JP3213784U - Voltage converter - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光発電等によってバッテリに蓄えられた電気を用いて電池容量の大きな他のバッテリを充電する場合に利用することが可能であって、しかも製造コストが安く、設置や持ち運びも容易な電圧変換装置を提供する。【解決手段】本考案の電圧変換装置１ａは、太陽光発電システム１０によって蓄電された第１のバッテリ１１ａの電気を用いて第２のバッテリ１１ｂを充電する際に用いられるものであり、第１のバッテリ１１ａを電源とする直流電動機２と、この直流電動機２によって回転駆動される三相交流発電機３と、この三相交流発電機３から出力される交流を直流に変換する整流器４ａを備えている。直流電動機２と三相交流発電機３と整流器４ａが内部に設置された筐体５には、上面に持ち手６が取り付けられるとともに、前面に直流出力端子７ａ，７ｂと通気窓８が設けられており、背面からは入力端子９が引き出されている。【選択図】図１The present invention can be used when charging another battery having a large battery capacity by using electricity stored in the battery by solar power generation or the like, and is low in manufacturing cost and easy to install and carry. A voltage converter is provided. A voltage converter 1a according to the present invention is used when a second battery 11b is charged by using electricity of a first battery 11a stored by a solar power generation system 10. A DC motor 2 that uses the battery 11a as a power source, a three-phase AC generator 3 that is rotationally driven by the DC motor 2, and a rectifier 4a that converts AC output from the three-phase AC generator 3 into DC. ing. The casing 5 in which the DC motor 2, the three-phase AC generator 3, and the rectifier 4a are installed is provided with a handle 6 on the top surface and DC output terminals 7a and 7b and a ventilation window 8 on the front surface. The input terminal 9 is drawn out from the back. [Selection] Figure 1

Description

本考案は、太陽光発電等によってバッテリに蓄えられた電気を用いて他のバッテリを充電する際などに用いられる電圧変換装置に係り、特に、簡単な構造でありながら、直流電流の電圧を効率よく上げることが可能な電圧変換装置に関する。   The present invention relates to a voltage conversion device used when charging another battery by using electricity stored in a battery by photovoltaic power generation or the like. The present invention relates to a voltage converter that can be raised well.

一般家庭で使用される太陽光発電システムでは、余剰の電力を一時的に蓄えておくために、比較的電池容量の小さいバッテリが用いられることが多い。このようなバッテリとしては、例えば、蓄電総量が１２０Ｗｈのリチウムイオンバッテリが知られている。
ところが、上述のバッテリは電池容量が小さいため、蓄電できずに余ってしまった電気については捨てざるを得ない場合があり、経済的ではないという問題があった。 In a solar power generation system used in a general household, a battery having a relatively small battery capacity is often used in order to temporarily store surplus power. As such a battery, for example, a lithium ion battery having a total storage amount of 120 Wh is known.
However, since the battery described above has a small battery capacity, there is a case where it is unavoidable that electricity that cannot be stored cannot be discarded.

電池容量の小さいバッテリに蓄えられた電気を用いて電池容量の大きい他のバッテリを充電すれば、電池容量の小さいバッテリに蓄電できずに余ってしまった電気を捨てるという事態は回避できる。しかし、そのためには、電池容量の少ないバッテリに蓄えられた電気の電圧を上げる必要がある。   If another battery having a large battery capacity is charged using electricity stored in a battery having a small battery capacity, it is possible to avoid a situation in which excess electricity cannot be stored in a battery having a small battery capacity and the remaining electricity is discarded. However, for this purpose, it is necessary to increase the voltage of electricity stored in a battery having a small battery capacity.

それに関し、例えば、特許文献１には「ポータブル電源装置」という名称で、内蔵電池の直流電源（ＤＣ１２Ｖ）を家庭用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）に変換するＤＣ−ＡＣインバーターを備えた装置に関する考案が開示されている。
ＤＣ−ＡＣインバーターからは交流電源が出力されるが、ＡＣ−ＤＣインバーター（コンバーター）を用いれば、その交流電源を直流電源に変換することが可能である。したがって、ＤＣ−ＡＣインバーターとＡＣ−ＤＣインバーター（コンバーター）を組み合わせることによれば、直流電源の電圧を容易に変換することができる。 In this regard, for example, Patent Document 1 discloses a device having a DC-AC inverter that converts a DC power source (DC 12 V) of a built-in battery into a home AC power source (AC 100 V) under the name of “portable power source device”. Has been.
AC power is output from the DC-AC inverter. If an AC-DC inverter (converter) is used, the AC power can be converted into DC power. Therefore, by combining the DC-AC inverter and the AC-DC inverter (converter), the voltage of the DC power source can be easily converted.

登録実用新案第３１９５９２７号公報Registered Utility Model No. 3195927

特許文献１に開示されたＤＣ−ＡＣインバーターをＡＣ−ＤＣインバーター（コンバーター）と組み合わせた状態で使用して、直流電源の電圧を変化させた場合、電流は電圧に反比例して小さくなってしまう。そのため、このような方法では、電池容量の小さいバッテリに蓄えられた電気の電圧を上げることができたとしても、その電気を使って電池容量の大きい他のバッテリを充電することは困難である。なお、電流を変化させるための機構を追加した場合には、装置が大掛かりなものとなり、設置や持ち運びが困難になるとともに、製造コストが高くなるそれがある。   When the DC-AC inverter disclosed in Patent Document 1 is used in combination with an AC-DC inverter (converter) and the voltage of the DC power supply is changed, the current decreases in inverse proportion to the voltage. Therefore, in such a method, even if the voltage of electricity stored in a battery having a small battery capacity can be increased, it is difficult to charge another battery having a large battery capacity using the electricity. If a mechanism for changing the current is added, the apparatus becomes large, and it may be difficult to install and carry, and the manufacturing cost may increase.

本考案は、このような従来の技術の課題に対処してなされたものであり、太陽光発電等によってバッテリに蓄えられた直流電流の電圧を上げて電池容量の大きな他のバッテリを充電する場合に利用することが可能であって、しかも製造コストが安く、設置や持ち運びも容易な電圧変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in response to such a problem of the conventional technique, and when charging a battery having a large battery capacity by increasing the voltage of the direct current stored in the battery by solar power generation or the like. An object of the present invention is to provide a voltage conversion device that can be used for the above-mentioned purposes and that is inexpensive to manufacture and easy to install and carry.

上記目的を達成するため、第１の考案は、交流入力端子と直流出力端子を有する整流器と、この整流器の交流入力端子に交流出力端子が接続された三相交流発電機と、この三相交流発電機を回転駆動する直流電動機と、を備えていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a first device is a rectifier having an AC input terminal and a DC output terminal, a three-phase AC generator having an AC output terminal connected to the AC input terminal of the rectifier, and the three-phase AC And a DC motor that rotationally drives the generator.

