(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関によって駆動可能な発電機（３４）の調整方法であって、
励磁磁界を発生するための励磁コイル（１０）を有し、該励磁コイル（１０）には調整可能な励磁電流（ＩＦ）が流れ、
さらに、ステータコイル（１１、１２、１３）を有し、該ステータコイル（１１、１２、１３）において磁束変化によって交流電圧が誘導され、
前記ステータコイル（１１、１２、１３）は少なくとも１つのパルス幅変調インバータ（２２）を介して負荷（２０）に接続されている、内燃機関によって駆動可能な発電機（３４）の調整方法において、
前記ステータコイルから出力されるステータ電流（ＩＳ）の大きさおよび位相は、前記発電機の回転数および／または該発電機を駆動する内燃機関の回転数に依存して調整装置（３２）により制御される前記パルス幅変調インバータ（２２）によって調整され、
前記ステータ電流（ＩＳ）の大きさおよび位相は励磁電流（ＩＦ）に関連して調整され、
該励磁電流（ＩＦ）は、前記調整装置（３２）によって大きさが調整され、送出される、
ことを特徴とする、内燃機関によって駆動可能な発電機の調整方法。
【請求項２】
前記ステータ電流からの出力は、端子電圧（ＵＫＬ）が可能な最大端子電圧とゼロとの間で自由に調整可能であるように行われることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
調整装置（３２）のマイクロプロセッサは、前記ステータ電流の供給を前記発電機の回転数および／または該発電機を駆動する内燃機関の回転数に依存して決定することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ステータ電流を供給するためのパルス幅変調インバータ（２２）のパルス幅変調インバータ素子（２４〜２９）の制御は、ほぼ１４ボルト又は２８ボルトの発電機電圧が発生するように行われることを特徴とする請求項１〜３のうちの１項記載の方法。
【請求項５】
最大の回転トルクを生じるように前記ステータ電流（ＩＳ）が供給され、
回転数がさらに上昇する場合、端子電圧（ＵＫＬ）がその最大値に到達した後で、磁界を弱めるステータ電流（ＩＳ）が供給されることを特徴とする請求項１〜４のうちの１項記載の方法。
【請求項６】
前記パルス幅変調インバータ素子（２４〜２９）の作用が、ダイオードの作用に相応するように、所定の回転数の上側でパルス幅変調インバータ（２２）の前記パルス幅変調インバータ素子（２４〜２９）の制御が行われることを特徴とする請求項１〜５のうちの１項記載の方法。
【請求項７】
発電機（３４）がモータ動作で作動するようにパルス幅変調インバータ（２２）のパルス幅変調インバータ素子（２４〜２９）の制御が少なくとも一時的に行われ、前記発電機（３４）は回転トルク（Ｍ）を発生し、さらに内燃機関のスタート時に又はギアの切り換えの際に同期補助として又はサーボ駆動部として調整可能であることを特徴とする請求項１〜６のうちの１項記載の方法。
【請求項８】
少なくとも短時間の過負荷がモータ動作又は発電機動作において許容され、調整装置（３２）は相応の制御信号をパルス幅変調インバータ（２２）に送出し、該パルス幅変調インバータは過電流をもたらすことを特徴とする請求項１〜７のうちの１項記載の方法。
【請求項９】
熱的過負荷が発生するならば、過負荷領域における動作は調整装置（３２）によって終了されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
発電機（３４）は少なくとも一時的にはモータとして動作され、必要なモータトルク（Ｍ）はパルス幅変調インバータ（２２）の制御によって発生されることを特徴とする請求項１〜９のうちの１項記載の方法。
【請求項１１】
内燃機関によって駆動可能な発電機（３４）の調整装置であって、
