FR2923331B1 - Appareil electrique rotatif pour automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un appareil électrique rotatif pour automobile (100) comportant moins de quatre éléments de commande de commutation capables de bloquer un courant de champ tout en empêchant une coupure des éléments de commande de commutation (UP, UN, 53, VP, VN, 58, WP, WN) en réponse à un dysfonctionnement d'un circuit d'alimentation (51) pour une bobine de champ (23).
Description
APPAREIL ELECTRIQUE ROTATIF POUR AUTOMOBILE
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine technique
La présente invention concerne un appareil électrique rotatif pour automobile monté sur un véhicule tel qu'une automobile, et en particulier un appareil électrique rotatif pour automobile prévu avec une machine électrique rotative ayant une bobine d'induit et une bobine de champ et couplé à un moteur monté sur le véhicule, et un dispositif de commande ayant une borne de batterie connectée à une borne positive d'une batterie embarquée, une borne de potentiel commun connectée à un point de potentiel commun, et les bornes de champ positive et négative connectées à la bobine de champ. 2. Art connexe
Le dispositif de commande dans l'appareil électrique rotatif pour automobile de ce type comporte un circuit d'entraînement de champ formant un circuit d'alimentation pour la bobine de champ, et un circuit de commande de champ destiné à commander le circuit d'entraînement de champ. Dans le cas où la machine électrique rotative est configurée comme un générateur, le circuit d'entraînement de champ ne comporte, de manière générale, qu'un seul élément de commande de commutation et un seul élément de diode. L'élément de commande de commutation est connecté entre la borne de batterie et la borne de champ positive, et la borne de champ négative est connectée au point de potentiel commun. La bobine de champ est alimentée en électricité par la batterie embarquée via l'élément de commande de commutation. Le courant de champ circulant à travers la bobine de champ est commandé sur la base d'une opération de mise en circuit/hors circuit de l'élément de commande de commutation, ainsi une tension de sortie de la bobine d'induit du générateur est commandée. L'élément de diode est connecté entre la borne de champ positive et la borne de champ négative parallèlement à la bobine de champ de telle sorte que sa cathode soit connectée à la borne de champ positive. L'élément de diode laisse passer un courant de champ circulant conformément à une tension transitoire provoquée dans la bobine de champ pour protéger l'élément de commande de commutation lorsque l'élément de commande de commutation est mis hors circuit.
Cependant, dans le circuit d'entraînement de champ décrit ci-dessus, comportant un élément de commande de commutation et un élément de diode, lorsqu'un dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation, à savoir un dysfonctionnement par lequel la borne de champ positive est en contact direct avec la borne de batterie, est provoqué dans la bobine de champ, où un dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans l'élément de commande de commutation, on ne peut pas parvenir au blocage du courant de champ circulant à travers la bobine de champ.
Le document JP-2006-288082A (Document 1) décrit un circuit de commande pour un générateur pour automobile ayant un circuit d'entraînement de champ formé à partir d'un pont en H utilisant quatre éléments de commande de commutation. Le pont en H a les éléments de commande de commutation respectivement connectés à ses quatre bras latéraux, et la bobine de champ est connectée entre un point médian de l'une parmi les paires d'éléments de commande de commutation et un point médian de l'autre parmi les paires d'éléments de commande de commutation. Au moyen du pont en H, lorsqu'un dysfonctionnement est provoqué dans l'un ou l'autre des quatre éléments de commande de commutation, le dysfonctionnement peut être évité.
Cependant, dans le dispositif de commande du générateur pour automobile décrit dans le document 1, étant donné que les quatre éléments de commande de commutation sont utilisés, la commande devient donc complexe.
RESUME DE L'INVENTION
Dans la présente invention, on propose un appareil électrique rotatif amélioré pour automobile utilisant plus d'un mais moins de quatre éléments de commande de commutation et étant capable, lorsque l'un ou l'autre parmi le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation de la borne de champ positive et le dysfonctionnement dû à un court-circuit de l'élément de commande de commutation connecté entre la borne de batterie et la borne de champ positive est provoqué, de bloquer le courant de champ circulant à travers la bobine de champ tout en protégeant d'autres éléments de commande de commutation.
Un appareil électrique rotatif pour automobile selon un premier aspect de 1'invention comporte : une machine électrique rotative ayant une bobine d'induit et une bobine de champ, couplée à un moteur monté sur un véhicule, et un dispositif de commande ayant une borne de batterie connectée à une borne positive d'une batterie embarquée, une borne de potentiel commun connectée à un point de potentiel commun, une borne de champ positive et une borne de champ négative connectée à la bobine de champ, un circuit de conversion de puissance connecté entre la borne de batterie et la borne de potentiel commun, et destiné à accomplir une conversion de puissance entre la batterie embarquée et la bobine d'induit, un circuit d'entraînement de champ connecté entre la borne de batterie et la borne de potentiel commun, et destiné à former un circuit d'alimentation pour la bobine de champ, le circuit d'alimentation comportant la borne de champ positive et la borne de champ négative, et un circuit de commande de champ destiné à commander le circuit d'entraînement de champ.
Dans cet appareil électrique rotatif pour automobile, le circuit d'entraînement de champ possède un premier élément de commande de commutation connecté entre la borne de batterie et la borne de champ positive, un deuxième élément de commande de commutation connecté entre la borne de champ négative et la borne de potentiel commun, un premier élément de diode connecté entre la borne de champ positive et la borne de potentiel commun de telle sorte qu'une cathode du premier élément de diode soit connectée à la borne de champ positive, et un deuxième élément de diode connecté entre la borne de batterie et la borne de champ négative de telle sorte qu'une cathode du deuxième élément de diode soit connectée à la borne de batterie. Et le circuit de commande de champ est configuré de façon à alimenter le premier élément de commande de commutation avec un premier signal de commande comportant un signal de niveau de mise en circuit destiné à mettre en circuit le premier élément de commande de commutation et un signal de niveau de mise hors circuit destiné à mettre hors circuit le premier élément de commutation, et alimenter le deuxième élément de commande de commutation avec un deuxième signal de commande comportant un signal de niveau de mise en circuit destiné à mettre en circuit le deuxième élément de commande de commutation et un signal de niveau de mise hors circuit destiné à mettre hors circuit le deuxième élément de commande de commutation.
Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile, dans un cas où le circuit d'alimentation pour le circuit de champ est normal, le circuit de commande de champ commande le deuxième élément de commande de commutation de façon qu'il soit dans un état toujours en circuit en commandant le deuxième signal de commande de façon qu'il soit maintenu en tant que signal de niveau de mise en circuit, et accomplit une commande de mise en/hors circuit du premier élément de commande de commutation à un rapport cyclique commandé en commandant le premier signal de commande pour alterner entre le signal de niveau de mise en circuit et le signal de niveau de mise hors circuit au rapport cyclique commandé, et dans un cas où l'un parmi un dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation de la borne de champ positive et un dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation est survenu dans le circuit d'alimentation pour la bobine de champ, le circuit de commande de champ commute le premier signal de commande en signal de niveau de mise en circuit tout en gardant le deuxième signal de commande en tant que signal de niveau de mise en circuit, puis commute le deuxième signal de commande en signal de niveau de mise hors circuit tout en gardant le premier signal de commande en tant que signal de niveau de mise en circuit, et commute en outre le premier signal de commande en signal de niveau de mise hors circuit tout en gardant le deuxième signal de commande en tant que signal de niveau de mise hors circuit.
En outre, un appareil électrique rotatif pour automobile selon un second aspect de l'invention comporte : une machine électrique rotative ayant une bobine d'induit et une bobine de champ, et couplée à un moteur monté sur un véhicule ; et un dispositif de commande ayant une borne de batterie connectée à une borne positive d'une batterie embarquée, une borne de potentiel commun connectée à un point de potentiel commun, une borne de champ positive et une borne de champ négative connectée à la bobine de champ, un circuit de conversion de puissance connectée entre la borne de batterie et la borne de potentiel commun, et destiné à accomplir une conversion de puissance entre la batterie embarquée et la bobine d'induit, un circuit d'entraînement de champ connecté entre la borne de batterie et la borne de potentiel commun, et destiné à former un circuit d'alimentation pour la bobine de champ, le circuit d'alimentation comportant la borne de champ positive et la borne de champ négative, et un circuit de commande de champ destiné à commander le circuit d'entraînement de champ.
Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile, le circuit d'entraînement de champ possède un premier élément de commande de commutation connecté entre la borne de batterie et la borne de champ positive, un deuxième élément de commande de commutation connecté entre la borne de champ négative et la borne de potentiel commun, un premier élément de diode connecté entre la borne de champ positive et la borne de potentiel commun de telle sorte qu'une cathode du premier élément de diode soit connectée à la borne de champ positive, et un deuxième élément de diode connecté entre la borne de champ positive et la borne de champ négative de telle sorte qu'une cathode du deuxième élément de diode soit connectée à la borne de champ positive. Et le circuit de commande de champ est configuré de façon à alimenter le premier élément de commande de commutation avec un premier signal de commande comportant un signal de niveau de mise en circuit destiné à mettre en circuit le premier élément de commande de commutation et un signal de niveau de mise hors circuit destiné à mettre hors circuit le premier élément de commande de commutation, et alimenter le deuxième élément de commande de commutation avec un deuxième signal de commande comportant un signal de niveau de mise en circuit destiné à mettre en circuit le deuxième élément de commande de commutation et un signal de niveau de mise hors circuit destiné à mettre hors circuit le deuxième élément de commande de commutation.
De même, dans cet appareil électrique rotatif, dans un cas où le circuit d'alimentation pour la bobine de champ est normal, le circuit de commande de champ commande le deuxième élément de commande de commutation de façon qu'il soit dans un état toujours en circuit en commandant le deuxième signal de commande à maintenir en tant que signal de niveau de mise en circuit, et accomplit une commande de mise en/hors circuit du premier élément de commande de commutation à un rapport cyclique commandé en commandant le premier signal de commande pour répéter une alternance entre le signal de niveau de mise en circuit et le signal de niveau de mise hors circuit au rapport cyclique commandé, et dans un cas où l'un parmi un dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation de la borne de champ positive et un dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation est survenu dans le circuit d'alimentation pour la bobine de champ, le circuit de commande de champ commande le premier signal de commande à maintenir en tant que signal de niveau de mise hors circuit, puis commute le deuxième signal de commande en signal de niveau de mise hors circuit tout en gardant le premier signal de commande en tant que signal de niveau de mise hors circuit.
Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile selon les premier et second aspects de l'invention, les premier et second éléments de commande de commutation et les premier et second éléments de diode sont utilisés, et on peut bloquer le courant de champ circulant à travers la bobine de champ tout en protégeant le deuxième élément de commande de commutation dans le cas où l'un quelconque parmi le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation de la borne de champ positive et le dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation survient.
Les objets, caractéristiques, aspects, et avantages susdits et d'autres de la présente invention ressortiront de la description détaillée suivante de la présente invention prise conjointement avec les dessins annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un schéma électrique représentant un premier mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 2 est un schéma de forme d'onde de signal représentant une variation d'un signal de commande dans le cas où un premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le premier mode de réalisation.
La figure 3 est un schéma de forme d'onde de signal représentant une variation d'un signal de commande dans le cas où un second type de dysfonctionnement est provoqué dans le premier mode de réalisation.
La figure 4 est un schéma électrique représentant un deuxième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 5 est un schéma de forme d'onde de signal représentant une variation d'un signal de commande dans le cas où le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le deuxième mode de réalisation.
La figure 6 est un schéma électrique représentant un troisième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 7 est un schéma de forme d'onde de signal représentant une variation d'un signal de commande dans le cas où le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le troisième mode de réalisation.
La figure 8 est un schéma électrique représentant un quatrième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 9 est un schéma de forme d'onde de signal représentant une variation d'un signal de commande dans le cas où le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le quatrième mode de réalisation.
La figure 10 est un schéma électrique représentant un cinquième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 11 est un schéma électrique représentant un sixième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 12 est un schéma électrique représentant un septième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 13 est un schéma électrique représentant un huitième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 14 est un schéma électrique représentant un neuvième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 15 est un schéma électrique représentant un dixième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 16 est un schéma électrique représentant un onzième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 17 est un schéma électrique représentant un douzième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 18 est un schéma électrique représentant un treizième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 19 est un schéma électrique représentant un quatorzième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 20 est un schéma électrique représentant un quinzième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 21 est un schéma électrique représentant un seizième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 22 est un schéma électrique représentant un dix-septième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
La figure 23 est un schéma électrique représentant un circuit convertisseur de puissance utilisé dans un dix-huitième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Certains modes de réalisation de la présente invention seront ci-après décrits avec référence aux dessins annexés.