上記構造の電圧変換装置において、直流電動機に直流電流を供給すると、直流電動機は、その直流電流の電圧に比例する速度で三相交流発電機の回転子を回転させ、三相交流発電機は、回転子の回転速度に比例した電圧の交流電流を発生させる。そして、整流器は、三相交流発電機から供給された交流電流を直流電流に変換する。
したがって、第１の考案では、第１のバッテリよりも電池容量の大きい第２のバッテリの入力端子に整流器の直流出力端子を接続した状態で、第１のバッテリを駆動源として直流電動機を稼働させた場合、第１のバッテリから直流電動機に供給された直流電流とは異なる電圧の直流電流が第２の電圧に供給されるという作用を有する。
また、第１の考案では、インバーターやコンバーターを使用しないため、全体の構造がシンプルなものとなり、部品点数も削減されるという作用を有する。 In the voltage conversion device having the above structure, when a direct current is supplied to the direct current motor, the direct current motor rotates the rotor of the three-phase alternating current generator at a speed proportional to the voltage of the direct current, and the three-phase alternating current generator is An alternating current having a voltage proportional to the rotational speed of the rotor is generated. The rectifier converts the alternating current supplied from the three-phase alternating current generator into a direct current.
Therefore, in the first device, the DC motor is operated using the first battery as a drive source in a state where the DC output terminal of the rectifier is connected to the input terminal of the second battery having a larger battery capacity than the first battery. In this case, a DC current having a voltage different from the DC current supplied from the first battery to the DC motor is supplied to the second voltage.
Further, since the first device does not use an inverter or a converter, the entire structure is simplified and the number of parts is reduced.

また、第２の考案は、第１の考案において、整流器は、６個のダイオードのブリッジ接続によって構成される全波整流回路を備えていることを特徴とするものである。
このような構造の電圧変換装置においては、第１の考案の作用に加えて、整流器により、三相交流発電機において発生した交流電流のうち、正弦波の正の部分又は負の部分のいずれか一方が他方の側へ反転させられることで、全サイクルに亘って整流されるという作用を有する。 The second device is characterized in that, in the first device, the rectifier includes a full-wave rectifier circuit constituted by a bridge connection of six diodes.
In the voltage conversion device having such a structure, in addition to the operation of the first device, either the positive part or the negative part of the sine wave of the alternating current generated in the three-phase alternating current generator by the rectifier. By inverting one side to the other side, it has the effect of rectifying over the entire cycle.

第３の考案は、第１の考案において、整流器は、一対の直流出力端子に対して３個のダイオードがそれぞれ並列接続されるようにして構成される半波整流回路を備えていることを特徴とするものである。
このような構造の電圧変換装置においては、第１の考案の作用に加えて、整流器により、三相交流発電機において発生した交流電流のうち、正弦波の正の部分又は負の部分のいずれか一方のみが取り出され、他方の通電が阻止されるという作用を有する。 A third device is characterized in that, in the first device, the rectifier includes a half-wave rectifier circuit configured such that three diodes are respectively connected in parallel to a pair of DC output terminals. It is what.
In the voltage conversion device having such a structure, in addition to the operation of the first device, either the positive part or the negative part of the sine wave of the alternating current generated in the three-phase alternating current generator by the rectifier. Only one side is taken out and the other side is prevented from being energized.

第４の考案は、第１の考案乃至第３の考案のいずれかにおいて、整流器と並列に接続された平滑コンデンサを備えていることを特徴とするものである。
このような構造の電圧変換装置では、第１の考案乃至第３の考案のいずれかの作用に加え、三相交流発電機において相電圧が低下した際に平滑コンデンサが放電することにより、整流器の直流出力端子に接続された負荷に対する印加電圧の低下が抑制されるという作用を有する。 A fourth device is characterized in that in any one of the first device to the third device, a smoothing capacitor connected in parallel with the rectifier is provided.
In the voltage conversion device having such a structure, in addition to the operation of any one of the first to third devices, the smoothing capacitor discharges when the phase voltage decreases in the three-phase AC generator, It has the effect | action that the fall of the applied voltage with respect to the load connected to the DC output terminal is suppressed.

以上説明したように、第１の考案によれば、第１のバッテリから供給される直流電流をそれよりも電圧の高い直流電流に変換することで、電池容量の大きい第２のバッテリの充電に利用することができる。また、小型で軽い構造として、設置や持ち運びを容易にするとともに、製造コストの削減を図ることが可能である。   As described above, according to the first device, the direct current supplied from the first battery is converted into a direct current having a higher voltage, thereby charging the second battery having a large battery capacity. Can be used. In addition, as a small and light structure, it is easy to install and carry, and the manufacturing cost can be reduced.

また、第２の考案では、第１の考案の効果に加え、三相交流発電機で発電された三相交流電流を効率よく直流電流に変換することができるという効果を奏する。   Moreover, in the second device, in addition to the effect of the first device, the three-phase alternating current generated by the three-phase alternating current generator can be efficiently converted into a direct current.

第３の考案によれば、第１の考案の効果に加え、三相交流発電機から供給された交流電流が整流器内において１つのダイオードしか通過しないため、エネルギー損失が最小限に抑えられるという効果を奏する。   According to the third device, in addition to the effect of the first device, since the alternating current supplied from the three-phase AC generator passes through only one diode in the rectifier, the energy loss can be minimized. Play.

第４の考案によれば、第１の考案乃至第３の考案のいずれかの効果に加え、出力電圧の変動を抑制できるという効果を奏する。   According to the fourth device, in addition to the effect of any one of the first device to the third device, there is an effect that the fluctuation of the output voltage can be suppressed.