励磁磁界を発生するための励磁コイル（１０）を有し、該励磁コイル（１０）には調整可能な励磁電流（ＩＦ）が流れ、
さらにステータコイル（１１、１２、１３）を有し、該ステータコイル（１１、１２、１３）において磁束変化によって交流電圧が誘導され、
前記ステータコイル（１１、１２、１３）は少なくとも１つのパルス幅変調インバータ（２２）を介して負荷（２０）に接続されている、内燃機関によって駆動可能な発電機（３４）の調整装置において、
該調整装置（３２）は制御手段を含み、
該制御手段は、前記パルス幅変調インバータ（２２）に接続されており、該パルス幅変調インバータ（２２）を、前記発電機の回転数および／または該発電機を駆動する内燃機関の回転数に依存して制御し、
当該制御により前記ステータコイルから出力されるステータ電流（ＩＳ）の大きさおよび位相が調整され、
前記ステータ電流（ＩＳ）の大きさおよび位相は励磁電流（ＩＦ）に関連して調整され、
該励磁電流（ＩＦ）は、前記調整装置（３２）によって大きさが調整され、送出される、
ことを特徴とする、内燃機関によって駆動可能な発電機（３４）の調整装置。
【請求項１２】
前記パルス幅変調インバータ（２２）は制御可能なパルス幅変調インバータ素子（２４〜２９）としてパワーＭＯＳＦＥＴを含み、前記制御可能なパルス幅変調インバータ素子（２４〜２９）は調整装置（３２）に接続されており、さらに集積されたインバースダイオードを含むことを特徴とする、請求項１１項記載の装置。
【請求項１３】
前記調整装置（３２）は内燃機関の制御機器の又は電圧調整器の構成部材であり、少なくとも１つのマイクロプロセッサを含むことを特徴とする請求項１１又は１２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、主請求項の上位概念記載のとりわけ自動車の三相発電機の、内燃機関によって駆動可能な発電機の調整のための方法に関する。
【０００２】
従来技術
自動車において必要とされる電気エネルギの発生のためには、今日通常はクロウポール発電機が使用される。このクロウポール発電機は三相発電機であり、この三相発電機の出力電流はダイオードブリッジによって整流され、車両の電気的負荷の給電のためにならびにバッテリの充電のために使用される。図１には三相発電機の最も基本的な構成部材が図示されている。励磁コイル１０は界磁コイルとも呼ばれ、励磁電流乃至は界磁電流ＩＦが流れる。励磁コイル１０の電圧は界磁電圧ＵＦである。
【０００３】
励磁コイル１０を流れる電流に基づいてステータコイル１１、１２、１３において磁界が誘導される。ステータコイルにおいて磁束変化によって誘導電圧が生じる。この誘導電圧は電流ＩＳをダイオード１４〜１９によって自動車搭載電源へと流す。この電流は負荷２０ならびにバッテリ２１の給電のために使用される。バッテリ電圧はＵＢと記されている。界磁巻線１０を流れる電流フローは通常はここには図示されていない電圧調整器によって調整され、この結果、発電機の出力側で所望の電圧が発生する。発電機３４は通常励磁コイル１０及びステータコイル１１〜１３を有するシステム全体のことである。
【０００４】
図１に図示されているような発電機及び所属の整流器によって出力は所定の回転数に到達した後で初めて開始される。この回転数は発電機の設計仕様、とりわけステータコイルの構成に依存する。発電機が出力を送出し始める回転数乃至は電流フローが始まる回転数はいわゆるカッティングインスピード（Einschaltdrehzahl）ｎＥである。
【０００５】
従来の発電機において、発電機によって送出されるｋＷ単位の出力Ｐｅと毎分の発電機回転数ｎとの間の関係を図３に図示する。下方の（実線の）曲線は１４Ｖの出力電圧の場合に当てはまり、上方の（破線の）曲線は２８Ｖの出力電圧の場合に当てはまる。付加的にいわゆる接線直線ＴＧが記入されている。接点は１４Ｖ出力電圧の場合にはほぼ１５００/ｍｉｎに等しい発電機回転数ｎ１に存在する。図３に示されている出力電圧１４Ｖ及び２８Ｖにおける回転数に依存する出力の計算は一定のパラメータによって実施された。詳細には次のパラメータが選択された：
