réalisation préférée comme cela sera décrit plus loin, et par conséquent est incorporée ici en référence. On peut trouver dans ce solid state driver controlled by a PWM modulated signal present in line 624 and generated by regulator 680 as a function of the controlled system voltage via line 650 Such MID control is generally well known, and specific details of such control are disclosed in US Patent No. 4,636,706 filed by Bowman et al. The control control unit indicated by Bowman et al. Forms the basis of the control unit used in the preferred embodiment as will be described later, and therefore is incorporated herein by reference. We can find in this
document une description détaillée du système électrique document a detailed description of the electrical system
d'automobile représenté schématiquement. automobile represented schematically.
En se référant à la figure 2, la courbe infé-- Referring to FIG. 2, the inferred curve
rieure 23 représente le courant de sortie caractéristique d'un alternateur de type classique. Des vitesses de milieu de gamme sont représentées entre les points Sl et S2 et correspondent à une zone de fonctionnement à limitation de température, comme décrit précédemment. Les vitesses Sl et S2 délimitent également ainsi des gammes de faibles vitesses et de vitesses élevées respectivement à gauche et 23 is the characteristic output current of a conventional type alternator. Mid-range speeds are represented between points S1 and S2 and correspond to a temperature-limited operating zone, as previously described. The speeds S1 and S2 also define ranges of low speeds and high speeds respectively on the left and
à droite desdites vitesses S1 et S2. to the right of said speeds S1 and S2.
En commençant par la vitesse de milieu de gamme, on suppose qu'on se trouve en présence d'une tension réglée du système avec un enroulement inducteur complètement excité. C'est-à-dire que l'enroulement inducteur est alimenté en courant conformément à la modulation maximale admissible d'impulsions en durée pour une tension réglée égale sensiblement à 14 volts. Ceci correspond sensiblement à 100 % du taux d'impulsions du signal MID commandant l'élément de commutation de l'enroulement inducteur. La courbe 23A entre Sl et S2 représente par conséquent le courant maximum de sortie. Le courant maximum de sortie ne doit pas dépasser celui qui provoquerait un endommagement thermique des composants de l'alternateur, et par conséquent détermine le choix d'un enroulement inducteur classique qui, pour une tension réglée et une modulation maximale d'impulsions en durée pour la vitesse de milieu de gamme, limite en soi le courant de sortie à une valeur maximale admissible prédéterminée. Cette valeur varie naturellement avec le type d'alternateur spécifique et l'application. En se déplaçant à gauche de Si sur la courbe 23 et en supposant la même charge électrique et la même demande de courant, on suppose que l'on obtient la tension de la batterie du système de batterie. Naturellement, la tension du système de batterie est sensiblement égale à la tension aux bornes de la batterie chargée. De façon typique, cette tension est inférieure, sensiblement de 10 % à 20 %, -à la tension réglée. L'enroulement inducteur est excité avec une modulation maximale d'impulsions en durée pour la tension du système de batterie et par conséquent le circuit de l'alternateur peut fonctionner à un degré de saturation même plus faible que ce n'est le cas dans la zone des vitesses de milieu de gamme, qui, comme cela a été Starting with the midrange speed, it is assumed that there is a regulated system voltage with a fully energized inductor winding. That is, the field winding is supplied with current in accordance with the maximum permissible modulation of pulses in time for a set voltage of substantially 14 volts. This corresponds substantially to 100% of the pulse rate of the MID signal controlling the switching element of the inductor winding. The curve 23A between S1 and S2 therefore represents the maximum output current. The maximum output current should not exceed that which would cause thermal damage to the alternator components, and therefore determine the choice of a conventional inductor winding which, for a set voltage and a maximum pulse modulation in duration for the midrange speed itself limits the output current to a predetermined maximum allowable value. This value naturally varies with the specific alternator type and application. Moving to the left of Si on curve 23 and assuming the same electrical charge and the same current demand, it is assumed that the battery voltage of the battery system is obtained. Naturally, the voltage of the battery system is substantially equal to the voltage across the charged battery. Typically, this voltage is less than 10% to 20%, at the set voltage. The inductor winding is energized with a maximum pulse duration modulation for the battery system voltage and therefore the alternator circuit can operate at a saturation degree even lower than is the case in the mid-range speeds, which, as has been the case
décrit précédemment, est limité sur la base de considéra- previously described, is limited on the basis of
tions portant sur la température des composants. Étant donné qu'on suppose que l'on obtient le courant inducteur maximum pour la tension plus faible du système de batterie, la courbe correspond au courant maximum délivré par relating to the temperature of the components. Since it is assumed that the maximum inductive current is obtained for the lower voltage of the battery system, the curve corresponds to the maximum current delivered by
l'alternateur avec l'enroulement inducteur choisi. the alternator with the chosen inductor winding.