Premier mode de réalisation
La figure 1 est un schéma électrique représentant le premier mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
Un appareil électrique rotatif 100 pour automobile du premier mode de réalisation est monté sur un véhicule tel qu'une automobile et prévu avec une machine électrique rotative 20 et un dispositif de commande 30, et le dispositif de commande 30 est connecté à une batterie embarquée 10. La batterie embarquée 10 est, par exemple, une batterie de 12 volts ou de 24 volts. La batterie embarquée 10 possède une borne positive 10P et une borne négative 10N, et la borne négative 10N est connectée à un point de potentiel commun G tel qu'une carrosserie du véhicule.
La machine électrique rotative 20 est configurée, par exemple, en tant qu'un générateur de moteur électrique qui fonctionne aussi bien comme le moteur électrique que comme un générateur. Lorsque la machine électrique rotative 20 est utilisée en tant que moteur électrique, la machine électrique rotative 20 fonctionne comme un démarreur destiné à faire démarrer le moteur monté sur le véhicule. Lorsque la machine électrique rotative 20 est utilisée en tant que générateur, la machine électrique rotative 20 charge la batterie embarquée 10 et alimente en électricité diverses charges du véhicule.
La machine électrique rotative 20 possède une bobine d'induit 21 et une bobine de champ 23. La bobine d'induit 21 est disposée, par exemple, sur un stator de la machine électrique rotative 20, et la bobine de champ 23 est disposée sur son rotor. La bobine d'induit 21 est configurée, par exemple, en tant que bobine d'induit triphasée comportant une bobine de phase U 21U, une bobine de phase V 21V, et une bobine de phase W 21W. La bobine de phase U 21U, la bobine de phase V 21v, et la bobine de phase W 21W sont connectées les unes aux autres pour former une connexion en étoile triphasée. Le rotor de la machine électrique rotative 20 est couplé au moteur monté sur le véhicule, entraîne le moteur lorsqu'il est utilisé en tant que moteur de démarreur, et est entraîné par le moteur lorsqu'il est utilisé en tant que générateur.
Le dispositif de commande 30 possède une borne B, une borne E, une borne U, une borne V, une borne W, une borne FP, et une borne FN. La borne B est une borne de batterie, et est directement connectée à la borne positive 10P de la batterie embarquée 10. La borne E est une borne de potentiel commun, et est directement connectée au point de potentiel commun G commun à la borne négative 10N de la batterie embarquée 10. La borne U, la borne V, et la borne W sont connectées à la bobine d'induit 21 de la machine électrique rotative 20. La borne U, la borne V, et la borne W sont directement connectées à la bobine de phase U 21U, la bobine de phase V 21V, et la bobine de phase W 21W de la bobine d'induit 21, respectivement. La borne FP est une borne de champ positive, et la borne FN est une borne de champ négative. La borne de champ positive FP et la borne de champ négative FN sont respectivement connectées à la borne positive et la borne négative de la bobine de champ 23 de la machine électrique rotative 20 .
Le dispositif de commande 30 comporte un circuit convertisseur de puissance 40, un circuit d'entraînement de champ 50, et un circuit de commande de champ 70. Le circuit convertisseur de puissance 40 convertit une puissance à courant continu provenant de la batterie embarquée 10 en une puissance à courant alternatif et alimente la bobine d'induit 21 avec la puissance à courant alternatif lorsque la machine électrique rotative 20 est utilisée en tant que moteur électrique. En outre, le circuit convertisseur de puissance 40 convertit la puissance en courant alternatif provenant de la bobine d'induit 21 en puissance à courant continu, et alimente la batterie embarquée 10 avec la puissance à courant continu lorsque la machine électrique rotative 20 est utilisée en tant que générateur.
Le circuit convertisseur de puissance 40 comporte précisément un câble de phase U 41U, un câble de phase V 41V, et un câble de phase W 41W, qui sont connectés parallèlement les uns aux autres entre la borne B de batterie et la borne de potentiel commun E. Le câble de phase U 41U comporte deux éléments de commande de commutation 41UP, 41UN connectés en série l'un à l'autre, le câble de phase V 41V comporte deux éléments de commande de commutation 41VP, 41VN connectés en série l'un à l'autre, et le câble de phase W 41W comporte deux éléments de commande de commutation 41WP, 41WN connectés en série l'un à l'autre. Un point médian entre les éléments de commande de commutation 41UP, 41UN est directement connecté à la borne U, et ainsi connecté à la bobine de phase U 21U. Un point médian entre les éléments de commande de commutation 41VP, 41VN est directement connecté à la borne V, et ainsi connecté à la bobine de phase V 21V. En outre, un point médian entre les éléments de commande de commutation 41WP, 41WN est directement connecté à la borne W, et ainsi connecté à la bobine de phase W 21W. Chacun des éléments de commande de commutation 41UP, 41UN, 41VP, 41VN, 41WP et 41WN est formé, par exemple, à partir d'un transistor MOSFET à canal N, et accomplit une opération de mise EN CIRCUIT/HORS CIRCUIT conformément à un signal de commande de grille délivré à chacune des grilles respectives, pour accomplir de ce fait une conversion de puissance nécessaire. Il convient de noter que chacune des puces à semi-conducteurs formant respectivement les éléments de commande de commutation 41UP, 41UN, 41VP, 41VN, 41WP et 41WN a un élément de diode de protection PD solidairement intégré dans celle-ci.
Le circuit d'entraînement de champ 50 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de potentiel commun E pour former un circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 s'étendant depuis la borne B de batterie jusqu'à la borne de potentiel commun E par l'intermédiaire de la bobine de champ 23. Le circuit d'entraînement de champ 50 possède un premier câble 52 et un second câble 56 connectés parallèlement l'un à l'autre entre la borne B de batterie et la borne de potentiel commun E. Le premier câble 52 comporte un premier élément de commande de commutation 53 et un premier élément de diode 54 connectés en série l'un à l'autre. Le second câble 56 comporte un deuxième élément de diode 57 et un deuxième élément de commande de commutation 58 connectés en série l'un à l'autre. Chacun des premier et second éléments de commande de commutation 53, 58 est formé, par exemple, à partir d'un transistor MOSFET à canal N, et possède un drain D, une source S, et une grille G. Chacun des premier et second éléments de diode 54, 57 possède une anode A et une cathode K. Chacune des puces à semi-conducteurs formant respectivement les premier et second éléments de commande de commutation 53, 58 possède un élément de diode de protection PD solidairement intégré dans celle-ci. Les éléments de diode de protection PD sont connectés aux sources S des éléments de commande de commutation 53, 58 au niveau de leurs anodes, et aux drains D des éléments de commande de commutation 53, 58 au niveau de leurs cathodes, respectivement.
Le premier élément de commande de commutation 53 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de champ positive FP, et a un drain D directement connecté à la borne B de batterie et une source S directement connectée à la borne de champ positive FP. Le premier élément de diode 54 est connecté entre la borne de champ positive FP et la borne de potentiel commun E, et a une anode A directement connectée à la borne de potentiel commun E et une cathode K directement connectée à la fois à la borne de champ positive FP et à la source S du premier élément de commande de commutation 53.
Le deuxième élément de diode 57 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de champ négative FN, et a une cathode K directement connectée à la borne B de batterie et une anode A directement connectée à la borne de champ négative FN. Le deuxième élément de commande de commutation 58 est connecté entre la borne de champ négative FN et la borne de potentiel commun E, et a un drain D connecté à la borne de champ négative FN par l'intermédiaire d'un capteur de courant de champ 59 et une source S directement connectée à l'anode A du premier élément de diode 54 et de la borne de potentiel commun E.
Le circuit de commande de champ 7 0 est formé, par exemple, à l'aide d'un microordinateur, et possède des bornes d'entrée 71, 72 et 73, et des bornes de sortie 74, 75 et 76. La borne d'entrée 71 est connectée à la borne de champ positive FP, et des informations de tension de champ Vin représentant une tension de champ appliquée à la borne de champ positive FP sont entrées dans la borne d'entrée 71. La borne d'entrée 72 est connectée au capteur de courant de champ 59, et des informations de courant de champ lin représentant un courant de champ circulant à travers la bobine de champ 23 sont entrées dans la borne d'entrée 72. Un premier signal de commande FH est généré sur la borne de sortie 74. La borne de sortie 74 est connectée à une grille G du premier élément de commande de commutation 53, et une commande de mise EN CIRCUIT/HORS CIRCUIT du premier élément de commande de commutation 53 est accomplie sur la base du premier signal de commande FH. Un deuxième signal de commande FS est généré sur la borne de sortie 75. La borne de sortie 75 est connectée à une grille G du deuxième élément de commande de commutation 58, et une commande de mise EN CIRCUIT/HORS CIRCUIT du deuxième élément de commande de commutation 58 est accomplie sur la base du deuxième signal de commande FS .
La borne d'entrée 73 et la borne de sortie 76 sont connectées à une unité de commande moteur hôte (ECU) configurée avec un microordinateur. Un signal d'entrée Sin provenant de l'unité de commande moteur est entré dans la borne d'entrée 73, et le signal d'entrée Sin comporte un signal de désignation de rapport cyclique Sd vers la bobine de champ 23. Un signal de sortie Sout provenant du circuit de commande de champ 70 vers l'unité de commande moteur est généré sur la borne de sortie 76. Le circuit de commande de champ 70 génère le premier signal de commande FH sur la borne de sortie 74 sur la base des informations de tension de champ Vin, des informations de courant de champ lin, et du signal de désignation de rapport cyclique Sd, et en outre, génère le deuxième signal de commande FS sur la base des informations de tension de champ Vin et des informations de courant de champ lin.
La figure 2 représente des variations des premier et second signaux de commande FH, FS dans le cas où un premier type de dysfonctionnement est survenu dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 dans le premier mode de réalisation. Sur la figure 2, une forme d'onde (a) représente le premier signal de commande FH, et une forme d'onde (b) représente le deuxième signal de commande FS. L'axe horizontal de la figure 2 est un axe des temps commun aux premier et second signaux de commande FH, FS. Un terme Tl représente un terme normal dans lequel le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 est normal, et un terme T2 représente un terme anormal dans lequel le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le circuit d'alimentation 51. Dans le terme normal Tl, la commande cyclique de la bobine de champ 23 est accomplie sur la base du signal de désignation de rapport cyclique Sd. Le premier type de dysfonctionnement indique l'un quelconque parmi le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation dans la borne de champ positive FP de la bobine de champ 23 et le dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation 53. Le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation de la borne de champ positive FP indique un état dans lequel la borne de champ positive FP ou le câblage qui y est connecté est en contact direct avec la borne positive 10P de la batterie embarquée 10. Le dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation 53 indique un court-circuit entre son drain D et sa source S.
Dans le terme anormal T2, trois instants tl, t2, et t3 sont indiqués. L'instant tl représenté sur la figure 2 est un instant de démarrage du terme anormal T2, et la transition du terme normal Tl au terme anormal T2 survient à l'instant tl. L'instant t2 est un instant retardé de l'instant tl d'un temps prédéterminé ta, et l'instant t3 est un instant retardé de l'instant ta d'un temps prédéterminé tb.
La figure 3 représente des variations des premier et second signaux de commande FH, FS dans le cas où un second type de dysfonctionnement survient dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 du premier mode de réalisation. Sur la figure 3, une forme d'onde (a) représente le premier signal de commande FH, et une forme d'onde (b) représente le deuxième signal de commande FS. L'axe horizontal de la figure 3 est un axe des temps commun aux premier et second signaux de commande FH, FS. Un terme Tl représente un terme normal dans lequel le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 est normal, et un terme T3 représente un terme anormal dans lequel le second type de dysfonctionnement est provoqué dans le circuit d'alimentation 51. Le second type de dysfonctionnement indique le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers la masse de la borne de champ négative FN ou du câblage qui y est connecté, ce dysfonctionnement étant un dysfonctionnement selon lequel la borne de champ négative FN ou le câblage qui y est connecté est en contact direct avec le point de potentiel commun G. Dans le terme anormal T3, des instants t4, t5 sont représentés. L'instant t4 est un instant de démarrage du terme anormal T3, et la transition du terme normal Tl au terme anormal T3 survient à l'instant t4.
Le premier signal de commande FH est un signal d'entraînement de champ délivré à la grille G du premier élément de commande de commutation 53, et comporte un signal de niveau de mise en circuit ON et un signal de niveau de mise hors circuit OFF. Le signal de niveau de mise en circuit ON du premier signal de commande FH est, par exemple, un signal de niveau haut, et lorsque le signal de niveau de mise en circuit du premier signal de commande FH est délivré au premier élément de commande de commutation 53, le premier élément de commande de commutation 53 est mis en circuit. Le signal de niveau de mise hors circuit OFF du premier signal de commande FH est, par exemple, un signal de niveau bas, et lorsque le signal de niveau de mise hors circuit OFF du premier signal de commande FH est délivré au premier élément de commande de commutation 53, le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit.