ステータ漏れインダクタンス：１９μＨ
ステータ横方向インダクタンス：４７μＨ
ステータ長手方向インダクタンス：７７μＨ
ステータ抵抗：１２ｍΩ
励磁電流：３.５Ａ
ダイオード及びスイッチは理想的な構成素子として前提された。全ての計算はベクトル図において実施された。
【０００６】
図３から読み取れるように、従来の三相発電機は毎分１５００回転の下の回転数ではほんの僅かな出力しか供給しない。このように小さい回転数においてはこの発電機は非常に僅かな電流しか送出できない。電流フローが始まるためには、整流される発電機電圧の瞬時値が自動車搭載電源電圧よりも大きくなければならない。この前提条件の下においてのみ発電機は一般的に（格別の）電流を供給することができる。回転数が増大するにつれて、励磁コイル１０によってステータ巻線１１、１２及び１３において誘導される電圧、これは同期内部電圧と呼ばれる、が上昇する。相応して回転数が増大するにつれて発電機電流も増大する。高い回転数においては、ステータコイルの出力側に生じる端子電圧は同期内部電圧に比べて非常に小さい。この結果、発電機はほぼ短絡状態で動作される。この理由から出力は回転数が増大するにつれてほんの少ししか上昇できない。
【０００７】
自動車搭載電源電圧を高めることによって、短絡点において発電機の出力は相当高められる。２倍の電圧、すなわち発電機における２８Ｖの出力電圧の場合の出力は、高い回転数に対して１４Ｖの発電機電圧の場合よりもほぼ２倍の大きさである。送出される出力の２倍化が実現される。というのも、ここでも短絡電流に到達するからである。発電機電圧の２倍化の代わりに巻線数の半減によって送出される電流の２倍化がもたらされ、これにより出力２倍化がもたらされる。磁気的には発電機においてこれら両方の方法によって同じ状態が発生する。従って、以下の考察では１つの方法だけについて説明する。すなわち、巻線数を変化させない場合における電圧２倍化について説明する。
【０００８】
既に説明したように、高い回転数における発電機電圧の２倍化は相当な出力上昇をもたらす。しかし、発電機回転数が小さい場合には電圧増大は不利をもたらす。電流が送出され始めるカッティングインスピードｎＥはバッテリ電圧に比例する。従って、バッテリ電圧が増大する場合にはカッティングインスピードも上昇し、発電機回転数が小さい場合には出力が送出されない。従来の発電機はほぼ毎分１８００回転〜６０００回転の回転数に対して構成されているので、低い回転数領域では問題が発生する。接点は、できるだけ急峻な原点を通る直線と発電機特性曲線との接触点として生じ、この特性曲線を発電機回転数に対する発電機出力の関係を示す特性曲線と解釈する。図３から見て取れるように、この接点は１倍のバッテリ電圧の場合にはほぼ毎分１５００回転にある。異なるバッテリ電圧に対する接点は１つの直線上にあるので、結果的に２倍のバッテリ電圧の場合には接点は２倍の大きさの回転数ｎ２に到達する。２８Ｖの際のこの発電機の出力は回転数ｎ１においてはゼロに等しい（図３参照）。
【０００９】
発電機動作回転数として毎分１８００回転よりもさらに部分的に小さい回転数も許されるべきなので、バッテリ電圧は接点をより低い回転数にシフトするために低下される。選択的に、巻線数を増大することもできる。しかし、どちらの場合も最大発電機出力は下がり、従ってこのような発電機変化は不可能である。これとは対照的に、将来の発電機はより多くの出力をもたらさなければならない。５ｋＷを越える出力が要求される場合、発電機は大型化されなければならない。しかし、クロウ形幾何学的構造（Klauengeometrie）は回転数一定のためにクロウ部分の延長は許されず、ステータ内径の増大も不可能であるので、今日ではダブルジェネレータを使用することが提案されている。しかし、このダブルジェネレータはコスト高で、かつ比較的高い慣性トルクという欠点を有する。