Conformément à la présente invention, un enroule- According to the present invention, a winding
ment inducteur possédant une caractéristique de résistance électrique plus- faible (enroulement inducteur basse tension) est utilisé à la place de l'enroulement inducteur An inductor with a lower electrical resistance characteristic (low voltage inductor winding) is used instead of the inductor winding
classique. En soi, on peut obtenir des saturations équiva- classic. In itself, one can obtain equivalent saturations
lentes du circuit magnétique pour des tensions inférieures appliquées aux bornes de l'enroulement inducteur basse nits of the magnetic circuit for lower voltages applied across the low inductor winding
tension par rapport à l'enroulement inducteur classique. voltage relative to the conventional inductor winding.
Ou, autrement dit, la saturation du circuit magnétique est plus élevée pour un enroulement inducteur basse tension que pour un enroulement inducteur classique par tension unité qui lui est appliquée. En se basant sur l'hypothèse selon laquelle des vitesses supérieures à Si sont caractérisées par une tension réglée du système et que des vitesses inférieures à S1 sont caractérisées par une tension du système de batterie, l'introduction directe d'un enroulement inducteur basse tension dans l'alternateur permet d'obtenir un courant de sortie maximum dans la gamme des vitesses de fonctionnement, comme représenté par la courbe supérieure 25 sur la figure 2. On voit que le courant de sortie est supérieur à ce que l'on peut obtenir en utilisant un enroulement inducteur classique, dans Or, in other words, the saturation of the magnetic circuit is higher for a low voltage inductor winding than for a conventional inductor winding unit voltage applied thereto. Based on the assumption that speeds higher than Si are characterized by a set system voltage and that speeds lower than S1 are characterized by a battery system voltage, the direct introduction of a low voltage inductor winding in the alternator allows to obtain a maximum output current in the range of operating speeds, as represented by the upper curve 25 in Figure 2. It can be seen that the output current is greater than that which can be obtained using a conventional inductor winding, in
l'ensemble de la gamme des vitesses de fonctionnement. the whole range of operating speeds.
Cependant, en se rappelant que la choix de l'enroulement inducteur est imposé par le courant de sortie maximal admissible pour les vitesses de milieu de gamme, le choix However, remembering that the choice of the inductor winding is imposed by the maximum permissible output current for the mid-range speeds, the choice
d'un tel enroulement inducteur basse tension ne convien- such a low-voltage inductive winding does not
drait pas dans le cadre des objectifs de conception visant à empêcher une surcharge thermique. Un tel enroulement inducteur basse tension conduirait à la production de courants de sortie élevés inadmissible pour une tension réglée équivalente du système pour des vitesses de milieu should not be part of the design objectives to prevent thermal overload. Such a low voltage inductor winding would lead to the production of high output currents that are unacceptable for an equivalent regulated system voltage for medium speeds.
de gamme, et naturellement à des températures élevées inad- range, and of course at unusually high temperatures.
missibles des composants.missibles of the components.
L'unité de commande selon la présente invention The control unit according to the present invention
permet d'obtenir une capacité de courant accrue de l'alter- allows to obtain an increased current capacity of the alter-
nateur pour de faibles vitesses de rotation de l'alterna- for low speeds of rotation of the alterna-
teur par rapport à des systèmes classiques d'alternateurs, tout en limitant également le courant de sortie pour les vitesses de milieu de gamme, sensibles pour la température critique. En examinant à nouveau la figure 2, on voit que la présente invention permet d'obtenir un profil de courant compared to conventional alternator systems, while also limiting the output current for midrange speeds sensitive to the critical temperature. By examining again FIG. 2, it can be seen that the present invention makes it possible to obtain a current profile.
