JPH04210739A - 車両用交流発電機の整流装置 - Google Patents
車両用交流発電機の整流装置Info
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- JPH04210739A JPH04210739A JP40068490A JP40068490A JPH04210739A JP H04210739 A JPH04210739 A JP H04210739A JP 40068490 A JP40068490 A JP 40068490A JP 40068490 A JP40068490 A JP 40068490A JP H04210739 A JPH04210739 A JP H04210739A
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- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
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- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
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- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Landscapes
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[00011
【産業上の利用分野]本発明は、車両用三相交流発電機
の整流装置に関する。 [0002] 【従来技術】従来の車両用交流発電機の整流装置として
は、ダイオードをブリッジ接続した三相全波整流器が用
いられており、出力される直流電圧の大きさを制御する
には車両用三相交流発電機(以下、オルタネータという
)の界磁電流界磁電流を制御して行っていた。 [0003]また、電池充電用などにおいて、5CR(
サイリスタ)をブリッジ接続した三相全波整流器が用い
られている。 [0004]
の整流装置に関する。 [0002] 【従来技術】従来の車両用交流発電機の整流装置として
は、ダイオードをブリッジ接続した三相全波整流器が用
いられており、出力される直流電圧の大きさを制御する
には車両用三相交流発電機(以下、オルタネータという
)の界磁電流界磁電流を制御して行っていた。 [0003]また、電池充電用などにおいて、5CR(
サイリスタ)をブリッジ接続した三相全波整流器が用い
られている。 [0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイオ
ードブリッジ方式の三相全波整流器では、整流効率が良
くないという問題点があった。以下、この問題を詳述す
る。各ダイオードは本来それぞれ異なる位相で2/3π
(rad)だけ導通する筈であるが、実際には極低速回
転(低周波)域を除いて漏洩リアクタンスの作用により
π(r a d)導通しているのが実情である。その結
果、第8図に示すように、時点t1において三相全波整
流器の出力端に、本来はy−xというベクトル電圧が生
じるべきであるのに、−2電圧が−X電圧と並列に接続
された状態が生じて直流出力電圧Edcは第8図の実線
のように縮小してしまい、直流出力電圧が斜線部分だけ
ロスしてしまう。 [0005]一方、SCRブリッジ方式の車両用交流発
電機の整流装置は、ターンオフのために消弧回路を付加
する必要があり、かつ高速応答性がよくない。したがっ
て、高速運転時の周波数が商用周波数より格段に高い車
両用交流発電機の整流装置において、高リアクタンス負
荷の高速断続にSCRを採用することは得策ではなかっ
た。 [00061更に、最近では、オルタネータを発電、電
動切替えにより、車両エンジンのトルク脈動を吸収する
技術が提案されているが、このような技術を実際に実現
するためには、複数のダイオードブリッジと複数のトラ
ンジスタとからなる複雑な高速スイッチング制御回路が
必要になる。本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、整流効率を改良するとともに、
三相交流発電機の発電、電動切替え制御を簡素な回路で
実現できる車両用交流発電機の整流装置を提供すること
を、その解決すべき課題としている。 [0007]
ードブリッジ方式の三相全波整流器では、整流効率が良
くないという問題点があった。以下、この問題を詳述す
る。各ダイオードは本来それぞれ異なる位相で2/3π
(rad)だけ導通する筈であるが、実際には極低速回
転(低周波)域を除いて漏洩リアクタンスの作用により
