自励式发电机的容性负载保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供自励式发电机的容性负载保护装置。对于具备自动电压调节器（１０）的自励式发电机（１），配备有：磁场电流控制用驱动器（２１），其与磁场绕组（６）串联地连接，且用于通过ＡＶＲ（１０）所具有的驱动电路（２３）进行导通／断开控制以使磁场电流流过磁场绕组（６）；容性负载保护用转子短路驱动器（２２），其与磁场绕组（６）并联地连接，且通过导通动作使短路电流流过磁场绕组（６），作为磁场电流控制用驱动器和容性负载保护用转子短路驱动器的驱动电源，连接有自举电路（３０），自举电路（３０）具有在磁场电流控制用驱动器（２１）导通时蓄积电荷的电容部（３２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过自动电压调节器(AVR)控制供应给磁场绕组的电流以调节发电 机的输出的发动机驱动式发电机(自励式AVR式同步发电机)的控制装置，尤其涉及保护 自动电压调节器(AVR)免受反电动势破坏的自励式发电机的容性负载保护装置，所述反电 动势是由于连接了容性负载时所述发电机中的电枢反应而产生的。
技术介绍
关于自励式AVR式同步发电机，在专利文献1中记载有如下所述的结构，如图4所 示，该结构具有被卷绕在发电机1的定子侧的发电绕组2和励磁绕组3 ；被卷绕在由驱动 源(发动机)4旋转的转子5上的磁场绕组6 ；安装在转子5上以产生励磁电流的永久磁铁 7 ；控制供应给所述磁场绕组6的电流的自动电压调节器(AVR) 10。经由电刷8与磁场绕组6连接的自动电压调节器(AVR) 10具有在输入侧连接了 励磁绕组3的两端的整流器11 ；设置在整流器11与接地之间且用于对整流器11的输出电 压进行平滑的电容器12 ；与磁场绕组6并联地连接的续流二极管13 ；通过导通/截止控制 来使磁场电流流过磁场绕组6的晶体管14 ；对磁场电流进行PWM控制的磁场电流驱动电路 (磁场电流驱动单元)15。磁场绕组6的一端被连接到整流器11的输出侧，磁场绕组6的 另一端被连接到晶体管14的集电极侧。为了在对流过磁场绕组6的磁场电流进行PWM控制的情况下吸收停止通电时所发 生的浪涌电压并实现磁场电流的平滑化，而设置续流二极管13。此外，发电绕组2的输出侧被构成为经由电刷8连接到负载9，并且检测到的输出 电压被输入到磁场电流驱动电路15。通过自动电压调节器(AVR) 10，按如下所述的方式进行动作通过晶体管14的导 通/截止来控制供应给磁场绕组6的电流，由此，使从发电绕组2输出的电压保持为预先设 定的电压。在自励式AVR式同步发电机中，在作为负载9，连接有容性负载即电容性负载的情 况下，会引起由电枢反应造成的转子5的磁化作用。因此，如图5B所示，因一定量以上的容 性负载电流而引起在转子5的磁场绕组6上产生反电动势电压的现象。此时，认为由于在 作为转子励磁控制单元的AVR上施加反电动势电压(过电压)，因此，在没有保护功能的情 况下，会在AVR 10内部的电容器12等整流器件等上产生由过电压造成的损坏。另外，图5A 是示出没有连接容性负载的通常情况中的、流过励磁绕组3和磁场绕组6的电流的简略电 路说明图。再者，在图5A和图5B中，使用磁场电流控制FET 14来代替图4中的作为开关 元件的晶体管14。以往，如图6所示，使用对两个双极晶体管进行了达林顿(Darlington)连接的自 偏压电路40来作为用于抑制反电动势电压的容性负载保护用短路电路。根据该电路，通过 由容性负载的电枢反应造成的反电动势，基极电流ib从转子(磁场绕组6)经由引线电阻 41流到晶体管42，晶体管43短路，由此流过短路电流ic。引用文献专利文献1 日本特开平8-140400号公报
技术实现思路
虽然将晶体管、FET等器件用于形成容性负载保护用短路电路，但是存在有这样的 问题在上述的自偏压电路40中，依靠转子5中产生的反电动势电压无法得到对于晶体管 42、43而言足够的栅电压，因此，不能在饱和动作区域中使用这些器件，需要发热量大的大 型器件。另外，在晶体管42的基极上连接有用于降低电压的大型引线电阻41，需要抑制器 件的发热。而且，还存在有这样的问题如果使用在电路上易操作的PNP晶体管、P沟道FET， 则价格昂贵，没有适合于电路的大容量器件。也就是说，在自偏压电路中，晶体管42、43所需要的功能只是短路动作，如果能够 实现该功能，则可以抑制AVR内器件的发热，保护装置可以大幅度地小型化，并且也能够大 幅度地降低由反电动势电压造成的电路损坏的可能性。