Le deuxième signal de commande FS est un signal de sécurité délivré à la grille G du deuxième élément de commutation 58, et comporte le signal de niveau de mise en circuit ON et le signal de niveau de mise hors circuit OFF. Le signal de niveau de mise en circuit ON du deuxième signal de commande FS est, par exemple, un signal de niveau haut, et lorsque le signal de niveau de mise en circuit ON du deuxième signal de commande FS est délivré au deuxième élément de commande de commutation 58, le deuxième élément de commande de commutation 58 est mis en circuit. Le signal de niveau de mise hors circuit OFF du deuxième signal de commande FS est, par exemple, un signal de niveau bas, et lorsque le signal de niveau de mise hors circuit OFF du deuxième signal de commande FS est délivré au deuxième élément de commande de commutation 58, le deuxième élément de commande de commutation 58 est mis hors circuit.
Puis, un fonctionnement du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1 sera maintenant expliqué avec référence aux figures 2 et 3. Tout d'abord, le fonctionnement dans le terme normal Tl représenté sur les figures 2 et 3 sera expliqué. Dans le terme normal Tl, le circuit de commande de champ 70 détecte qu'aucun dysfonctionnement n'a été provoqué dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 sur la base des informations de tension de champ Vin et des informations de courant de champ lin, et en conséquence, les signaux de niveau de mise en circuit ON et les signaux de niveau de mise hors circuit OFF sont générés de manière répétée sur le premier signal de commande FH à un rapport cyclique désigné sur la base du signal de désignation du rapport cyclique Sd inclus dans le signal d'entrée Sin, et le deuxième signal de commande FS reste dans le signal de niveau de mise en circuit ON. Le circuit d'entraînement de champ 50 accomplit une commande de mise EN CIRCUIT/HORS CIRCUIT de la bobine de champ 23 à un rapport cyclique commandé sur la base des premier et second signaux de commande FH, FS.
Etant donné que le deuxième signal de commande FS se maintient pour être le signal de niveau de mise en circuit ON dans le temps normal Tl, le deuxième élément de commande de commutation 58 est établi dans un état toujours en circuit. Lorsque le premier signal de commande FH devient le signal de niveau de mise en circuit ON, le premier élément de commande de commutation 53 est également mis en circuit, ainsi les premier et second éléments de commande de commutation 53, 58 sont tous deux mis en circuit. Dans cet état, le courant de champ circule à travers un circuit s'étendant depuis la borne B de batterie jusqu'à la borne de potentiel commun E par 1'intermédiaire du premier élément de commande de commutation 53. La borne de champ positive FP, la bobine de champ 23, la borne de champ négative FH, le capteur de courant de champ 59, et le deuxième élément de commande de commutation 58. En conséquence, la force d'entraînement de la machine électrique rotative 20 est accrue lorsque la machine électrique rotative 20 est entraînée en tant qu'un moteur électrique et la tension générée de chacune des bobines de phase 21U, 21V et 21W de la bobine d'induit 21 est augmentée lorsque la machine électrique rotative 20 est entraînée en tant qu'un générateur.
Dans le terme normal Tl, lorsque le premier signal de commande FH devient le signal de niveau de mise hors circuit, le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit. Bien que le deuxième élément de commande de commutation 58 soit établi dans un état toujours en circuit, le courant de champ délivré depuis le premier élément de commande de commutation 53 jusqu'à la bobine de champ 23 est bloqué lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit. En conséquence, la force d'entrainement de la machine électrique rotative 20 est réduite lorsque la machine électrique rotative 20 est entraînée en tant qu'un moteur électrique, et la tension générée de chacune des bobines de phase 21U, 21V et 21W de la bobine d'induit 21 est baissée lorsque la machine électrique rotative 20 est entraînée en tant qu'un générateur. En mettant hors circuit le premier élément de commande de commutation 53, la tension transitoire Vt avec une polarité dirigée depuis la borne de champ positive FP jusqu'à la borne de champ négative FN est provoquée dans la bobine de champ 23. Dans le terme normal Tl, étant donné que le deuxième élément de commande de commutation 58 est établi dans un état toujours en circuit, sur la base de la tension transitoire Vt, on empêche la tension transitoire Vt de se concentrer dans le premier élément de commande de commutation 53 grâce au courant de champ circulant qui circule à travers le circuit connectant la borne de champ positive FP, la bobine de champ 23, la borne de champ négative FN, le capteur de courant de champ 59, le deuxième élément de commande de commutation 58, et le premier élément de diode 54, de façon à démarrer à partir de la borne de champ positive FP et de retourner vers la borne de champ positive FP, ainsi on peut empêcher la coupure du premier élément de commande de commutation 53. La tension transitoire Vt est atténuée dans le temps.
Tel que décrit ci-dessus, dans le terme normal Tl, le premier élément de commande de commutation 53 répète l'opération de mise EN CIRCUIT/HORS CIRCUIT selon le rapport cyclique correspondant au signal de désignation du rapport cyclique Sd, et dans le cas où la machine électrique rotative 20 est entraînée en tant que moteur électrique, la force d'entraînement est commandée conformément au rapport cyclique, ou dans le cas où la machine électrique rotative 20 est entraînée en tant que générateur, la tension générée de la bobine d'induit 21 est commandée de façon à être la valeur de tension correspondant au signal de désignation de rapport cyclique Sd par l'opération de mise EN CIRCUIT/HORS CIRCUIT du premier élément de commande de commutation 53.
Puis, un fonctionnement dans le terme anormal T2 représenté sur la figure 2 sera expliqué. Le circuit de commande de champ 70 détecte la survenue du premier type de dysfonctionnement sur la base des informations de tension de champ Vin et des informations de courant de champ lin. De manière précise, le circuit de commande de champ 70 détecte le premier type de dysfonctionnement lorsque les informations de tension de champ Vin deviennent égales ou supérieures à la tension Vb de batterie de la batterie embarquée 10 tout en établissant la première tension de commande FH pour être le signal de niveau de mise hors circuit OFF, ou lorsque les informations de courant de champ lin deviennent égales ou supérieures à la valeur de courant de champ Id correspondant au signal de désignation du rapport cyclique Sd tout en établissant la première tension de commande FH pour être le signal de niveau de mise hors circuit OFF.
La figure 2 exemplifie le cas dans lequel le circuit de commande de champ 70 détecte le premier type de dysfonctionnement à l'instant tl où le premier signal de commande FH devient le signal de niveau de mise hors circuit OFF. A l'instant tl, la transition du terme normal Tl au terme anormal T2 survient. Lors de la détection du premier type de dysfonctionnement à l'instant tl, le circuit de commande de champ 70 avertit l'unité de commande moteur hôte de la détection du dysfonctionnement au moyen du signal de sortie Sout, et dans le même temps, démarre une opération de protection pour le circuit d'entraînement de champ 50. Dans l'opération de protection, le circuit de commande de champ 70 accomplit l'opération de protection pour le circuit d'entraînement de champ 50 au moyen d'une série de première, deuxième et troisième opérations. Dans la première opération, le premier signal de commande FH est commuté en signal de niveau de mise en circuit ON à l'instant tl tandis que le deuxième signal de commande FS est maintenu pour être le signal de niveau de mise en circuit ON. Dans la deuxième opération, le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t2, qui est un instant prédéterminé retardé de ta par rapport à l'instant tl, tandis que le premier signal de commande FH est maintenu pour être le signal de niveau de mise en circuit ON. Dans la troisième opération, le premier signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t3, qui est un instant prédéterminé retardé de tb par rapport à l'instant t2, tandis que le deuxième signal de commande FS est maintenu pour être le signal de niveau de mise hors circuit OFF.
Dans la première opération à l'instant tl, lorsque le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le premier élément de commande de commutation 53, le premier élément de commande de commutation 53, qui est dans l'état de dysfonctionnement dû à un court-circuit, ne change pas d'état même si le premier signal de commande FH est commuté en signal de niveau de mise en circuit ON, et l'état dans lequel le courant de champ est délivré à la bobine de champ 23 par 1'intermédiaire du premier élément de commande de commutation 53 se poursuit. Lorsqu'aucun dysfonctionnement dû à un court-circuit n'est provoqué dans le premier élément de commande de commutation 53, mais que le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation est provoqué dans la borne de champ positive FP, le premier élément de commande de commutation 53 est mis en circuit dans la première opération à l'instant tl.
Etant donné que dans la seconde opération à l'instant t2, le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF, le deuxième élément de commande de commutation 58 est mis hors circuit, ainsi le courant de champ circulant à travers la bobine de champ 23 est bloqué. Le blocage du courant de champ provoque la tension transitoire Vt avec une polarité dirigée de la borne de champ positive FP à la borne de champ négative FN dans la bobine de champ 23. Cependant, étant donné que le premier élément de commande de commutation 53 est mis en circuit par la première opération à l'instant tl avant l'instant t2 ou se trouve dans l'état de court-circuit, le courant de champ circulant qui circule à travers un circuit en boucle conformément à la tension transitoire Vt, le circuit en boucle démarrant de la borne de champ positive FP et retournant jusqu'à la borne de champ positive FP par l'intermédiaire de la bobine de champ 23, la borne de champ négative FN, le deuxième élément de diode 57, et le premier élément de commande de commutation 53, ainsi on peut empêcher la tension transitoire Vt de se concentrer dans le deuxième élément de commande de commutation 58, pour empêcher de ce fait la coupure du deuxième élément de commande de commutation 58. La tension transitoire Vt est atténuée dans le temps.
Dans la troisième opération à l'instant t3, le premier signal de commande FH est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF, et le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit. A l'instant t3, le retard de temps prédéterminé tb s'est écoulé depuis l'instant t2, et le courant de champ circulant qui circule à travers le premier élément de commande de commutation 53 est atténué avec le retard de temps tb, et par conséquent, même si le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit, il n'y a aucun risque de provoquer l'importante tension transitoire.
Tel que décrit ci-dessus, dans l'appareil électrique rotatif 100 pour automobile selon le premier mode de réalisation, les deux éléments de commande de commutation 53, 58, et les deux éléments de diode 54, 57 sont utilisés pour le circuit d'entraînement de champ 50, et sont capables de bloquer le courant de champ tout en empêchant la coupure du deuxième élément de commande de commutation 58 lorsque le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23.
Puis, une opération dans le terme anormal T3 représentée sur la figure 3 sera expliquée. Le circuit de commande de champ 70 détecte la survenue du second type de dysfonctionnement sur la base des informations de courant de champ lin. De manière précise, le circuit de commande de champ 7 0 détecte le second type de dysfonctionnement lorsque, par exemple, les informations du courant de champ lin deviennent égales ou inférieures à la valeur de courant de champ Id correspondant au signal de désignation de rapport cyclique Sd tout en établissant le premier signal de commande FH de façon à ce qu'il soit le signal de niveau de mise hors circuit OFF.
La figure 3 exemplifie un cas dans lequelle circuit de commande de champ 70 détecte le second type de dysfonctionnement à l'instant t4 avec lequelle premier signal de commande FH devient le signalde niveau de mise hors circuit OFF. A l'instant t4,la transition du terme normal Tl au terme anormal T3 survient. Lors de la détection du second typede dysfonctionnement à l'instant t4, le circuit de commande de champ 70 avertit l'unité de commande moteur hôte de la détection du dysfonctionnement au moyen du signal de sortie Sout, et dans le même temps, démarre une opération de protection pour le circuit d'entraînement de champ 50. Dans l'opération de protection, le circuit de commande de champ 70 maintient le premier signal de commande FH dans le signal de niveau de mise hors circuit OFF tout au long du terme anormal T3 à et après l'instant t4. Le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t5 au niveau duquel un temps de retard prédéterminé (ta+tb) s'est écoulé depuis l'instant t4. Bien que la borne de champ négative FN ou le câblage qui y est connecté soit en contact direct avec le point de potentiel commun G dans le second type de dysfonctionnement, et par conséquent, le courant s'écoule à peine à travers le deuxième élément de commande de commutation 58, en mettant hors circuit le deuxième élément de commande de commutation 58 à l'instant t5 au niveau duquel le temps de retard prédéterminé (ta+tb) s'est écoulé depuis l'instant t4 au niveau duquel le dysfonctionnement a été détecté en restant du côté sûr, la coupure du deuxième élément de commande de commutation 58 est empêchée.
Il convient de noter que bien qu'il existe un risque de coupure du premier élément de commande de commutation 53 par mise hors circuit du deuxième élément de commande de commutation 58 avec le premier signal de commande FH commuté en signal de niveau de mise en circuit ON puis mis hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 dans le terme anormal T3 dans lequel le second type de dysfonctionnement a été détecté de manière similaire au terme anormal T2 dans lequel le premier type de dysfonctionnement a été détecté, en le commandant tel que représenté sur la figure 3, on peut également éliminer le risque de coupure du premier élément de commande de commutation 53.
Deuxième mode de réalisation
La figure 4 est un schéma électrique représentant un deuxième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100A selon le deuxième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50 dans le premier mode de réalisation représenté sur la figure 1 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50A, et en outre, le circuit de commande de champ 7 0 dans le premier mode de réalisation est remplacé par un circuit de commande de champ 70A. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du premier mode de réalisation. Il convient de noter que bien que sur la figure 4 seule la bobine de champ 23 soit représentée en tant que machine électrique rotative 20, et le circuit de conversion de puissance 40 soit omis dans le dispositif de commande 30, la machine électrique rotative 20 et le circuit de conversion de puissance 40 sont configurés de façon à être les mêmes que ceux du premier mode de réalisation.