π(r a d)導通しているのが実情である。その結
果、第8図に示すように、時点t1において三相全波整
流器の出力端に、本来はy−xというベクトル電圧が生
じるべきであるのに、−2電圧が−X電圧と並列に接続
された状態が生じて直流出力電圧Edcは第8図の実線
のように縮小してしまい、直流出力電圧が斜線部分だけ
ロスしてしまう。 [0005]一方、SCRブリッジ方式の車両用交流発
電機の整流装置は、ターンオフのために消弧回路を付加
する必要があり、かつ高速応答性がよくない。したがっ
て、高速運転時の周波数が商用周波数より格段に高い車
両用交流発電機の整流装置において、高リアクタンス負
荷の高速断続にSCRを採用することは得策ではなかっ
た。 [00061更に、最近では、オルタネータを発電、電
動切替えにより、車両エンジンのトルク脈動を吸収する
技術が提案されているが、このような技術を実際に実現
するためには、複数のダイオードブリッジと複数のトラ
ンジスタとからなる複雑な高速スイッチング制御回路が
必要になる。本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、整流効率を改良するとともに、
三相交流発電機の発電、電動切替え制御を簡素な回路で
実現できる車両用交流発電機の整流装置を提供すること
を、その解決すべき課題としている。 [0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、車両用交流発
電機から出力される三相交流電圧を三相全波整流する整
流装置において、複数のトランジスタを三相ブリッジ接
続してなる三相全波整流器と、前記発電機の各コイルが
並列接続とならない範囲で前記各トランジスタを断続す
る制御部を備えることを特徴としている。 [0008]ここで、トランジスタとしては、バイポー
ラトランジスタ(BPT)、絶縁ゲートトランジスタ(
IGFET、MOS FET)、接合ゲートトランジ
スタ(JFET)、絶縁ゲートバイボーラトランジスタ
ト(IGBT)などを採用することができる。発電機の
各相コイルはスター接続でも、デルタ接続でもよい。 [0009]
電機から出力される三相交流電圧を三相全波整流する整
流装置において、複数のトランジスタを三相ブリッジ接
続してなる三相全波整流器と、前記発電機の各コイルが
並列接続とならない範囲で前記各トランジスタを断続す
る制御部を備えることを特徴としている。 [0008]ここで、トランジスタとしては、バイポー
ラトランジスタ(BPT)、絶縁ゲートトランジスタ(
IGFET、MOS FET)、接合ゲートトランジ
スタ(JFET)、絶縁ゲートバイボーラトランジスタ
ト(IGBT)などを採用することができる。発電機の
各相コイルはスター接続でも、デルタ接続でもよい。 [0009]
【作用及び発明の効果】本発明の車両用交流発電機の整
流装置の三相全波整流器は、複数のトランジスタを三相
ブリッジ接続して構成されている。制御部は、各トラン
ジスタを発電機の各コイルが並列接続とならない範囲で
断続する。このようにすれば、整流効率を改善して出力
直流電圧の大きさを増加することができる。 [00101すなわち、漏洩リアクタンスの作用により
発電機の2つのコイルが並列接続状態となって、両コイ
ルのほぼ平均電圧がそれらの両端から出力されるという
ことがなく、その結果として出力直流電圧が低下するこ
とがない。更に、SCRブリッジ方式の車両用交流発電
機の整流装置に比較して、消弧回路を要せずまた高速応
答性が向上するので、高速運転時における高速断続に対
応することができる。 [00111また、バッテリの充電及び車両電気負荷の
駆動とともに発電機の発電動作、電動動作の切替えによ
り、三相全波整流器の回路規模を増加することなく、車
両エンジンのトルク脈動の吸収が可能となる。更に本発
明によれば、トランジスタのスイッチング制御による出
力直流電圧の制御が可能となるので、発電機の界磁磁束
を永久磁石で発生させることができ、発電機の構成の簡
略化またはブラシレス化を実現することができる。 [0012]
流装置の三相全波整流器は、複数のトランジスタを三相
ブリッジ接続して構成されている。制御部は、各トラン
ジスタを発電機の各コイルが並列接続とならない範囲で
断続する。このようにすれば、整流効率を改善して出力
直流電圧の大きさを増加することができる。 [00101すなわち、漏洩リアクタンスの作用により
発電機の2つのコイルが並列接続状態となって、両コイ
ルのほぼ平均電圧がそれらの両端から出力されるという
ことがなく、その結果として出力直流電圧が低下するこ
とがない。更に、SCRブリッジ方式の車両用交流発電
機の整流装置に比較して、消弧回路を要せずまた高速応
答性が向上するので、高速運転時における高速断続に対
