JPH0161026B2 - - Google Patents
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- JPH0161026B2 JPH0161026B2 JP58030072A JP3007283A JPH0161026B2 JP H0161026 B2 JPH0161026 B2 JP H0161026B2 JP 58030072 A JP58030072 A JP 58030072A JP 3007283 A JP3007283 A JP 3007283A JP H0161026 B2 JPH0161026 B2 JP H0161026B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、車両用の交流発電機に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an alternator for a vehicle.
一般に、自動車の如き車両用の交流発電機は、
運転時に内燃機関によつて駆動され、車両に塔載
される蓄電池に与えられる充電電流を発生する機
能を有している。かかる車両用の交流発電機は、
内燃機関が比較的低速度で回転している場合であ
つても、出力電流即ち充電電流が適当に得られ、
また高速度で回転している場合には、より高い出
力電流が得られるのが好ましい。 Generally, alternating current generators for vehicles such as automobiles are
It is driven by the internal combustion engine during operation and has the function of generating charging current to be applied to a storage battery mounted on the vehicle. The alternator for such a vehicle is
Even when the internal combustion engine is rotating at a relatively low speed, a suitable output current, that is, a charging current can be obtained,
Further, when rotating at a high speed, it is preferable to obtain a higher output current.
このような要請に答え得る従来装置としては、
特開昭56−49697号公報に開示されたような車両
用の交流発電機がある。この従来装置は、交流発
電機内に独立した発電回路を少なくとも２つ有
し、これらの発電回路をスイツチング素子を用い
て適宜直列又は並列に接続し、低速運転時に出力
が迅速に立上り、高速運転時に高出力が得られる
ように構成されている。 Conventional equipment that can meet these demands includes:
There is an alternating current generator for vehicles as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-49697. This conventional device has at least two independent power generation circuits in the alternator, and these power generation circuits are connected in series or parallel as appropriate using switching elements, so that the output rises quickly during low-speed operation, and the output rises quickly during high-speed operation. Constructed to provide high output.
然るに前述のような従来装置は個々の発電回路
からの出力を整流回路を介して直流に変換した後
に、各直流出力を並列又は直列に接続するように
構成され、整流損失が比較的大きいという欠点が
あつた。 However, the conventional device described above is configured to convert the output from each power generation circuit into DC via a rectifier circuit, and then connect each DC output in parallel or series, and has the disadvantage of relatively large rectification loss. It was hot.
従つて、本発明は、前述の欠点を解消した小型
で且つ高出力の車両用の交流発電機を提供するこ
とを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a small-sized, high-output alternator for a vehicle that eliminates the above-mentioned drawbacks.
本発明を図示実施例に従つて以下に説明する。 The invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.
第１図は、本発明による交流発電機の第一の実
施例を含む具体的な電気回路を示している。 FIG. 1 shows a specific electrical circuit including a first embodiment of an alternator according to the invention.
車両用の交流発電機１は、第一の電機子巻線２
と該電機子巻線に接続された全波整流回路４とで
構成される第一の発電回路と、同様に電機子巻線
３と該電機子巻線に接続された全波整流回路５と
で構成される第二の発電回路と、を備えている。
全波整流回路４はダイオードD1〜D4で構成され、
全波整流回路５はダイオードD5〜D8で構成され
る。更に、全波整流回路４及び５は、出力端子Ａ
及びＢに並列に接続される。双方向性の半導体ス
イツチング素子（トライアツク）Thの一端は、
第一の全波整流回路４のダイオードD2のアノー
ドとダイオードD4のカソードとの接続点J1に接
続されその他端は、第二の全波整流回路５のダイ
オードD6のアノードとダイオードD8のカソード
との接続点J2を介して、電機子巻線３の一端に接
続される。電機子巻線３の他端は、ダイオード
D5のアノードとダイオードD7のカソードとの接
続点J3に接続される。電機子巻線２の一端は、第
一の全波整流回路４のダイオードD1のアノード
とダイオードD3のカソードとの接続点J4に接続
され、その他端は、ダイオードD2のアノードと
ダイオードD4のカソードとの接続点J5に接続さ
れる。双方向性半導体スイツチング素子Thは、
非導通状態で電機子巻線２及び３の並列接続を許
し、そのゲートに制御入力端子Ｃからゲート制御
電流が与えられて導通状態になると、電機子巻線
２及び３が同相直列に接続するように機能する。 A vehicle alternator 1 has a first armature winding 2
and a full-wave rectifier circuit 4 connected to the armature winding, and a full-wave rectifier circuit 5 similarly connected to the armature winding 3 and the armature winding. and a second power generation circuit consisting of.
