JP2000245197A - 発動発電機用標示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発動発電機の負荷として進相負荷が接続され
たことをユーザーが容易に認識し、さらに進相負荷に電
力が供給されることに起因して保護回路が作動した場合
にも認識可能な標示装置を提供する。 【解決手段】 エキサイタ巻線４に誘起される電圧を整
流する整流回路７の出力側に設けられる平滑コンデンサ
８と、出力巻線１，２の発生電圧を抽出して直流の検出
電圧を出力する出力電圧検出手段９によって得られた電
圧があらかじめ設定された閾値の上下で切換えられて界
磁巻線３の界磁電流を制御するスイッチング手段１０に
よって、出力巻線１，２の出力電圧を定電圧化する自動
電圧調整装置５を有する発動発電機のこの発電機から供
給される交流電力に対して、進相負荷が接続された時に
平滑コンデンサ８の充電電圧に基づいて点灯する表示灯
３７，４８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンによって
駆動される発電機とコントロールボックス等をフレーム
等で一体型に搭載される発動発電機における標示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発動発電機では特願平７−３１４
０２２号において開示されるように、エンジンと該エン
ジンで駆動される発電機にコントロールボックス（制御
函）が備えられ、その制御パネルにはスイッチ、コンセ
ント、表示灯が起動や切換、電圧出力、電圧表示等の目
的のために配置されている。一方、発動発電機の負荷と
しては水銀灯等のいわゆる進相負荷、即ち供給交流電圧
の位相に対して電流の位相が進む負荷は一般には適さな
いが、これを解決した方式として出願人は実願平３−７
４７４号を提案している。しかし、この提案では進相負
荷が接続されたこと又は進相負荷に電力を供給する時の
保護回路が作動中である旨の標示がないため、ユーザー
は発電機に適さない負荷を接続したという認識を容易に
することができず、また、この方式は回路上、標示を行
う手段を付加することができなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、発動発電機の負荷として進相負荷が接続され
たことをユーザーが容易に認識し、さらに進相負荷に電
力が供給されることに起因して保護回路が作動した場合
にも認識可能な標示装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プラス側およびマイナス側直流出力端子
を有してエキサイタ巻線に接続されるとともに、プラス
側直流出力端子が界磁巻線の一端に接続される整流回路
と、この整流回路の両直流出力端子間に設けられる平滑
コンデンサと、出力巻線の発生電圧を抽出して直流の検
出電圧を出力する出力電圧検出手段と、この出力電圧検
出手段で得られた電圧があらかじめ設定された閾値の上
下で切換可能として界磁巻線の他端およびマイナス側直
流出力端子間に設けられるスイッチング手段とを備え、
エキサイタ巻線の発生電圧に基づく界磁巻線への界磁電
流を制御して、出力巻線の出力電圧を定電圧化する自動
電圧調整装置を有する発動発電機に装着する標示装置に
おいて、発動発電機から供給される交流電力に対して進
相負荷の接続に伴い、平滑コンデンサの充電電圧に基づ
いてあらかじめ設定された閾値を越えるのに応じて点灯
する表示灯を備える技術手段を採用した。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【０００７】図１は本発明の実施例の回路構成を示すも
のであり、発動発電機は、相互に直列にまたは並列に接
続される一対の出力巻線１，２と、図示しない回転子に
巻装された界磁巻線３と、該界磁巻線３に界磁電流を流
すための電圧を発生するエキサイタ巻線４と、自動電圧
調整装置５とを備えるものであり、両出力巻線１，２の
少なくとも一方、たとえば出力巻線１に、水銀灯等の進
相負荷６が接続される。

【０００８】自動電圧調整装置５は、エキサイタ巻線４
に接続される整流回路７と、該整流回路７で得られた直
流出力を平滑化する平滑コンデンサ８と、出力巻線１，
２の発生電圧の一部を抽出して直流の検出電圧を得る出
力電圧検出手段９と、該出力電圧検出手段９で得られた
電圧に応じてオン・オフして界磁巻線３への界磁電流を
制御するスイッチング手段１０と、進相負荷６に起因し
て出力巻線１，２に誘起される誘起電圧に基づく平滑コ
ンデンサ８の破壊を防止すべく付加される進相負荷対策
手段１１と、進相負荷検出手段４１を備える。

【０００９】整流回路７は、プラス側直流出力端子７ｐ
およびマイナス側直流出力端子７ｍを有してエキサイタ
巻線４に接続されるものであり、プラス側直流出力端子
７ｐは、プラス側ラインＬｐを介して界磁巻線３の正極
３ｐに接続され、マイナス側直流出力端子７ｍは、マイ
ナス側ラインＬｍに接続される。