応することができる。 [00111また、バッテリの充電及び車両電気負荷の
駆動とともに発電機の発電動作、電動動作の切替えによ
り、三相全波整流器の回路規模を増加することなく、車
両エンジンのトルク脈動の吸収が可能となる。更に本発
明によれば、トランジスタのスイッチング制御による出
力直流電圧の制御が可能となるので、発電機の界磁磁束
を永久磁石で発生させることができ、発電機の構成の簡
略化またはブラシレス化を実現することができる。 [0012]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。第1実施例を第1図に示す。この装置は、トラン
ジスタ2a〜2fを三相ブリッジ接続してなり、オルタ
ネータ1の各相コイル(電機子コイル) lx、
ly、 IZから受は取る三相交流電圧x、 y、
zを三相全波整流する三相全波整流器2と、この三
相全波整流器2の各トランジスタ2a〜2fをそれぞれ
異なる位相でスイッチングする制御部3とを備えている
。 (0013]各トランジスタ2a〜2fはIGBT(絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタ)にて構成されてお
り、三相全波整流器2の一端は接地され、他端はバッテ
リ4及び車両用の電気負荷5の高位端に接続されている
。制御部3は、相コイル1xが出力する相電圧Xを受取
ってその周波数及び位相を検知するとともに、検知した
周波数および位相に従って各トランジスタ2a〜2fの
導通を制御する回路であり、例えば第2図のような構成
をもつ。 [0014]すなわち、制御部3は、相電圧Xを波形整
形して同一周期のパルス信号を形成し、このパルス信号
を整形してデユーティ比が0.5の基準パルス信号を形
成し、この基準パルス信号の周波数の3倍の周波数をも
つデユーティ比が0. 5のパルス信号を形成し、この
3倍周波数のパルス信号と、その逆相パルス信号を用い
てそれぞれ2/3πづつ位相が異なる6相のパルス信号
を形成し、それらが各トランジスタ2a〜2fのゲート
に印加される。なお、各トランジスタ2a〜2fのスイ
ッチングは、切り換えるべき二つの相電圧のクロス点で
実施される。 [0015]この結果、トランジスタ2a〜2cの一つ
とトランジスタ2d〜2fの一つとだけが常に導通状態
となるので、三相全波整流器2の出力電圧Edcは第7
図に示す波形となり、整流ロスが減り発電効率が向上す
る。また、車両用内燃機関は爆発・圧縮工程毎にその回
転角速度が変動するので、トルク変動の周期変動に同期
して内燃機関のトルクが平均値より低下しているときに
は制御部3が各トランジスタを遮断すれば、オルタネー
タ1が消費するトルクが低下するので、機関の出力トル
クが増加し、トルク変動が減少する。 [0016]なお、IGBTは大容量、高速作動向きで
あるゆえ、特に制御性がよく、固定子鉄心に設けた磁気
脈動トルク検出器を信号として磁気音の原因となる電磁
トルク変動のアクティブ制御も可能となる。なお、各ト
ランジスタの導通期間は2/3π以下としてもい。ただ
、2/3π以下とすることにより最も高い平均直流電圧
を出力することができる。 (その他の実施例)第2実
施例を第3図に示す。 [0017]この装置では回転子界磁6に永久磁石を使
用している。出力する直流電圧の大きさは、制御部3に
PWM(パルス幅変調)形式の電圧制御回路を設けてい
るので(第4図参照)、全波整流しつつ出力直流電圧の
大きさも制御することができる。PWM制御のキャリア
周波数は可聴周波数以上に選んでおり、駐音上の問題は
ない。なお、電圧制御回路は第4図の代わりに、相電圧
合成回路の後ろに設け、各相電圧をそれぞれ独立にPW
M制御してもよい。 [00181更にこの実施例では、三相全波整流器2の
高位出力端にリアクトル7を直列に接続して界磁磁束を
強める向きに界磁を励磁する直巻コイルとしている。更
にこのリアクトル7により、IGBTで断続される電流
も出力電流系に流れる際には平滑されており、リップル
は減少する。第5図に第3実施例を示す。 [0019]この装置は、第1図のトランジスタ2a〜
2fと個別にそれぞれトランジスタ2g〜2mを逆方向
に接続し、これらトランジスタ2a〜2mの断続を個別
に制御するものである。この場合、制御部2から出力さ
れる各パルス信号の位相を制御することにより、周知の
ようにオルタネータ1は発電機として及び始動用電動機
として動作することができる。 [00201もちろん、発電機として作動させる場合に
はトランジスタ2a〜2fをそれぞれ所定位相で導通し
、トランジスタ2g〜2mを遮断する。一方、始動用電
動機として作動させる場合にはトランジスタ2g〜2m
をそれぞれ所定位相で導通し、トランジスタ2a〜2f