14 272901814 2729018
de sortie maximum sur la base de parties à la fois de la courbe inférieure 23 d'un enroulement inducteur classique et de la courbe supérieure 25 d'un enroulement inducteur basse tension. Le profil résultant du courant de sortie en fonction de la vitesse est représenté essentiellement par la réunion de la partie 25A de la courbe supérieure 25 jusqu'à la limite Si des vitesses du milieu de gamme, de la partie 23A de la courbe inférieure pour des vitesses de maximum output on the basis of portions of both the lower curve 23 of a conventional inductor winding and the upper curve of a low voltage inductor winding. The resulting profile of the output current as a function of the speed is represented essentially by the joining of the portion 25A of the upper curve 25 to the limit Si of the mid-range speeds, of the portion 23A of the lower curve for speeds of
milieu de gamme de Sl à S2, et de la partie 25B de la cour- mid-range of Sl to S2, and part 25B of the cour-
be supérieure 25, depuis la limite S2 des vitesses de milieu de gamme jusqu'à toutes les vitesses supérieures de fonctionnement. La zone 27 pourvue de hachures obliques dans la région des vitesses de milieu de gamme entre la courbe supérieure 25 et la courbe inférieure 23 est une zone de fonctionnement possible, mais indésirable, que l'unité de commande selon la présente invention permet d'éviter. Dans une forme de réalisation préférée, on utilise un enroulement inducteur basse tension en liaison be greater than 25, from the S2 limit of midrange speeds to all higher operating speeds. The zone 27 provided with oblique hatching in the region of the mid-range speeds between the upper curve 25 and the lower curve 23 is a possible but undesirable operating zone that the control unit according to the present invention makes it possible to avoid. . In a preferred embodiment, a low voltage inductor winding is used in conjunction with
avec un régulateur de tension à commande numérique. with a numerically controlled voltage regulator.
L'enroulement inducteur selon la présente invention est un enroulement inducteur basse tension et par conséquent ne fournit pas la même caractéristique propre de limitation du courant de sortie, qui était employé jusqu'alors par des alternateurs classiques pour les vitesses du milieu de gamme. Au contraire, l'unité de commande selon la présente invention répond à une gamme de vitesses pour réduire et/ou limiter l'excitation de l'enroulement inducteur basse tension au- dessous d'une excitation potentielle, ce qui limite le courant de sortie à une valeur inférieure à une valeur pouvant être potentiellement obtenue avec l'enroulement inducteur basse tension. En dehors des vitesses de milieu de gamme, l'unité de commande permet The inductor winding according to the present invention is a low voltage inductor winding and therefore does not provide the same inherent output current limiting characteristic which was hitherto employed by conventional alternators for midrange speeds. In contrast, the control unit according to the present invention responds to a range of speeds to reduce and / or limit the excitation of the low voltage inductor winding below a potential excitation, which limits the output current. to a value lower than a value that can potentially be obtained with the low voltage inductor winding. Outside mid-range speeds, the control unit allows
l'excitation de l'enroulement inducteur basse tension au- the excitation of the low voltage inductor winding
dessus de ce qui est permis pour les vitesses de milieu de above what is allowed for medium speeds of
27290182729018
gamme, pour accroitre de ce fait le courant de sortie en l'amenant audelà de valeurs maximales imposées jusqu'alors range, thereby increasing the output current by bringing it above the maximum values imposed until then
par les caractéristiques d'enroulements inducteurs classi- by the characteristics of conventional inductive windings
ques. La configuration matérielle selon Bowman et consorts est utilisée ici en tant que base pour une forme c. The hardware configuration according to Bowman et al. Is used here as the basis for a form
de réalisation préférée de la présente invention. Cepen- preferred embodiment of the present invention. How-
dant, on comprendra qu'un spécialiste ordinaire de la technique peut aisément adapter un certain nombre d'autres systèmes de régulation utilisant une unité de commande de courant'd'enroulement inducteur modulé selon une modulation d'impulsions en durée ou d'autres procédés de commande du courant d'enroulement inducteur, pour la mise en oeuvre de Of course, it will be appreciated that one of ordinary skill in the art can readily adapt a number of other control systems using pulse-modulated duration inducing winding current control unit or other methods. inductor winding current control, for the implementation of
la présente invention. Dans la description qui va suivre, the present invention. In the description that follows,
on a cherché à limiter au minimum une répétition du contenu du document de Bowman et consorts. Le système selon Bowman et consorts est modifié de manière à comporter un enroulement inducteur basse tension et est en outre modifié conformément aux caractéristiques qui sont représentées sur la figure 4 de la présente demande, comme cela va être an attempt was made to limit to a minimum a repetition of the content of Bowman et al. The system according to Bowman et al. Is modified to include a low voltage field winding and is further modified in accordance with the features shown in Fig. 4 of the present application, as will be
décrit ci-après.described below.