The full-wave rectifier circuit 4 is composed of diodes D1 to D4 ,
The full-wave rectifier circuit 5 is composed of diodes D5 to D8 . Further, the full-wave rectifier circuits 4 and 5 have output terminals A
and B in parallel. One end of the bidirectional semiconductor switching element (TRIAT) Th is
It is connected to the connection point J1 between the anode of the diode D2 and the cathode of the diode D4 of the first full-wave rectifier circuit 4 , and the other end is connected to the anode of the diode D6 of the second full-wave rectifier circuit 5 and the diode D. It is connected to one end of the armature winding 3 via the connection point J 2 with the cathode of 8 . The other end of the armature winding 3 is a diode
It is connected to the connection point J 3 between the anode of D 5 and the cathode of diode D 7 . One end of the armature winding 2 is connected to the connection point J4 between the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D3 of the first full-wave rectifier circuit 4, and the other end is connected to the anode of the diode D2 and the diode. Connected to the connection point J 5 with the cathode of D 4 . The bidirectional semiconductor switching element Th is
Parallel connection of armature windings 2 and 3 is allowed in a non-conducting state, and when a gate control current is applied to the gate from the control input terminal C and the gate becomes conductive, armature windings 2 and 3 are connected in series in the same phase. It works like this.
交流発電機１には、更に、出力端子Ａ及びＢの
間に電圧調整器７が接続され、出力端子Ａと電圧
調整器７との間には、電機子巻線２及び３を励磁
する界磁巻続６が接続されている。また、交流発
電機１の出力端子Ａ及びＢの間には、蓄電池８及
び車両負荷９がそれぞれ並列に接続されている。 A voltage regulator 7 is further connected to the alternator 1 between output terminals A and B, and a field for exciting the armature windings 2 and 3 is connected between the output terminal A and the voltage regulator 7. A magnetic connection 6 is connected. Furthermore, a storage battery 8 and a vehicle load 9 are connected in parallel between output terminals A and B of the alternator 1, respectively.
以上の如き構成において、内燃機関（図示せ
ず）のスタートと同時に蓄電池８の電圧の一部が
電圧調整器７を介して界磁巻線６に与えられ、電
機子巻線２及び３は、それぞれ付勢されて発電を
開始する。 In the above configuration, a part of the voltage of the storage battery 8 is applied to the field winding 6 via the voltage regulator 7 at the same time as the internal combustion engine (not shown) is started, and the armature windings 2 and 3 are Each is energized and starts generating electricity.
今仮に、双方向性半導体スイツチング素子Th
が導通状態にあると、電機子巻線２及び３は、同
相直列接続の状態となり、内燃機関の回転速度と
交流発電機１の出力電流との関係を描いた第２図
の特性曲線に示されるように、内燃機関の回転速
度の上昇に従つて出力電流は曲線abcの如く変化
する。他方、双方向性半導体スイツチング素子
Thが非導通状態にあると、第一及び第２の発電
回路は並列接続の状態となり、出力電流は、内燃
機関の回転速度の上昇に従つて曲線dbcの如く変
化する。従つて、第２の特性曲線より明らかなよ
うに、低速時には、並列接続の状態より直列接続
の状態の方が出力電流の立上りが速く、高速時に
は、直列接続の状態より並列接続の状態の方が高
い出力電流を得ることができる。本発明は、この
ような特徴に鑑み、特性曲線abeを得ようとする
ものである。 Now, hypothetically, bidirectional semiconductor switching element Th
is in a conductive state, the armature windings 2 and 3 are in a state of in-phase series connection, and the characteristic curve shown in FIG. 2 depicting the relationship between the rotational speed of the internal combustion engine and the output current of the alternator 1 As shown, the output current changes as shown by the curve ABC as the rotational speed of the internal combustion engine increases. On the other hand, bidirectional semiconductor switching devices
When Th is in a non-conducting state, the first and second power generation circuits are connected in parallel, and the output current changes as shown by the curve dbc as the rotational speed of the internal combustion engine increases. Therefore, as is clear from the second characteristic curve, at low speeds, the output current rises faster in the series connection state than in the parallel connection state, and at high speeds, the output current rises faster in the parallel connection state than in the series connection state. can obtain high output current. In view of these characteristics, the present invention attempts to obtain the characteristic curve abe.