（ａ）は本考案の実施の形態に係る電圧変換装置の実施例１の構成を示したブロック図であり、（ｂ）は電圧変換装置の外観を示した斜視図である。(A) is the block diagram which showed the structure of Example 1 of the voltage converter which concerns on embodiment of this invention, (b) is the perspective view which showed the external appearance of the voltage converter. （ａ）は実施例１の電圧変換装置における三相交流発電機と整流器の回路図であり、（ｂ）は三相交流発電機の電機子コイルに発生する相電圧の時間波形を示したグラフである。(A) is the circuit diagram of the three-phase alternating current generator and rectifier in the voltage converter of Example 1, (b) is the graph which showed the time waveform of the phase voltage which generate | occur | produces in the armature coil of a three-phase alternating current generator. It is. （ａ）乃至（ｃ）は線間電圧の時間波形を示したグラフである。(A) thru | or (c) are the graphs which showed the time waveform of the line voltage. （ａ）乃至（ｃ）は実施例１の電圧変換装置の回路に流れる電流の経路を示した図である。(A) thru | or (c) is the figure which showed the path | route of the electric current which flows into the circuit of the voltage converter of Example 1. FIG. （ａ）乃至（ｃ）は実施例１の電圧変換装置の回路に流れる電流の経路を示した図である。(A) thru | or (c) is the figure which showed the path | route of the electric current which flows into the circuit of the voltage converter of Example 1. FIG. （ａ）乃至（ｃ）は線間電圧の時間波形を示したグラフであり、（ｄ）は実施例１の電圧変換装置の出力電圧の時間波形を示したグラフである。(A) thru | or (c) are the graphs which showed the time waveform of the line voltage, (d) is the graph which showed the time waveform of the output voltage of the voltage converter of Example 1. FIG. 実施例１の電圧変換装置の変形例に係る回路図である。It is a circuit diagram concerning the modification of the voltage converter of Example 1. （ａ）乃至（ｃ）は図７に示した回路を流れる電流の経路の一例を示した図である。(A) thru | or (c) are the figures which showed an example of the path | route of the electric current which flows through the circuit shown in FIG. 図７に示した回路の出力電圧の時間波形を示したグラフである。It is the graph which showed the time waveform of the output voltage of the circuit shown in FIG. （ａ）は本考案の実施の形態に係る電圧変換装置の実施例２における三相交流発電機と整流器の回路図であり、（ｂ）はその変形例を示した図である。(A) is the circuit diagram of the three-phase alternating current generator and rectifier in Example 2 of the voltage converter which concerns on embodiment of this invention, (b) is the figure which showed the modification. （ａ）乃至（ｃ）は実施例２の電圧変換装置の回路に流れる電流の経路を示した図である。(A) thru | or (c) is the figure which showed the path | route of the electric current which flows into the circuit of the voltage converter of Example 2. FIG. （ａ）は実施例２の電圧変換装置の回路における相電圧ｖ_ａ，ｖ_ｂ，ｖ_ｃの時間波形を示したグラフであり、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示した回路の出力電圧の時間波形を示したグラフである。(A) is a graph showing a time waveform of the phase voltage _{v a, v b, v c} in the circuit of the voltage converter in Example 2, (b) and (c) are respectively views. 10 (a) and FIG. It is the graph which showed the time waveform of the output voltage of the circuit shown to 10 (b). 本考案の実施の形態に係る電圧変換装置の実施例３における三相交流発電機と整流器の回路図である。It is a circuit diagram of the three-phase alternating current generator and rectifier in Example 3 of the voltage converter which concerns on embodiment of this invention.

本考案の電圧変換装置は、直流電源から供給される直流電流をそれよりも高い電圧の直流電流に変換する電力機器であり、電池容量の小さいバッテリに蓄えられた電気を用いて電池容量の大きい他のバッテリを充電する場合に利用することが可能である。
以下、その具体的な構造と、それに基づく作用・効果について、図１乃至図１３を用いて説明する。 The voltage converter of the present invention is a power device that converts a DC current supplied from a DC power source into a DC current having a higher voltage than that, and has a large battery capacity using electricity stored in a battery having a small battery capacity. It can be used when charging other batteries.
Hereinafter, the specific structure and the action and effect based thereon will be described with reference to FIGS.

図１（ａ）は本考案の電圧変換装置の構成の一例を示したブロック図であり、図１（ｂ）はその外観を示した斜視図である。また、図２（ａ）は図１（ａ）に示した三相交流発電機と整流器の回路図であり、図２（ｂ）は三相交流発電機の電機子コイルに発生する相電圧の時間波形を示したグラフである。図３（ａ）乃至図３（ｃ）は三相交流発電機の電機子コイルに発生する相電圧と線間電圧の関係を示したグラフである。   FIG. 1A is a block diagram showing an example of the configuration of the voltage converter according to the present invention, and FIG. 1B is a perspective view showing the appearance thereof. FIG. 2 (a) is a circuit diagram of the three-phase AC generator and rectifier shown in FIG. 1 (a), and FIG. 2 (b) is a diagram of the phase voltage generated in the armature coil of the three-phase AC generator. It is the graph which showed the time waveform. FIG. 3A to FIG. 3C are graphs showing the relationship between the phase voltage generated in the armature coil of the three-phase AC generator and the line voltage.

図１（ａ）に示すように、本考案の電圧変換装置１ａは、太陽光発電システム１０によって蓄電された第１のバッテリ１１ａから供給される直流電流をそれよりも電圧の高い直流電流に変換して第２のバッテリ１１ｂに供給する際に用いることが可能であり、第１のバッテリ１１ａを電源とする直流電動機２と、この直流電動機２によって回転駆動される三相交流発電機３と、この三相交流発電機３から出力される交流を直流に変換する整流器４ａを備えている。
図１（ｂ）に示すように、電圧変換装置１ａでは、直流電動機２と三相交流発電機３と整流器４ａが筐体５の内部に設置されており、筐体５の上面には持ち手６が取り付けられている。また、筐体５の前面には整流器４ａの一対の直流出力端子７ａ，７ｂと通気窓８が設けられており、筐体５の背面からは入力端子９が引き出されている。 As shown in FIG. 1 (a), the voltage converter 1a of the present invention converts a direct current supplied from a first battery 11a stored by a solar power generation system 10 into a direct current having a higher voltage. Then, it can be used when supplying to the second battery 11b, the DC motor 2 using the first battery 11a as a power source, and the three-phase AC generator 3 that is rotationally driven by the DC motor 2, A rectifier 4a that converts alternating current output from the three-phase alternating current generator 3 into direct current is provided.
As shown in FIG. 1B, in the voltage conversion device 1a, a DC motor 2, a three-phase AC generator 3, and a rectifier 4a are installed inside a housing 5, and a handle is provided on the upper surface of the housing 5. 6 is attached. A pair of DC output terminals 7 a and 7 b and a ventilation window 8 of the rectifier 4 a are provided on the front surface of the housing 5, and an input terminal 9 is drawn from the back surface of the housing 5.

第１のバッテリ１１ａは電池容量が１２０Ｗｈのリチウムイオンバッテリであり、第２のバッテリ１１ｂは電池容量が３６０Ｗｈのリチウムイオンバッテリであるが、バッテリの種類や電池容量はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。ただし、第２のバッテリ１１ｂは、第１のバッテリ１１ａよりも電池容量が大きいものとする。   The first battery 11a is a lithium ion battery having a battery capacity of 120 Wh, and the second battery 11b is a lithium ion battery having a battery capacity of 360 Wh. However, the type of battery and the battery capacity are not limited thereto. These can be changed as appropriate. However, the second battery 11b has a larger battery capacity than the first battery 11a.