Dans le circuit d'entraînement de champ 50A du deuxième mode de réalisation, le premier élément de diode 54 dans le premier mode de réalisation est remplacé par un troisième élément de commande de commutation 55. D'autres sections de la configuration sont les mêmes que celles du circuit d'entraînement de champ 50 dans le premier mode de réalisation. Le troisième élément de commande de commutation 55 est également formé, par exemple, à partir d'un transistor MOSFET à canal N, et possède un drain D, une source S, et une grille G. Le troisième élément de commande de commutation 55 est connecté entre la borne de champ positive FP et la borne de potentiel commun E du dispositif de commande 30, où son drain D est directement connecté à la source S tant du premier élément de commande de commutation 53 que de la borne de champ positive FP, et sa source S est directement connectée à la source S tant du deuxième élément de commande de commutation 58 que de la borne de potentiel commun E. La puce à semi-conducteur formant le troisième élément de commande de commutation 55 possède un élément de diode de protection PD solidairement intégré dans celle-ci, et l'élément de diode de protection PD fonctionne comme le premier élément de diode 54.
Le circuit de commande de champ 7 OA dans le deuxième mode de réalisation est configuré avec un microordinateur de manière similaire au circuit de commande de champ 70 du premier mode de réalisation, et possède en outre une borne de sortie 77 en plus du circuit de commande de champ 7 0 du premier mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit de commande de champ 70 du premier mode de réalisation. Un troisième signal de commande FL est généré sur la borne de sortie 77, et est délivré à la grille G du troisième élément de commande de commutation 55 à partir de celle-ci.
La figure 5 représente des variations dans les premier, deuxième et troisième signaux de commande FH, FS, FL dans le cas où le premier type de dysfonctionnement survient dans le circuit d'alimentation 51 du deuxième mode de réalisation. Sur la figure 5, une forme d'onde (a) représente le premier signal de commande FH, une forme d'onde (b) représente le troisième signal de commande FL, et une forme d'onde (c) représente le deuxième signal de commande FS. L'axe horizontal de la figure 5 est un axe des temps commun aux premier, deuxième et troisième signaux de commande FH, FS, FL. Un terme Tl représente un terme normal dans lequel le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 est normal, et un terme T2 représente un terme anormal dans lequel le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le circuit d'alimentation 51. Dans le terme normal Tl, le troisième signal de commande FL est formé en tant qu'un signal inversé du premier signal de commande FH.
Dans le terme normal Tl, le premier signal de commande FH se répète alternativement entre le signal de niveau de mise en circuit ON et le signal de niveau de mise hors circuit OFF à un rapport cyclique correspondant au signal de désignation du rapport cyclique Sd sur la base du signal de désignation du rapport cyclique Sd, accomplissant ainsi la commande cyclique de la bobine de champ 23. Dans l'état normal Tl, le troisième signal de commande FL est formé en tant qu'un signal inversé du premier signal de commande FH, et le troisième élément de commande de commutation 55 est mis en circuit lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit. Donc, lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit, le courant de champ circulant qui circule à travers un circuit en boucle sur la base de la tension transitoire Vt provoquée dans la bobine de champ 23, le circuit en boucle démarrant à partir de la borne de champ positive FP et retournant jusqu'à la borne de champ positive FP par l'intermédiaire de la bobine de champ 23, de la borne de champ négative FN, du capteur de courant de champ 59, du deuxième élément de commande de commutation 58, et du troisième élément de commande de commutation 56, ainsi la tension transitoire Vt est empêchée de se concentrer dans le premier élément de commande 55 de commutation 53 par le courant circulant, et la coupure du premier élément de commande de commutation 53 est également empêchée.
Dans un état en circuit du troisième élément de commande de commutation 55, sa résistance en circuit est aussi faible que, par exemple, 20 mQ ou inférieure, ainsi la perte dans le troisième élément de commande de commutation 55 peut être suffisamment réduite par comparaison avec le cas du premier élément de diode 54 avec la tension directe d'environ 0,8 volt. Donc, dans le deuxième mode de réalisation, la perte basée sur la tension transitoire Vt provoquée lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit peut être réduite dans le terme normal Tl par comparaison avec le premier mode de réalisation.
La figure 5 exemplifie le cas dans lequel le circuit de commande de champ 70 détecte le premier type de dysfonctionnement à l'instant tO. A l'instant tO, la transition du terme normal Tl au terme anormal T2 survient. Les instants tl, t2 et t3 sur la figure 5 sont les mêmes que sur la figure 2, et sur la figure 5, le premier type de dysfonctionnement est détecté par le circuit de commande de champ 70A à l'instant tO avant l'instant tl, et le terme anormal T2 démarre à l'instant tO. Tel que représenté sur la figure 5, l'instant tO précède l'opération de protection aux instants tl, t2 et t3, et avant l'opération de commutation du premier signal de commande FH en signal de niveau de mise en circuit ON à l'instant tl, le premier signal de commande FL est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant tO, ainsi le premier élément de commande de commutation 55 est mis hors circuit. A l'instant tO, le premier signal de commande FH reste le signal de niveau de mise hors circuit OFF, et le deuxième signal de commande FS reste le signal de niveau de mise en circuit ON. En mettant hors circuit le troisième élément de commande de commutation 55 avant le premier élément de commande de commutation 53, on peut empêcher de manière certaine que les premier et troisième éléments de commande de commutation 53 et 55 soient simultanément mis en circuit pour provoquer la circulation du courant de court-circuit à travers les premier et troisième éléments de commande de commutation 53, 55.
Tel que décrit ci-dessus, dans le deuxième mode de réalisation, le même avantage que dans le premier mode de réalisation peut être obtenu, et de surcroît, il est donc possible de réduire la perte sur la base de la tension transitoire Vt provoquée dans la bobine de champ 23 lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit dans le terme normal Tl. En outre, lorsque le premier type de dysfonctionnement survient, en commutant le troisième signal de commande FL en signal de niveau de mise hors circuit OFF avant que le premier signal de commande FH ne soit commuté en signal de niveau de mise en circuit ON, on peut empêcher de manière certaine que les premier et troisième éléments de commande de commutation 53, 55 soient simultanément mis en circuit.
Il convient de noter que dans le deuxième mode de réalisation, l'opération de protection en réponse à la survenue du second type de dysfonctionnement est accomplie telle que représentée sur la figure 3 de manière similaire au cas du premier mode de réalisation.
Troisième mode de réalisation
La figure 6 est un schéma électrique représentant un troisième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100B du troisième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50 du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50B. D'autres sections de la configuration sont les mêmes que celles du premier mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50B du troisième mode de réalisation est configuré de telle sorte que le second câble 56 devienne parallèle au premier élément de diode 54, et le second élément de diode 57 soit connecté entre la borne de champ positive FP et la borne de champ négative FN parallèlement à la bobine de champ 23. L'anode A du second élément de diode 57 est directement connectée à la borne de champ négative FN, et sa cathode K est directement connectée à la borne de champ positive FP. D'autres sections de la configuration sont les mêmes que celles du circuit d'entraînement de champ 50 du premier mode de réalisation.
La figure 7 représente des variations des premier et second signaux de commande FH, FS dans le cas où le premier type de dysfonctionnement, à savoir soit le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation dans la borne de champ positive FP soit le dysfonctionnement dû à un court-circuit dans le premier élément de commande de commutation 53, survient dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 du troisième mode de réalisation. Sur la figure 7, une forme d'onde (a) représente le premier signal de commande FH, et une forme d'onde (b) représente le deuxième signal de commande FS. L'axe horizontal de la figure 7 est un axe des temps commun aux premier et deuxième signaux de commande FH, FS. Un terme Tl représente un terme normal dans lequel le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 est normal, et un terme T2 représente un terme anormal dans lequel le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le circuit d'alimentation 51.
Dans le terme normal Tl, tel que représenté sur la figure 7, grâce au premier signal de commande FH se répétant alternativement entre le signal de niveau de mise en circuit ON et le signal de niveau de mise hors circuit OFF sur la base du signal de désignation du rapport cyclique Sd tandis que le deuxième signal de commande FS reste le signal de niveau de mise en circuit ON, on accomplit la commande cyclique de la bobine de champ 23. Le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50B dans le terme normal Tl est le même que le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50 dans le terme normal Tl du premier mode de réalisation.
La figure 7 exemplifie le cas dans lequel le circuit de commande de champ 70 détecte que le premier type de dysfonctionnement survient dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 à l'instant tl auquel le premier signal de commande FH devient le signal de niveau de mise hors circuit OFF. Bien que la transition du terme normal Tl au terme anormal T2 survienne à l'instant tl, étant donné que le second élément de diode 57 est connecté entre la borne de champ positive FH et la borne de champ négative FN du troisième mode de réalisation, le premier signal de commande FH est commandé de façon à rester le signal de niveau de mise hors circuit OFF dans le terme normal T2 après l'instant tl. Dans le terme anormal T2, le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t2 prédéterminé retardé de ta après l'instant tl tandis que le premier signal de commande FH reste le signal de niveau de mise hors circuit OFF. En mettant hors circuit le deuxième élément de commande de commutation 58 à l'instant t2, le courant de champ circulant à travers la bobine de champ 23 est bloqué.
Dans le troisième mode de réalisation, bien que la tension transitoire Vt soit provoquée dans la bobine de champ 23 à l'instant t2 en réponse à la mise hors circuit du deuxième élément de commande de commutation 58, le courant de champ circulant conformément à la tension transitoire Vt circule à travers le circuit en boucle passant à travers l'élément du second élément de diode 57, ainsi on peut empêcher la tension transitoire Vt de se concentrer dans le deuxième élément de commande de commutation 58, et par conséquent la coupure du deuxième élément de commande de commutation 58 peut être empêchée.
Dans le premier mode de réalisation, afin de permettre au courant de champ circulant sensible à la tension transitoire Vt provoquée dans la bobine de champ 23 de circuler à travers le second élément de diode 57 et le premier élément de commande de commutation 53 lorsque le deuxième élément de commande de commutation 58 est mis hors circuit à l'instant t2 dans le terme anormal T2, le premier signal de commande FH est commuté en signal de niveau de mise en circuit ON à l'instant tl. Cependant, dans le troisième mode de réalisation, étant donné que le second élément de diode 57 est connecté entre la borne de champ positive FP et la borne de champ négative FN, le courant de champ circulant sensible à la tension transitoire Vt est autorisé à circuler à travers le second élément de diode 57 lorsque le deuxième élément de commande de commutation 58 est mis hors tension à l'instant t2.
Donc, le premier signal de commande FH n'est pas commuté en signal de niveau de mise en circuit ON à 1' instant t1.
Tel que décrit ci-dessus, dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100B selon le troisième mode de réalisation, les deux éléments de commande de commutation 53, 58, et les deux éléments de diode 54, 57 sont utilisés pour le circuit d'entraînement de champ 50B de manière similaire au premier mode de réalisation, et sont capables de bloquer le courant de champ tout en empêchant la coupure du deuxième élément de commande de commutation 58 lorsque le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23.
Il convient de noter que dans le troisième mode de réalisation, l'opération de protection en réponse à la survenue du second type de dysfonctionnement est accomplie telle que représentée sur la figure 3 de manière similaire au cas du premier mode de réalisation.
Quatrième mode de réalisation
La figure 8 est un schéma électrique représentant un quatrième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100C selon le quatrième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50B du troisième mode de réalisation représenté sur la figure 6 est remplacé par un circuit d'entrainement de champ 50C, et en outre, le circuit de commande de champ 50 du troisième mode de réalisation est remplacé par un circuit de commande de champ 70A. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du troisième mode de réalisation. Il convient de noter que bien que sur la figure 8 seule la bobine de champ 23 soit représentée en tant que machine électrique rotative 20, et le circuit de conversion de puissance 40 soit omis dans le dispositif de commande 30, la machine électrique rotative 20 et le circuit de conversion de puissance 40 sont configurés de façon à être identiques à ceux du troisième mode de réalisation.
Dans le circuit d'entraînement de champ 50C du quatrième mode de réalisation, le premier élément de diode 54 du troisième mode de réalisation est remplacé par un troisième élément de commande de commutation 55. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 50B du troisième mode de réalisation.
Le circuit de commande de champ 70A du quatrième mode de réalisation est configuré de manière identique au circuit de commande de champ 70A du deuxième mode de réalisation.