具体的には、内燃機関のスタートと同時に、ゲ
ート制御電流を制御入力端子Ｃを介して双方向性
半導体スイツチング素子Thのゲートに与え、こ
のスイツチング素子を導通状態にする。ゲート制
御電流は、内燃機関の回転速度をモニターする適
当な回転速度検出回路（図示せず）より出力され
る。次に内燃機関の回転速度が予め設定された速
度Ｐに達したとき、ゲート制御電流の入力を停止
させ、双方向性半導体スイツチング素子Thを非
導通状態にする。従つて、内燃機関がスタートし
て回転速度Ｐに達するまでの低速運転状態で電機
子巻線２及び３が同相直列接続の状態となり、回
転速度がＰを越える高速運転状態で第一及び第二
の発電回路が並列接続の状態となる。この結果、
内燃機関の回転速度の上昇に従つて、第２図に示
されたように、出力電流は曲線abeの如き変化を
する。尚、出力電流は、充電電流として蓄電池８
に供給される。 Specifically, at the same time as the internal combustion engine is started, a gate control current is applied to the gate of the bidirectional semiconductor switching element Th via the control input terminal C to turn this switching element into a conductive state. The gate control current is output from a suitable rotational speed detection circuit (not shown) that monitors the rotational speed of the internal combustion engine. Next, when the rotational speed of the internal combustion engine reaches a preset speed P, the input of the gate control current is stopped and the bidirectional semiconductor switching element Th is rendered non-conductive. Therefore, the armature windings 2 and 3 are connected in series in the same phase in a low-speed operation state from when the internal combustion engine starts until it reaches the rotational speed P, and the first and second The power generation circuits are connected in parallel. As a result,
As the rotational speed of the internal combustion engine increases, the output current changes as shown by the curve abe, as shown in FIG. Note that the output current is the charging current of the storage battery 8.
supplied to
第３図は、本発明による交流発電機の第二の実
施例を含む回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram including a second embodiment of an alternator according to the invention.
第１図と第３図とを比較すると明らかなよう
に、第１図の実施例で使用された双方向性半導体
スイツチング素子Thの代りに、第２図の実施例
では、２個の単方向性半導体スイツチング素子
（サイリスタ）SCR1及びSCR2が使用されている
点を除き、他の構成は全く同一である。第１図の
実施例と同様の作用効果を得るために、第一のス
イツチング素子SCR1は、接続点J1とJ2との間に
接続され、そのゲートは抵抗R1を介して制御入
力端子Ｃに接続される。また、第二のスイツチン
グ素子SCR2は、第一の発電回路のダイオードD1
のアノードとダイオードD3のカソードとの接続
点J6と、第二の発電回路のダイオードD4のアノ
ードとダイオードD7のカソードとの接続点J7と、
の間に接続され、そのゲートは抵抗R2を介して
制御入力端子Ｃに接続される。換言すると、スイ
ツチング素子SCR1及びSCR2は、その導通状態に
おいて、第二の電機子巻線３の巻初めより第一の
電機子巻線２の巻終りに導通する方向で、且つ第
二の電機子巻線３の巻終りより第一の電機子巻線
２の巻初めに導通する方向に接続される。従つ
て、スイツチング素子SCR1及びSCR2が導通状態
にあると、電機子巻線２及び３は同相直列接続と
なる。 As is clear from a comparison between FIG. 1 and FIG. 3, instead of the bidirectional semiconductor switching element Th used in the embodiment of FIG. 1, two unidirectional semiconductor switching elements Th are used in the embodiment of FIG. The other configurations are exactly the same, except that semiconductor switching devices (thyristors) SCR 1 and SCR 2 are used. In order to obtain an effect similar to that of the embodiment of FIG . Connected to terminal C. In addition, the second switching element SCR 2 is connected to the diode D 1 of the first power generation circuit.