このように、電圧変換装置１ａでは、入力電圧に比例して回転速度が変化する構造の直流電動機２に対して、第１のバッテリ１１ａから所定の電圧の直流電流が供給されるとともに、直流電動機２によって三相交流発電機３が回転駆動される構造となっている。この場合、直流電動機２の回転速度は変化しないため、三相交流発電機３の回転子は一定の速度で回転する。
なお、三相交流発電機３は、マグネットロータがステータコアの外側に配置された外転型永久磁石発電機であり、そのステータコアは、ロータ側の磁極に対向するステータ側磁極を有する電機子鉄心と、この電機子鉄心に巻装された三相の電機子コイル３ａ〜３ｃ（図２（ａ）参照）を備えている。そして、電機子コイル３ａ〜３ｃに発生した交流電流が整流器４ａによって整流された後、第２のバッテリ１１ｂ（図１（ａ）参照）に供給される構造となっている。 As described above, in the voltage conversion device 1a, a DC current of a predetermined voltage is supplied from the first battery 11a to the DC motor 2 having a structure in which the rotation speed changes in proportion to the input voltage, and the DC motor The three-phase AC generator 3 is rotated by 2. In this case, since the rotational speed of the DC motor 2 does not change, the rotor of the three-phase AC generator 3 rotates at a constant speed.
The three-phase AC generator 3 is an abduction type permanent magnet generator in which the magnet rotor is disposed outside the stator core, and the stator core includes an armature core having a stator side magnetic pole facing the rotor side magnetic pole. And three-phase armature coils 3a to 3c (see FIG. 2A) wound around the armature core. The AC current generated in the armature coils 3a to 3c is rectified by the rectifier 4a and then supplied to the second battery 11b (see FIG. 1A).

整流器４ａは、直列接続された３組のダイオードＤ_１，Ｄ_２とダイオードＤ_３，Ｄ_４とダイオードＤ_５，Ｄ_６が直流出力端子７ａ，７ｂに対してそれぞれ並列に接続された構造となっている。また、電機子コイル３ａ〜３ｃは、一端がダイオードＤ_１，Ｄ_３，Ｄ_５の陽極とダイオードＤ_２，Ｄ_４，Ｄ_６の陰極の間にそれぞれ接続され、他端が互いに接続されるとともに、１２０°ずつ位相がずれた電圧が発生するように配置されている。
すなわち、整流器４ａは、ダイオードＤ_１〜Ｄ_６のブリッジ接続によって構成される全波整流回路を備えた構造であり、その３本の交流入力端子（図示せず）には三相交流発電機３の３本の交流出力端子（図示せず）がそれぞれ接続されている。 The rectifier 4a has a structure in which three sets of diodes D ₁ and D ₂ and diodes D ₃ and D ₄ and diodes D ₅ and D ₆ connected in series are connected in parallel to the DC output terminals 7a and 7b, respectively. ing. Further, the armature coils 3a~3c has one end connected between the cathode of the diode _{D 1,} D 3, the anode and the diode _D 2 of _{D 5, D 4, D 6} , with the other end connected to each other , And are arranged so that voltages with phases shifted by 120 ° are generated.
That is, the rectifier 4a is a diode D ₁ is a structure with a full-wave rectifier circuit constituted by a bridge connection to D _6, the three-phase AC generator 3 is in its three AC input terminals (not shown) The three AC output terminals (not shown) are connected to each other.

ここで、発電機の起電力について説明する。
まず、１本の導体に発生する起電力ｅ［Ｖ］は、ファラデーの電磁誘導の法則より、式（１）に示すように、磁束Φ［Ｗｂ］の１秒あたりの変化量で表される。 Here, the electromotive force of the generator will be described.
First, the electromotive force e [V] generated in one conductor is represented by the amount of change per second of the magnetic flux Φ [Wb], as shown in Equation (1), from Faraday's law of electromagnetic induction. .

上記導体が磁束密度Ｂ［Ｔ］の磁界中を速度ｖ［ｍ／ｓ］で直角に横切った場合、導体の長さをＬ［ｍ］とすると、磁束と導体が交差する面積はＬｖ［ｍ^２］となり、磁束Φ［ｗｂ］の１秒あたりの変化量はＢＬｖとなる。したがって、式（１）は以下の式（２）で表される。 When the conductor crosses a magnetic field having a magnetic flux density B [T] at a right angle at a velocity v [m / s] and the length of the conductor is L [m], the area where the magnetic flux intersects the conductor is Lv [m]. ² ], and the amount of change per second of the magnetic flux Φ [wb] is BLv. Therefore, Formula (1) is represented by the following Formula (2).

上記導体によって構成される回転子の直径をＤ［ｍ］、その回転数をｎ［ｒｐｓ］とすると、上述の速度ｖはπＤｎとなる。また、発電機の極数をｐとし、１極当たりの磁束をφ［Ｗｂ］とすると、上述の磁束密度Ｂは以下の式（３）で表される。よって、式（２）は式（４）のように書き直すことができる。   When the diameter of the rotor constituted by the conductor is D [m] and the rotation speed is n [rps], the speed v is πDn. Further, when the number of poles of the generator is p and the magnetic flux per pole is φ [Wb], the above magnetic flux density B is expressed by the following formula (3). Therefore, equation (2) can be rewritten as equation (4).

一方、発電機の起電力Ｅ［Ｖ］は、全導体数をＺとし、磁束並列回路の数をｑとすると、以下の式（５）で表される。よって、式（４）はさらに式（６）のように書き直すことができる。なお、並列回路の数ｑは、電機子の巻き線方法が重ね巻の場合は極数ｐと同じであり、電機子の巻き線方法が波巻の場合は２である。
すなわち、発電機の起電力Ｅは、電機子の巻き線方法が重ね巻の場合、全導体数Ｚと１極当たりの磁束φと回転数ｎの積に比例し、電機子の巻き線方法が波巻の場合、さらに発電機の極数ｐに比例する。 On the other hand, the electromotive force E [V] of the generator is expressed by the following formula (5), where Z is the total number of conductors and q is the number of magnetic flux parallel circuits. Therefore, equation (4) can be further rewritten as equation (6). The number q of the parallel circuits is the same as the number of poles p when the armature winding method is lap winding, and is 2 when the armature winding method is wave winding.
That is, the electromotive force E of the generator is proportional to the product of the total number of conductors Z, the magnetic flux φ per pole, and the rotation speed n when the armature winding method is lap winding, and the armature winding method is In the case of wave winding, it is further proportional to the number of poles p of the generator.

つぎに、三相交流発電機について説明する。
三相交流発電機にはａ相、ｂ相、ｃ相という３つの相があり、各相の電圧を相電圧という。例えば、図２（ａ）に示す三相交流発電機３の回路図では、電機子コイル３ａ〜３ｃに発生する電圧がａ相〜ｃ相に対応する相電圧ｖ_ａ〜ｖ_ｃとなる。そして、ａ相〜ｃ相において、それぞれの相の間の電圧（線間電圧）をｖ_ａｂ，ｖ_ｂｃ，ｖ_ｃａとおくと、図２（ｂ）に示すように、相電圧ｖ_ｂの位相は相電圧ｖ_ａの位相よりも１２０°遅れており、相電圧ｖ_ｃの位相は相電圧ｖ_ｂの位相よりも１２０°遅れていることから、相電圧のピーク値をＶ_０，角速度をω［ｄｅｇ／ｓ］、時間をｔ［ｓ］とすると、相電圧ｖ_ａ〜ｖ_ｃは式（７）〜（９）のように表される。また、線間電圧ｖ_ａｂ，ｖ_ｂｃ，ｖ_ｃａは式（１０）〜（１２）のように表される。このとき、線間電圧ｖ_ａｂ，ｖ_ｂｃ，ｖ_ｃａは時間の経過とともに、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示したように変化する。 Next, a three-phase AC generator will be described.
A three-phase AC generator has three phases, a phase, b phase, and c phase, and the voltage of each phase is called a phase voltage. For example, in the circuit diagram of a three-phase AC generator 3 shown in FIG. 2 (a), the phase voltage _v a to v _c which voltage generated in the armature coil 3a~3c corresponds to a phase ~c phase. Then, in the a phase to the c phase, when the voltages (line voltages) between the respective phases are set to v _ab , v _bc , and v _ca , the phase of the phase voltage v _b as shown in FIG. It has been delayed 120 ° from the phase of the phase voltage v _a, since it is delayed 120 ° from the phase of the phase voltage v _c the phase of the phase voltage v _b, V ₀ the peak value of the phase _voltage, the angular velocity ω Assuming that [deg / s] and time is t [s], the phase voltages v _{a to} v _c are expressed as in equations (7) to (9). Further, the line voltages v _ab , v _bc , and v _ca are expressed as in equations (10) to (12). At this time, the line voltages v _ab , v _bc , and v _ca change with time as shown in FIGS. 3A to 3C.

