オルタネータの測定方法について

質問

先日、オルタネータの性能グラフを手に入れたのですが、
そのグラフは様々な電装品を使用し負荷をかけた時の
データらしいのですが、どなたかおよそでいいのでどれくらい
の負荷をかけているのかご存知の方教えて頂けませんか？
ちなみにオルタネータは日立製のものです。

回答No.2

noname#2748 · ベストアンサー

使用する機器の詳細が不明なので十分な説明はできないかと思いますが、一応目安になる値を記しておきます。
ヘッドランプは凡そ０.８Ａ～１Ａ程度（２灯式）、エアコンですがコンプレッサー駆動用のマグネットクラッチが２Ａ程度、室内の送風用のファンが６Ａ～１３Ａ程度、コンデンサー冷却用のファンが８Ａ～１８Ａ程度でしょう。その他にエアコンの制御を電子式で行っている場合、制御用に２Ａ～３Ａと言ったところでしょう。

もし、使用する機器がお手元におありならば、使用する予定の機器を全て並列につなぎ、エンジンをかけた自動車のバッテリーから電源を取り、そのときの電流と電圧を測定し、それらの積を求め消費電力を計算してはいかがですか、簡便にして一番確実な方法だと考えます。

モーターでオルタネータを駆動する際の注意ですが、負荷に直接オルタネータの出力を接続するのは感心しません。接続されるのが誘導負荷（モーターなど）である場合特にですが、起動時には定常状態の数倍の電流が流れますので、それが直接、駆動用のモーターに跳ね返り、駆動用モーターが過負荷になりかねません。そこで、オルタネータの出力と負荷の間にバッテリー（軽自動車用のもので十分）を入れて一種のフローティングチャージのような構成にする事をお勧めします。こうすることで、瞬間的な負荷増大に対するバッファーになり、駆動用のモーターに対する負荷の軽減につながります。また、駆動用のモーターは駆動系のロスやオルタネータの内部損失を見込んで、最大消費電力の１.５倍～２倍程度の軸出力（消費電力ではない）が必要でしょう。ご存知かと思いますが、電力は電流×電圧で求められますので、使用する機器の合計消費電力
を求め、その１.５倍～１.８倍の出力をもつモーターで駆動するのが良いでしょう。オルタネータの最大定格電力の１.５倍～２倍であれば十分といえるでしょう。

お礼

お礼が遅れてしまい大変申し訳ございません。
大変参考になりました。実は卒業研究でオルタネータ
の性能評価とソーラーカーと風力発電の応用について
研究しており、行き詰まっていたところでした。
sailorさんには本当に感謝しております。
また困った事が出てきましたら宜しくご指導を
お願いいたします。

回答No.1

noname#2748

日立製のオルタネータはＬＲｘｘｘ-ｙｙｙ又はＬＴｘｘｘ-ｙｙｙのような型式ラベルが貼られていると思いますが、ＬＲはＩＣレギュレータ内蔵型、ＬＴはスタンダード（レギュレーター別置）型です。ｘｘｘの数字は最上位桁が電圧を以下の二桁が電流を表します。たとえばＬＲ１７０－ｙｙｙとあれば１２Ｖ７０Ａ定格を意味し、ＬＲ２３５-ｙｙｙであれば２４Ｖ３５Ａ定格であると言うことです。この場合何れもＬＲの表記であるのでレギュレーター内蔵型です。

実際に試験をするとなると、テストベンチ（オルタネータを駆動するための装置で回転数が自在に設定できる）や負荷抵抗器（数ＫＷ程度の負荷を連続して変化させられる抵抗器）シンクロスコープなどが必要でひどく大掛かりなものになってしまいます。負荷についてですがオルタネータの最大出力以上を流せる抵抗器となると１２Ｖ７０Ａのものでも０.１７Ω　８４０Ｗが必要です。このような抵抗器は市販ではまず見つからないでしょう。

車載状態でのテストであれば電流計（オルタネータの定格電流以上が計測できるもの）と電圧計（３０Ｖフルスケール）があれば試験できます。以下の手順で実施してください。

１）　エンジンを始動し全ての電気負荷をＯＦＦにします。
２）　バッテリに電圧計をつなぎ１３.５Ｖ～１４.５Ｖの範囲であるか、エンジンの回転数を変化させながら点検します。
３）　この時点で上記の範囲外にある場合はオルタネータ又はレギュレータ（別置型の場合）不良と判断します。
４）　ヘッドランプ、エアコンなどの負荷をかけ、バッテリー電圧を測定し上記の範囲内にあるか点検します。車種によってはアイドル時には電圧が下がるものもありますが、１５００ｒｐｍ程度にあげて範囲内に収まればＯＫです。
５）　バッテリ―のマイナス端子を外しバッテリー側に電流計の＋を車体から出ているコードの側に―を接続します。
６）　負荷状態/無負荷状態でそれぞれ電流を計測しプラス側に針が振れることを確認します。この時車種によっては回転数を上げる必要のある物もありますが、１５００ｒｐｍ程度であればＯＫです。電流の値についてはバッテリーの状態により異なりますので、特定の数値と言うものはありません。
７）　バッテリー端子を元に戻します。
以上のテストがＯＫであればオルタネータは正常と見てよいでしょう。

オルタネータの出力状況を知りたいのであれば以下の方法でわかります。
１）　バッテリーの―端子を外しオルタネータのＢ端子（オルタネータ背面のねじ端子でＢのマークが在る）を外します。
２）　オルタネータ側に電流計の＋を車両配線側に電流計の―をそれぞれ接続します。
３）　外した端子などが車体の金属部に触れてショートしないように十分注意（ショートさせると配線の焼損やメインフューズの溶断につながります）し、バッテリー端子を元に戻します。
４）レギュレータ内臓型の場合、オルタネータのＬ端子に電圧計をつなぎ、ＩＧスイッチをＯＮ（エンジンは始動しない）にし、２Ｖ～３Ｖ程度の電圧がかかっていることを確認します。
５）　スタンダード方の場合Ｎ端子およびＦ端子の電圧を測ります。ＩＧオンでＮ端子０Ｖ・Ｆ端子２Ｖ～３Ｖ程度ならＯＫです。
６）　エンジンを始動しレギュレーター内蔵型の場合、電圧計の値がバッテリー電圧とほぼ同じになることを確認します。スタンダード型の場合、Ｎ端子はバッテリー電圧のほぼ１／２に、Ｆ端子は負荷を大きくすると高く負荷を小さくしたり、回転数を上げると小さくなれば正常です。

７）　負荷/回転数を変化させ電流計の値を読みます。この値がオルタネータの出力電流です。
８）　レギュレータ内蔵型でＳ・Ｒ・ＩＧ（機種によってあるものとないものが在る）などの端子はＩＧオンの状態でバッテリー電圧がかかっていればＯＫです。
９）　バッテリーの―端子を外し、オルタネータのＢ端子を元に戻し、各部の接続を確認しバッテリーを接続します。
１０）　各端子の位置はラベルに記載されているかケースに刻印されています。

オルタネータのテストでは大きな電流が流れる回路を扱うので、ショートや誤接続にはくれぐれも注意してください。オルタネータ本体の破壊や車両側の配線やレギュレータなどの破壊につながります。

補足

ご返答ありがとうございます。非常に解りやすいご説明
ありがとうございます。実はオルタネータを
車から外して、モータで回して使用しているのですが、
ヘッドランプ、エアコン等に相当する負荷をかけたく思っております。
ランプは12V 0.8A位だと思うのですが、エアコンや、
その他の機器の電流が分からず困っております。
ご存知ならばお教え下さい。よろしくお願いします。