JP2005102478A - 交流発電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の界磁極を有する回転子と、界磁極を磁化させる励磁巻線11と、回転子により発生する回転磁界を受けて交流電圧を誘起させる電機子巻線12を有する固定子と、一方が電機子巻線12に接続され他方がバッテリ5に接続された整流素子を有して電機子巻線12の交流出力を直流出力に変換する整流器13と、励磁巻線11の通電電流を制御することにより発電電圧の制御を行う発電制御装置2とを備えて交流発電機が構成されている。発電制御装置2は、整流素子の両端電圧を比較する電圧比較器235と、電圧比較器235の比較結果に基づいて制御内容を切り替えるRS型フリップフロップ236、インバータ回路237等を有している。
【選択図】 図1
Description
る誤動作を防止することができ、発電制御装置の種類を減らすとともに小型化が可能な交流発電機を提供することにある。
成されている。電圧比較器235は、マイナス入力端子には車両用交流発電機1の出力電圧を抵抗231、232で分圧した基準電圧V2が、プラス入力端子には電機子巻線12の相電圧を検出するためにP端子に現れるこの相電圧を抵抗233、234で分圧した入力電圧V3がそれぞれ入力されている。RS型フリップフロップ236は、S入力端子に電圧比較器235の出力端が、R入力端子にリセット回路212の出力端がそれぞれ接続されている。インバータ回路237は、入力端がRS型フリップフロップ236のQ端子に、出力端がスイッチ素子238のゲートにそれぞれ接続されている。また、スイッチ素子238は、ドレインが充電警告灯4に接続され、ソースが接地されており、オンされると充電警告灯4が点灯し、オフされると消灯する。
エンジン始動前の電圧制御回路22では、電圧比較器221の2つの入力端子に着目すると、マイナス入力端子に入力される基準電圧V1よりもプラス入力端子に入力される入力電圧V2の方が小さくなっている(V2<V1)。このため、電圧比較器221からはローレベルの出力信号(a)が出力される。また、デューティ設定回路225からは、励磁巻線11に流される初期励磁電流(例えば、励磁巻線11に流れる通電量がフル励磁状態のときの数十%程度となる大きさ)を作り出すためのデューティ信号(b)が出力される。デューティ設定回路225の出力信号(デューティ信号)がローレベルのとき、ノア回路222の出力信号(c)はハイレベルになり、スイッチ素子223がオンされる。反対に、デューティ設定回路225の出力信号がハイレベルのとき、ノア回路222の出力信号(c)はローレベルになり、スイッチ素子223がオフされる。このようにしてスイッチ素子223がオンオフ制御されて励磁巻線11に初期励磁電流が流される(図2(F)、(G))。
次に、電気負荷7の一つであるスタータ装置によってエンジンが回され、初期励磁電流が流れた状態で励磁巻線11が回転されて回転磁界が発生すると、電機子巻線12に起電力が生じ、P端子には回転子の回転数に応じた周期で相電圧が現れる。その後、エンジン
が完爆(運転者のキー操作により、エンジンの完爆を判断した後に、スタータ装置によるエンジンクランキングを解除した状態も含むものとする)すると、相電圧は急激に増加し、B端子の電圧よりも整流素子としてのダイオードの順方向電圧分だけ大きい値になって、発電電流がバッテリ5側に供給される。
次に、整流器13が接続されたP端子とB端子の間にリーク不良が発生した場合について説明する。例えば、抵抗231の抵抗値R1と抵抗232の抵抗値R2との比をa1(=R1/R2)、抵抗233の抵抗値R3と抵抗234の抵抗値R4との比をa2(=R3/R4)とし、a1=a2の場合を考えるものとする。
る抵抗成分rL が存在することになり、電圧比較器235のプラス入力端子とB端子との間の抵抗は、抵抗233と抵抗成分rL を直列接続したものとなり、抵抗233単独の場合よりも抵抗値が大きくなる。したがって、バッテリ5から電圧が印加された状態では、入力電圧V3は基準電圧V2よりも低くなり(V3<V2)、電圧比較器235からは状態切替(充電警告灯4の点灯から消灯への切り替え)を指示するハイレベルの信号は出力されない。つまり、B端子とP端子との間にリーク電流が流れた場合において、相電圧を分圧した入力電圧V3がB端子電圧を分圧した基準電圧V2より大きくならないように各抵抗比a1、a2を設定することにより、エンジン始動前の発電停止状態において充電警告灯4が消灯してしまう誤動作を防止することができる。
交流発電機1の回転子が回転されていることを判断して初期励磁制御から徐励制御へ切り替えるので、特に、始動時のエンジン完爆を容易かつ確実に判断することができ、発電トルク抑制と早期出力供給をすることができる点で効果的である。
2 発電制御装置
3、6 スイッチ
4 充電警告灯
5 バッテリ
7 電気負荷
11 励磁巻線
12 電機子巻線
13 整流器
21 電源回路
22 電圧制御回路
23 充電警告制御回路
211 バイアス回路
212 リセット回路
221、235 電圧比較器
222 ノア回路
223、238 スイッチ素子
224 還流ダイオード
225 デューティ設定回路
231、232、233、234 抵抗
236 RS型フリップフロップ
237 インバータ回路
Claims (8)
- 複数の界磁極を有する回転子と、
前記界磁極を磁化させる励磁巻線と、
前記回転子により発生する回転磁界を受けて交流電圧を誘起させる多相巻線を有する固定子と、
一方が前記多相巻線に接続され、他方がバッテリに接続された整流素子を有し、前記多相巻線の交流出力を直流出力に変換する整流器と、
前記励磁巻線の通電電流を制御することにより発電電圧の制御を行う発電制御装置とを備える交流発電機において、
前記発電制御装置は、前記整流素子の両端電圧を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて制御内容を切り替える制御切替手段を有することを特徴とする交流発電機。 - 請求項1において、
前記制御切替手段は、前記整流素子の両端に順方向電圧が現れたときに前記制御内容の切り替えを行うことを特徴とする交流発電機。 - 請求項1または2において、
前記整流素子は、ダイオードであることを特徴とする交流発電機。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記発電制御装置は、前記多相巻線の相電圧が、前記整流器の正側の出力端子に現れる電圧よりも高くなったときに前記制御内容を切り替えることを特徴とする交流発電機。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記発電制御装置は、前記多相巻線の相電圧が、前記整流器の負側の出力端子に現れる電圧よりも低くなったときに前記制御内容を切り替えることを特徴とする交流発電機。 - 請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記制御切替手段による前記制御内容の切り替えは、充電警告灯の点灯状態の変更であることを特徴とする交流発電機。 - 請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記制御切替手段による前記制御内容の切り替えは、前記励磁巻線の通電電流の大きさの変更であることを特徴とする交流発電機。 - 請求項7において、
前記発電制御装置は、前記励磁巻線に直列に接続されたスイッチ素子のオンオフのデューティを設定するデューティ設定手段を有しており、前記デューティ設定手段によって設定されるデューティを可変することにより前記励磁巻線の通電電流の大きさを変更することを特徴とする交流発電機。
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