【００１０】
出力を高めるための他の公知の方法は、発電機の端子電圧をそれぞれ必要条件に適合させることである。この方法は、自由電圧における発電機動作とも呼ばれる。発電機が作動してコンデンサに出力を供給し、直流電圧変換器はこの出力を変換して自動車用搭載電源に供給し、この場合この自動車搭載電源の電圧を例えば１４Ｖに安定させる。それぞれの回転数に対する適当な電圧の選択によってこの発電機は各回転数において接点で作動できる。１４Ｖの場合の接点ｎ１乃至は２８Ｖの場合の接点ｎ２における回転数よりも大きい回転数に対してはコンデンサ電圧は自動車搭載電源電圧よりも大きく選択される。コンデンサ電圧を自動車搭載電源電圧に変換する直流電圧変換器はすなわちバックチョッパ（buck chopper）として作動し、電圧を比較的高い値から比較的低い値に変換しなくてはならない。それぞれの回転数ｎ１乃至はｎ２よりも小さい回転数に対しては、この直流電圧変換器はブーストチョッパ（boost chopper）として作動しなくてはならない。すなわち、小さいコンデンサ電圧をより高い自動車搭載電源電圧に変換する直流電圧変換器が使用される。
【００１１】
可変的な発電機電圧によるこの公知の解決法は図３の両方のバッテリ電圧の利点を統一する。というのも、両方の接点は接近することができるからである。すなわち、回転数が高い場合には高い出力が実現され、他方で回転数ｎ１においても格別の出力が送出できる。
【００１２】
比較的高い電圧によって作動されコンデンサを有しこのコンデンサの電圧が電圧変換器によって変えられる発電機はＤＥ-Ｐ１９６４６０４３から公知である。発電機、中間回路コンデンサ及び電圧変換器によって作動するこのような解決法の欠点は、このシステムの全効率の低下をもたらす効率の結合である。例えば、バックチョッパは広い電圧範囲に対して構成されており、これによって最適化が妨げられる。９０％の効率が上限である。発電機はこのような動作においては８０％までの効率に到達することができる。従って、全効率はほんの７０％である。この公知の解決法のさらに別の欠点は、バックチョッパが大きくて高価で重いことである。というのも、このバックチョッパは複数の電力スイッチならびにコンデンサ及びコイルを含むからである。
【００１３】
このような公知のシステムは他にも図５に図示されている。このシステムは、図１に示されたシステムの構成部材の他にさらに付加的に直流電圧変換器２３ならびにコンデンサ２４を有する。ＤＥ-Ｐ１９６４６０４３から公知の電圧供給のための装置は全くパッシブなダイオード整流ブリッジの代わりに６個のパルス幅変調インバータ素子を有するパルス幅変調インバータを有し、これらの６個のパルス幅変調インバータ素子は電子装置によって制御可能である。制御乃至は調整ストラテジに関してはＤＥ-Ｐ１９６４６０４３では、パルス幅変調インバータの適当な制御が行われることによって電圧が発電機動作において特定の範囲において必要条件に適合可能であることが指摘されているだけである。
ＤＥ-ＯＳ３７４３３１７から車両エンジンによって駆動される発電機を有する車両搭載電源システムが公知である。この発電機は調整可能な励磁界磁を有する三相発電機であり、この三相発電機はスタータとしても使用され、さらにパルス幅変調インバータ素子によって負荷及びバッテリと接続される。パルス幅変調インバータ素子はこの場合ステータコイルと負荷乃至はバッテリとの間に設けられ、動作の際には発電機から送出される電圧を整流する。この発電機がスタータとして動作される場合、この発電機はバッテリから電圧を給電される。付加的に双方向変換器を有する直流電圧中間回路が存在し、この双方向変換器は通常はこの発電機の比較的高い出力電圧を許容し、スタート時には橋絡される。この回路によって発電機の出力電圧を高め最適な発電機構成を実現することができる。この最適な発電機構成は例えばＤＥ-ＰＳ３３１３３９８から公知の他の発電機よりも小さい電流を必要とする。