A connection point J 6 between the anode of the diode D 3 and the cathode of the diode D 3 , a connection point J 7 between the anode of the diode D 4 of the second power generation circuit and the cathode of the diode D 7 ,
Its gate is connected to the control input terminal C via a resistor R2 . In other words, in the conductive state, the switching elements SCR 1 and SCR 2 conduct in the direction from the beginning of the second armature winding 3 to the end of the first armature winding 2, and The end of the armature winding 3 is connected to the beginning of the first armature winding 2 in a conductive direction. Therefore, when switching elements SCR 1 and SCR 2 are in a conductive state, armature windings 2 and 3 are connected in series in phase.
第４図は、本発明による交流発電機の第三の実
施例を示し、第３図の実施例における電機子巻線
２及び３の代りにそれぞれ３相Ｙ結線の電機子巻
線２′及び３′が使用されており、単方向性スイツ
チング素子SCRが各相毎に接続されている。残
りの構成は、第１図及び第３図の構成と同様であ
り、第４図では省略されている。尚、第４図にお
いて、Ｙ結線の電機子巻線を△結線の電機子巻線
線に置換しても同様の作用効果が得られることは
明らかである。 FIG. 4 shows a third embodiment of the alternator according to the invention, in which the armature windings 2' and 3 are respectively three-phase Y-connected instead of the armature windings 2 and 3 in the embodiment of FIG. 3' is used, and a unidirectional switching element SCR is connected for each phase. The remaining configurations are similar to those in FIGS. 1 and 3, and are omitted in FIG. 4. In FIG. 4, it is clear that similar effects can be obtained even if the Y-connection armature winding is replaced with a Δ-connection armature winding.
叙上の如く、本発明によれば、交流発電機内に
独立した発電回路を少なくとも２つ設け、これら
の発電回路を半導体スイツチング素子を用いて適
宜直列又は並列に接続する簡単な構成により、低
速運転時の出力の立上りが迅速で且つ高速運転時
に高出力が得られ、更に整流損失の少ない車両用
の交流発電機を提供することができる。尚、図示
実施例でスイツチング素子としてサイリスタ及び
トライアツクを使用したが、その代りにトランジ
スタを使用することができ、また、電磁リレー装
置を使用することもできる。 As described above, according to the present invention, low-speed operation is possible by providing at least two independent power generation circuits in the alternator and connecting these power generation circuits in series or parallel as appropriate using semiconductor switching elements. It is possible to provide an alternator for a vehicle that has a quick rise in output, can obtain high output during high-speed operation, and has less rectification loss. Although thyristors and triaxes are used as switching elements in the illustrated embodiment, transistors may be used instead, or electromagnetic relay devices may also be used.
第１図は、本発明の第一の実施例を示す具体的
な回路図である。第２図は、内燃機関の回転速度
と交流発電機の出力電流との関係を示す特性曲線
図である。第３図は、本発明の第二の実施例を示
す具体的な回路図である。第４図は、本発明の第
三の実施例を示す具体的な回路図である。
（符号説明）、１……交流発電機、２，３……
電機子巻線、４，５……全波整流回路、６……界
磁巻線、７……電圧調整器、８……蓄電池、９…
…車両負荷、D1〜D8……ダイオード、Th……双
方向性半導体スイツチング素子（トライアツク）、
SCR，SCR1，SCR2……単方向性半導体スイツチ
ング素子（サイリスタ）、Ａ，Ｂ……出力端子、
Ｃ……制御入力端子。
FIG. 1 is a specific circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the rotational speed of the internal combustion engine and the output current of the alternator. FIG. 3 is a specific circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a specific circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. (Explanation of symbols), 1... AC generator, 2, 3...
Armature winding, 4, 5... Full wave rectifier circuit, 6... Field winding, 7... Voltage regulator, 8... Storage battery, 9...
...vehicle load, D 1 to D 8 ... diode, Th ... bidirectional semiconductor switching element (TRIAT),
SCR, SCR 1 , SCR 2 ...unidirectional semiconductor switching element (thyristor), A, B...output terminal,
C...Control input terminal.