En référence à la figure 4, on a représenté des modifications apportées au circuit de la figure 6 du document Bowman et consorts, pour la mise en oeuvre de la présente invention. Tout élément caractéristique de la figure 4, auquel est adjoint un accent, correspond à un élément pourvu d'un chiffre de référence similaire, mais sans l'accent dans le document Bowman, modifié pour la mise en oeuvre de l'invention. Tout élémentdésigné par un chiffre de référence supérieur numériquement à 500 est un élément ajouté au circuit de la figure 6 du document Bowman et consorts, pour contribuer à la mise en oeuvre de la présente invention. D'autres éléments sur la figure 4, désignés par des chiffres de référence qui apparaissent également sur la figure 6 du document Bowman et consorts, correspondent aux éléments de cette figure 6 du document Bowman et consorts et sont représentés à nouveau pour la clarté des explications et la compréhension des opérations principales pour la mise en oeuvre de la présente invention. En commençant par le coin supérieur droit de la figure 4, on voit que l'on a représenté partiellement le compteur 270, avec ses sorties Q6-Q4. A côté du compteur 270 est représentée une bascule bistable 310', qui est modifiée par rapport à la bascule bistable 310 de la figure 6 du document Bowman et consorts de manière à comporter une borne R de remise à zéro de la composante continue. La sortie du comparateur de valeur de consigne branché dans la ligne 110, est raccordée à la borne D de la bascule bistable 310'. La bascule bistable 310' est connectée au conducteur 312, et la borne Q de la bascule bistable 310' With reference to FIG. 4, there are shown modifications to the circuit of FIG. 6 of the Bowman et al. Document for carrying out the present invention. Any characteristic element of FIG. 4, to which an accent is attached, corresponds to an element provided with a similar reference numeral, but without the accent in the Bowman document, modified for the implementation of the invention. Any item designated by a numerical reference numeral greater than 500 is an element added to the circuit of Figure 6 of Bowman et al., To assist in the practice of the present invention. Other elements in Fig. 4, designated by reference numerals which also appear in Fig. 6 of the Bowman et al. Document, correspond to the elements of this figure 6 of the Bowman et al. Document and are represented again for clarity of explanation. and understanding the main operations for practicing the present invention. Starting from the upper right corner of FIG. 4, it is seen that the counter 270 is shown partially, with its outputs Q6-Q4. Next to the counter 270 is a bistable flip-flop 310 ', which is modified with respect to the bistable flip-flop 310 of Fig. 6 of the Bowman document and the like to include a resetting terminal R of the DC component. The output of the reference value comparator connected in the line 110 is connected to the terminal D of the flip-flop 310 '. The flip-flop 310 'is connected to the conductor 312, and the Q terminal of the flip-flop 310'
est connectée à la borne UP (comptage progressif) du comp- is connected to the UP (progressive counting) terminal of the
teur progressif/régressif 270 au moyen du conducteur 314. progressive / regressive 270 by means of the conductor 314.
Le niveau logique (haut ou bas) présent dans le conducteur 314 est tel qu'il place le compteur 270 dans un mode de comptage progressif lorsque la tension du générateur est inférieure à la valeur réglée désirée, et dans un mode de comptage régressif lorsque la tension du générateur est supérieure à la valeur réglée. Mais, en supplément, lorsque la borne R de remise à zéro de la composante continue de la bascule bistable 310' est au niveau haut, l'entrée D de cette bascule est commandée de façon prioritaire et le niveau logique (haut ou bas) présent dans la ligne 314 est tel qu'il place le compteur 270 dans un mode de comptage The logic level (high or low) present in the conductor 314 is such that it places the counter 270 in a progressive counting mode when the generator voltage is lower than the desired set value, and in a countdown mode when the generator voltage is greater than the set value. But, additionally, when the reset terminal R of the DC component of the flip-flop 310 'is at the high level, the input D of this flip-flop is prioritized and the logic level (up or down) present in line 314 is such that it places counter 270 in a counting mode
régressif.regressive.