【００１０】平滑コンデンサ８は、整流回路７の両直流
出力端子７ｐ，７ｍ間、すなわちプラス側およびマイナ
ス側ラインＬｐ，Ｌｍ間に設けられる。また界磁巻線３
の正極３ｐおよび負極３ｍ間には、負極３ｍから正極３
ｐ側に電流の流れを規制するダイオード１２が設けら
れ、マイナス側ラインＬｍおよび前記負極３ｍ間には、
マイナス側ラインＬｍから負極３ｍ側に電流の流れを規
制するダイオード１３が設けられる。

【００１１】出力電圧検出手段９は、出力巻線１の出力
電圧を抽出して直流の検出電圧を得るものであり、プラ
ス側直流出力端子１４ｐならびにマイナス側ラインＬｍ
に接続されるマイナス側直流出力端子１４ｍを有して出
力巻線１に接続される整流回路１４と、前記プラス側出
力端子１４ｐおよびマイナス側ラインＬｍ間に直列に接
続される抵抗１５および平滑コンデンサ１６と、抵抗１
５および平滑コンデンサ１６の接続点ならびにマイナス
側ラインＬｍ間に直列に接続される抵抗１７，１８，１
９と、抵抗１９に並列に接続される可変抵抗２０とを備
えるものであり、抵抗１７，１８の接続点である出力端
子２１から、出力巻線１の発生電圧を抽出して得られる
直流の検出電圧が出力される。なお、出力巻線１の出力
電圧が高い場合には、その電圧の一部を抽出するように
中間タップを介して直流検出電圧を得るようにしてもよ
い。

【００１２】スイッチング手段１０は、たとえばダーリ
ントン接続されたＮＰＮ形のトランジスタ２２，２３を
備えるものであり、トランジスタ２２は、界磁巻線３の
負極３ｍおよびマイナス側ラインＬｍ間に設けられ、ト
ランジスタ２３は、界磁巻線３の負極３ｍならびに前記
トランジスタ２２のベース間に設けられ、トランジスタ
２４は、前記トランジスタ２３のベースおよびマイナス
側ラインＬｍ間に設けられる。また前記トランジスタ２
３のベースは抵抗２５を介してプラス側ラインＬｐに接
続され、トランジスタ２３のエミッタ・ベース間にはダ
イオード２６が設けられる。

【００１３】トランジスタ２４のベースは、抵抗２７を
介してマイナス側ラインＬｍに接続されるとともにコン
デンサ２８および抵抗２９を介して界磁巻線３の負極３
ｍに接続され、トランジスタ２３，２４のベース間には
コンデンサ３０が設けられる。さらにトランジスタ２４
のベースは、該ベースに入力される電圧を一定化するた
めのツェナーダイオード３１を介して、出力電圧手段９
の出力端子２１に接続される。

【００１４】このようなスイッチング手段１０によれ
ば、前記出力電圧検出手段９における出力端子２１の出
力電圧が高電圧であるときには、トランジスタ２４の導
通に応じてトランジスタ２２及びトランジスタ２３が遮
断して界磁巻線３の負極３ｍおよび整流回路７のマイナ
ス側直流出力端子７ｍ間が遮断され、また前記出力端子
２１の出力電圧が低電圧であるときには、トランジスタ
２４の遮断に応じてトランジスタ２２及びトランジスタ
２３が導通して界磁巻線３の負極３ｍおよび整流回路７
のマイナス側直流出力端子７ｍ間が導通することにな
り、このスイッチング手段１０のスイッチング作用によ
り、エキサイタ巻線４の発生電圧に基づく界磁巻線３へ
の界磁電流が制御され、出力巻線１，２の出力電圧が定
電圧化されることになる。

【００１５】進相負荷対策手段１１は、プラス側ライン
Ｌｐおよびマイナス側ラインＬｍ間すなわち平滑コンデ
ンサ８の両端間に直列に接続される一対の分圧抵抗３
２，３３と、出力電圧検出手段９の出力端子２１ならび
にマイナス側ラインＬｍすなわち整流回路７のマイナス
側直流出力端子７ｍ間に設けられるＮＰＮ形のトランジ
スタ３４と、前記両分圧抵抗３２，３３の接続点および
前記トランジスタ３４のベース間に設けられるツェナー
ダイオード３５と、前記トランジスタ３４のベースおよ
びマイナス側ラインＬｍ間に設けられるコンデンサ３６
とを含むものである。なお、前記トランジスタ３４のエ
ミッタとマイナス側ラインＬｍ間には、表示灯たる発光
ダイオード３７がそのアノード端子がトランジスタ３４
のエミッタに接続されるよう挿入される。

