JPH0488900A - 直並列切換回転電機 - Google Patents
直並列切換回転電機Info
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- JPH0488900A JPH0488900A JP2200890A JP20089090A JPH0488900A JP H0488900 A JPH0488900 A JP H0488900A JP 2200890 A JP2200890 A JP 2200890A JP 20089090 A JP20089090 A JP 20089090A JP H0488900 A JPH0488900 A JP H0488900A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
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- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
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- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (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
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は直並列切換回転電機に関する。本発明は例えば
車両用オルタネータやブラシレスモータなどに適用する
ことができる。
車両用オルタネータやブラシレスモータなどに適用する
ことができる。
[従来技術]
特開平’l−255460号公報は、相毎に直列接続さ
れる高低圧、2組の電機子巻線を有する二重圧出力型の
交流発電機において、低圧側の電機子巻線をスロットの
入口側に、高圧側の電機子巻線をスロットの奥側に配置
して電気絶縁性を向上させている。
れる高低圧、2組の電機子巻線を有する二重圧出力型の
交流発電機において、低圧側の電機子巻線をスロットの
入口側に、高圧側の電機子巻線をスロットの奥側に配置
して電気絶縁性を向上させている。
また、特開昭58−95999号公報は、星型接続の三
相電機子巻線とともに互いに独立の三相電機子巻線を設
け、切換スイッチ群によりこれら独立の三相電機子巻線
を星型接続の三相電機子巻線に相毎に直並列切換制御し
て、高低二電圧の一方を選択出力する直並列切換三相交
流発電機を開示している。
相電機子巻線とともに互いに独立の三相電機子巻線を設
け、切換スイッチ群によりこれら独立の三相電機子巻線
を星型接続の三相電機子巻線に相毎に直並列切換制御し
て、高低二電圧の一方を選択出力する直並列切換三相交
流発電機を開示している。
[発明が解決しようとする課題]
上記した後者の直並列切換三相交流発電機は、特に車両
用において機関回転数変動を補償して良好な高力特性が
期待できるものの、切換スイッチ群及びその間の配線が
複雑で、特に、切換スイッチを固体化すると回路が大規
模化するという難点がある。
用において機関回転数変動を補償して良好な高力特性が
期待できるものの、切換スイッチ群及びその間の配線が
複雑で、特に、切換スイッチを固体化すると回路が大規
模化するという難点がある。
本発明は、このような課題を考慮してなされたものでめ
り、簡潔な直並列切換が可能な直並列切換回転電機を提
供することをその目的としている。
り、簡潔な直並列切換が可能な直並列切換回転電機を提
供することをその目的としている。
[課題を解決するための手段]
本発明の直並列切換回転電機は、それぞれ直列接続され
た複数のスイッチング素子からなる3本の相経路を並列
接続してなり、前記スイッチング素子の総数より3だけ
少ない数の交流入力端を有する多重型三相全波整流器と
、前記交流入力端に個別に接続される複数の発電端をそ
れぞれ有する複数の三相電機子巻線と、該各三相電機子
巻線とそれぞれ対を構成するとともに一部の界磁極が界
磁コイル励磁型である複数の界磁回転子と、前記界磁コ
イル励磁型の界磁極の極性を反転させて前記複数の三相
電機子巻線を直並列切換制御する界磁電流反転回路とを