Les bornes de sortie Q6-Q4 du compteur 270 sont connectées de manière à former trois entrées aboutissant & une porte ET 517 à quatre entrées. La sortie de la porte ET 517 est connectée à la borne R de remise à l'état initial de la composante continue de la bascule bistable 310'. La quatrième entrée de la porte ET 517 reçoit le signal "VITESSE CHAUDE" présent dans la ligne 515 et qui prend un état logique haut lorsque la vitesse de l'alternateur se The Q6-Q4 output terminals of the counter 270 are connected to form three inputs terminating at a four input AND gate 517. The output of the AND gate 517 is connected to the reset terminal R of the DC component of the flip-flop 310 '. The fourth input of the AND gate 517 receives the signal "HOT SPEED" present in the line 515 and which takes a high logic state when the speed of the alternator is
situe entre Sl et S2, comme cela sera décrit plus loin. located between Sl and S2, as will be described later.
Les bascules bistables 414 et 406 sont connectées aux entrées d'une porte NON-ET 501. La sortie de la porte The flip-flops 414 and 406 are connected to the inputs of a NAND gate 501. The output of the gate
NON-ET 501 est connectée à la bascule bistable de déclen- NAND 501 is connected to the flip-flop flip-flop
chement 511. Les bascules bistables 511 et 509 sont ce qu'on appelle des bascules bistables à faible vitesse, étant donné qu'elles déterminent le niveau logique (haut ou bas) appliqué au conducteur 513. Par conséquent, la borne Q 511. Bistable flip-flops 511 and 509 are so-called low-speed flip-flops, since they determine the logic level (high or low) applied to the conductor 513. Therefore, terminal Q
de la bascule bistable 509 est connectée au conducteur 513. the flip-flop 509 is connected to the conductor 513.
La borne R de la bascule bistable 511 est connectée à la ligne 422. La bascule bistable 509 est couplée à la ligne 442 et de ce fait est déclenchée par la sortie Q de la bascule bistable 436. Le signal présent dans la ligne 513 The R terminal of the flip-flop 511 is connected to the line 422. The flip-flop 509 is coupled to the line 442 and thereby is triggered by the Q output of the flip-flop 436. The signal present in line 513
est un signal de faible vitesse, qui correspond sensible- is a low-speed signal, which corresponds
ment à 2300 tr/mn dans l'alternateur, cette faible vitesse devant être considérée comme étant la limite inférieure Sl 2300 rpm in the alternator, this low speed being considered as the lower limit Sl
de la vitesse de milieu de gamme.mid-range speed.
Le conducteur 513 est connecté, de manière à former une entrée, à la porte ET 505. La borne Q de la bascule bistable 420 (conducteur 114) est connectée au moyen de l'inverseur 503, en tant qu'autre entrée, à la porte ET 505. Cette entrée fournit un signal de vitesse élevée qui correspond sensiblement à 3000 tr/mn dans l'alternateur, laquelle vitesse élevée doit être considérée comme étant la limite supérieure S2 pour les vitesses de milieu de gamme. Ces entrées et cette porte de transfert agissent de manière à produire un signal logique à niveau The conductor 513 is connected, so as to form an input, to the AND gate 505. The terminal Q of the flip-flop 420 (conductor 114) is connected by means of the inverter 503, as another input, to the AND gate 505. This input provides a high speed signal which corresponds substantially to 3000 rpm in the alternator, which high speed should be considered as the upper limit S2 for midrange speeds. These inputs and this transfer gate act to produce a logic level signal
haut dans la ligne 515, le signal VITESSE CHAUDE, unique- high in line 515, the signal HOT SPEED, unique-