を遮断する。ちなみに始動用電動機として作動させる場
合も各トランジスタ2g〜2mは2π/3毎にスイッチ
ングされる。 [00211第4実施例を第6図に示す。この装置は、
トランジスタ2a〜2fとしてNチャンネルMO8FE
Tを用いたものであり、整流性の改善のために逆流防止
ダイオード6a、6b、6Cをブリッジの各ブランチと
接地との間に設けている。
する。第1実施例を第1図に示す。この装置は、トラン
ジスタ2a〜2fを三相ブリッジ接続してなり、オルタ
ネータ1の各相コイル(電機子コイル) lx、
ly、 IZから受は取る三相交流電圧x、 y、
zを三相全波整流する三相全波整流器2と、この三
相全波整流器2の各トランジスタ2a〜2fをそれぞれ
異なる位相でスイッチングする制御部3とを備えている
。 (0013]各トランジスタ2a〜2fはIGBT(絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタ)にて構成されてお
り、三相全波整流器2の一端は接地され、他端はバッテ
リ4及び車両用の電気負荷5の高位端に接続されている
。制御部3は、相コイル1xが出力する相電圧Xを受取
ってその周波数及び位相を検知するとともに、検知した
周波数および位相に従って各トランジスタ2a〜2fの
導通を制御する回路であり、例えば第2図のような構成
をもつ。 [0014]すなわち、制御部3は、相電圧Xを波形整
形して同一周期のパルス信号を形成し、このパルス信号
を整形してデユーティ比が0.5の基準パルス信号を形
成し、この基準パルス信号の周波数の3倍の周波数をも
つデユーティ比が0. 5のパルス信号を形成し、この
3倍周波数のパルス信号と、その逆相パルス信号を用い
てそれぞれ2/3πづつ位相が異なる6相のパルス信号
を形成し、それらが各トランジスタ2a〜2fのゲート
に印加される。なお、各トランジスタ2a〜2fのスイ
ッチングは、切り換えるべき二つの相電圧のクロス点で
実施される。 [0015]この結果、トランジスタ2a〜2cの一つ
とトランジスタ2d〜2fの一つとだけが常に導通状態
となるので、三相全波整流器2の出力電圧Edcは第7
図に示す波形となり、整流ロスが減り発電効率が向上す
る。また、車両用内燃機関は爆発・圧縮工程毎にその回
転角速度が変動するので、トルク変動の周期変動に同期
して内燃機関のトルクが平均値より低下しているときに
は制御部3が各トランジスタを遮断すれば、オルタネー
タ1が消費するトルクが低下するので、機関の出力トル
クが増加し、トルク変動が減少する。 [0016]なお、IGBTは大容量、高速作動向きで
あるゆえ、特に制御性がよく、固定子鉄心に設けた磁気
脈動トルク検出器を信号として磁気音の原因となる電磁
トルク変動のアクティブ制御も可能となる。なお、各ト
ランジスタの導通期間は2/3π以下としてもい。ただ
、2/3π以下とすることにより最も高い平均直流電圧
を出力することができる。 (その他の実施例)第2実
施例を第3図に示す。 [0017]この装置では回転子界磁6に永久磁石を使
用している。出力する直流電圧の大きさは、制御部3に
PWM(パルス幅変調)形式の電圧制御回路を設けてい
るので(第4図参照)、全波整流しつつ出力直流電圧の
大きさも制御することができる。PWM制御のキャリア
周波数は可聴周波数以上に選んでおり、駐音上の問題は
ない。なお、電圧制御回路は第4図の代わりに、相電圧
合成回路の後ろに設け、各相電圧をそれぞれ独立にPW
M制御してもよい。 [00181更にこの実施例では、三相全波整流器2の
高位出力端にリアクトル7を直列に接続して界磁磁束を
強める向きに界磁を励磁する直巻コイルとしている。更
にこのリアクトル7により、IGBTで断続される電流
も出力電流系に流れる際には平滑されており、リップル
は減少する。第5図に第3実施例を示す。 [0019]この装置は、第1図のトランジスタ2a〜
2fと個別にそれぞれトランジスタ2g〜2mを逆方向
に接続し、これらトランジスタ2a〜2mの断続を個別
に制御するものである。この場合、制御部2から出力さ
れる各パルス信号の位相を制御することにより、周知の
ようにオルタネータ1は発電機として及び始動用電動機
として動作することができる。 [00201もちろん、発電機として作動させる場合に
はトランジスタ2a〜2fをそれぞれ所定位相で導通し
、トランジスタ2g〜2mを遮断する。一方、始動用電
動機として作動させる場合にはトランジスタ2g〜2m
をそれぞれ所定位相で導通し、トランジスタ2a〜2f
を遮断する。ちなみに始動用電動機として作動させる場
合も各トランジスタ2g〜2mは2π/3毎にスイッチ
ングされる。 [00211第4実施例を第6図に示す。この装置は、
トランジスタ2a〜2fとしてNチャンネルMO8FE