【００１４】
本発明の利点
請求項１の特徴部分記載の構成を有する発電機の調整のための本発明の方法は、従来技術からの公知の解決法に対して次のような利点を有する。すなわち、比較的高い回転数において性能を損なうことなしに、発電機の出力が低い回転数の領域において明らかに高められる。
【００１５】
励磁コイル及びステータコイルを有する三相発電機においてステータ電流が大きさ及び位相に応じて選択可能なパラメータに依存して供給され、この電流供給はパルス幅変調インバータによって行われ、このパルス幅変調インバータは調整装置によって制御される。励磁電流に対して大きさ及び位相に応じた電流供給はとりわけ有利には次のような動作方式を可能にする。すなわち、パルス幅変調インバータの制御によって発電機の端子電圧は自由に調整可能であり、この調整は可能な最大端子電圧とゼロとの間で行われることを許容する動作方式を可能にする。
【００１６】
本発明の他の利点は、従属請求項の特徴部分の構成によって得られる。決定的な利点は、比較的高い電圧において、例えば２倍のバッテリ電圧に相応する電圧において低い回転数領域において特に大きな出力上昇が可能であることである。この場合、有利には電圧２倍化によって同様に２倍になるはずのカッティングインスピードが低減され、発電機はパルス幅変調インバータによる動作の際にいわゆるトルク直線に沿って動作する。この発電機の磁気特性はこの場合有利には影響されない。
【００１７】
パルス幅変調インバータとしては有利にはパワーＭＯＳＦＥＴ又は類似のスイッチを使用する。これらの構成部材は、有利にはインバースダイオードを既に集積しているか又は整流器動作のために逆方向に動作される。制御パルスの発生は有利には調整装置で行われる。この調整装置はマイクロプロセッサ制御されて作動し、励磁電流も制御する。励磁電流は有利には自動車搭載電源から、とりわけバッテリから取り出される。
【００１８】
実施例の記述
実施例ならびに従来技術は図面に図示されており、記述において詳しく説明する。
【００１９】
図２には本発明の方法を実施するための発電機ならびに所属の制御回路が図示されている。発電機３４は、ここでも励磁コイル１０、ステータコイル１１、１２及び１３を含む。励磁乃至は界磁コイル１０を界磁電流ＩＦが流れる。この励磁コイルに印加されている電圧はＵＦで示されている。
【００２０】
発電機３４はここには図示されていない内燃機関によって駆動される。この内燃機関はこの場合トルクＭを作用する。このトルクＭは発電機回転数ｎをもたらす。発電機が回転している場合、ステータコイルは電流ＩＳを送出する。発電機端子間には端子電圧ＵＫＬが発生する。この端子電圧ＵＫＬはパルス幅変調インバータ２２によって調整可能である。このパルス幅変調インバータ２２は６個のパルス幅変調インバータ素子２４〜２９を含む、これら６個のパルス幅変調インバータ素子２４〜２９は例えばＭＯＳＦＥＴスイッチとして構成されている。発電機が回転している場合、自動車搭載電源に必要とされる搭載電源電流ＩＢが送出される。発生される電圧はコンデンサ３０にバッファされ、そこから負荷２０ならびに自動車搭載電源３１のバッテリ２１に到達する。
【００２１】
パルス幅変調インバータ素子２４〜２９の制御ならびに界磁電流ＩＦの界磁乃至は励磁巻線１０による界磁電流ＩＦの調整は調整装置３２によって実施される。この調整装置３２は例えばマイクロプロセッサを含み、このマイクロプロセッサは供給される情報、例えば回転数センサ３３の信号を評価し、適当な制御信号を例えばパルス幅変調インバータに対して送出する。調整装置３２を介してバッテリ電圧ＵＢが乃至は調整装置３２によって設定可能な、このバッテリ電圧ＵＢから導出される励磁巻線１０の電圧ＵＦが供給される。調整ストラテジを次に詳しく説明する。