図４（ａ）乃至図４（ｃ）及び図５（ａ）乃至図５（ｃ）は電圧変換装置１ａの回路に流れる電流の経路を示した図である。また、図６（ａ）乃至図６（ｃ）は線間電圧ｖ_ａｂ，ｖ_ｂｃ，ｖ_ｃａの時間波形を示したグラフであり、図６（ｄ）は電圧変換装置１ａの出力電圧の時間波形を示したグラフである。なお、図４（ａ）乃至図４（ｃ）及び図５（ａ）乃至図５（ｃ）は図２（ａ）に示した電圧変換装置１ａの回路図において直流出力端子７ａ，７ｂの間に負荷１２を接続した図に相当する。
電圧変換装置１ａの回路（図２（ａ）参照）では、ａ相〜ｃ相のうち最も相電圧の高い相から整流器４ａに流れ込んだ電流が最も相電圧の低い相へ流れ出る。そして、その電流の流れ方は、相電圧ｖ_ａ〜ｖ_ｃの大小によって図４（ａ）乃至図４（ｃ）及び図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示すように時間の経過とともに切り替わる６種類のモード（以下、Ｍｏｄｅ１〜Ｍｏｄｅ６という。）に分けられる。 4 (a) to 4 (c) and FIGS. 5 (a) to 5 (c) are diagrams showing paths of current flowing through the circuit of the voltage conversion device 1a. FIGS. 6A to 6C are graphs showing time waveforms of the line voltages v _ab , v _bc , and v _ca , and FIG. 6D is a time of the output voltage of the voltage converter 1a. It is the graph which showed the waveform. 4 (a) to 4 (c) and FIGS. 5 (a) to 5 (c) are the DC output terminals 7a and 7b in the circuit diagram of the voltage converter 1a shown in FIG. 2 (a). This corresponds to a diagram in which a load 12 is connected to the.
In the circuit of the voltage converter 1a (see FIG. 2A), the current flowing into the rectifier 4a from the phase with the highest phase voltage out of the phases a to c flows out to the phase with the lowest phase voltage. The current flows according to the magnitude of the phase voltages v _{a to} v _c as time passes as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c) and FIGS. 5 (a) to 5 (c). There are six types of modes (hereinafter referred to as Mode1 to Mode6).

（Ｍｏｄｅ１）
相電圧ｖ_ａが最も高く、相電圧ｖ_ｂが最も低い場合、図４（ａ）に示すように、ａ相から整流器４ａに流れ込んだ電流はダイオードＤ_１を通って負荷１２に流れた後、整流器４ａに流れ込み、ダイオードＤ_４を通ってｂ相に戻る。
（Ｍｏｄｅ２）
相電圧ｖ_ａが最も高く、相電圧ｖ_ｃが最も低い場合、図４（ｂ）に示すように、ａ相から整流器４ａに流れ込んだ電流はダイオードＤ_１を通って負荷１２に流れた後、整流器４ａに流れ込み、ダイオードＤ_６を通ってｃ相に戻る。
（Ｍｏｄｅ３）
相電圧ｖ_ｂが最も高く、相電圧ｖ_ｃが最も低い場合、図４（ｃ）に示すように、ｂ相から整流器４ａに流れ込んだ電流はダイオードＤ_３を通って負荷１２に流れた後、整流器４ａに流れ込み、ダイオードＤ_６を通ってｃ相に戻る。 (Mode 1)
Phase voltage v _a is the highest, if the phase voltage v _b is the lowest, as shown in FIG. 4 (a), after the current flowing into the rectifier 4a from a phase flowing to the load 12 through the diode D _1, It flows into rectifier 4a, returning to b-phase through the diode _{D 4.}
(Mode2)
Phase voltage v _a is the highest, if the phase voltage v _c is the lowest, as shown in FIG. 4 (b), after the current flowing into the rectifier 4a from a phase flowing to the load 12 through the diode D _1, It flows into rectifier 4a, return to c phase through the diode _{D 6.}
(Mode 3)
Phase voltage v _b is the highest, if the phase voltage v _c is the lowest, as shown in FIG. 4 (c), the current flowing into the rectifier 4a from b phase After flowing to the load 12 through the diode D _3, It flows into rectifier 4a, return to c phase through the diode _{D 6.}

（Ｍｏｄｅ４）
相電圧ｖ_ｂが最も高く、相電圧ｖ_ａが最も低い場合、図５（ａ）に示すように、ｂ相から整流器４ａに流れ込んだ電流はダイオードＤ_３を通って負荷１２に流れた後、整流器４ａに流れ込み、ダイオードＤ_２を通ってａ相に戻る。
（Ｍｏｄｅ５）
相電圧ｖ_ｃが最も高く、相電圧ｖ_ａが最も低い場合、図５（ｂ）に示すように、ｃ相から整流器４ａに流れ込んだ電流はダイオードＤ_５を通って負荷１２に流れた後、整流器４ａに流れ込み、ダイオードＤ_２を通ってｃ相に戻る。
（Ｍｏｄｅ６）
相電圧ｖ_ｃが最も高く、相電圧ｖ_ｂが最も低い場合、図５（ｃ）に示すように、ｃ相から整流器４ａに流れ込んだ電流はダイオードＤ_５を通って負荷１２に流れた後、整流器４ａに流れ込み、ダイオードＤ_４を通ってｂ相に戻る。 (Mode 4)
Phase voltage v _b is the highest, if the phase voltage v _a is the lowest, as shown in FIG. 5 (a), the current flowing into the rectifier 4a from b phase After flowing to the load 12 through the diode D _3, It flows into rectifier 4a, returns to a phase through diode _{D 2.}
(Mode 5)
Phase voltage v _c is the highest, if the phase voltage v _a is the lowest, as shown in FIG. 5 (b), after the current flowing into the rectifier 4a from c phase flowing to the load 12 through the diode D _5, It flows into rectifier 4a, return to c phase through the diode _{D 2.}
(Mode 6)
When the phase voltage v _c is the highest and the phase voltage v _b is the lowest, as shown in FIG. 5C, the current flowing from the c phase into the rectifier 4a flows through the diode D ₅ to the load 12, It flows into rectifier 4a, returning to b-phase through the diode _{D 4.}