ment lorsque la vitesse de l'alternateur est située entre Si et S2. C'est pourquoi un signal VITESSE CHAUDE à niveau haut indique un fonctionnement de l'alternateur à une vitesse de milieu de gamme. Les vitesses inférieures à Sl conduisent à l'apparition d'un signal à niveau logique bas dans la ligne 513 et par conséquent à un signal à niveau logique bas dans la ligne 515. Les vitesses supérieures à S2 conduisent à l'apparition d'un signal à niveau logique haut sur la borne Q de la bascule bistable 420 et par conséquent à l'envoi d'un signal à niveau logique bas à la porte ET 505 par l'intermédiaire de l'inverseur 503, ce qui conduit également à l'apparition d'un signal à niveau logique bas dans la ligne 515. Pour des vitesses inférieures à S2 et supérieures à Si, les deux signaux envoyés aux entrées de la porte ET 505 sont au niveau haut, ce qui conduit à l'apparition d'un signal à niveau haut dans la ligne 515. Le signal présent dans la ligne 515 rend de ce fait passante la porte ET 517 uniquement pendant le when the alternator speed is between S1 and S2. That is why a high-level HOT SPEED signal indicates alternator operation at a midrange speed. Speeds lower than Sl lead to the appearance of a low logic level signal in line 513 and therefore to a low logic level signal in line 515. Speeds greater than S2 lead to the occurrence of a logic high signal on the terminal Q of the flip-flop 420 and therefore the sending of a logic low signal to the AND gate 505 via the inverter 503, which also leads to a low logic level signal appears in line 515. For speeds below S2 and above Si, the two signals sent to the inputs of the AND gate 505 are high, which leads to the appearance of a signal at a high level in the line 515. The signal present in the line 515 thus renders the AND gate 517 only during the
fonctionnement à une vitesse de milieu de gamme. running at a midrange speed.
Les seuils de vitesse élevée et de faible vitesse High speed and low speed thresholds
S1 et S2, tels que représentés par les signaux respective- S1 and S2, as represented by the respective signals
ment dans les lignes 513 et 514, sont fixés à titre d'exem- in lines 513 and 514, are fixed as examples
ple et peuvent être modifiés de manière à s'adapter à la combinaison particulière alternateur et moteur, y compris le rapport de vitesse entre le moteur et l'alternateur pour and can be modified to suit the particular combination of alternator and engine, including the speed ratio between the engine and the alternator for
une application particulière.a particular application.
Les éléments additionnels et modifiés coopèrent pour ajouter encore un cinquième mode de fonctionnement à The additional and modified elements cooperate to add another fifth mode of operation to
l'unité de commande de régulateur selon Bowman et consorts. the regulator control unit according to Bowman et al.
Ce cinquième mode de fonctionnement agit uniquement pour une vitesse de fonctionnement en milieu de gamme. Il a pour This fifth mode of operation only acts for a mid-range operating speed. It has for
effet d'arrêter le comptage progressif du compteur progres- effect of stopping the progressive counting of the progress meter
sif-régressif 270 à une valeur supérieure prédéterminée, par l'intermédiaire de la porte ET 517 et de la bascule bistable 310', cette combinaison étant désignée ici comme étant le "système de verrouillage de vitesse chaude". Par conséquent, lors du fonctionnement à une vitesse située en milieu de gamme, le compteur ne peut pas effectuer un comptage progressif jusqu'à un état complet et, lorsqu'il effectue un comptage progressif jusqu'à la valeur autorisée par le système de verrouillage de vitesse chaude, la valeur sif-regressive 270 to a predetermined higher value, through the AND gate 517 and the flip-flop 310 ', this combination being referred to herein as the "hot speed lock system". Therefore, when operating at a mid-range speed, the meter can not progressively count to a full state and, as it progressively counts to the value allowed by the locking system hot speed, the value
est telle que le taux d'impulsions de la tension d'induc- is such that the pulse rate of the inductive voltage
tion peut être égale à 112/128 x 100 pour cent, soit environ 87,5 %. Naturellement, on peut choisir d'autres limites de verrouillage en sélectionnant les combinaisons binaires appropriées délivrées par les sorties Q6-Qo du compteur progressif-régressif 270. A l'extérieur des vitesses de milieu de gamme, le système de verrouillage de vitesse chaude est supprimé par l'application d'un signal à can be 112/128 x 100 per cent, or about 87.5 per cent. Of course, other lock limits can be selected by selecting the appropriate bit combinations output from the Q6-Qo outputs of the up-down counter 270. Outside the mid-range speeds, the hot-lock system is deleted by applying a signal to
niveau bas dans la ligne 515.low level in line 515.
