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車のオルタネーターの電圧は動調整してるのですか?

ope********さん

2015/10/713:41:43

車のオルタネーターの電圧は動調整してるのですか?

エンジンと発電機が直結しているのでアイドリングから数千回転まで、電圧の発生幅は4,5倍変わると思います。これをバッテリーに適した12Vにするのにどのような方法を使っているのでしょうか?3端子レギュレーターだと電圧差がありすぎて相当ごついものでないとダメなような気がします。また電力の殆どを熱に変えて無駄が多いようにも感じます。最近の車ははスイッチングレギュレーターみたいなものが主流なのでしょうか?古めの車はどう制御していたのでしょうか。お詳しい方よろしくお願いいたします。

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jin********さん

2015/10/717:37:12

現代の車両は三相交流発電機と整流器とモジュール化したレギュレーターを組み合わせており、下記の2つの相乗作用で平坦な特性を得ています。

1. 固定子には3個の発電コイルがあります。コイルですから相応のインダクタンスを持ち、これは周波数が高いほど電流を流しにくい。そのため、回転数が上がって発電コイルに誘起される交流の周波数が高くなるほどに発電部の内部抵抗を大きくしていくことになります。
発電コイルに誘起される電圧は、発電コイルと(整流器を介し)外部負荷との直列回路に分圧されるので、結果として周波数が高いほど負荷端の電圧の比率は小さくなります。

2. 回転子は電磁石になっており、レギュレーターが出力電圧を監視して電圧が高くなるほどこの電磁石に流す電流を減らして磁力を下げます。
一般的なレギュレーターは電圧を監視するICと回転子の電流を制御するパワートランジスタから成り、1個の小型モジュールにしてオルタネーターに固定されています。

写真はレギュレーター・モジュールで、この製品は回転子のスリップリングに電流を供給するカーボンブラシまで1体化されています。

現代の車両は三相交流発電機と整流器とモジュール化したレギュレーターを組み合わせており、下記の2つの相乗作用で平坦な...

  • 質問者

    ope********さん

    2015/10/1121:35:54

    ご回答有り難うございます。とても詳しくいないようで納得しました。写真まで添付していただきイメージも湧きました。うまいことやっているんですね。ロータのコイルに流す電流が消費する電力は微々たるもの発電される電力に比べて微小なものということですね。一見して回転が早くなるとローターへの電力供給も強くしなくてはならないように直感的に感じてしまいましたが、あくまでも磁界を変化させているのは回転によるものですので(アウターコイルの鉄芯の磁力はアウターのコイルで吸収されて磁場ゼロの状態になっているような感じでしょいうから)普通の何も存在しない電磁石と同等の電流制御で大丈夫という仕組み、とても面白いと思いました。ありがとうございました。

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質問した人からのコメント

2015/10/11 21:42:59

皆様ご丁寧に解答をしていただき誠に感謝いたします。ありがとうございました。

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who********さん

2015/10/808:46:54

レギュ内蔵です。
そのレギュで、回転子に流れる電流を制御してます。
要は回転子の磁力を強くしたり弱くしたりしてるってことです。
弱い磁力なら起電力は小さく、強い磁力なら起電力は大きくです。
三端子でもスイッチングでもないです。
余った電力を捨てるなんてこともないです。
そもそも余らないように作ってるので。

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com********さん

2015/10/720:03:06

導体が磁界の中を移動する(磁束を横切る)事で発電するわけですが、
他の条件が同じなら、導体の移動速度(オルタネータの回転速度)を変えても磁界の強さを変えても起電力(電圧)は変わります。
ですから、回転速度が速くなったら、磁界を弱くして、加点速度が遅くなったら磁界を強くする事で出力電圧をほぼ一定にしています。

そのためにオルタネータは永久磁石ではなく電磁石で磁界を起こしています。電磁石に流す電流をコントロールして起電力を調整するわけです

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cct********さん

2015/10/717:48:02

定電圧ダイオードで頭切。ツェーナーダイオードだけどね。要は、余分物は捨てちゃう。 もったいなけけどバッテリーの過充電も問題だからね。

それよるバッテリーも定電圧化するので、まさか4~5倍も電圧上がれない。

逆に発電電圧が低いとバッテリーから逆流して余計な負荷になるから、ダイオードで逆流は抑えているはず。

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san********さん

2015/10/715:29:27

交流を直流にするのは6つの整流ダイオード。
レギュレータはローターコイルに流す電流をON・OFF制御することで発電のON・OFFを制御し、規定電圧を超えないように調整する。
昔は接点式で今はIC。

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n_e********さん

2015/10/713:57:56

スイッチングレギュレーターです。
オルタネーターの発電は交流発電なので
AC-DCコンバートと定電圧化(レギュレーション)をいっしょにやってます。
スイッチングでないと大電流流せないです。
現在のシステム自体は相当前から変わっていません。


古い車はダイナモ(直流発電)だった時代があります。
が、古すぎて私にはわかりません。
いいかげんおじさんの私が生まれる前の話ですから…

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