La figure 9 représente des variations dans les premier, deuxième, et troisième signaux de commande FH, FS, FL dans le cas où le premier type de dysfonctionnement, à savoir soit le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation dans la borne de champ positive FP soit le dysfonctionnement dû à un court-circuit dans le premier élément de commande de commutation 53, survient dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 du quatrième mode de réalisation. Sur la figure 9, une forme d'onde (a) représente le premier signal de commande FH, une forme d'onde (b) représente le troisième signal de commande FL, et une forme d'onde (c) représente le deuxième signal de commande FS. L'axe horizontal de la figure 9 est un axe de temps commun aux premier, deuxième et troisième signaux de commande FH, FS, FL. Un terme Tl représente un terme normal dans lequel le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23 est normal, et un terme T2 représente un terme anormal dans lequel le premier type de dysfonctionnement est provoqué dans le circuit d'alimentation 51. Dans le terme normal Tl, le troisième signal de commande FL est formé en tant que signal inversé du premier signal de commande FH.
De manière similaire au deuxième mode de réalisation, le troisième signal de commande FL est formé en tant que signal inversé du premier signal de commande FH dans le terme normal Tl, et le troisième élément de commande de commutation 55 se répète alternativement entre le signal de niveau de mise en circuit ON et le signal de niveau de mise hors circuit OFF à un rapport cyclique correspondant au signal de désignation de rapport cyclique Sd conformément au signal de désignation de rapport cyclique Sd de façon à avoir un état inversé par rapport au premier élément de commande de commutation 53. Le troisième élément de commande de commutation 55 est mis en circuit lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit, et forme un circuit en boucle avec une faible résistance pour la tension transitoire Vt, ce qui réduit ainsi la perte provoquée par la tension transitoire Vt.
En outre, dans le quatrième mode de réalisation, il est possible d'éliminer une erreur de détection du courant de champ détecté par le capteur de courant de champ 59 dans le terme normal Tl, ce qui permet ainsi de détecter plus précisément le courant de champ. Etant donné que le troisième élément de commande de commutation 55 n'est pas utilisé dans le troisième mode de réalisation, lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit dans le terme normal Tl, le courant de champ circulant circule à travers un circuit comportant le capteur de courant de champ 5 9, le deuxième élément de commande de commutation 58, et le premier élément de diode 54 conformément à la tension transitoire Vt provoquée dans la bobine de champ 23, et dans le même temps, le courant de champ circulant est divisé pour circuler à travers un circuit comportant le second élément de diode 57. Bien que le courant de champ circulant à travers la bobine de champ 23 circule entièrement à travers le capteur de courant de champ 59 dans l'état où le premier élément de commande de commutation 53 est mis en circuit, lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit, le courant de champ circulant ne passe pas à travers le capteur de courant de champ 59, ce qui se traduit par la circulation du courant divisé à travers le second élément de diode 57. Donc, l'erreur est provoquée dans le courant de champ détecté par le capteur de courant de champ 59. Dans le quatrième mode de réalisation, étant donné que le troisième élément de commande de commutation 55 est mis en circuit lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit, et que la résistance en circuit du troisième élément de commande de commutation 55 est suffisamment faible par comparaison avec la tension directe du second élément de diode 57, le courant de champ circulant sensible à la tension transitoire Vt circule en conséquence entièrement dans un circuit comportant le capteur de courant de champ 59, le deuxième élément de commande de commutation 58, et le troisième élément de commande de commutation 55, ainsi, aucune erreur n'est provoquée dans le courant de champ détecté par le capteur de courant de champ 59.
La figure 9 exemplifie le cas dans lequel le circuit de commande de champ 70 détecte le premier type de dysfonctionnement à l'instant tl lorsque le premier signal de commande FH est le signal de niveau de mise hors circuit OFF. A l'instant tl, la transition du terme normal Tl au terme anormal T2 survient. Le premier signal de commande FH est commandé de façon à rester le signal de niveau de mise hors circuit OFF à et après l'instant tl dans le terme anormal T2. Le troisième signal de commande FL est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant tl, et par la suite reste le signal de niveau de mise hors circuit OFF. Le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t2 retardé de la durée prédéterminée ta après l'instant tl, et le deuxième élément de commande de commutation 58 est mis hors circuit à l'instant t2 pour bloquer le courant de champ circulant à travers la bobine de champ 23.
Dans le quatrième mode de réalisation, le même avantage que dans le troisième mode de réalisation peut être obtenu, et de surcroît, lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit dans le terme normal Tl, on obtient un avantage en ce que le courant de champ circulant qui circule à travers la bobine de champ 23 conformément à la tension transitoire Vt provoquée dans la bobine de champ 23 est autorisé à circuler à travers le troisième élément de commande de commutation 55, ce qui améliore ainsi l'erreur dans le courant de champ détecté par le capteur de courant de champ 59.
Il convient de noter que dans le quatrième mode de réalisation, l'opération de protection sensible à la survenue du deuxième type de dysfonctionnement est accomplie telle que représentée sur la figure 3 de manière similaire au cas du premier mode de réalisation.
Cinquième mode de réalisation
La figure 10 est un schéma électrique représentant un cinquième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. L'appareil électrique rotatif pour automobile 100D du cinquième mode de réalisation possède un circuit d'entraînement de champ 50D en remplacement du circuit d'entraînement de champ 50 du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du premier mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50D du cinquième mode de réalisation possède un condensateur 60 en plus du circuit d'entraînement de champ 50 du premier mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 50. Tel que représenté sur la figure 10, le condensateur 60 est connecté en parallèle au second élément de diode 57. Une extrémité du condensateur 60 est directement connectée à la borne B de batterie du dispositif de commande 100D, et son autre extrémité est directement connectée à la borne de champ négative FN du dispositif de commande 100D.
Lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis en circuit, un changement rapide de courant est provoqué dans la bobine de champ 23. Bien que ce changement rapide de courant soit délivré par la borne positive 10P de la batterie embarquée 10 à la borne B de batterie du dispositif de commande 100D dans le cas où le condensateur 60 n'y est pas connecté, la batterie embarquée 10 a une haute impédance de courant alternatif, et par conséquent, la tension de la borne B de batterie chute instantanément en réponse au changement rapide de courant décrit ci-dessus. Le condensateur 60 libère la charge qui y a été accumulée en réponse au changement rapide de courant décrit ci-dessus, ce qui empêche ainsi la tension de la borne B de batterie de chuter.
Etant donné que le courant de champ qui a été délivré par la borne B de batterie à la bobine de champ 23 est bloqué lorsque le premier élément de commande de commutation 53 est mis hors circuit, la tension transitoire est provoquée de façon à poursuivre la circulation du courant de champ due au composant d'inductance du câblage connectant la borne positive 10P de la batterie embarquée 10 et la borne B de batterie, et la tension de la borne B de batterie est instantanément augmentée par la tension transitoire. Le condensateur 60 accumule la charge provoquée par la tension transitoire, ce qui empêche de ce fait la tension de la borne B de batterie de monter.
Tel que décrit ci-dessus, dans le cinquième mode de réalisation, en ajoutant le condensateur 60, on supprime la variation de tension de la borne B de batterie provoquée par la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 pour stabiliser la tension de la borne B de batterie, ce qui permet de ce fait de stabiliser le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50D.
En outre, dans le cinquième mode de réalisation, une opération de protection peut être accomplie par le circuit de commande de champ 7 0 même dans le cas où un dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60. Etant donné que le condensateur 60 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de champ négative FN et que le deuxième signal de commande FS reste toujours le signal de niveau de mise en circuit ON pour garder le deuxième élément de commande de commutation 58 dans un état toujours en circuit dans le terme normal Tl, lorsque le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60, un courant de court-circuit circule à travers le condensateur 60 et le deuxième élément de commande de commutation 58, et le courant de court-circuit circule à travers le capteur de courant de champ 59. Donc, le dysfonctionnement dû à un court-circuit dans le condensateur 60 peut être détecté sur la base des informations de courant de champ lin entrées dans le circuit de commande de champ 70.
Le circuit de commande de champ 70 accomplit l'opération de protection pour le circuit d'entraînement de champ 50D lors de la détection du dysfonctionnement dû à un court-circuit dans le condensateur 60. L'opération de protection est identique à l'opération de protection dans le terme anormal T2 représenté sur la figure 7. En supposant que le dysfonctionnement dû à un court-circuit du condensateur 60 soit détecté à l'instant tl, le premier signal de commande FH est gardé en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF à et après l'instant tl. Le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t2 après cela tout en gardant le premier signal de commande FH en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF. Etant donné que le courant de court-circuit du condensateur 60 ne circule pas à travers la bobine de champ 23, le courant de court-circuit du condensateur 60 peut être bloqué par l'opération de protection sans couper le deuxième élément de commande de commutation 58.
Tel que décrit ci-dessus, dans le cinquième mode de réalisation, le même avantage que dans le premier mode de réalisation peut être obtenu, et de surcroît, il est possible de stabiliser la tension de la borne B de batterie pour stabiliser l'opération du circuit d'entraînement de champ 50D du fait que le condensateur 60 empêche la variation de tension dans la borne B de batterie provoquée par la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53, et en outre, le courant de court-circuit du condensateur 60 peut être bloqué sans couper le deuxième élément de commande de commutation 58 même dans le cas où le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60.
Sixième mode de réalisation
La figure 11 est un schéma électrique représentant un sixième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100E du sixième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 5 OA du deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 4 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50E. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du deuxième mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50E du sixième mode de réalisation a un condensateur 60 en plus du circuit d'entraînement de champ 50A du deuxième mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 50A du deuxième mode de réalisation. De manière similaire au condensateur 60 du cinquième mode de réalisation, le condensateur 60 est connecté parallèlement au second élément de diode 57, et l'une parmi ces extrémités est directement connectée à la borne B de batterie tandis que l'autre parmi ces extrémités est directement connectée à la borne de champ négative FN.
De manière similaire au condensateur 60 du cinquième mode de réalisation, le condensateur 60 empêche la variation de tension de la borne B de batterie provoquée par la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 pour stabiliser la tension de la borne B de batterie, ce qui stabilise de ce fait le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50E.
En outre, de manière similaire au cinquième mode de réalisation, également dans le sixième mode de réalisation, l'opération de protection peut être accomplie par le circuit de commande de champ 7OA dans le cas où le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60. Lorsque le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60, le courant de court-circuit circule à travers le condensateur 60 et le deuxième élément de commande de commutation 58, et le courant de court-circuit circule en outre à travers le capteur de courant de champ 59, et par conséquent, le dysfonctionnement dû à un court-circuit du condensateur 60 peut être détecté sur la base des informations de courant de champ lin entrées dans le circuit de commande de champ 70A.
Le circuit de commande de champ 7 OA accomplit l'opération de protection pour le circuit d'entraînement de champ 50E lors de la détection du dysfonctionnement dû à un court-circuit dans le condensateur 60. L'opération de protection est identique à l'opération de protection dans le terme anormal T2 représenté sur la figure 9. En supposant que le dysfonctionnement dû à un court-circuit du condensateur 60 est détecté à l'instant tl, le premier signal de commande FH est gardé en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF à et après l'instant tl, et en outre, le troisième signal de commande FL est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant tl, et gardé en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF à et après l'instant tl. Puis, le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t2 après cela, tout en gardant les premier et troisième signaux de commande FH, FL en tant que signaux de niveau de mise hors circuit OFF. Etant donné que le courant de court-circuit du condensateur 60 ne circule pas à travers la bobine de champ 23, le courant de court-circuit du condensateur 60 peut être bloqué par l'opération de protection sans couper le deuxième élément de commande de commutation 58.
Dans le sixième mode de réalisation, le même avantage que dans le deuxième mode de réalisation peut être obtenu, et de surcroît, il est possible de stabiliser la tension de la borne B de batterie pour stabiliser le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50E du fait que le condensateur 60 supprime la variation de tension dans la borne B de batterie provoquée par la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53, et en outre, le courant de court-circuit du condensateur 60 peut être bloqué sans couper le deuxième élément de commande de commutation 58 même dans le cas où le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60 .
Septième mode de réalisation
La figure 12 est un schéma électrique représentant un septième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100F du septième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50B du troisième mode de réalisation représenté sur la figure 6 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50F. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du troisième mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50F du septième mode de réalisation possède un condensateur 60 en plus du circuit d'entraînement de champ 50B du troisième mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 50B du troisième mode de réalisation. Le condensateur 60 du septième mode de réalisation est connecté entre la borne B de batterie et la borne de champ négative FN, et l'une parmi ces extrémités est connectée au drain D du premier élément de commande de commutation 53 tandis que l'autre parmi ces extrémités est connectée à l'anode A du second élément de diode 57.
De manière similaire au condensateur 60 du cinquième mode de réalisation, le condensateur 60 supprime la variation de tension de la borne B de batterie provoquée par la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 pour stabiliser la tension de la borne B de batterie, ce qui stabilise de ce fait le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50F.
En outre, de manière similaire au cinquième mode de réalisation, également dans le septième mode de réalisation, l'opération de protection peut être accomplie par le circuit de commande de champ 7 0 dans le cas où le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60. Lorsque le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60, le courant de court-circuit circule à travers le condensateur 60 et le deuxième élément de commande de commutation 58, et le courant de court-circuit circule en outre à travers le capteur de courant de champ 59, et par conséquent, le dysfonctionnement dû à un court-circuit du condensateur 60 peut être détecté sur la base des informations de courant de champ lin entrées dans le circuit de commande de champ 70.