【００１６】このような進相負荷対策手段１１によれ
ば、プラス側およびマイナス側ラインＬｐ，Ｌｍ間の電
圧を分圧抵抗３２，３３で分圧して成る電圧が所定電圧
（概略はツェナーダイオード３５のツェナー電圧）を超
えると、トランジスタ３４が導通し、出力電圧検出手段
９の出力端子２１がマイナス側ラインＬｍすなわち整流
回路７，１４のマイナス側直流出力端子７ｍ，１４ｍに
強制的に導通されることになり、スイッチイング手段１
０におけるトランジスタ２４が遮断することになる。同
時に、トランジスタ３４の導通に伴ってこのトランジス
タのコレクタ電流がエミッタ電流の大部分を占めるの
で、エミッタに挿入されている発光ダイオード３７が点
灯する。

【００１７】なお、コンデンサ３６は、トランジスタ３
４のチャタリングによるトランジスタ２２の破壊を防止
する働き、ならびにサージ電圧によるトランジスタ３４
の誤作動を防止する働きをする。

【００１８】進相負荷検出手段４１は、プラス側ライン
Ｌｐおよびマイナス側ラインＬｍ間すなわち平滑コンデ
ンサ８の両端間に直列に接続される一対の分圧抵抗４
２，４３と、出力電圧検出手段９のプラス側直流出力端
子１４ｐならびにマイナス側ラインＬｍすなわち整流回
路７のマイナス側直流出力端子７ｍ間に、抵抗４４を介
して設けられるＮＰＮ形のトランジスタ４５と、前記両
分圧抵抗４２，４３の接続点および前記トランジスタ４
５のベース間に設けられるツェナーダイオード４６と、
前記トランジスタ４５のベースおよびマイナス側ライン
Ｌｍ間に設けられるコンデンサ４７とを含むものであ
る。なお、前記トランジスタ４５のエミッタとマイナス
側ラインＬｍ間には、表示灯たる発光ダイオード４８が
そのアノード端子がトランジスタ４５のエミッタに接続
されるよう挿入される。

【００１９】前述のごとく、スイッチング手段１０をオ
ン・オフせしめることにより、エキサイタ巻線４で生じ
た電圧に基づいて界磁巻線３に流れる界磁電流を制御し
て、出力巻線１，２の発生電圧を定電圧化させるように
しているが、出力巻線１，２のいずれか、たとえば出力
巻線１に接続される負荷６が、水銀灯やメタルハイラン
ド・ランプ等の進相負荷のものである場合には、出力巻
線１に進相電流が流れることにより、界磁巻線３に偶数
次の高周波の交番電圧が誘起される。ここで、低次高周
波の交番電圧の１サイクルに着目すると、マイナス側の
半波では、界磁巻線３の負極３ｍからダイオード１２を
経て界磁巻線３の正極３ｐに電流が流れるのに対し、プ
ラス側の半波では、界磁巻線３の正極３ｐから平滑コン
デンサ８およびダイオード１３を経て界磁巻線３の負極
３ｍに電流が流れる。したがって平滑コンデンサ８が界
磁巻線３に生じた誘起電圧で充電され、当該平滑コンデ
ンサ８の端子間電圧は上昇傾向となる。

【００２０】進相負荷検出手段４１によれば、この平滑
コンデンサ８の端子間電圧すなわち、プラス側およびマ
イナス側ラインＬｐ，Ｌｍ間の電圧を分圧抵抗４２，４
３で分圧して成る電圧が所定電圧（概略はツェナーダイ
オード４６のツェナー電圧）を超えると、トランジスタ
４５が導通し、出力電圧検出手段９のプラス側直流出力
端子１４ｐの電圧が抵抗４４を介してトランジスタ４５
のコレクタ電流となって流れ、トランジスタ４５のエミ
ッタとマイナス側ラインＬｍ間に挿入されている発光ダ
イオード４８が点灯する。

【００２１】平滑コンデンサ８の端子間電圧の電圧を分
圧する２組の抵抗（抵抗３２，３３と抵抗４２，４３）
と２個のツェナーダイオード（３５，４６）との関係
は、２組の抵抗の分圧比が同じ場合には、ツェナーダイ
オード３５のツェナー電圧はツェナーダイオード４６よ
り大きく設定し、２個のツェナーダイオード（３５，４
６）のツェナー電圧を等しくする場合には抵抗３２と３
３の分圧比を抵抗４２と４３の分圧比より高く設定す
る。また、進相負荷検出手段４１のトランジスタ４５が
導通するポイントは、出力巻線１に接続される負荷６が
進相負荷のものであって、平滑コンデンサ８の端子間電
圧が上昇し始める箇所に設定する。

【００２２】図２は本実施例が適用される発動発電機５
０を示しており、エンジンＥによって駆動される発電機
Ｇとコントロールボックス５１等をフレームＦで一体型
に搭載されるものである。図３は前記コントロールボッ
クス５１の制御パネル５２の一部を拡大して示すもので
ある。