備えることを特徴としている。
た複数のスイッチング素子からなる3本の相経路を並列
接続してなり、前記スイッチング素子の総数より3だけ
少ない数の交流入力端を有する多重型三相全波整流器と
、前記交流入力端に個別に接続される複数の発電端をそ
れぞれ有する複数の三相電機子巻線と、該各三相電機子
巻線とそれぞれ対を構成するとともに一部の界磁極が界
磁コイル励磁型である複数の界磁回転子と、前記界磁コ
イル励磁型の界磁極の極性を反転させて前記複数の三相
電機子巻線を直並列切換制御する界磁電流反転回路とを
備えることを特徴としている。
なお、上記スイッチング素子としては、印加電圧により
スイッチングがなされる電圧制御型二端子スイッチング
素子(例えばPN接合ダイオード)や、制御ゲート端子
を有する三端子スイッチング素子(例えばバイポーラト
ランジスタ)を採用することができる。
スイッチングがなされる電圧制御型二端子スイッチング
素子(例えばPN接合ダイオード)や、制御ゲート端子
を有する三端子スイッチング素子(例えばバイポーラト
ランジスタ)を採用することができる。
また、本発明でいう多重型三相仝波整流器は、通常の三
相仝波整流器の各相経路にそれぞれ1個以上のスイッチ
ング素子を追加して直列接続した回路構成を有している
。
相仝波整流器の各相経路にそれぞれ1個以上のスイッチ
ング素子を追加して直列接続した回路構成を有している
。
[作用]
一部の(必る三相電機子巻線と対をなす)界磁極の極性
を反転させると、この反転界磁極と対を構成する三相電
機子巻線が出力する三相交流電圧(以下、反転可能三相
交流電圧という)の位相は180度シフトする。
を反転させると、この反転界磁極と対を構成する三相電
機子巻線が出力する三相交流電圧(以下、反転可能三相
交流電圧という)の位相は180度シフトする。
その結果、多重型三相全波整流器内部において、上記し
た反転可能三相交流電圧と残りの三相交流電圧とが直並
列切換可能となることがわかった。
た反転可能三相交流電圧と残りの三相交流電圧とが直並
列切換可能となることがわかった。
[実施例コ
以下、本発明の直並列切換回転電機の各実施例を説明す
る。
る。
(第1実施例)
この直並列切換回転電機は、車両用三相交流発電機に適
用したものであって、2つの界磁回転子1.1′、2つ
の固定子巻線(本発明でいう三相電機子巻線)2.2′
、多重型三相全波整流器3、界磁電流反転回路4、レギ
ュレーティング回路5を有している。
用したものであって、2つの界磁回転子1.1′、2つ
の固定子巻線(本発明でいう三相電機子巻線)2.2′
、多重型三相全波整流器3、界磁電流反転回路4、レギ
ュレーティング回路5を有している。
2つの界磁回転子1.1−は共通の回転軸(図示せず)
に軸方向に隣接して固定されている。界磁回転子1は、
永久磁石を界磁源とする永久磁石励磁型でおって、所定
対の界磁極(N極とS極とで一対とする)を有する。界
磁回転子1−は、励磁巻線10を助磁源とする界磁コイ
ル励磁型でおって、界磁回転子1と等しい極数を有する
。
に軸方向に隣接して固定されている。界磁回転子1は、
永久磁石を界磁源とする永久磁石励磁型でおって、所定
対の界磁極(N極とS極とで一対とする)を有する。界
磁回転子1−は、励磁巻線10を助磁源とする界磁コイ
ル励磁型でおって、界磁回転子1と等しい極数を有する
。
界磁回転子1の周囲にはU、■、W相巻線をもつ固定子
巻線2が設けられており、界磁回転子1′の周囲にはx
、y、z相巻線をもつ固定子巻線2′が設けられている
。ここで、U及びX相巻線、■及びy相巻線、W及びZ
相巻線はそれぞれ同相電圧となるように界磁回転子1.
1−及び固定子巻線2.2′が配置されている。これら
各相巻線u、v、w、x、y、zは同一巻数とされてお
り、固定子巻線2と固定子巻線2′は磁気回路として別
体の固定子鉄心(図示せず)にそれぞれ巻装されている
。固定子巻線2.2′の各発電@20.20”は、多重
型三相全波整流器3の各交流入力端31〜36に個別に
接続されている。
巻線2が設けられており、界磁回転子1′の周囲にはx
、y、z相巻線をもつ固定子巻線2′が設けられている
。ここで、U及びX相巻線、■及びy相巻線、W及びZ
相巻線はそれぞれ同相電圧となるように界磁回転子1.