Le circuit de commande de champ 70 du septième mode de réalisation accomplit une opération de protection pour le circuit d'entraînement de champ 50F lors de la détection du dysfonctionnement dû à un court-circuit dans le condensateur 60. L'opération de protection est la même que l'opération de protection dans le terme anormal T2 représenté sur la figure 7. En supposant que le dysfonctionnement dû à un court-circuit du condensateur 60 soit détecté à l'instant tl, le premier signal de commande FH est gardé en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF à et après l'instant tl. Le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t2 après cela tout en maintenant le premier signal de commande FH en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF. Etant donné que le courant de court-circuit du condensateur 60 ne circule pas à travers la bobine de champ 23, le courant de court-circuit du condensateur 60 peut être bloqué par l'opération de protection sans couper le deuxième élément de commande de commutation 58.
Dans le septième mode de réalisation, on peut obtenir le même avantage que dans le troisième mode de réalisation, et de surcroît, il est possible de stabiliser la tension de la borne B de batterie pour stabiliser le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50F du fait que le condensateur 60 empêche la variation de tension dans la borne B de batterie provoquée par la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53, et en outre, le courant du court-circuit du condensateur 60 peut être bloqué sans couper le deuxième élément de commande de commutation 58 même dans le cas où le dysfonctionnement de à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60 .
Huitième mode de réalisation
La figure 13 est un schéma électrique représentant un huitième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100G du huitième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50C du quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 8 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50G. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du quatrième mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50G du huitième mode de réalisation possède un condensateur 60 en plus du circuit d'entraînement de champ 50C du quatrième mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 50C dans le quatrième mode de réalisation. Le condensateur 60 du huitième mode de réalisation est connecté entre la borne B de batterie et la borne de champ négative FN, et l'une parmi ces extrémités est connectée au drain D du premier élément de commande de commutation 53 tandis que l'autre parmi ces extrémités est connectée à l'anode A du second élément de diode 57.
De manière similaire au condensateur 60 dans le cinquième mode de réalisation, le condensateur 60 empêche la variation de tension de la borne B de batterie provoquée par la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 pour stabiliser la tension de la borne B de batterie, ce qui stabilise de ce fait le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50G.
En outre, de manière similaire au cinquième mode de réalisation, dans le huitième mode de réalisation également, l'opération de protection peut être accomplie par le circuit de commande de champ 7OA dans le cas où le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60. Lorsque le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60, le courant de court-circuit circule à travers le condensateur 60 et le second élément de commande de commutation 58, et le courant de court-circuit circule en outre à travers le capteur de courant de champ 59, et par conséquent, le dysfonctionnement dû à un court-circuit du condensateur 60 peut être détecté sur la base des informations de courant de champ lin entrées dans le circuit de commande de champ 7OA.
Le circuit de commande de champ 7 OA accomplit l'opération de protection pour le circuit d'entraînement de champ 50G lors de la détection du dysfonctionnement dû à un court-circuit dans le condensateur 60. L'opération de protection est la même que l'opération de protection dans le terme anormal T2 représenté sur la figure 9. En supposant que le dysfonctionnement dû à un court-circuit du condensateur 60 soit détecté à l'instant tl, le premier signal de commande FH est gardé en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF à et après l'instant tl, et en outre, le troisième signal de commande FL est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant tl, et gardé en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF à et après l'instant tl. Puis, le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF à l'instant t2 après cela tout en gardant les premier et troisième signaux de commande FH, FL en tant que signaux de niveau de mise hors circuit OFF. Etant donné que le courant de court-circuit du condensateur 60 ne circule pas à travers la bobine de champ 23, le courant de court-circuit du condensateur 60 peut être bloqué par l'opération de protection sans couper le deuxième élément de commande de commutation 58.
Dans le huitième mode de réalisation, le même avantage que dans le quatrième mode de réalisation peut être obtenu, et de surcroît, il est possible de stabiliser la tension de la borne B de batterie pour stabiliser le fonctionnement du circuit d'entraînement de champ 50G du fait que le condensateur 60 empêche la variation de tension dans la borne B de batterie provoquée par la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53, et en outre, le courant de court-circuit du condensateur 60 peut être bloqué sans couper le deuxième élément de commande de commutation 58 même dans le cas où le dysfonctionnement dû à un court-circuit est provoqué dans le condensateur 60 .
Neuvième mode de réalisation
La figure 14 est un schéma électrique représentant un neuvième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100H du neuvième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50 du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50H. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du premier mode de réalisation.
Dans le circuit d'entraînement de champ 50H du neuvième mode de réalisation, un condensateur 60 est ajouté au circuit d'entraînement de champ 50 du premier mode de réalisation, et une résistance de détection du courant de champ 61 est utilisée à la place du capteur de courant de champ 59. De manière similaire au condensateur 60 du cinquième mode de réalisation, le condensateur 60 est connecté parallèlement au second élément de diode 57, et l'une parmi ces extrémités est directement connectée à la borne B de batterie tandis que l'autre parmi ces extrémités est directement connectée à la borne de champ négative FN. La résistance de détection de courant de champ 61 est connectée entre la borne de courant négative FN et l'anode A du premier élément de diode 54 en série avec le deuxième élément de commande de commutation 58 afin de détecter le courant circulant de la borne de champ négative FN au premier élément de diode 54 par 1'intermédiaire du deuxième élément de commande de commutation 58 dans un circuit de connexion de la borne de champ négative FN à la borne de potentiel commun E. La résistance de détection de courant de champ 61 est prévue avec un premier amplificateur différentiel 62 attaché à celle-ci, et une paire de bornes d'entrée de l'amplificateur différentiel 62 est connectée aux deux extrémités de la résistance de détection de courant de champ 61. Une borne de sortie de l'amplificateur différentiel 62 est connectée à une borne d'entrée 72 du circuit de commande de champ 7 0 pour entrer les informations de courant de champ lin dans la borne d'entrée 72 .
Le condensateur 60 du neuvième mode de réalisation est connecté parallèlement au premier élément de commande de commutation 53 et à la bobine de champ 23, et accomplit une opération de charge-décharge par l'intermédiaire de la bobine de champ 23 conformément à la mise en et hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 pour empêcher la variation de tension de la borne B de batterie sensible à la mise en et hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 de manière similaire au condensateur 60 du cinquième mode de réalisation. La résistance de détection de courant de champ 61 n'est pas incluse dans le circuit de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53, et par conséquent, la résistance de détection du courant de champ 61 ne limite jamais le courant de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53.
Etant donné que le circuit de conversion de puissance 40 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de potentiel commun E, dans le cas où la tension de la borne B de batterie varie en réponse à la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation 41UP, 41UN, 41VP, 41VN, 41WP, et 41WN du circuit de conversion de puissance 40, le courant de charge-décharge du condensateur 60 circule à travers le deuxième élément de commande de commutation 58 et la résistance de détection de courant de champ 61. En conséquence, le courant de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 est supprimé par la résistance de détection de courant de champ 61 pour empêcher un courant de charge-décharge rapide de circuler, et par conséquent, même lorsque chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 est mis en ou hors circuit, il n'y a pas de risque de provoquer un bruit dérivé de cette mise en ou hors circuit dans le circuit d'entraînement de champ 50H.
Dans le neuvième mode de réalisation, le même avantage que dans le cinquième mode de réalisation peut être obtenu, et de surcroît, on peut empêcher le bruit dérivé de la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 d'être provoqué dans le circuit d'entraînement de champ 50H au moyen de la résistance de détection de courant de champ 61.
Dixième mode de réalisation
La figure 15 est un schéma électrique représentant un dixième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention.
Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 1001 du dixième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 5 OA du deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 4 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 501. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du deuxième mode de réalisation.
Dans le circuit d'entraînement de champ 501 du dixième mode de réalisation, un condensateur 60 est ajouté au circuit d'entraînement de champ 50Adu deuxième mode de réalisation, et une résistancede détection de courant de champ 61 est utilisée àla place du capteur de courant de champ 59. De manière similaire au condensateur 60 du cinquième modede réalisation, le condensateur 60 est connecté parallèlement au second élément de diode 57, et l'une parmi ces extrémités est directement connectée à la borne B de batterie tandis que l'autre parmi ces extrémités est directement connectée à la borne de champ négative FN. La résistance de détection de courant de champ 61 est connectée entre la borne de champ négative FN et l'anode A du premier élément de diode 54 afin de détecter le courant circulant de la borne de champ négative FN au troisième élément de commande de commutation 55 par l'intermédiaire du deuxième élément de commande de commutation 58 dans un circuit pour connecter la borne de champ négative FN à la borne de potentiel commun E. La résistance de détection de courant de champ 61 est prévue avec un premier amplificateur différentiel 62 attaché à celle-ci, et une paire de bornes d'entrée de l'amplificateur différentiel 62 est connectée aux deux extrémités de la résistance de détection de courant de champ 61. Une borne de sortie de l'amplificateur différentiel 62 est connectée à une borne d'entrée 72 du circuit de commande de champ 7OA pour entrer les informations de courant de champ lin dans la borne d'entrée 72.
Le condensateur 60 du dixième mode de réalisation est connecté parallèlement au premier élément de commande de commutation 53 et à la bobine de champ 23, accomplit une opération de charge-décharge par l'intermédiaire de la bobine de champ 23 conformément à la mise en et hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 pour empêcher la variation de tension de la borne B de batterie sensible à la mise en et hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 de manière similaire au condensateur 60 du cinquième mode de réalisation. La résistance de détection du courant de champ 61 n'est pas incluse dans le circuit de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53, et par conséquent, la résistance de détection de courant de champ 61 ne limite jamais le courant de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53.
Etant donné que le circuit de conversion de puissance 40 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de potentiel commun E, dans le cas où la tension de la borne B de batterie varie en réponse à la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation 41UP, 41UN, 41VP, 41VN, 41WP et 41WN du circuit de conversion de puissance 40, le courant de charge-décharge du condensateur 60 circule à travers le deuxième élément de commande de commutation 58 et la résistance de détection de courant de champ 61. En conséquence, le courant de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 est supprimé par la résistance de détection de courant de champ 61 pour empêcher un courant de charge-décharge rapide de circuler, et par conséquent, même lorsque chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 est mis en ou hors circuit, il n'y a pas de risque de provoquer un bruit dérivé de la mise en ou hors circuit dans le circuit d'entraînement de champ 501.
Dans le dixième mode de réalisation, on peut obtenir le même avantage que dans le sixième mode de réalisation, et de surcroît, on peut empêcher le bruit dérivé de la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 d'être provoqué dans le circuit d'entraînement de champ 501 par la résistance de détection de courant de champ 61.
Onzième mode de réalisation
La figure 16 est un schéma électrique représentant un onzième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100J du onzième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50B du troisième mode de réalisation représenté sur la figure 6 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50 J. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du troisième mode de réalisation.
Dans le circuit d'entraînement de champ 50 J du onzième mode de réalisation, un condensateur 60 est ajouté au circuit d'entraînement de champ 50B du troisième mode de réalisation, et une résistance de détection de courant de champ 61 est utilisée à la place du capteur de courant de champ 59. Le condensateur 60 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de champ négative FN de manière similaire au condensateur 60 du septième mode de réalisation . La résistance de détection de courant de champ 61 est connectée entre la borne de champ négative FN et l'anode A du premier élément de diode 54 afin de détecter le courant circulant de la borne de champ négative FN au premier élément de diode 54 par 1'intermédiaire du deuxième élément de commande de commutation 58 dans un circuit de connexion de la borne de champ négative FN à la borne de potentiel commun E. La résistance de détection de courant de champ 61 est prévue avec un premier amplificateur différentiel 62 attaché à celle-ci, et une paire de bornes d'entrée de l'amplificateur différentiel 62 est connectée aux deux extrémités de la résistance de détection de courant de champ 61. Une borne de sortie de l'amplificateur différentiel 62 est connectée à une borne d'entrée 72 du circuit de commande de champ 7 0 pour entrer les informations de courant de champ lin dans la borne d'entrée 72 .
Le condensateur 60 du onzième mode de réalisation est connecté parallèlement au premier élément de commande de commutation 53 et à la bobine de champ 23, et accomplit une opération de charge-décharge par l'intermédiaire de la bobine de champ 23 conformément à la mise en et hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 pour empêcher la variation de tension de la borne B de batterie sensible à la mise en et hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 de manière similaire au condensateur 60 du cinquième mode de réalisation. La résistance de détection de courant de champ 61 n'est pas incluse dans le circuit de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53, et par conséquent, la résistance de détection de courant de champ 61 ne limite jamais le courant de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53.