【００２２】
全くパッシブなダイオード整流器の代わりにパルス幅変調インバータ２２を使用することは、自動車搭載電源電圧が増大されるか又は巻線数が低減される場合に、自由電圧における発電機動作と同じ出力上昇を可能にする。しかし、低い発電機回転数の場合でも比較的良好な効率及びはるかに大きな出力発生量（Leistungsausbeute）が実現される。
【００２３】
整流器ブリッジにおいてダイオードを使用する場合、ステータコイルに流れるステータ電流ＩＳの大きさと、励磁電流IFに対するステータ電流ISの位相角は、端子電圧ＵＫＬが換算された自動車搭載電源電圧に相応するように調整される。しかし、この関係を同様に満たす他の電流及び角度も多数存在する。各電流及びこれに所属の角度は所定の端子電力を決定する。パルス幅変調インバータ２２乃至はパルス幅変調インバータ素子２４〜２９から成るブリッジ回路を使用することによって、ステータ電流ISの大きさ及び位相に応じた電流供給が可能になり、これによって本発明の動作方式が可能になる。この新たな動作方式によって、パルス幅変調インバータ２２が端子電圧ＵＫＬを最大可能端子電圧とゼロとの間で自由に調整できるようになる。最大可能端子電圧は従来の自動車搭載電源電圧では例えば１４Ｖ・Π/３である。
【００２４】
各回転数において発電機に最大ステータ電流ＩＳが供給されることを前提とすると、次のように考察される：回転数が非常に小さい場合には電圧はまだ小さく、これによって最大の回転トルクが生じるようにステータ電流が供給される。発電機の巻線が軸に対して対称性に構成されている場合、励磁電流ＩＦとステータ電流ＩＳとの位相角は垂直に（９０°）ならなければならない。非対称性の発電機の場合、この最大値は少しずれた角度、例えば７４°で得られる。発生する回転トルクは１８Ｎｍであり、接線におけるトルクの２倍の大きさである。この電流の位相は、端子電圧がその最大値に到達するまで維持される。この最大値には基本回転数領域の端部において、磁界を弱める領域の始まりで到達し、これは例えばほぼ毎分７７０回転の場合である。さらに回転数が上昇する場合、励磁電流ＩＦに対するステータ電流の位相角を大きくしなければならない。これによって、発生する磁束が相互に相殺されるようにするためである。従って、誘導される電圧は一定に保持される。回転数ｎ１においてこの発電機は、ダイオード動作の場合の１.２ｋＷではなく、ほぼ１.６ｋＷを送出する。回転数が大きくなるにつれて、ますます作動点はダイオード動作とパルス幅変調インバータ動作との間で相互に類似してくる。図４には、それぞれ出力Ｐｅ［ｋＷ］と回転数ｎ［１/ｍｉｎ（毎分）］との関係が示されており、２つの異なる電圧及びダイオードによる動作ならびにインバータによる動作に対して相応する特性曲線が示されている。付加的にトルク直線ＭＧ及び接線直線ＴＧ、及び回転数ｎ１、ｎ２が記入されており、この回転数ｎ１、ｎ２は接線直線を良く示している。
【００２５】
図４において明瞭なように、パルス幅変調インバータによる動作の際にはとりわけ低い回転数において出力における決定的な改善が生じる。とりわけ２倍化されたバッテリ電圧における特性曲線同士を比較すると、出力上昇は明白である。固定電圧におけるダイオード動作の場合、カッティングインスピードｎＥは２倍化し、回転数ｎ１において発電機は出力を送出しない。自由電圧による動作の場合には接線直線ＴＧに沿って作動される。ｎ１における最大出力は１.２ｋＷである。本発明によりトルク直線ＭＧに沿った動作が可能になる。回転数ｎ１において発電機はほぼ２.５ｋＷを送出することができる。これら３つの動作方式に対してはそれぞれ同一の発電機が前提とされている。上記のとおり、バッテリ電圧増大による出力上昇効果は１倍のバッテリ電圧においても同様に巻線回転数の低減によって得られる。
【００２６】