1−及び固定子巻線2.2′が配置されている。これら
各相巻線u、v、w、x、y、zは同一巻数とされてお
り、固定子巻線2と固定子巻線2′は磁気回路として別
体の固定子鉄心(図示せず)にそれぞれ巻装されている
。固定子巻線2.2′の各発電@20.20”は、多重
型三相全波整流器3の各交流入力端31〜36に個別に
接続されている。
多重型三相全波整流器3は、両端ダイオード(本発明で
いうスイッチング素子>D1〜D6からなる通常の三相
全波整流器の各相経路U、V、Wにそれぞれ1個の中間
ダイオード(本発明でいうスイッチング素子>D7〜D
9を個別に直列接続した回路構成を有している。すなわ
ち、相経路UはDl、Dl、D4を直列接続してなり、
相経路VはD2、D8、D5を直列接続してなり、相経
路WはD3、D9、D6を直列接続してなり、そして、
各相経路U、V、Wは接地端Eと直流出力端DCHとの
間で並列接続されている。
いうスイッチング素子>D1〜D6からなる通常の三相
全波整流器の各相経路U、V、Wにそれぞれ1個の中間
ダイオード(本発明でいうスイッチング素子>D7〜D
9を個別に直列接続した回路構成を有している。すなわ
ち、相経路UはDl、Dl、D4を直列接続してなり、
相経路VはD2、D8、D5を直列接続してなり、相経
路WはD3、D9、D6を直列接続してなり、そして、
各相経路U、V、Wは接地端Eと直流出力端DCHとの
間で並列接続されている。
界磁電流反転回路4は、励磁電流の通電方向を回転数(
すなわち発電周波数)に応じて制御可能な回路構成とな
っており、F/V変換器41、比較器42、バイポーラ
トランジスタブリッジ44、インバータ43、エミッタ
ホロワトランジスタ16からなる。
すなわち発電周波数)に応じて制御可能な回路構成とな
っており、F/V変換器41、比較器42、バイポーラ
トランジスタブリッジ44、インバータ43、エミッタ
ホロワトランジスタ16からなる。
以下、界磁電流反転回路4を細く説明しつつ、この直並
列切換回転電機の動作を説明する。
列切換回転電機の動作を説明する。
F/V変換器41は、W相巻線の発電端周波数をF/V
変換し、得られた周波数比例電圧は比較器42で参照電
圧Vref1と比較される。したがって、比較器42は
機関の回転数が参照電圧Vref1で指定される所定値
(この実施例では1600rpmに設定される)を越え
る場合(以下、高速時という)にOを、越えない場合く
以下、低速時という)に1となる回転数依存切換信号電
圧S1を出力する。回転数依存切換信号電圧S1及びイ
ンバータ43で反転された反回転数依存切換信号電圧S
2は4つのバイポーラトランジスタをブリッジ接続して
なるブリッジ44に入力される。
変換し、得られた周波数比例電圧は比較器42で参照電
圧Vref1と比較される。したがって、比較器42は
機関の回転数が参照電圧Vref1で指定される所定値
(この実施例では1600rpmに設定される)を越え
る場合(以下、高速時という)にOを、越えない場合く
以下、低速時という)に1となる回転数依存切換信号電
圧S1を出力する。回転数依存切換信号電圧S1及びイ
ンバータ43で反転された反回転数依存切換信号電圧S
2は4つのバイポーラトランジスタをブリッジ接続して
なるブリッジ44に入力される。
すなわち、回転数依存切換信号電圧S1はトランジスタ
Tr2、Tr3のベースに送られ、反回転数依存切換信
号電圧S2はトランジスタTrl、Tr4のベースに送
られる。
Tr2、Tr3のベースに送られ、反回転数依存切換信
号電圧S2はトランジスタTrl、Tr4のベースに送
られる。
その結果、ブリッジ44は、低速時と高速時とで励磁電
流の通電方向を逆転し、界磁回転子1′の各界磁極の極
性は反転する。すなわち、第2図に示すP点以下の回転
数では界磁回転子1−と界磁回転子1との極性が反対と
なり、回転数がP点以上となると、上記極性が同相とな
る。
流の通電方向を逆転し、界磁回転子1′の各界磁極の極
性は反転する。すなわち、第2図に示すP点以下の回転
数では界磁回転子1−と界磁回転子1との極性が反対と
なり、回転数がP点以上となると、上記極性が同相とな
る。
なお、ブリッジ44を構成する2つの相補インバータの
各負荷素子を構成するところのTrl、Tr3のコレク
タは次に説明するレギュレーティング回路5の出力端5
3に接続されている。
各負荷素子を構成するところのTrl、Tr3のコレク
タは次に説明するレギュレーティング回路5の出力端5
3に接続されている。
レギュレーティング回路5は、バッテリ電圧VVに応じ