Tを用いたものであり、整流性の改善のために逆流防止
ダイオード6a、6b、6Cをブリッジの各ブランチと
接地との間に設けている。
【図1】本発明の車両用交流発電機の整流装置の一実施
例を示す回路図
例を示す回路図
【図2】第1図の制御部のブロック図
【図3】第2実施例の回路図
【図4】第3図の制御部のブロック図
【図5】本発明の車両用交流発電機の整流装置の更なる
他の実施例を示す回路図
他の実施例を示す回路図
【図6】本発明の車両用交流発電機の整流装置の更なる
他の実施例を示す回路図
他の実施例を示す回路図
【図7】第1図の装置から出力される三相全波整流電圧
の波形図
の波形図
【図8】従来のダイオードブリッジ方式の三相全波整流
器から出力される三相全波整流電圧の波形図
器から出力される三相全波整流電圧の波形図
1 オルタネータ
2 三相全波整流器
3 制御部
【図1】
【図5】
Claims (1)
- 【請求項1】車両用交流発電機のから出力される三相交
流電圧を三相全波整流する整流装置において、複数のト
ランジスタを三相ブリッジ接続してなる三相全波整流器
と、前記発電機の各コイルが並列接続とならない範囲で
前記各トランジスタを断続する制御部と、を備えること
を特徴とする車両用三相交流発電機の整流装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2400684A JP2932694B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 車両用交流発電機の整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2400684A JP2932694B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 車両用交流発電機の整流装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04210739A true JPH04210739A (ja) | 1992-07-31 |
JP2932694B2 JP2932694B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=18510567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2400684A Expired - Lifetime JP2932694B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 車両用交流発電機の整流装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2932694B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007114272A1 (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | バッテリ充電装置、3相電圧生成回路、3相電圧生成方法、および遅角制御方法 |
-
1990
- 1990-12-06 JP JP2400684A patent/JP2932694B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007114272A1 (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | バッテリ充電装置、3相電圧生成回路、3相電圧生成方法、および遅角制御方法 |
US8159179B2 (en) | 2006-03-30 | 2012-04-17 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Battery charging device, three-phase voltage generating circuit, three-phase voltage generation method and delay angle control method |
JP5220589B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2013-06-26 | 新電元工業株式会社 | バッテリ充電装置、3相電圧生成回路、3相電圧生成方法、および遅角制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2932694B2 (ja) | 1999-08-09 |
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