本专利技术是鉴于上述实际情况而提出来的，其目的在于，关于保护自动电压调节器 (AVR)免受因电枢反应产生的反电动势的破坏的装置，提供一种可以使用低价的器件来构 成的自励式发电机的容性负载保护装置。为了达到上述目的，第一方案的专利技术在下述方面具有第一特征，即自励式发电机1具备自动电压调节器10，所述自动电压调节器10根据发电机输出 电压的变动，向磁场绕组6供应对卷绕在由发动机驱动的发电机中的励磁绕组3的输出进 行整流而获得的电流，对于所述自励式发电机1，配置有磁场电流控制用驱动器21，其与所述磁场绕组6串联地连接，用于通过所述自动 电压调节器10所具有的驱动电路23进行导通断开控制而使磁场电流流过所述磁场绕组6 ； 以及容性负载保护用转子短路驱动器22，其与所述磁场绕组6并联地连接，通过导通 动作使短路电流流过磁场绕组6，作为所述磁场电流控制用驱动器和容性负载保护用转子短路驱动器的驱动电源， 连接有自举电路30， 所述自举电路30具备在所述磁场电流控制用驱动器21导通时蓄积电荷的电容部 32。第二方案的专利技术在下述方面具有第二特征在第一方案的自励式发电机的容性负 载保护装置中，由N沟道MOSFET构成所述磁场电流控制用驱动器21和容性负载保护用转 子短路驱动器22。第三方案的专利技术在下述方面具有第三特征在第一方案的自励式发电机的容性负 载保护装置中，具备使所述磁场电流控制用驱动器21和容性负载保护用转子短路驱动器 22总是相互反转地进行动作的控制单元M。第四方案的专利技术在下述方面具有第四特征在第三方案的自励式发电机的容性负 载保护装置中，所述控制单元M分别以任意的脉冲宽度和相位控制所述磁场电流控制用驱动器21和容性负载保护用转子短路驱动器22，由此，以不同的定时进行电压驱动。根据具有第一特征的本专利技术，通过设置容性负载保护用转子短路驱动器22，实现 防止由于磁场绕组6中产生的反电动势而造成的AVR损坏，并且对容性负载保护用转子短 路驱动器22使用电容部32作为独立的电源。即，通过使用自举电路作为各驱动器的驱动电源，可以用一个系统的电源来确保 足够使磁场电流控制用驱动器21和容性负载保护用转子短路驱动器22两者在饱和区域进 行动作的栅电压。其结果，可以抑制导通时的各驱动器的发热，能够采用小型的器件来作为 各驱动器。根据具有第二特征的本专利技术，通过对各驱动器使用廉价的N沟道M0SFET，可以廉 价地构成装置整体。根据具有第三特征的本专利技术，通过具备使各驱动器总是相互反转地动作的控制单 元对，能够避免各驱动器同时导通。根据具有第四特征的本专利技术，通过分别以任意的脉冲宽度和相位对各驱动器进行 控制，能够以不同的定时对各个驱动器进行电压驱动。附图说明图1是示出本专利技术一个实施方式的自励式发电机的容性负载保护装置的要部结 构的框图。图2是用于说明驱动磁场电流控制用驱动器和容性负载保护用转子短路驱动器 的驱动脉冲的时间图。图3是用于说明磁场绕组中产生的反电动势与磁场电流控制用驱动器以及容性 负载保护用转子短路驱动器的驱动脉冲之间的关系的时间图。图4是示出具备自动电压调节器(AVR)的一般的自励式发电机的结构的结构说明 图。图5A示出自励式发电机的简易电路图，是示出在平常的时候流动的电流的简易 电路图。图5B示出自励式发电机的简易电路图，是示出在连接容性负载的时候流动的电 流的简易电路图。图6是示出现有的容性负载保护用短路电路的结构的简易电路图。标号说明1自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自励式发电机的容性负载保护装置，自励式发电机（１）具备自动电压调节器（１０），所述自动电压调节器（１０）根据发电机输出电压的变动，向磁场绕组（６）供给对卷绕在由发动机驱动的发电机中的励磁绕组（３）的输出进行整流而获得的电流，对于所述自励式发电机（１），配置有：磁场电流控制用驱动器（２１），其与所述磁场绕组（６）串联地连接，用于通过所述自动电压调节器（１０）所具有的驱动电路（２３）进行导通断开控制以使磁场电流流过所述磁场绕组（６）；以及容性负载保护用转子短路驱动器（２２），其与所述磁场绕组（６）并联地连接，通过导通动作使短路电流流过磁场绕组（６），作为所述磁场电流控制用驱动器和容性负载保护用转子短路驱动器的驱动电源，连接有自举电路（３０），所述自举电路（３０）具备在所述磁场电流控制用驱动器（２１）导通时蓄积电荷的电容部（３２）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前田河稔，中田泰弘，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]