て励磁電流のデユーティ比を制御する回路構成となって
おり、バッテリ電圧■vを基準バッテリ電圧値Vref
2とを比較する比較器51と、比較器51から出力され
る比較出力により制御されるエミッタホロワトランジス
タ52とからなる。エミッタホロワトランジスタ52の
コレクタはバッテリ6及び負荷7とともに多重型三相全
波整流器3の直流出力端DCHに接続されており、エミ
ッタホロワトランジスタ52のエミッタは出力端53に
接続されている。
て励磁電流のデユーティ比を制御する回路構成となって
おり、バッテリ電圧■vを基準バッテリ電圧値Vref
2とを比較する比較器51と、比較器51から出力され
る比較出力により制御されるエミッタホロワトランジス
タ52とからなる。エミッタホロワトランジスタ52の
コレクタはバッテリ6及び負荷7とともに多重型三相全
波整流器3の直流出力端DCHに接続されており、エミ
ッタホロワトランジスタ52のエミッタは出力端53に
接続されている。
したがって、レギュレーティング回路5はバッテリ電圧
VVがVref2以下になった場合にエミッタホロワト
ランジスタ52をターンオンし、Vref2を越える場
合にエミッタホロワトランジスタ52を遮断する。そし
て、界磁電流反転回路4が機関回転数に応じて励磁巻線
4への通電方向を切換制御する。なお、8はスリップリ
ングである。
VVがVref2以下になった場合にエミッタホロワト
ランジスタ52をターンオンし、Vref2を越える場
合にエミッタホロワトランジスタ52を遮断する。そし
て、界磁電流反転回路4が機関回転数に応じて励磁巻線
4への通電方向を切換制御する。なお、8はスリップリ
ングである。
上記したように通電電流が切換えられると、当然、固定
子巻線2′が発電する三相交流電圧が反転する。
子巻線2′が発電する三相交流電圧が反転する。
以下、界磁回転子1.1′の磁束方向が同一の場合と、
反対の場合における多重三相全波整流器の直流出力電圧
の変化を説明する。
反対の場合における多重三相全波整流器の直流出力電圧
の変化を説明する。
(磁束方向同一時、高速時)
この場合、前記の如く界磁回転子1.1−が固定子2.
2−に作る回転磁界の大きさ、位相、移動速度、相電圧
発生順序はほぼ一致することとなる。いま同相の相差電
圧U−V、x−yが他の相差電圧よりも大きいとする場
合、固定子2の電流は、接地E、D5、V相巻線、U相
巻線、D(、Dl、DCI−1の順に流れて出力される
。一方、固定子2−の電流は接地E、D5、D8、y相
巻線、X相巻線、Dl、DCHの順に流れて出力され、
結局、両固定子2は並列接続されることとなる。
2−に作る回転磁界の大きさ、位相、移動速度、相電圧
発生順序はほぼ一致することとなる。いま同相の相差電
圧U−V、x−yが他の相差電圧よりも大きいとする場
合、固定子2の電流は、接地E、D5、V相巻線、U相
巻線、D(、Dl、DCI−1の順に流れて出力される
。一方、固定子2−の電流は接地E、D5、D8、y相
巻線、X相巻線、Dl、DCHの順に流れて出力され、
結局、両固定子2は並列接続されることとなる。
この並列接続状態は、他の相差電圧が大きい場合でも同
様であり、磁束方向同一時には並列接続となる。
様であり、磁束方向同一時には並列接続となる。
この時、出力電圧一定時の出力電流特性は第2図の80
の如き特性となる。すなわち、出力開始回転数が約ie
oorpm、最大出力電流が約200Aである。
の如き特性となる。すなわち、出力開始回転数が約ie
oorpm、最大出力電流が約200Aである。
(磁束方向反対時、低速時)
この場合、界磁回転子1.1′が固定子2.2′に作る
回転磁界の位相が反転するので、例えばU相に最大電圧
が現れる瞬間、X相には負の最大電圧があられれる。こ
の時の各ダイオードの動作は次の如くなる。すなわち相
電圧(相巻線の電圧)V、Wは負電圧となるのでD5、
D6がオンし、これらから流れ込んだ電流はU相を経て
D7HEへ流れる。
回転磁界の位相が反転するので、例えばU相に最大電圧
が現れる瞬間、X相には負の最大電圧があられれる。こ
の時の各ダイオードの動作は次の如くなる。すなわち相
電圧(相巻線の電圧)V、Wは負電圧となるのでD5、
D6がオンし、これらから流れ込んだ電流はU相を経て
D7HEへ流れる。
一方、回転子巻線2−の方についてみると、負の最大電
圧となっているX相に上記電流が流れ込み、y、z相を
通りダイオードD2、D3より出力端子へと流れとゆく
。以上はU相が正の最大となる瞬間(したがってX相は
負の最大となる瞬間)をとらえて説明したが、他の瞬間
においても同様に考えれば容易に理解できる。すなわち