Claims (1)
電機において、第一の電機子巻線と該巻線に接続
された第一の全波整流回路とより成る第一の発電
回路と、第二の電機子巻線と該巻線に接続された
第二の全波整流回路とより成る第二の発電回路
と、前記第一の発電回路と前記第二の発電回路と
の間に接続されたスイツチング素子と、を備え、
前記内燃機関が予め設定された回転速度に達する
までの低速運転時に、前記スイツチング素子が導
通状態になつて、前記第一及び第二の電機子巻線
が同相直列接続となる全波整流出力が得られ、前
記予め設定された回転速度を越える高速運転時
に、前記スイツチング素子が非導通状態になつ
て、前記第一及び第二の発電回路が並列となる全
波整流出力が得られることを特徴とする交流発電
機。 ２ 前記第一及び第二の電機子巻線がそれぞれ単
相巻線であり、前記スイツチング素子が双方向半
導体スイツチング素子であることを更に特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の交流発電機。 ３ 前記第一及び第二の電機子巻線がそれぞれ単
相巻線であり、前記スイツチング素子が２個の単
方向性半導体スイツチング素子であることを更に
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流発電
機。 ４ 前記第一及び第二の電機子巻線がそれぞれ多
相巻線であり、前記スイツチング素子が前記多相
巻線の各相に関連する複数の単方向性半導体スイ
ツチング素子であることを更に特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の交流発電機。 ５ 前記第一及び第二の電機子巻線がそれぞれ３
相Ｙ結線の電機子巻線であり、前記スイツチング
素子が前記３相Ｙ結線の各相に関連する複数の単
方向性半導体スイツチング素子であることを更に
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流発電
機。 ６ 前記第一及び第二の電機子巻線がそれぞれ３
相△結線の電機子巻線であり、前記スイツチング
素子が前記３相△結線の各相に関連する複数の単
方向性半導体スイツチング素子であることを更に
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流発電
機。[Claims] 1. In an alternator for a vehicle driven by an internal combustion engine, a first alternator comprising a first armature winding and a first full-wave rectifier circuit connected to the winding. a second power generation circuit comprising a second armature winding and a second full-wave rectifier circuit connected to the winding; the first power generation circuit and the second power generation circuit; a switching element connected between the
During low-speed operation until the internal combustion engine reaches a preset rotational speed, the switching element becomes conductive and the first and second armature windings are connected in series in phase, producing a full-wave rectified output. and that during high-speed operation exceeding the preset rotational speed, the switching element becomes non-conductive and a full-wave rectified output is obtained in which the first and second power generation circuits are connected in parallel. AC generator. 2. The alternating current generator according to claim 1, further characterized in that each of the first and second armature windings is a single-phase winding, and the switching element is a bidirectional semiconductor switching element. . 3. The first and second armature windings are each a single-phase winding, and the switching element is two unidirectional semiconductor switching elements. alternator. 4. The first and second armature windings are each polyphase windings, and the switching elements are a plurality of unidirectional semiconductor switching elements associated with each phase of the polyphase windings. An alternating current generator according to claim 1. 5 The first and second armature windings are each 3
Claim 1, wherein the armature winding is a phase Y-connection, and the switching element is a plurality of unidirectional semiconductor switching elements associated with each phase of the three-phase Y-connection. alternator. 6 The first and second armature windings each have 3
Claim 1, wherein the armature winding is a phase Δ connection, and the switching element is a plurality of unidirectional semiconductor switching elements associated with each phase of the three-phase Δ connection. alternator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58030072A JPS59156200A (en) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | Ac generator for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58030072A JPS59156200A (en) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | Ac generator for vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59156200A JPS59156200A (en) | 1984-09-05 |
| JPH0161026B2 true JPH0161026B2 (en) | 1989-12-26 |
Family
ID=12293596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58030072A Granted JPS59156200A (en) | 1983-02-24 | 1983-02-24 | Ac generator for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59156200A (en) |
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| JPH0622218U (en) * | 1992-08-26 | 1994-03-22 | 株式会社吉野工業所 | Box body for storing bottle containers |
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1983
- 1983-02-24 JP JP58030072A patent/JPS59156200A/en active Granted
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