本発明の方法が実施できるためには、位置及び回転数センサ３３が存在することが必要である。この位置及び回転数センサ３３は発電機の回転数及び/又は発電機を駆動する内燃機関の回転数をもとめる。この回転数は次いで調整装置３２において評価され、制御信号を決定する際に考慮される。熱的に許容しうる最大電流は従来の発電機の場合と同様であるといってよいだろう。毎分６０００回転の上の回転数においては場合によっては従来の調整に移行する。というのも、電流をパルス幅変調インバータによって供給する必要がないからである。この場合、パルス幅変調インバータを相応に制御することによって古典的なダイオード動作に移行することができ、出力は励磁電流の制御によってのみ調整されうる。
【００２７】
自由電圧による動作の場合のように、発電機は十分に高い動作電圧において８０％までの効率に到達できる。パルス幅変調インバータの効率は主にスイッチによって決定される。パルス幅変調インバータによって電圧は安定化され、この結果、電圧一定保持のための後続の電子装置段乃至は電圧変換のための後続の電子装置段は必要がなく、従って、更なる損失は生じない。高い回転数においては、このパルス幅変調インバータはダイオードブリッジとして動作されうる。これによって、損失はダイオード導通損失に低減される。
【００２８】
ここで記述してきたパルス幅変調インバータを有する発電機は機能的には高ダイナミックサーボ駆動部に相応するので、出力は高ダイナミックに制御される。パルス幅変調インバータ素子を制御する相応の調整装置の調整器構成によって従来の発電機ならびに従来の電圧調整器の場合よりも明らかに小さい過電圧で負荷解除を行うことができる。
【００２９】
パルス幅変調インバータの概念を使用することによってモータ動作も可能となる。すなわち、この発電機をモータ、例えばスタータモータとして使用することもできる。前述の１８Ｎｍのトルクは同様にモータ動作においても発生される。短時間の過電流によって５０〜１００％までの過負荷に到達しうる。このような回転トルクはギアの切り換えの際の同期補助として又は内燃機関の始動のための相応のトランスミッションにおいて使用される。
【００３０】
同様に発電機動作は短時間の過負荷によって、持続短絡電流に対するトルク直線よりもはるかに急峻な直線上の動作点に到達しうる。この過負荷はステータならびに励磁回路を襲う。過負荷状態における動作の際には全システムのとりわけクリティカルな箇所における温度測定が実施され、クリティカルな温度に達した場合には過負荷の終了が調整装置からの適当な制御信号の送出によってトリガされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  発電機及び整流ブリッジ及び自動車搭載電源の基本的な構成部材の公知の回路を示す。
【図２】  パルス幅変調インバータを含む本発明の発電機を示す。
【図３】  ２つの異なる出力電圧に対する発電機の出力電力と発電機回転数との間の関係を示す。
【図４】  異なる出力電圧に対する発電機の出力電力と発電機回転数との間の関係を示し、パッシブなダイオードブリッジを有する発電機に対する特性曲線とインバータを有する発電機に対する特性曲線が示されている。
【図５】  三相発電機の公知の回路装置が示されており、付加的に中間回路コンデンサ及び直流電圧変換器が存在する。
【符号の説明】
１０  励磁コイル
１１、１２、１３  ステータコイル
１４〜１９  ダイオード
２０  負荷
２１  バッテリ
２２  パルス幅変調インバータ
２３  直流電圧変換器
２４〜２９  パルス幅変調インバータ素子
３０  コンデンサ
３１  自動車搭載電源
３２  調整装置
３３  回転数センサ
３４  発電機
【図１】
0004308423.tif 000002
【図２】
0004308423.tif 000003
【図３】
0004308423.tif 000004
【図４】
0004308423.tif 000005
【図５】
0004308423.tif 000006