この状態においては固定子巻線2と固定巻線2′とが直
列作動していることとなる。この時、出力電圧一定時の
出力電流特性は第2図の90の如き特性となる。すなわ
ち、直列作動するため、直流出力電圧が同一回転数にお
いて並列作動時に対して2倍となる。逆に言えば、設定
される出力電子電圧に達する回転数、すなわち出力開始
回転数が前)ホ並列作内時に対して大体1/2となる。
圧となっているX相に上記電流が流れ込み、y、z相を
通りダイオードD2、D3より出力端子へと流れとゆく
。以上はU相が正の最大となる瞬間(したがってX相は
負の最大となる瞬間)をとらえて説明したが、他の瞬間
においても同様に考えれば容易に理解できる。すなわち
この状態においては固定子巻線2と固定巻線2′とが直
列作動していることとなる。この時、出力電圧一定時の
出力電流特性は第2図の90の如き特性となる。すなわ
ち、直列作動するため、直流出力電圧が同一回転数にお
いて並列作動時に対して2倍となる。逆に言えば、設定
される出力電子電圧に達する回転数、すなわち出力開始
回転数が前)ホ並列作内時に対して大体1/2となる。
具体数値を例示すると、この例では、soorpmとな
っている。一方、最大出力電流は約”I OOAとなっ
ており前述並列作動時の約半分になっている。これは個
々の固定子2.2′の出力能力が約100A相当である
為、並列作動時には100X2=20OAであるが、直
列作動時には、100Aまでの出力に限られることと理
解される。
っている。一方、最大出力電流は約”I OOAとなっ
ており前述並列作動時の約半分になっている。これは個
々の固定子2.2′の出力能力が約100A相当である
為、並列作動時には100X2=20OAであるが、直
列作動時には、100Aまでの出力に限られることと理
解される。
(励磁巻線非通電時)
この状態においては固定子2の三相電流が外部に取り出
されるのみであり、固定子2′からの電力の発生又は消
費はない。すなわちU相が最大になる瞬間をとらえて説
明すると、D5、D6、Dlがオン、D4、D8、D9
がオフである。またx、y、z相は起電圧を発生しない
ためD2、D3はオンせず、Dlのみオンした状態にな
っている。以上はU相が最大電圧になっている瞬間の説
明であるが、他の瞬間においても同様の作動となり、固
定子2のみが動作し、固定子2′は電力の発生も消費せ
ず電気的に分離された状態に保たれることが容易に理解
される。すなわち、このわ態での出力特性は第2図の1
00の如き特性となる。
されるのみであり、固定子2′からの電力の発生又は消
費はない。すなわちU相が最大になる瞬間をとらえて説
明すると、D5、D6、Dlがオン、D4、D8、D9
がオフである。またx、y、z相は起電圧を発生しない
ためD2、D3はオンせず、Dlのみオンした状態にな
っている。以上はU相が最大電圧になっている瞬間の説
明であるが、他の瞬間においても同様の作動となり、固
定子2のみが動作し、固定子2′は電力の発生も消費せ
ず電気的に分離された状態に保たれることが容易に理解
される。すなわち、このわ態での出力特性は第2図の1
00の如き特性となる。
すなわち出力開始回転数は並列作動時の出力開始回転数
となり、最大出力電流は直列作動時の最大出力電流とな
る。これは出力端子と接地間に固定子巻線2のみが存在
する状態と等価であることと念頭におけば容易に理解さ
れるでおろう。
となり、最大出力電流は直列作動時の最大出力電流とな
る。これは出力端子と接地間に固定子巻線2のみが存在
する状態と等価であることと念頭におけば容易に理解さ
れるでおろう。
上記実施例では、機関回転数により直並列の切換制御だ
けを実施したが、必要に応じて上記3状態を選択するこ
とができ、その結果、第2図の斜線領域の出力特性を得
ることができる。
けを実施したが、必要に応じて上記3状態を選択するこ
とができ、その結果、第2図の斜線領域の出力特性を得
ることができる。
以下、この実施例の直並列切換回転電機の変形態様を説
明する。
明する。
永久磁石の代りに一定方向に励磁される電磁石を用いて
よい。
よい。
この実施例では2個の発電機部分(回転子及び固定子)
と2重三相全波整流器とを用いたが、更に多数の発電機
部分(回転子及び固定子)と更に多重の三相全波整流器
を用いることも可能であり、3並列/3直列方式、4並
列/3直ダ1方式などが可能となる。
と2重三相全波整流器とを用いたが、更に多数の発電機
部分(回転子及び固定子)と更に多重の三相全波整流器
を用いることも可能であり、3並列/3直列方式、4並
列/3直ダ1方式などが可能となる。
(第2実施例)
第2実施例を第3図により説明する。
この実施例では、中間ダイオードD7、D8、D9と並
列に87、S8、S9を個別接続したものである。
列に87、S8、S9を個別接続したものである。
これらサイリスタS7、S8、S9を回転子2.2−の
回転に同期して断続制卸すれば、負荷が軽く、必要出力
電流が小さい場合に固定子2の過剰な三相交流電流は、
固定子2′へと供給される。
回転に同期して断続制卸すれば、負荷が軽く、必要出力
電流が小さい場合に固定子2の過剰な三相交流電流は、
固定子2′へと供給される。
ここで界磁回転子1−に磁束の方向を1とするような励
磁を与えると、固定子2′と界磁回転子1′とはモータ
となって回転軸(図示せず〉を駆動し、発電トルクの大
半を打消すことができる。したがって、軽負荷時又は無
負荷時のトルク消費が少なくてすむと共に、点弧角αの
制御波形図(第5図参照)に示すように、上記動力帰還
量を調整すれば、直流出力端子DCHより外部へと供給
される発電電力を連続的に調整することができる。
磁を与えると、固定子2′と界磁回転子1′とはモータ
となって回転軸(図示せず〉を駆動し、発電トルクの大
半を打消すことができる。したがって、軽負荷時又は無
負荷時のトルク消費が少なくてすむと共に、点弧角αの
制御波形図(第5図参照)に示すように、上記動力帰還
量を調整すれば、直流出力端子DCHより外部へと供給
される発電電力を連続的に調整することができる。
この時の出力電流制御状態を第4図に説明する。
(第3実施例)
第3実施例を第6図により説明する。
この実施例の装置は、発電機動作と電動機動作の両方が
可能な車両用始動機兼発電機への適用例でおり、第1実
施例の多重三相仝波整流器3のダイオードD1〜D9に
トランジスタTr’l〜Tr9を個別に並列接続した点
を第1の特徴とする。
可能な車両用始動機兼発電機への適用例でおり、第1実
施例の多重三相仝波整流器3のダイオードD1〜D9に
トランジスタTr’l〜Tr9を個別に並列接続した点
を第1の特徴とする。
固定子2はY結線され、固定子2−はΔ結線されている
が両者から出力される発電電圧の最大値は等しくされて
いる。
が両者から出力される発電電圧の最大値は等しくされて
いる。
界磁回転子1.1−は共に励磁巻線10.10′を有し
ており、励磁巻線10′には直接に反転可能な界磁電圧
Vfが印加され、励磁巻線10にはダイオードブリッジ
9を介して界磁電圧Vfが印加されている。したがって
この界磁電圧Vfの方向を反転すると、励磁巻線10−
に印加される界磁電圧の方向が反転するものの、励磁巻
線10に印加される界Wi電圧の方向は反転せず、その
結果、回転子1は永久磁石と同様に励磁方向が一定でお
り、回転子1′は励磁方向反転可能となる。
ており、励磁巻線10′には直接に反転可能な界磁電圧
Vfが印加され、励磁巻線10にはダイオードブリッジ
9を介して界磁電圧Vfが印加されている。したがって
この界磁電圧Vfの方向を反転すると、励磁巻線10−
に印加される界磁電圧の方向が反転するものの、励磁巻
線10に印加される界Wi電圧の方向は反転せず、その
結果、回転子1は永久磁石と同様に励磁方向が一定でお
り、回転子1′は励磁方向反転可能となる。
なお、ダイオードブリッジ9はスリップリング8より回
転子1側に設けられている。
転子1側に設けられている。
このようにすれば、一対のスリップリング8を増設する
ことなしに、永久磁石を省略することができ、比較的低
コストに構成できる面がある。
ことなしに、永久磁石を省略することができ、比較的低
コストに構成できる面がある。
図中に示したトランジスタTrl〜Tr9の作用を除く
機能については第1実施例と共通であるので、説明は省
略する。
機能については第1実施例と共通であるので、説明は省
略する。
トランジスタTr1〜Tr9の作用を以下に説明する。
結論から言えば、Tr1〜9の作動パタンを回転子1−
の磁極の向きに対応して切換えると、直並列切換電am
を構成できる点が基本的な特徴である。
の磁極の向きに対応して切換えると、直並列切換電am
を構成できる点が基本的な特徴である。
(直列動作電動機運転)
直列動作電動機運転時のトランジスタ動作のタイミング
チャートを第7図に示し、その各期間T1〜T6におけ
る電流の流れ、固定子に生じる回転磁界ベクトル、それ
に対する回転子の磁極々性を第8図〜第13図に図示す
る。
チャートを第7図に示し、その各期間T1〜T6におけ
る電流の流れ、固定子に生じる回転磁界ベクトル、それ
に対する回転子の磁極々性を第8図〜第13図に図示す
る。
(並列動作電動機運転)
並列動作電動機運転時のトランジスタ動作のタイミング
チャートを第14図に示し、その各期間下1〜T6にお
ける電流の流れ、固定子に生じる回転磁界ベクトル、そ
れに対する回転子の磁極々性を第15図〜第20図に図
示する。
チャートを第14図に示し、その各期間下1〜T6にお
ける電流の流れ、固定子に生じる回転磁界ベクトル、そ
れに対する回転子の磁極々性を第15図〜第20図に図
示する。
なお上記各図において、丸を付されたトラン、ジスタは
ターンオン状態、×を付されたトランジスタはターンオ
フ状態にある。
ターンオン状態、×を付されたトランジスタはターンオ
フ状態にある。
これらの各図から、固定子及び回転子の組を2組もつ同
軸タンデム構成の三相交流電動機をトランジスタの切換
により直並列切換することができることがわかる。
軸タンデム構成の三相交流電動機をトランジスタの切換
により直並列切換することができることがわかる。
更に、第6図においてダイオードD1〜D9を省略すれ
ば発電機としては機能しない直並列切換電動機を構成す
ることができる。
ば発電機としては機能しない直並列切換電動機を構成す
ることができる。
[発明の効果]
以上説明したように本発明の直並列切換回転電機では、
複数の界磁極の一部を極性反転して、複数の三相電機子
巻線の一部の発電電圧位相を反転する。そして、各三相
電機子巻線の発電電圧(三相交流電圧)が入力される多
重型三相全波整流器内部において、内部のスイッチング
素子のオン、オフにより各三相交流電圧の直並列切換が
なされる構成となっている。
複数の界磁極の一部を極性反転して、複数の三相電機子
巻線の一部の発電電圧位相を反転する。そして、各三相
電機子巻線の発電電圧(三相交流電圧)が入力される多
重型三相全波整流器内部において、内部のスイッチング
素子のオン、オフにより各三相交流電圧の直並列切換が
なされる構成となっている。
したがって、この発明の直並列切換回転電機によれば、
上記多重型三相全波整流器がスイッチング素子が交直整
流機能と直並列切換機能とを兼務しており、かつ、切換
スイッチではなく単なる電流断続スイッチだけを使用し
ているので、並列切換に伴う回路負担が少ないという優
れた利点を有している。
上記多重型三相全波整流器がスイッチング素子が交直整
流機能と直並列切換機能とを兼務しており、かつ、切換
スイッチではなく単なる電流断続スイッチだけを使用し
ているので、並列切換に伴う回路負担が少ないという優
れた利点を有している。
第1図は本発明の直並列切換回転電機の一実施例を示す
等価回路図、第2図はその回転数と出力電流との関係を
示す図、第3図は第2実施例を示す等価回路図、第4図
は第3図の装置の回転数と出力電流との関係を示す図、
第5図は使用サイリスタの点弧角の一例を示す図、第6
図は第3実施例を示す等価回路図、第7図はその直列動
作電動機運転のタイミングチャート、示す図、第8図〜
第13図は各タイミングにおける動作状態図、第14図
はその並列動作電動機運転のタイミングチャート、第1
5図〜第20図は各タイミングにおける動作状態図であ
る。 D1〜D9・・・ダイオード (ス、イツチング素子) U、■、W・・・相経路 3・・・多重型三相全波整流器 2.2−・・・固定子巻線 く三相II機壬子巻線 1.1′・・・界磁回転子 4・・・界磁電流反転回路
等価回路図、第2図はその回転数と出力電流との関係を
示す図、第3図は第2実施例を示す等価回路図、第4図
は第3図の装置の回転数と出力電流との関係を示す図、
第5図は使用サイリスタの点弧角の一例を示す図、第6
図は第3実施例を示す等価回路図、第7図はその直列動
作電動機運転のタイミングチャート、示す図、第8図〜
第13図は各タイミングにおける動作状態図、第14図
はその並列動作電動機運転のタイミングチャート、第1
5図〜第20図は各タイミングにおける動作状態図であ
る。 D1〜D9・・・ダイオード (ス、イツチング素子) U、■、W・・・相経路 3・・・多重型三相全波整流器 2.2−・・・固定子巻線 く三相II機壬子巻線 1.1′・・・界磁回転子 4・・・界磁電流反転回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 それぞれ直列接続された複数のスイッチング素子からな
る3本の相経路を並列接続してなり、前記スイッチング
素子の総数より3だけ少ない数の交流入力端を有する多
重型三相全波整流器と、前記交流入力端に個別に接続さ
れる複数の発電端をそれぞれ有する複数の三相電機子巻
線と、該各三相電機子巻線とそれぞれ対を構成するとと
もに一部の界磁極が界磁コイル励磁型である複数の界磁
回転子と、 前記界磁コイル励磁型の界磁極の極性を反転させて前記
複数の三相電機子巻線を直並列切換制御する界磁電流反
転回路と、 を備えることを特徴とする直並列切換回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2200890A JP2876738B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 直並列切換回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2200890A JP2876738B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 直並列切換回転電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0488900A true JPH0488900A (ja) | 1992-03-23 |
JP2876738B2 JP2876738B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=16431955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2200890A Expired - Lifetime JP2876738B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 直並列切換回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2876738B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009136487A1 (ja) * | 2008-05-08 | 2009-11-12 | ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 | 発電制御装置および輸送機器 |
US8053915B2 (en) | 2007-08-31 | 2011-11-08 | Denso Corporation | On-vehicle rotary electric machine operating on two modes of rectification |
EP2479818A1 (en) | 2011-01-21 | 2012-07-25 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Vehicle battery case. |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP2200890A patent/JP2876738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8053915B2 (en) | 2007-08-31 | 2011-11-08 | Denso Corporation | On-vehicle rotary electric machine operating on two modes of rectification |
WO2009136487A1 (ja) * | 2008-05-08 | 2009-11-12 | ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 | 発電制御装置および輸送機器 |
JPWO2009136487A1 (ja) * | 2008-05-08 | 2011-09-08 | ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 | 発電制御装置および輸送機器 |
EP2479818A1 (en) | 2011-01-21 | 2012-07-25 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Vehicle battery case. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2876738B2 (ja) | 1999-03-31 |
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