Lorsqu'on passe pour la première fois dans la région des vitesses de milieu de gamme entre Sl et S2, on peut avoir un taux d'impulsions supérieur à 87,5 %; en d'autres termes, le compteur progressif- régressif peut dépasser la valeur maximale désirée. La borne R de remise à zéro de la composante continue de la bascule bistable 310' est maintenue au niveau haut dans ce cas, sous l'effet du When passing for the first time in the region of mid-range speeds between Sl and S2, one can have a pulse rate greater than 87.5%; in other words, the progressive-regressive counter may exceed the desired maximum value. The terminal R resetting of the DC component of the flip-flop 310 'is kept high in this case, under the effect of the
système de verrouillage de vitesse élevée. Le compteur pro- high speed lock system. The counter
gressif/régressif 270 peut ainsi effectuer uniquement un comptage régressif tant que sa valeur de comptage est égale ou dépasse la valeur maximale désirée, indépendamment du fait que la tension du système est supérieure ou inférieure à la tension réglée désirée. Ceci fixe le taux d'impulsions In this case, it is possible to perform a count down only as long as its count value is equal to or greater than the desired maximum value, regardless of whether the system voltage is higher or lower than the desired set voltage. This sets the pulse rate
à la valeur désirée appropriée de 87,5 %. to the appropriate desired value of 87.5%.
En dehors des vitesses de milieu de gamme, l'unité de commande de régulateur selon Bowman et consorts n'est pas affectée par les additions et les modifications apportées au circuit. C'est pourquoi, le taux d'impulsions présent respectivement au-dessous et au-dessus des vitesses Sl et S2 peut augmenter jusqu'à sa valeur maximale autorisée par un système de verrouillage supérieur, non décrit de façon détaillée ici, mais décrit de façon détaillée dans le document de Bowman et consorts. Avec l'insertion de l'enroulement inducteur basse tension dans Outside of midrange speeds, the Bowman et al. Governor control unit is unaffected by additions and modifications to the circuit. Therefore, the pulse rate present respectively below and above the speeds Sl and S2 may increase to its maximum value allowed by a higher locking system, not described in detail here, but described in detail. detailed manner in Bowman et al. With the insertion of the low voltage inductor winding in
27290182729018
l'alternateur, ceci conduit à une excitation accrue par the alternator, this leads to increased excitation by
rapport à celle fournie par l'enroulement inducteur clas- compared to that provided by the class inductor winding
sique. C'est pourquoi le courant de sortie est amélioré à if that. That's why the output current is improved to
ces vitesses.these speeds.
On peut alors noter que les courants disponibles pour des vitesses inférieures aux vitesses prédéterminées de milieu de gamme sont supérieures à celles pouvant être obtenues auparavant avec un enroulement inducteur et une unité de commande classique. On peut en outre noter que les courants disponibles pour les vitesses supérieures aux vitesses prédéterminées de milieu de gamme sont, de façon analogue, supérieures à celle disponible auparavant avec It can then be noted that the currents available for speeds lower than the predetermined mid-range speeds are greater than those that can be obtained previously with an inductor winding and a conventional control unit. It should further be noted that the currents available for speeds above the predetermined mid-range speeds are, similarly, greater than those previously available with
l'enroulement inducteur et l'unité de commande classiques. the inductor winding and the conventional control unit.
Cependant, la commande selon l'invention limite l'excita- However, the control according to the invention limits the excitement
tion de l'enroulement inducteur basse tension selon la présente invention de manière à empêcher ainsi l'apparition de courants de surcharge thermique pour les vitesses de of the low voltage inductor winding according to the present invention so as to thereby prevent the occurrence of thermal overload currents for
milieu de gamme.midrange.