Etant donné que le circuit de conversion de puissance 40 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de potentiel commun E, dans le cas où la tension de la borne B de batterie varie en réponse à la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation 41UP, 41UN, 41VP, 41VN, 41WP et 41WN du circuit de conversion de puissance 40, le courant de charge-décharge du condensateur 60 circule à travers le deuxième élément de commande de commutation 58 et la résistance de détection de courant de champ 61. En conséquence, le courant de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 est supprimé par la résistance de détection de courant de champ 61 pour empêcher un courant de charge-décharge rapide de circuler, et par conséquent même lorsque chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 est mis en ou hors circuit, il n'y a aucun risque de provoquer un bruit dérivé de cette mise en ou hors circuit dans le circuit d'entraînement de champ 50J.
Dans le onzième mode de réalisation, le même avantage que dans le septième mode de réalisation peut être obtenu, et de surcroît, on peut empêcher le bruit dérivé de la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 d'être provoqué dans le circuit d'entraînement de champ 50J par la résistance de détection de courant de champ 61.
Douzième mode de réalisation
La figure 17 est un schéma électrique représentant un douzième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100K du douzième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50C du quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 8 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50K. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du quatrième mode de réalisation.
Dans le circuit d'entraînement de champ 50K du douzième mode de réalisation, un condensateur 60 est ajouté au circuit d'entraînement de champ 50C du quatrième mode de réalisation, et une résistance de détection de courant de champ 61 est utilisée à la place du capteur de courant de champ 59. Le condensateur 60 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de champ négative FN de manière similaire au condensateur 60 du septième mode de réalisation. La résistance de détection de courant de champ 61 est connectée entre la borne de champ négative FN et l'anode A du premier élément de diode 54 afin de détecter le courant circulant de la borne de champ négative FN au troisième élément de commande de commutation 55 par l'intermédiaire du deuxième élément de commande de commutation 58 dans un circuit de connexion de la borne de champ négative FN à la borne de potentiel commun E. La résistance de détection de courant de champ 61 est prévue avec un premier amplificateur différentiel 62 attaché à celle-ci, et une paire de bornes d'entrée de l'amplificateur différentiel 62 est connectée aux deux extrémités de la résistance de détection de courant de champ 61. Une borne de sortie de l'amplificateur différentiel 62 est connectée à une borne d'entrée 72 du circuit de commande de champ 7OA pour entrer les informations de courant de champ lin dans la borne d'entrée 72.
Le condensateur 60 du douzième mode de réalisation est connecté parallèlement au premier élément de commande de commutation 53 et à la bobine de champ 23, et accomplit une opération de charge-décharge par l'intermédiaire de la bobine de champ 23 conformément à la mise en et hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 pour empêcher la variation de tension de la borne B de batterie sensible à la mise en et hors circuit du premier élément de commande de commutation 53 de manière similaire au condensateur 60 du cinquième mode de réalisation. La résistance de détection de courant de champ 61 n'est pas incluse dans le circuit de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53, et par conséquent, la résistance de détection de courant de champ 61 ne limite jamais le courant de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit du premier élément de commande de commutation 53.
Etant donné que le circuit de conversion de puissance 40 est connecté entre la borne B de batterie et la borne de potentiel commun E, dans le cas où la tension de la borne B de batterie varie en réponse à la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation 41UP, 41UN, 41VP, 41VN, 41WP et 41WN du circuit de conversion de puissance 40, le courant de charge-décharge du condensateur 60 circule à travers le deuxième élément de commande de commutation 58 et la résistance de détection de courant de champ 61. En conséquence, le courant de charge-décharge du condensateur 60 sensible à la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 est supprimé par la résistance de détection de courant de champ 61 pour empêcher un courant de charge-décharge rapide de circuler, et par conséquent, même lorsque chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 est mis en ou hors circuit, il n'y a aucun risque de provoquer un bruit dérivé de cette mise en ou hors circuit dans le circuit d'entraînement de champ 50K.
Dans le douzième mode de réalisation, on peut obtenir le même avantage que dans le huitième mode de réalisation, et de surcroît, on peut empêcher le bruit dérivé de la mise en ou hors circuit de chacun des éléments de commande de commutation du circuit de conversion de puissance 40 d'être provoqué dans le circuit d'entraînement de champ 50K par la résistance de détection de courant de champ 61.
Treizième mode de réalisation
La figure 18 est un schéma électrique représentant un treizième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100L du treizième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50H du neuvième mode de réalisation représenté sur la figure 14 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50L. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du neuvième mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50L du treizième mode de réalisation possède une résistance de charge 63 en plus du circuit d'entraînement de champ 50H du neuvième mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 5 OH du neuvième mode de réalisation. Tel que représenté sur la figure 18, la résistance de charge 63 est connectée entre la borne B de batterie et la borne de champ négative FN en série avec le second élément de diode 57. Le courant de champ circulant, basé sur la tension transitoire Vt, circule à travers le second élément de diode 57 lorsque le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF dans le terme anormal T2, et la résistance de charge 63 atténue le courant de champ circulant pour réduire le temps d'atténuation du courant de champ circulant.
Selon le treizième mode de réalisation, on peut obtenir le même avantage que dans le neuvième mode de réalisation, et de surcroît, on obtient un avantage lié à la réduction, par la résistance de charge 63, du temps d'atténuation du courant de champ circulant qui circule à travers la bobine de champ 23 lors de la mise hors circuit du deuxième élément de commande de commutation 58, ce qui permet ainsi de terminer le terme anormal T2 en une courte période de temps.
Quatorzième mode de réalisation
La figure 19 est un schéma électrique représentant un quatorzième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100M du quatorzième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 501 du dixième mode de réalisation représenté sur la figure 15 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50M. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du dixième mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50M du quatorzième mode de réalisation possède une résistance de charge 63 en plus du circuit d'entraînement de champ 501 du dixième mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 501 du dixième mode de réalisation. Tel que représenté sur la figure 19, la résistance de charge 63 est connectée entre la borne B de batterie et la borne de champ négative FN en série avec le second élément de diode 57. Le courant de champ circulant basé sur la tension transitoire Vt circule à travers le second élément de diode 57 lorsque le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF dans le terme anormal T2, et la résistance de charge 63 atténue le courant de champ circulant pour réduire le temps d'atténuation du courant de champ circulant.
Selon le quatorzième mode de réalisation, on peut obtenir le même avantage que dans le dixième mode de réalisation, et de surcroît, on obtient un avantage lié à la réduction, par la résistance de charge 63, du temps d'atténuation du courant de champ circulant qui circule à travers la bobine de champ 23 lors de la mise hors circuit du deuxième élément de commande de commutation 58, ce qui permet ainsi de terminer le terme anormal T2 en une courte période de temps.
Quinzième mode de réalisation
La figure 20 est un schéma électrique représentant un quinzième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100N du quinzième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50J du onzième mode de réalisation représenté sur la figure 16 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50N. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du onzième mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50N du quinzième mode de réalisation possède une résistance de charge 63 en plus du circuit d'entraînement de champ 50J du onzième mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 50 J du onzième mode de réalisation. Tel que représenté sur la figure 20, la résistance de charge 63 est connectée entre la borne de champ positive FP et la borne de champ négative FN en série avec le second élément de diode 57. Le courant de champ circulant basé sur la tension transitoire Vt circule à travers le second élément de diode 57 lorsque le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF dans le terme anormal T2, et la résistance de charge 63 atténue le courant de champ circulant pour réduire le temps d'atténuation du courant de champ circulant.
Selon le quinzième mode de réalisation, on peut obtenir le même avantage que dans le onzième mode de réalisation, et de surcroît, on obtient un avantage lié à la réduction, par la résistance de charge 63, du temps d'atténuation du courant de champ circulant qui circule à travers la bobine de champ 23 lors de la mise hors circuit du deuxième élément de commande de commutation 58, ce qui permet ainsi de terminer le terme anormal T2 en une courte période de temps.
Seizième mode de réalisation
La figure 21 est un schéma électrique représentant un seizième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100P du seizième mode de réalisation, le circuit d'entraînement de champ 50K du douzième mode de réalisation représenté sur la figure 17 est remplacé par un circuit d'entraînement de champ 50P. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du douzième mode de réalisation.
Le circuit d'entraînement de champ 50P du seizième mode de réalisation possède une résistance de charge 63 en plus du circuit d'entraînement de charge 50K du douzième mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du circuit d'entraînement de champ 50K du douzième mode de réalisation. Tel que représenté sur la figure 21, la résistance de charge 63 est connectée entre la borne de champ positive FP et la borne de champ négative FN en série avec le second élément de diode 57. Le courant de champ circulant basé sur la tension transitoire Vt circule à travers le second élément de diode 57 lorsque le deuxième signal de commande FS est commuté en signal de niveau de mise hors circuit OFF dans le terme anormal T2, et la résistance de charge 63 atténue le courant de champ circulant pour réduire de temps d'atténuation du courant de champ circulant.
Selon le seizième mode de réalisation, on peut obtenir le même avantage que dans le douzième mode de réalisation, et de surcroît, on obtient un avantage lié à la réduction, par la résistance de charge 63, du temps d'atténuation du courant de champ circulant qui circule à travers la bobine de champ 23 lors de la mise hors circuit du deuxième élément de commande de commutation 58, ce qui permet ainsi de terminer le terme anormal T2 en une courte période de temps.
Dix-septième mode de réalisation
La figure 22 est un schéma électrique représentant un dix-septième mode de réalisation de l'appareil électrique rotatif pour automobile selon la présente invention. Dans l'appareil électrique rotatif pour automobile 100Q selon le dix-septième mode de réalisation, le dispositif de commande 30 dans le dixième mode de réalisation représenté sur la figure 15 est remplacé par un dispositif de commande 30Q. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du dixième mode de réalisation.
Le dispositif de commande 30Q du dix-septième mode de réalisation possède une résistance de tirage 65 et une résistance de tirage à la masse 66 en plus du dispositif de commande 30 du dixième mode de réalisation. D'autres sections de la configuration sont identiques à celles du dispositif de commande 30 du dixième mode de réalisation. Le dispositif de commande 30Q du dix-septième mode de réalisation comporte le circuit d'entraînement de champ 501 et le circuit de commande de champ 70A. La résistance de tirage 65 est connectée entre la borne B de batterie et la borne de champ positive FP, et la résistance de tirage à la masse 66 est connectée entre la borne de champ négative FN et la borne de potentiel commun E. La résistance de tirage 65 et la résistance de tirage à la masse 66 sont chacune une résistance avec une valeur de résistance de l'ordre de, par exemple, 1 kQ ou plus, pour ne pas influencer le dispositif de commande 30Q tandis que le courant de champ circule à travers la bobine de champ 23 dans le terme normal Tl et les termes anormaux T2, T3, et est utilisé pour détecter une condition anormale du circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23, à savoir le circuit d'entraînement de champ 501 et la bobine de champ 23 au moyen des informations de tension de champ Vin tandis que l'ensemble des éléments de commande de commutation 53, 55, 58 du circuit d'entraînement de champ 501 sont mis hors circuit.
Lorsqu'aucun dysfonctionnement n'est provoqué dans le circuit d'alimentation 51 pour la bobine de champ 23, les informations de tension de champ Vin prennent la valeur prédéterminée suivante VinO dans la condition dans laquelle l'ensemble des éléments de commande de commutation 53, 55, 58 sont mis hors circuit.
Vin0=rlxVb/(rl+r2)
Il convient de noter que rl est une résistance de la résistance de tirage 65, r2 est une résistance de la résistance de tirage à la masse 66, et la résistance de la bobine de champ 23, qui est généralement de quelques ohms, est suffisamment inférieure par comparaison à celles de la résistance de tirage 65 et de la résistance de tirage à la masse 66, et est donc omise. En outre, Vb est la tension de la batterie embarquée 10 .
Si le premier type de dysfonctionnement, à savoir le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l'alimentation de la borne de champ positive FP ou le dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation 53 survient, les informations de tension de champ Vin deviennent supérieurs à la valeur prédéterminée VinO, et si le second type de dysfonctionnement, à savoir le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers la masse de la borne de champ négative Fn survient, les informations de tension de champ Vin deviennent inférieures à la valeur prédéterminée VinO. Donc, dans le dix-septième mode de réalisation, en détectant les informations de tension de champ Vin avec le circuit de commande de champ 7OA avant d'appliquer un courant à la bobine de champ 23, puis en comparant les informations de tension de champ Vin à la valeur prédéterminée VinO, on peut juger, avant d'appliquer le courant de champ, si le premier type de dysfonctionnement ou le second type de dysfonctionnement est survenu, et le courant de champ est ensuite délivré à la bobine de champ 23 uniquement lorsqu'aucun de ces dysfonctionnement n'est survenu, améliorant ainsi la fiabilité du circuit d'alimentation 51.
Il convient de noter que bien que dans le dix-septième mode de réalisation la résistance de tirage 65 et la résistance de tirage à la masse 66 soient ajoutées au dispositif de commande 30 du dixième mode de réalisation, il est également possible d'ajouter la résistance de tirage 65 et la résistance de tirage à la masse 66 au dispositif de commande 30 dans tout autre mode de réalisation quelconque, et dans ces cas là également, on peut obtenir le même avantage que dans le dix-septième mode de réalisation.