図４（ａ）乃至図４（ｃ）及び図５（ａ）乃至図５（ｃ）から明らかなように、図２（ａ）に示した回路では、電流が負荷１２に対して常に同じ方向に流れる。すなわち、三相交流発電機３によって発電された交流電流は整流器４ａによって直流（脈流）電流に変換されるため、図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示した線間電圧ｖ_ａｂ，ｖ_ｂｃ，ｖ_ｃａの時間波形は、実際には図６（ａ）乃至図６（ｃ）のように表される。
この場合、電圧変換装置１ａの出力電圧（図２（ａ）における直流出力端子７ａ，７ｂの間の電圧）は、図６（ｄ）に太い黒線で示すように、各Ｍｏｄｅにおける上述の線間電圧（図６（ａ）乃至図６（ｃ）に示した線間電圧ｖ_ａｂ，ｖ_ｂｃ，ｖ_ｃａ）の最大値と一致する。 As apparent from FIGS. 4A to 4C and FIGS. 5A to 5C, in the circuit shown in FIG. 2A, the current is always in the same direction with respect to the load 12. Flowing into. That is, since the alternating current generated by the three-phase alternating current generator 3 is converted into a direct current (pulsating current) by the rectifier 4a, the line voltage v _ab , shown in FIGS. The time waveforms of v _bc and v _ca are actually expressed as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c).
In this case, the output voltage of the voltage conversion device 1a (the voltage between the DC output terminals 7a and 7b in FIG. 2A) is the above-described line in each Mode as shown by the thick black line in FIG. 6D. This coincides with the maximum value of the line voltage (line voltages v _ab , v _bc , v _ca shown in FIGS. 6A to 6C).

前述したように、電圧変換装置１ａでは、直流電流を供給された直流電動機２は、その電圧に比例する速度で三相交流発電機３の回転子を回転させ、三相交流発電機３は、回転子の回転速度に比例した電圧の交流電流を発生させる。そして、整流器４ａは、三相交流発電機３から供給された交流電流を直流電流に変換する。
すなわち、電圧変換装置１ａにおいて、第２のバッテリ１１ｂの一対の入力端子に整流器４ａの直流出力端子７ａ，７ａｂを接続した状態で、第１のバッテリ１１ａを電源として直流電動機２を駆動させた場合、第１のバッテリ１１ａから直流電動機２に供給された直流電流とは異なる電圧の直流電流が第２の電圧１１ｂに供給されることになる。したがって、所定の速度で回転する直流電動機２を選定するとともに、全導体数や極数や１極当たりの磁束などの三相交流発電機３の諸言を適切に選定した状態の電圧変換装置１ａを用いることによれば、直流電動機２に入力された直流電流を第２のバッテリ１１ｂに充電するのに適した所望の電圧まで上げて第２のバッテリ１１ｂに供給することができる。 As described above, in the voltage conversion device 1a, the DC motor 2 supplied with the DC current rotates the rotor of the three-phase AC generator 3 at a speed proportional to the voltage, and the three-phase AC generator 3 An alternating current having a voltage proportional to the rotational speed of the rotor is generated. The rectifier 4a converts the alternating current supplied from the three-phase alternating current generator 3 into a direct current.
That is, in the voltage conversion device 1a, the DC motor 2 is driven using the first battery 11a as a power source in a state where the DC output terminals 7a and 7ab of the rectifier 4a are connected to the pair of input terminals of the second battery 11b. A DC current having a voltage different from the DC current supplied from the first battery 11a to the DC motor 2 is supplied to the second voltage 11b. Therefore, while selecting the DC motor 2 that rotates at a predetermined speed, the voltage converter 1a in a state in which various terms of the three-phase AC generator 3 such as the total number of conductors, the number of poles, and the magnetic flux per pole are appropriately selected. By using this, the direct current input to the DC motor 2 can be raised to a desired voltage suitable for charging the second battery 11b and supplied to the second battery 11b.

また、電圧変換装置１ａでは、インバーターやコンバーターを使用しないため、全体の構造がシンプルなものとなり、部品点数が削減される。したがって、電圧変換装置１ａを小型で軽い構造として、設置や持ち運びを容易にするとともに、製造コストの削減を図ることが可能である。
さらに、電圧変換装置１ａによれば、整流器４ａが三相交流発電機３で発電された交流電流のうち、正弦波の正の部分又は負の部分のいずれか一方を他方の側へ反転させるようにして全サイクルに亘って整流するという機能を有しているため、上記交流電流を効率よく直流電流に変換することができる。 Moreover, in the voltage converter 1a, since an inverter and a converter are not used, the whole structure becomes simple and the number of parts is reduced. Therefore, the voltage conversion device 1a can be made small and light to facilitate installation and carrying, and to reduce the manufacturing cost.
Furthermore, according to the voltage conversion device 1a, the rectifier 4a inverts either the positive part or the negative part of the sine wave to the other side of the alternating current generated by the three-phase alternating current generator 3. Thus, the AC current can be rectified over the entire cycle, so that the AC current can be efficiently converted into a DC current.

図７は電圧変換装置１ａの変形例に係る回路図であり、図２（ａ）の回路図において、整流器４ａの整流回路と並列に平滑コンデンサ１３が接続された図に相当する。また、図８（ａ）乃至図８（ｃ）は図７に示した回路を流れる電流の経路の一例を示した図であり、図９は図７に示した回路の出力電圧の時間波形を示したグラフである。
なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）は図４（ａ）及び図５（ａ）を用いてそれぞれ説明したＭｏｄｅ１及びＭｏｄｅ４において平滑コンデンサ１３が充電されている時の電流の経路を示しており、図８（ｃ）は平滑コンデンサ１３が放電している時の電流の経路を示している。また、図９に示した太い黒線は上述の回路の出力電圧を表している。 FIG. 7 is a circuit diagram according to a modification of the voltage conversion device 1a, and corresponds to a diagram in which the smoothing capacitor 13 is connected in parallel with the rectifier circuit of the rectifier 4a in the circuit diagram of FIG. 8A to 8C are diagrams showing an example of a path of a current flowing through the circuit shown in FIG. 7, and FIG. 9 shows a time waveform of the output voltage of the circuit shown in FIG. It is the shown graph.
FIGS. 8A and 8B show current paths when the smoothing capacitor 13 is charged in Mode 1 and Mode 4 described with reference to FIGS. 4A and 5A, respectively. FIG. 8C shows a current path when the smoothing capacitor 13 is discharged. Also, the thick black line shown in FIG. 9 represents the output voltage of the above circuit.

図８（ａ）に示すように、Ｍｏｄｅ１では相電圧ｖ_ａが最も高いため、平滑コンデンサ１３のプラス側にダイオードＤ_１が導通し、図８（ｂ）に示すように、Ｍｏｄｅ４では相電圧ｖ_ｂが最も高いため、平滑コンデンサ１３のプラス側にダイオードＤ_３が導通する。また、図８（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ１３が放電している時は、平滑コンデンサ１３に対し、ａ相〜ｃ相のいずれからも電流は流れない。
なお、Ｍｏｄｅ２及びＭｏｄｅ５とＭｏｄｅ３及びＭｏｄｅ６についても平滑コンデンサ１３に導通するダイオードが異なる以外は、その電流経路はＭｏｄｅ１及びＭｏｄｅ４の場合と同様である。 As shown in FIG. 8 (a), because the highest phase voltage _{v a} at Mode1, the diode _{D 1} conducts the positive side of the smoothing capacitor 13, as shown in FIG. 8 (b), the Mode4 phase voltage v since _b is the highest, the diode D ₃ conducts to the positive side of the smoothing capacitor 13. Further, as shown in FIG. 8C, when the smoothing capacitor 13 is discharged, no current flows from the a phase to the c phase with respect to the smoothing capacitor 13.
Note that the current paths of Mode 2 and Mode 5 are the same as those of Mode 1 and Mode 4 except that the diodes conducting to the smoothing capacitor 13 are different.

すなわち、図７に示すように電圧変換装置１ａが平滑コンデンサ１３を備えていると、それぞれのＭｏｄｅにおいて線間電圧が低下した際に平滑コンデンサ１３が放電するため、負荷１２に電圧が印加される。その結果、電圧変換装置１ａの出力電圧（図７（ａ）における直流出力端子７ａ，７ｂの間の電圧）は、図９に太い黒線で示すように変動が少なくなる。
すなわち、電圧変換装置１ａにおいて、整流器４ａに平滑コンデンサ１３を設けることによれば、出力電圧の変動を抑制することができる。 That is, as shown in FIG. 7, when the voltage conversion device 1 a includes the smoothing capacitor 13, the smoothing capacitor 13 is discharged when the line voltage decreases in each mode, so that a voltage is applied to the load 12. . As a result, the output voltage of the voltage conversion device 1a (the voltage between the DC output terminals 7a and 7b in FIG. 7A) varies less as shown by the thick black lines in FIG.
That is, by providing the smoothing capacitor 13 in the rectifier 4a in the voltage conversion device 1a, fluctuations in the output voltage can be suppressed.

図１０（ａ）は実施例２の電圧変換装置における三相交流発電機と整流器の回路図であり、図１０（ｂ）はその変形例を示した図である。図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）は図１０（ａ）に示した回路に流れる電流の経路を示した図である。図１２（ａ）は実施例２の電圧変換装置における相電圧の時間波形を示したグラフであり、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）はそれぞれ図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示した回路の出力電圧の時間波形を示したグラフである。
なお、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示した太い黒線は上述の回路の出力電圧を表している。また、図１乃至図９に示した構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。 FIG. 10A is a circuit diagram of a three-phase AC generator and a rectifier in the voltage conversion apparatus according to the second embodiment, and FIG. 10B is a diagram showing a modification thereof. FIG. 11A to FIG. 11C are diagrams showing paths of current flowing through the circuit shown in FIG. FIG. 12A is a graph showing the time waveform of the phase voltage in the voltage converter of Example 2, and FIGS. 12B and 12C are FIGS. 10A and 10B, respectively. 6 is a graph showing a time waveform of the output voltage of the circuit shown in FIG.
Note that the thick black lines shown in FIGS. 12B and 12C represent the output voltage of the circuit described above. The components shown in FIGS. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施例の電圧変換装置１ｂは、実施例１の電圧変換装置１ａにおいて、ダイオードＤ_１〜Ｄ_６がブリッジ接続された構造の全波整流回路からなる整流器４ａの代わりに、図１０（ａ）又は図１０（ｂ）に示すように、直流出力端子７ａ，７ｂに対してダイオードＤ_１〜Ｄ_３がそれぞれ並列に接続された半波整流回路からなる整流器４ｂを備えた構造となっている。 Voltage conversion device 1b of this embodiment, the voltage conversion device 1a of the first embodiment, in place of the rectifier 4a of the diode D ₁ to D ₆ is made of a full-wave rectifier circuit of the bridge-connected structure, FIG. 10 (a) or as shown in FIG. 10 (b), the DC output terminal 7a, the diode D ₁ to D ₃ has a structure that includes a rectifier 4b made half-wave rectifier circuit connected in parallel with respect to 7b.

上記構造の電圧変換装置１ｂでは、図１０（ａ）又は図１０（ｂ）に示すように、３つの相の半波整流回路が並列に接続されていることから、最も電圧の高い相にのみ電流が流れる。そして、その電流の流れ方は、相電圧ｖ_ａ〜ｖ_ｃの大小によって図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）に示すように時間の経過とともに切り替わる３種類のモード（以下、Ｍｏｄｅ１〜Ｍｏｄｅ３という。）に分けられる。 In the voltage conversion device 1b having the above structure, as shown in FIG. 10 (a) or FIG. 10 (b), since the three-phase half-wave rectifier circuits are connected in parallel, only in the phase with the highest voltage. Current flows. The current flows in three modes (hereinafter referred to as Mode 1 to Mode 3) that change over time as shown in FIGS. 11 (a) to 11 (c) depending on the magnitude of the phase voltages v _{a to} v _c . )).

（Ｍｏｄｅ１）
相電圧ｖ_ａが最も高い場合、図１１（ａ）に示すように、ａ相からダイオードＤ_１を通って負荷１２に流れた電流は、再びａ相に戻る。
（Ｍｏｄｅ２）
相電圧ｖ_ｂが最も高い場合、図１１（ｂ）に示すように、ｂ相からダイオードＤ_２を通って負荷１２に流れた電流は、再びｂ相に戻る。
（Ｍｏｄｅ３）
相電圧ｖ_ｃが最も高い場合、図１１（ｃ）に示すように、ｃ相からダイオードＤ_３を通って負荷１２に流れた電流は、再びｃ相に戻る。 (Mode 1)
If the phase voltage v _a is the highest, as shown in FIG. 11 (a), current flowing through the load 12 through the diode D ₁ from a phase, returns to a phase.
(Mode2)
If the phase voltage v _b is the highest, as shown in FIG. 11 (b), current flowing through the b-phase load through the diode D ₂ to 12 returns again to b phase.
(Mode 3)
If the phase voltage v _c is the highest, as shown in FIG. 11 (c), a current flowing to the load 12 through the diode D ₃ from c-phase, it returns to the c-phase.

図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）から明らかなように、図１０（ａ）又は図１０（ｂ）に示した回路では、ａ相〜ｃ相において各相の電圧が負の値を示す方向に流れる電流はダイオードＤ_１〜Ｄ_３によってカットされるため、各相の電圧が正の値を示す方向に流れる電流のみが負荷１２に流れることになる。そのため、図１２（ａ）に示すように、３つの相の半波整流回路に発生する電圧の時間波形は、図２（ｂ）に示した相電圧ｖ_ａ〜ｖ_ｃの時間波形において、電圧が負の値を示す領域がカットされたものとなる。
この場合、電圧変換装置１ｂの出力電圧（図１０（ａ）における直流出力端子７ａ，７ｂの間の電圧）は、図１２（ｂ）に太い黒線で示すように、各Ｍｏｄｅにおける相電圧（図１２（ａ）に示した相電圧ｖ_ａ〜ｖ_ｃ）の最大値と一致する。なお、図１０（ｂ）における直流出力端子７ａ，７ｂの間の電圧は、実施例１における図７〜図９の場合と同様の理由により、図１２（ｃ）に太い黒線で示すように変動が抑制される。 As is clear from FIGS. 11 (a) to 11 (c), in the circuit shown in FIG. 10 (a) or 10 (b), the voltage of each phase shows a negative value in the a phase to the c phase. Since the current flowing in the direction is cut by the diodes D _{1 to} D ₃ , only the current flowing in the direction in which the voltage of each phase shows a positive value flows to the load 12. Therefore, as shown in FIG. 12 (a), the time waveform of the voltage generated in the half-wave rectifier circuit of the three phases, in the time waveform of the phase voltage v _a to v _c shown in FIG. 2 (b), the voltage A region where is a negative value is cut.
In this case, the output voltage of the voltage converter 1b (the voltage between the DC output terminals 7a and 7b in FIG. 10A) is the phase voltage (in each mode) as shown by the thick black line in FIG. This coincides with the maximum value of the phase voltages v _{a to} v _c ) shown in FIG. Note that the voltage between the DC output terminals 7a and 7b in FIG. 10B is as shown by a thick black line in FIG. 12C for the same reason as in FIGS. Variation is suppressed.

電圧変換装置１ｂにおいては、整流器４ｂにより、三相交流発電機３において発生した交流電流のうち、正弦波の正の部分又は負の部分のいずれか一方のみが取り出され、他方の通電が阻止される。そして、電圧変換装置１ｂでは、三相交流発電機３から供給された交流電流が整流器４ｂの内部において１つのダイオードしか通過しないため、エネルギー損失が最小限に抑えられるという効果が期待できる。   In the voltage converter 1b, only one of the positive part or the negative part of the sine wave is taken out of the alternating current generated in the three-phase alternating current generator 3 by the rectifier 4b, and the other current is blocked. The And in the voltage converter 1b, since the alternating current supplied from the three-phase alternating current generator 3 passes only one diode inside the rectifier 4b, the effect that energy loss can be suppressed to the minimum can be expected.

図１３は実施例３の電圧変換装置における三相交流発電機と整流器の回路図である。なお、図１乃至図１２に示した構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１３に示すように、本実施例の電圧変換装置１ｃは、実施例１の電圧変換装置１ａにおいて、一端がダイオードＤ_１，Ｄ_３，Ｄ_５の陽極とダイオードＤ_２，Ｄ_４，Ｄ_６の陰極の間にそれぞれ接続され、他端が互いに接続されるとともに、電機子コイル３ａ〜３ｃに対し、それぞれ６０°ずつ位相が進んだ電圧が発生するように配置された電機子コイル３ｄ〜３ｆを備えた構造となっている。 FIG. 13 is a circuit diagram of a three-phase AC generator and a rectifier in the voltage conversion apparatus according to the third embodiment. In addition, about the component shown in FIG. 1 thru | or FIG. 12, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 13, the voltage conversion device 1c of the present embodiment is the same as the voltage conversion device 1a of the first embodiment in that one end is an anode of diodes D ₁ , D ₃ , D ₅ and diodes D ₂ , D ₄ , D _6. The armature coils 3d to 3f are arranged so as to generate voltages whose phases are advanced by 60 ° with respect to the armature coils 3a to 3c, respectively. It has a structure with.

上記構造は、実施例１の電圧変換装置１ａの起電力を表す前述の式（６）において、全導体数Ｚが２倍になることに相当する。したがって、電圧変換装置１ｃによれば、他の全ての条件が電圧変換装置１ａと同じ場合、理想的には電圧変換装置１ａの２倍の起電力が得られることになる。   The above structure corresponds to that the total number of conductors Z is doubled in the above-described formula (6) representing the electromotive force of the voltage conversion device 1a of the first embodiment. Therefore, according to the voltage converter 1c, when all other conditions are the same as those of the voltage converter 1a, an electromotive force that is twice that of the voltage converter 1a is ideally obtained.

本考案は、太陽光発電等によってバッテリに蓄えられた電気をより電池容量の大きな他のバッテリへ充電する際に利用することができる。   The present invention can be used when charging electricity stored in a battery by solar power generation or the like to another battery having a larger battery capacity.

１ａ，１ｂ…電圧変換装置 ２…直流電動機 ３…三相交流発電機 ３ａ〜３ｆ…電機子コイル ４ａ，４ｂ…整流器 ５…筐体 ６…持ち手 ７ａ，７ｂ…直流出力端子 ８…通気窓 ９…入力端子 １０…太陽光発電システム １１ａ…第１のバッテリ １１ｂ…第２のバッテリ １２…負荷 １３…平滑コンデンサ Ｄ_１〜Ｄ_６…ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Voltage converter 2 ... DC motor 3 ... Three-phase alternating current generator 3a-3f ... Armature coil 4a, 4b ... Rectifier 5 ... Case 6 ... Handle 7a, 7b ... DC output terminal 8 ... Ventilation window 9 ... input terminal 10 ... solar power generation system 11a ... first battery 11b ... second battery 12 ... load 13 ... smoothing capacitor D ₁ to D 6 _... diodes

Claims (4)

交流入力端子と直流出力端子を有する整流器と、
この整流器の前記交流入力端子に交流出力端子が接続された三相交流発電機と、
この三相交流発電機を回転駆動する直流電動機と、を備えていることを特徴とする電圧変換装置。 A rectifier having an AC input terminal and a DC output terminal;
A three-phase AC generator in which an AC output terminal is connected to the AC input terminal of the rectifier;
And a DC motor that rotationally drives the three-phase AC generator. 前記整流器は、６個のダイオードのブリッジ接続によって構成される全波整流回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。   The voltage converter according to claim 1, wherein the rectifier includes a full-wave rectifier circuit configured by a bridge connection of six diodes. 前記整流器は、一対の前記直流出力端子に対して３個のダイオードがそれぞれ並列接続されるようにして構成される半波整流回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電圧変換装置。   The voltage converter according to claim 1, wherein the rectifier includes a half-wave rectifier circuit configured such that three diodes are respectively connected in parallel to the pair of DC output terminals. apparatus. 前記整流器と並列に接続された平滑コンデンサを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電圧変換装置。   The voltage converter according to any one of claims 1 to 3, further comprising a smoothing capacitor connected in parallel with the rectifier.

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