Bien que l'on ait décrit, à titre d'exemple, une forme de réalisation préférée de l'invention, on considère que de nombreux changements et modifications apparaîtront Although an exemplary embodiment of the invention has been described by way of example, it is believed that many changes and modifications will occur.
au spécialiste ordinaire de la technique et que par consé- to the ordinary person skilled in the art and that consequently
quent la forme de réalisation décrite doit être considérée en tant qu'exemple et sans aucun caractère limitatif. C'est the described embodiment should be considered as an example and without any limiting character. It is
pourquoi l'invention est censée englober tous ces change- why the invention is supposed to encompass all these changes
ments, modifications et variantes.ments, modifications and variants.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US36490094A | 1994-12-27 | 1994-12-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2729018A1 true FR2729018A1 (en) | 1996-07-05 |
Family
ID=23436584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9515415A Withdrawn FR2729018A1 (en) | 1994-12-27 | 1995-12-22 | DEVICE FOR CONTROLLING THE OUTPUT OF AN ALTERNATOR |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19548362A1 (en) |
| FR (1) | FR2729018A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2893142B1 (en) * | 2005-11-04 | 2008-09-05 | Valeo Equip Electr Moteur | MEASURING A CURRENT DELIVERED BY A ROTATING ELECTRIC MACHINE SUCH AS AN ALTERNATOR |
-
1995
- 1995-12-22 FR FR9515415A patent/FR2729018A1/en not_active Withdrawn
- 1995-12-22 DE DE19548362A patent/DE19548362A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19548362A1 (en) | 1996-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2855340A1 (en) | Rotating electrical machine for use in vehicle, has permanent magnets with magnetization force established such that output voltage of armature coil does not exceed charge voltage of vehicle battery | |
| FR2891418A1 (en) | VEHICLE ALTERNATOR CONTROL DEVICE | |
| FR2891963A1 (en) | Electric power generation control device for vehicle alternator, has circuit to control generation based on supply provided by supply circuit operated when receiving circuit receives control signal transferred from external controller | |
| FR2907282A1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR COMMUNICATING VOLTAGE REGULATOR SWITCHING INFORMATION TO A VEHICLE COMPUTER | |
| EP0783201B1 (en) | Synchronous type electric motor and vehicle equipped with such a motor | |
| EP0099803B1 (en) | Electrical appliance for controlling rotating asynchronous machines | |
| FR2810813A1 (en) | Voltage regulator for vehicle alternating current generator, comprises means of detecting auto excited generator voltages, supplying exciting winding and modifying the ohmic value of a shunt circuit | |
| FR2992789A1 (en) | CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD FOR A VEHICLE ALTERNATING CURRENT GENERATOR | |
| EP1943725B1 (en) | Measuring a current supplied by a rotating electric machine such as an alternator | |
| EP1331716B1 (en) | Power supply system for a motor vehicle | |
| FR2458813A1 (en) | LOAD INDICATOR CIRCUIT FOR BATTERY CHARGING SYSTEM | |
| BE897592A (en) | REGULATOR FOR BATTERY CHARGING BY PERMANENT MAGNET ALTERNATOR | |
| FR2923331B1 (en) | ROTARY ELECTRICAL APPARATUS FOR AUTOMOBILE | |
| FR2812140A1 (en) | VOLTAGE REGULATOR OF AN AC GENERATOR FOR VEHICLE | |
| JP2002519975A (en) | Voltage control circuit for a generator driven by an internal combustion engine | |
| FR2530882A1 (en) | CHARGE GENERATOR CONTROL APPARATUS | |
| FR2729018A1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING THE OUTPUT OF AN ALTERNATOR | |
| FR2530892A1 (en) | DEVICE FOR CONTROLLING A CHARGE GENERATOR | |
| FR2813721A1 (en) | AUTOMOTIVE GENERATOR CONTROL DEVICE | |
| FR2929712A1 (en) | APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING AN OPERATING INTERRUPT STATE OF A POWER GENERATOR OF A VEHICLE | |
| FR2745963A1 (en) | GENERATOR INSTALLATION FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| FR2824197A1 (en) | POWER GENERATION CONTROL DEVICE AND METHOD FOR VEHICLE | |
| FR2833426A1 (en) | AUTOMOTIVE ALTERNATOR DESIGNED TO QUICKLY MITIGATE A FIELD CURRENT | |
| FR2983661A1 (en) | METHOD FOR MANAGING AN INDEPENDENT EXCITATION ELECTRIC MACHINE EQUIPPED WITH A MOTOR VEHICLE | |
| FR2674382A1 (en) | Device for regulating the output voltage of an alternator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |