JP2000041347A - 非常用電源装置 - Google Patents

非常用電源装置

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JP2000041347A
JP2000041347A JP10204750A JP20475098A JP2000041347A JP 2000041347 A JP2000041347 A JP 2000041347A JP 10204750 A JP10204750 A JP 10204750A JP 20475098 A JP20475098 A JP 20475098A JP 2000041347 A JP2000041347 A JP 2000041347A
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JP
Japan
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power
power supply
control device
commercial
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JP10204750A
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Keisuke Okada
敬介 岡田
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Sawafuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、エンジンによって駆動される形態
の可搬型発動発電機のデッドスペースを利用して一体に
組み合わせることのできる安価でコンパクトな電源自動
切換可能な非常用電源装置を提供することを目的として
いる。 【解決手段】 本発明の非常用電源装置は、発動発電機
1及びその制御装置2を組み込んだ筐体22内部のスペ
ースを利用して一体に取り付けられる自動切換制御装置
5を備えており、かつ、これは電気的に切り離して可搬
型の発電機として使用することができる。自動切換制御
装置5は、負荷に電力を商用電源と発電機出力から切り
換え供給する電力切換部7と、商用電源の通電或いは停
電検出に基づき電力切換部7及び発動発電機1に対して
制御信号を出力する自動運転制御手段6とを備えてい
る。商用電源通電時に商用電源から電力を供給し、停電
時に発動発電機1を始動させると共に負荷への電力供給
を発電機側に切り換え、そして、商用電源の復電時には
商用電源側に切り換えると共に発電機を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源停電時に
非常用の発動発電機に自動的に切り換えることのできる
自動切換制御装置を一体に備える非常用電源装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、商用電源の停電に対する対応は、
通常瞬時に回復することが多いことから、例えば、非常
電源としてバッテリを用いた無停電電源システムを用い
てバックアップすれば通常は十分である。しかし、国に
よっては、長時間に渡る停電がしばしば発生し、上記の
ようなバッテリを用いたような無停電電源装置では対応
することができず、長時間の停電に対応可能な非常用発
動発電機のニーズが高まっていた。
【0003】このため、従来より非常用発動発電機が用
いられていたが、停電時の発動発電機への切換は、手動
で切換スイッチを切り換えることにより、商用電源の停
電に対応することが行われていた。しかし、このような
方法は、構成が簡単ではあるが、切換に時間がかかる等
のため実用的ではなかった。
【0004】また、従来より、コンピュータ等の精密電
子機器の電源装置として使用される無停電電源装置にお
いて、停電の検出に応じて発電機を起動し、そして、停
電が復旧したときには、元の商用電源に切り換え制御す
ると共に、発電機のエンジンをストップさせる技術が知
られている(実開昭63−7945号公報参照)。
【0005】しかし、この場合、商用電源の停電に対応
する切換制御装置は、設備として、かつ別装置として設
置されるような大がかりなものであり、また高価であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、か
かる問題点を解決するため、従来より知られているエン
ジンによって駆動される形態の可搬型発動発電機のデッ
ドスペースを利用して一体に組み合わせることのできる
安価でコンパクトな電源自動切換可能な非常用電源装置
を提供することを目的としている。
【0007】また、本発明は、通常の可搬型発動発電機
として使用できるだけでなく、スイッチを切り換えるだ
けで、非常用の電源装置として利用することを目的とし
ている。
【0008】さらに、本発明は、非常用の電源装置とし
て利用する場合、停電を検知し、自動的に発電機を始動
させると共に、負荷への電力供給源を発電機側へ切り換
え、また、復電時には、それを検知して、電力供給源を
発電機側から商用電源側へ、連続的かつ自動的に切り換
え可能にすることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の非常用電源装置
は、エンジンによって駆動される発動発電機1及びその
制御装置2を組み込んだ筐体22内部のスペースを利用
して一体に取り付けられる自動切換制御装置5を備えて
おり、かつ、この自動切換制御装置5はスイッチの操作
により電気的に切り離して、発動発電機1及びその制御
装置2を可搬型の発電機として使用することができる。
自動切換制御装置5は、負荷に対して電力を商用電源と
発電機出力から切り換え供給する電力切換部7と、商用
電源の通電或いは停電検出に基づき電力切換部7及び発
動発電機1に対して制御信号を出力する自動運転制御手
段6とを備えている。
【0010】商用電源通電時にそれを検知して商用電源
から負荷に電力を供給し、商用電源の停電時にそれを検
知して発動発電機1を始動させると共に負荷への電力供
給を発電機側に切り換え、そして、商用電源の復電時に
それを検知して電力供給源を発電機側から商用電源側に
切り換えると共に発電機を停止するよう制御することを
特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、発動発電機及びその制御
装置と共に、本発明の特徴とする自動切換制御装置を一
体に組み込んだ構成の側面図であり、図2は、その正面
図を示している。
【0012】自動切換制御装置以外の、発動発電機及び
その制御装置は、従来より知られた通常のものである。
例えば、これは、エンジン4により駆動される三相誘導
発電機或いは同期発電機を、自動電圧制御装置(AV
R)により制御して、単相或いは三相の交流電力を出力
するものである。また、制御装置は、スイッチ等の操作
部分やコンセント等の出力部分、メータ等の状態表示部
を収納している。このようなエンジン駆動の発動発電機
及びその制御装置は、筐体22内に一体に組み込まれ
て、可搬型発電機として使用されている。例示の筐体2
2は、屈曲された金属パイプ等を溶接等によって組み立
てたパイプフレームによって構成されていて、このパイ
プフレームに、エンジン4、小容量発電機、及び制御装
置が取り付けられたものである。このようないわゆるオ
ープンフレームタイプの可搬型小型発動発電機には、デ
ッドスペースが存在しているが、本発明は、このデッド
スペースを有効利用し、ここに自動切換制御装置5を一
体に組み込んだものである。これによって、全体構成を
コンパクトなものとすることができる。
【0013】図2に示すように、自動切換制御装置の切
換コントロールパネル21を、発動発電機のコントロー
ルボックスパネル20の上側に、相似デザインにてレイ
アウトしている。これによって、操作面を同じ側にして
操作性が良好となる。さらに、自動切換制御装置の切換
コントロールパネル21上のスイッチを切り換えるのみ
で、通常の可搬型発動発電機として使用することがで
き、また、以下に詳述するように、非常用の電源装置と
して使用することができる。
【0014】図3は、本発明の非常用電源装置の全体的
概略ブロック回路図を示している。図において、発動発
電機1はエンジンによって駆動され自動電圧制御装置
(AVR)を内蔵するタイプのものであり、制御装置2
は発電機の単相或いは三相出力電力等のコンセントやス
イッチ等の操作部分やメータ等の表示部分を含むもので
ある。電力切換部7は、負荷側への電力を、商用電源又
は発電機出力から切り換え供給する機械式インタロック
付のスイッチである。即ち、このスイッチは、オン、オ
フさせる信号が出力されて、スイッチが動作すると、次
の動作信号が出されるまで、機械的に保持されるタイプ
のものである。
【0015】自動運転制御手段6は、詳細は後述するよ
うに、商用電源の通電を停電検出手段8で検出し、必要
なときに電力切換部7に動作信号を出力すると共に、発
動発電機を始動し、また停止させる信号を出力する。シ
ステム電源10は、内部に定電圧電源回路を有して、自
動切換制御装置5内の種々の回路に直流電力を供給して
いる。表示部12は、運転状態をモニタするための種々
のLEDを点灯して、例えば、バッテリ充電中、商用電
源通電中、発電機運転中、発電機始動不能、等を表示す
る。操作部13は、商用電源通電を表示部により確認し
た後、自動運転制御手段6を動作可能にするための切換
スイッチ、及び可搬型発電機と非常用電源装置を切換え
るスイッチ等を備えている。これら切換スイッチの切換
信号は、自動運転制御手段6を制御し、そしてさらに、
必要に応じて電力切換部7等を制御する。
【0016】商用電源が通電した時、商用電源は、変圧
器15を介して自動切換制御装置5に印加され、その
際、同時に、補充電回路11を介してバッテリ3の充電
が行われる。通電開始の所定時間後、例えば20秒後、
自動運転制御手段6から電力切換部7に商用電源側コン
タクトをオンするための動作信号が出力され、この結
果、負荷側には、電力切換部7を介して商用電源が供給
される。この後、自動的に、商用電源の停電を検出する
監視モードにすることができ、或いは、操作部13に備
えた切換スイッチをオンすることにより監視モードにす
るよう構成することができる。
【0017】この監視モードにあるときに、雷等により
商用電源が停電すると、負荷に電源が供給されないと同
時に、自動切換制御装置5への商用電源も供給されない
ことになるが、自動切換制御装置5には、充電されてい
たバッテリ3から自動的かつ連続的にシステム電源10
を介して電源が供給される。これによって、停電検出手
段8は、自動運転制御手段6に停電検出信号を出力し、
そして自動運転制御手段6は、商用電源側コンタクトの
オフ信号を出力して、負荷側と商用電源側の接続を電力
切換部7で遮断する。
【0018】商用電源停電からわずかの時間で直ちに、
自動運転制御手段6から発動発電機1のエンジンのスタ
ータに始動信号が送られ、これによってスタータが始動
し、エンジンが回転し、そして、エンジンに直結されて
いる発動発電機1よりバッテリ3への充電が行われる。
【0019】発動発電機1が始動してから所定時間後、
例えば約15秒後、自動運転制御手段6から電力切換部
7に、発電機側コンタクトをオンにする信号が出力さ
れ、その結果、負荷側には発動発電機1から電力が供給
される。
【0020】以上の停電時の動作タイミングを、図6の
上側に、示している。時間を秒(S)で表し、0秒の時
に停電が発生したと仮定したものである。停電監視は、
0.1秒で行われ、セルモータが起動し、同時に発電機
が運転する。なお、セルモータは、後述するように、断
続運転される。約15秒の中断後、発電機出力が立ち上
がり、負荷への電力供給は、商用電源から発電機出力に
切り換わることを示している。
【0021】発電機運転モードにおいて、商用電源が復
電すると、商用電源は変圧器15を介して自動切換制御
装置5に供給されると共に、バッテリ3の充電が行われ
る。そして、商用電源復電後の所定時間、例えば20秒
後に自動運転制御手段6から電力切換部7に、そのコン
タクトを発電機側から商用電力側に切り換える信号を出
力し、その結果、商用電源側コンタクトがオンになり、
そして約0.1〜0.2秒程度のわずかの遅れで、ほぼ
同時に発電機が停止する。この復電時の動作タイミング
を、図6の下側に示している。0秒の時に、商用電源が
復電し、20秒後に発電機運転が停止し、同時に発電機
出力が無くなると共に、負荷への電力供給は、商用電源
に切り換わることを示している。
【0022】自動切換制御装置5は、以上のように動作
するが、さらに、異常時対策のための回路を付加するこ
とができる。図4は、スタータ及びバッテリの保護につ
いて説明するための図である。エンジンは、前述のよう
に、商用電源停電となり、自動運転制御手段6からスタ
ータに始動信号が送られることにより回転し始めるが、
ガス欠、オイル欠等の何らかの理由によりエンジンが始
動できない場合に、スタータを回し続けると、過電流に
よりスタータが焼損し、或いはバッテリの電圧低下等が
起こりうる。そこで、このような不具合を無くすため、
スタータ始動の信号を断続的に繰り返し、例えば、オン
3秒及びオフ6秒を2回繰り返し、それでもエンジンが
始動できない場合は、始動信号の供給を中断すると共
に、表示部のインジケータ(発電機始動不能LED)に
信号を送り、点滅させるような手段又は回路を付加する
ことができる。
【0023】また、図5は、発電機過電圧出力時の負荷
保護を説明するための図である。発電機運転中、何らか
の理由により定電圧回路(AVR)が壊れ、過電圧とな
った場合、接続されている負荷が壊れてしまう恐れがあ
る。そこで、発電機定格電圧に対して、例えば約+10
%の電圧、即ち図示したように、220Vの定格電圧に
対しては240Vの過電圧になった場合、これは図3の
過電圧検出手段9により検出されて、自動運転制御手段
6からエンジンへ停止信号を送り、エンジンを強制的に
停め、負荷の破壊を保護する手段又は回路を付加するこ
とができる。
【0024】
【発明の効果】本発明は、従来より知られているエンジ
ンによって駆動される形態の可搬型発動発電機のデッド
スペースを利用して自動切換制御装置を一体に組み合わ
せたことにより、安価でコンパクトな電源自動切換可能
な非常用電源装置を提供することができる。
【0025】また、本発明は、通常の可搬型発動発電機
として使用できるだけでなく、スイッチを切り換えるだ
けで、非常用の電源装置として利用することができると
いう効果がある。
【0026】さらに、本発明は、非常用の電源装置とし
て利用する場合、停電を検知し、自動的に発電機を始動
させると共に、負荷への電力供給源を発電機側へ切り換
え、また、復電時には、それを検知して、電力供給源を
発電機側から商用電源側へ、連続的かつ自動的に切り換
えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発動発電機及びその制御装置と共に、自動切換
制御装置を一体に組み込んだ本発明の非常用電源装置の
構成の一例を示す側面図である。
【図2】図1に示した構成の正面図を示している。
【図3】本発明の非常用電源装置の全体的概略ブロック
回路図を示している。
【図4】スタータ及びバッテリの保護について説明する
ための図である。
【図5】発電機過電圧出力時の負荷保護を説明するため
の図である。
【図6】停電時及び復電時の動作タイミングを示す図で
ある。
【符号の説明】
1 発動発電機 2 制御装置 3 バッテリ 4 エンジン 5 自動切換制御装置 6 自動運転制御手段 7 電力切換部 8 停電検出手段 9 過電圧検出手段 10 システム電源 11 補充電回路 12 表示部 13 操作部 15 変圧器 20 コントロールボックスパネル 21 切換コントロールパネル 22 筐体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンによって駆動される発動発電機及
    びその制御装置を組み込んだ筐体内部のスペースを利用
    して一体に取り付けられる自動切換制御装置を備えると
    共に、スイッチの操作により前記自動切換制御装置を電
    気的に切り離して、前記発動発電機及びその制御装置を
    可搬型の発電機として使用する非常用電源装置におい
    て、 前記自動切換制御装置は、負荷に対して電力を商用電源
    と発電機出力から切り換え供給する電力切換部と、商用
    電源の通電或いは停電検出に基づき前記電力切換部及び
    発動発電機に対して制御信号を出力する制御手段とを備
    え、 商用電源通電時にそれを検知して商用電源から負荷に電
    力を供給し、商用電源の停電時にそれを検知して発動発
    電機を始動させると共に負荷への電力供給を発電機側に
    切り換え、そして、商用電源の復電時にそれを検知して
    電力供給源を発電機側から商用電源側に切り換えると共
    に発電機を停止するよう制御する、ことを特徴とする非
    常用電源装置。
  2. 【請求項2】前記商用電源の停電時に発動発電機始動用
    のスタータに供給する始動信号を断続的に繰り返し、か
    つ所定回数の繰り返しによっても始動できない場合に始
    動信号の供給を中断すると共にそれを表示するインジケ
    ータを備えたことを特徴とする請求項1に記載の非常用
    電源装置。
  3. 【請求項3】発電機出力電圧の過電圧を検出する手段を
    備えて、該検出手段が過電圧を検出したときに発電機を
    駆動するエンジンを停止することを特徴とする請求項1
    又は2に記載の非常用電源装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7224578B2 (en) * 2001-06-04 2007-05-29 Black & Decker Inc. Ergonomic control panel for a portable electric generator
KR200448796Y1 (ko) 2008-01-23 2010-05-24 상도전기통신 주식회사 단위세대를 위한 상용/비상 전원 자동 공급기
JP2021191138A (ja) * 2020-06-01 2021-12-13 ソフトバンク株式会社 電源切替装置、非常用電源システム及び電源切替方法

Cited By (4)

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JP2021191138A (ja) * 2020-06-01 2021-12-13 ソフトバンク株式会社 電源切替装置、非常用電源システム及び電源切替方法
JP7311462B2 (ja) 2020-06-01 2023-07-19 ソフトバンク株式会社 電源切替装置、非常用電源システム及び電源切替方法

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