Dix-huitième mode de réalisation
Bien que les premier à dix-septième modes de réalisation aient chacun un moteur-générateur servant à la fois de moteur électrique et de générateur en tant que machine électrique rotative 20, et le circuit de conversion de puissance 40 comportant les six éléments de commande de commutation 41UP, 41UN, 41VP, 41VN, 41WP et 41WN et accomplissant une commande d'essai de puissance et une commande de redressement synchrone pour la machine électrique rotative 20, le circuit de conversion de puissance 40 peut être configuré en tant qu'un circuit de redressement pleine-onde triphasé tel que représenté sur la figure 23 dans le cas où la machine électrique rotative 20 est utilisée en tant que générateur exclusif. Dans le circuit de conversion de puissance 40 représenté sur la figure 23, le câble de phase U 41U comporte un élément de diode côté positif 42UP et un élément de diode côté négatif 42UN, et le point de connexion entre eux est connecté à la borne U. Le câble de phase V 41V comporte un élément de diode côté positif 42VP et un élément de diode côté négatif 42VN, et le point de connexion entre eux est connecté à la borne V. En outre, le câble de phase W 41W comporte un élément de diode côté positif 42WP et un élément de diode côté négatif 42WN, et le point de connexion entre eux est connecté à la borne W.
Diverses modifications et transformations de cette invention ressortiront aux hommes du métier sans s'éloigner de la portée ou de l'esprit de cette invention, et il convient de comprendre que celle-ci n'est pas limitée aux modes de réalisation ici illustrés. L'appareil électrique rotatif pour automobile selon l'invention peut être appliqué en tant que moteur générateur pour automobile ou générateur pour automobile, et son dispositif de commande.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) comprenant : une machine électrique rotative (20) ayant, une bobine d'induit (21) et une bobine de champ (23), et couplée à un moteur monté sur un véhicule ; et un dispositif de commande (30, 30Q) ayant une borne (B) de batterie connectée à une borne positive d'une batterie embarquée (10), une borne de potentiel commun (E) connectée à un point de potentiel commun (G), une borne de champ positive (FP) et. une borne de champ négative (FN) connectées à la bobine de champ (23), un circuit de conversion de puissance (40) connecté entre la borne (B) de batterie et la borne de potentiel commun (E), et destiné à accomplir une conversion de puissance entre la batterie embarquée (10) et la bobine d’induit (21), un circuit d'entraînement de champ (50, 50A à P) connecté entre la borne de (B) de batterie et la borne de potentiel commun (E), et destiné à former un circuit d’alimentation (51) pour la bobine de champ (23)., le circuit d'alimentation (51) comportant la borne de champ positive (FP) et la borne de champ négative (FN), et un circuit de commande de champ (70, 70A) destiné à commander le circuit d'entraînement de champ (50, 50A à P) dans lequel le circuit d'entraînement de champ (50, 50A à P) possède un premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) connecté entre la borne (B) de batterie et la borne de champ positive (FP), un deuxième élément de commande de commutation (VPf VN, 58) connecté entre la borne de champ négative (FN) et la borne de potentiel commun (E), un premier élément de diode (54) connecté entre la borne de champ positive (FP) et la borne de potentiel commun (E) de telle sorte qu'une cathode (K) du premier élément de diode (54) soit connectée à la borne de champ positive (FP), et un second élément de diode (57) connecté entre la borne (B) de batterie et la borne de champ négative (FN) de telle sorte qu’une cathode (K) du second élément de diode (57) soit connectée à la borne (B) de batterie, dans lequel le circuit de commande de champ (70, 7 OA) est configuré de façon à délivrer au premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) un premier signal de commande (FH) comportant un signal de niveau de mise en circuit ON destiné à mettre en circuit le premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) et un signal de niveau de mise hors circuit OFF destiné à mettre hors circuit le premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) , et délivrer au deuxième élément de commande de commutation (VP, VN, 58) un deuxième signal de commande (FS) comportant un signal de niveau de mise en circuit ON destiné à mettre en circuit le deuxième élément de commande de commutation (VP, VP, 58) et un signai de niveau de mise hors circuit OFF destiné à mettre hors circuit le deuxième élément de commande de·commutation (VP, VN, 58), dans lequel dans un cas où le circuit, d’alimentation (51) pour le circuit de champ est normal, le circuit de commande dp champ (70, 7OA) commande le deuxième élément de commande de commutation (VP, UN, 58) pour être dans un état toujours en circuit en commandant le deuxième signal de commande (FS) de façon qu’il reste le signal de niveau de mise en circuit ON, et accomplit une commande de mise ON/OFF circuit du premier élément de commande de commutation (P, UN, 53) à un rapport cyclique commandé en commandant le premier signal de commande (FH) pour qu'il se répète alternativement entre le signal de niveau de mise en circuit ON et le signal de mise à niveau de mise hors circuit OFF au rapport cyclique commandé, tout en gardant le deuxième signal de commande (FS) comme signal de niveau de mise en circuit ON et dans lequel dans un cas où l’un parmi un dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l’alimentation de la borne de champ positive (FP) et un dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation (P, UN, 53) est survenu dans le circuit d'alimentation (51) pour la bobine de champ (23), le circuit de commande de champ (70, 70A) commute le premier signal de commande (FH) en signal de niveau de mise en circuit ON tout en gardant le deuxième signal de commande (FS) en tant que signal de niveau de mise en circuit ON, puis commute le deuxième signal de commande (FS) en signal de niveau de mise hors circuit OFF tout en gardant le premier signal de commande (FH) en tant que signal de niveau de mise en circuit ON, et commute en outre le premier signal de commande (FH) en signal de niveau de mise hors circuit OFF tout en gardant le deuxième signal de commande (FS) en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF.
- 2. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q), comprenant : une machine électrique rotative (20) ayant une bobine d’induit (21) et une bobine de champ (23), et couplée à un moteur monté sur un véhicule ; et un dispositif de commande (30, 30Q) ayant une borne (B) de batterie connectée à une borne positive d'une batterie embarquée (10), une borne de potentiel commun (E) connectée à un point de potentiel commun (G), une borne de champ positive (FP) , et une borne de champ négative (FN) connectées à la bobine de champ (23), un circuit de conversion de puissance (40) connecté entre la borne (B) de batterie et la borne de potentiel commun (E), et destiné à accomplir une conversion de puissance entre la batterie embarquée (10) et la bobine d’induit (21), un circuit d'entrainement de champ (50, 50A à P) connecté entre la borne (B) de batterie et la borne de potentiel commun (E) et destiné à former un circuit d’alimentation (51) pour la bobine de champ (23), le circuit, d’alimentation (51) comportant la bobine de champ positive (FP) et la bobine de champ négative (FN), et un circuit de commande de champ (70, 7OA) destiné à commander le circuit d’entraînement de champ (50, 50A à P ) , dans lequel le circuit d’entraînement de champ (50, 5OA à P) possède un premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) connecté entre la borne (B) de batterie et la borne de champ positive (FP), un deuxième élément de commande de commutation (VP, UN, 58) connecté entre la borne de champ négative (FN) et la borne de potentiel commun (E), un premier élément de diode (54) connecté entre la borne de champ positive (FP) et la borne de potentiel commun (E) de telle sorte qu’une cathode (K) du premier élément de diode (54) soit connectée à la borne de champ positive (FP), et un second élément de diode (57) connecté entre, la borne de champ positive (FP) et la borne de champ négative (FN) de telle sorte qu'une cathode (K) du second élément de diode (57) soit connectée à la borne de champ positive (FP), dans lequel le circuit de commande de champ (70, 7pA) est configuré de façon à délivrer au premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) un premier signal de commande (FH) comportant un signal de niveau de mise en circuit ON destiné à mettre en circuit le premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) et un signal de niveau de mise hors circuit OFF destiné à mettre hors circuit le premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) , et délivrer au deuxième élément de commande de commutation (VP, UN, 58) un deuxième signal de commande (FS) comportant un signal de niveau de mise en circuit ON destiné à mettre en circuit le deuxième élément de commande de commutation (VP, UN, 58) et un signal de niveau de mise hors circuit OFF destiné à mettre hors circuit le deuxième élément de commande de commutation (VP, VN, 58), dans lequel, dans un cas où le circuit d’alimentation (51) pour la bobine de champ (23) est normal, le circuit de commande de champ (70, 7OA) commande le deuxième élément de commande de commutation (VP, UN, 58) pour être dans un état toujours en circuit en commandant le deuxième signal de commande (FS) pour qu'il reste le signal de niveau de mise en circuit ON, et accomplit une commande de mise ON/OFF circuit du premier élément, de commande de commutation (ÜP, UN, 53) à un rapport cyclique commandé en commandant le premier signal de commande (FH) pour qu’il se répète alternativement entre le signal de niveau de mise en circuit ON et le signal de niveau de mise hors circuit OFF au rapport cyclique commandé tout en gardant le deuxième signal de commande (FS) comme signal de niveau de mise en circuit ON, et dans lequel, dans un cas où l'un parmi un dysfonctionnement dû à un court-circuit dans l'alimentation de la borne de champ positive (FP) et un dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) est survenu dans le circuit d’alimentation (51) pour la bobine de chaiftp (23), le circuit de commande de champ (70, 70A) commande le premier signal de commande (FH) pour qu’il reste le signal de niveau de mise hors circuit OFF, puis commute le deuxième signal de commande (FS) en signal de niveau de mise hors circuit OFF tout en gardant le premier signal de commande (FH) en tant que signal de niveau de mise hors circuit OFF.
- 3. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel dans un cas où l'un parmi un dysfonctionnement dû à un court-circuit vers la masse de la borne de champ négative (FN) est. survenu dans le circuit d’alimentation (51) pour la bobine de champ (23), le circuit de commande de champ (70, 70A) commande le premier signal, de commande (FH) pour qu’il reste le signal de niveau de mise hors circuit OFF, et commute le deuxième signal de commande (FS) en signal de niveau de mise hors circuit OFF.
- 4. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le circuit d’entraînement de champ (50, 50A à P) comporte en outre un troisième élément de commande de commutation (WP, WN, 55) connecté parallèlement au premier élément de diode (54), et le circuit de commande de champ (70, 7 0A) est configuré de façon à délivrer en outre au troisième élément de commande de commutation (WP, WN, 55) un troisième signal de commande (FL) comportant un signal de niveau de mise en circuit ON destiné à mettre en circuit le troisième élément de commande de commutation (WP, WN, 55) et un signal de niveau de mise hors circuit OFF destiné à mettre hors circuit le troisième élément de commande de commutation (WP, WN, 55); dans lequel dans le cas où le circuit d’alimentation (51) pour la bobine de champ (23) est normal, le circuit de commande de champ (70, 7OA) accomplit une commande de mise en/hors circuit du troisième élément de commande de commutation (WP, WN, 55) au rapport cyclique commandé dans un état inversé par rapport à un état du premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) en commandant le troisième signal de commande (FL) de façon à ce qu’il se répète alternativement entre le signal de niveau de mise en circuit ON et le signal de niveau de mise hors circuit OFF au rapport cyclique commandé dans un état inversé par rapport à un état du premier signal de commande (FH), et dans lequel, dans un cas où l'un parmi le dysfonctionnement dû à un court-circuit vers l’alimentation de la borne de champ positive (FN) et le dysfonctionnement dû à un court-circuit du premier élément de commande de commutation (UP, UN, 53) est survenu, le circuit de commande de champ (70, 70A) commande le troisième signal de commande (FL) de façon à ce qu'il reste le signal de niveau de mise hors circuit OFF.
- 5. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) selon la revendication 4, . dans lequel le premier élément de diode (54) est intégré à une puce à semi-conducteur formant le troisième élément de commande de commutation (WP, WN, 55) .
- 6. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) selon la. revendication 1 ou 2, comprenant en outre un condensateur (60) connecté entre la borne (B) de batterie et la borne de champ négative (FN).
- 7. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) selon la revendication 6, comprenant en outre une résistance (63) connectée entre la borne de champ négative (FN) et une anode (A) du premier élément, de diode (54) en série avec le deuxième élément de commande de commutation (VP, UN, 58).
- 8. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) selon la revendication 7, comprenant en outre une résistance de charge (63) connectée entre la borne (B) de batterie et la borne de champ négative (FN) en série avec lé second élément de diode (57).
- 9. Appareil électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre : une résistance de tirage (65) connectée entre la borne (B) de batterie et la borne de champ positive (FP) ; et une résistance de tirage à la masse (66) connectée entre la borne de champ négative (FN) et la borne de potentiel commun (E).
- 10. Appareil, électrique rotatif pour automobile (100, 100A à Q) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la bobine d’induit (21) est formée en tant qu'une bobine d’induit triphasée, et le circuit de conversion de puissance (40) est formé en tant qu’un circuit redresseur pleine onde triphasé.
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