【００２３】制御パネル５２には出力コンセント５３、
電圧計５４、スイッチ５５、進相標示部５６等が備えら
れ、該標示部５６には、発光ダイオード３７および発光
ダイオード４８が装着されている。なお、発光ダイオー
ド３７は赤色、発光ダイオード４５は黄色に発光するも
のを用いると好適である。

【００２４】次にこの実施例の作用について説明する
と、進相負荷６が接続されていることに起因して出力巻
線１に進相電流が流れると、界磁巻線３に偶数次の高周
波の交番電圧が誘起され、その交番電圧の１サイクルに
おいて、マイナス側の半波では、界磁巻線３の負極３ｍ
からダイオード１２を経て界磁巻線３の正極３ｐに電流
が流れ、プラス側の半波では、界磁巻線３の正極３ｐか
ら平滑コンデンサ８およびダイオード１３を経て界磁巻
線３の負極３ｍに電流が流れ、平滑コンデンサ８が界磁
巻線３に生じた誘起電圧で充電される。

【００２５】進相負荷検出手段４１は、平滑コンデンサ
８の充電電圧を分圧する一対の分圧抵抗４２，４３と、
両分圧抵抗４２，４３の接続点の電圧がツェナーダイオ
ード４６等で決定される第１の設定電圧を超えるのに応
じてトランジスタ４５が導通し、出力電圧検出手段９の
プラス側直流出力端子１４ｐの電圧が抵抗４４を介して
トランジスタ４５のコレクタ電流となって発光ダイオー
ド４８を点灯させ、負荷６が進相負荷であることを標示
させる。

【００２６】平滑コンデンサ８の充電電圧が更に上昇す
ると、分圧する一対の分圧抵抗３２，３３と、両分圧抵
抗３２，３３の接続点の電圧が第２の設定電圧を超える
のに応じて、進相負荷対策手段１１のトランジスタ３４
が導通し、出力電圧検出手段９の出力端子２１を整流回
路７，１４のマイナス側直流出力端子７ｍ，１４ｍに強
制的に導通せしめる。従って、平滑コンデンサ８の充電
電圧があらかじめ設定された閾値を超えると、スイッチ
ング手段１０は、出力電圧検出手段９で検出される検出
電圧にかかわらず、界磁巻線３の負極３ｍを整流回路７
のマイナス側直流出力端子７ｍに導通せしめることにな
る。このため、界磁巻線３の発生電圧が平滑コンデンサ
８の充電電圧よりも低いときには、図１の矢印で示すよ
うに、平滑コンデンサ８の充電電圧が、界磁巻線３の正
極３ｐ、界磁巻線３の負極３ｍおよびトランジスタ２２
を介して放電されることになり、平滑コンデンサ８が定
格以上の電圧の充電により破壊してしまうことを防止す
る。また、同時に前記トランジスタ３４の導通に伴い、
発光ダイオード３７が点灯して進相負荷対策手段１１が
作動したことを標示させる。

【００２７】しかも標示にあたっては、進相負荷対策手
段１１及び進相負荷検出手段４１を上述の回路構成にす
ることによって、トランジスタ３４，４５のエミッタ回
路内に発光ダイオード３７，４８を挿入するという手段
を採用することができ、構成部品点数の少ない回路構成
とすることができる。

【００２８】また、制御パネル５２の標示部５６には、
発光ダイオード４８（望ましくは黄色）および発光ダイ
オード３７（望ましくは赤色）が負荷６の進相状態によ
り点灯するので、ユーザーが出力コンセント５３に進相
負荷が接続されていること、及び進相負荷対策手段が作
動していることを容易に認識することができ、周囲が暗
い夜間等においては、発光ダイオード４８，３７の採用
により確認が更に容易である。

【００２９】ところで、自動電圧調整装置５内の進相負
荷対策手段１１及び進相負荷検出手段４１を除く、エキ
サイタ巻線４の発生電圧に基づく界磁巻線３への界磁電
流の制御により出力巻線１，２の出力電圧を定電圧化す
る働きを持つ部分において回路部品等に異常が発生した
場合には、前記出力電圧が上昇傾向に転ずることが確認
されており、制御パネル５２の電圧計５４の指示値が上
昇する。しかし、ユーザーにとってはこの電圧計５４の
指示値だけでは不十分であり、本実施例の進相負荷検出
手段４１を利用して発光ダイオード３７，４８の点灯状
態を見れば故障診断にも応用することができる。

【００３０】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、出力巻線
に進相負荷が接続されていることが表示灯により容易に
認識することができ、さらにこれに起因して自動電圧調
整装置が含む平滑コンデンサが定格以上の電圧の充電に
より破壊してしまうことを、簡単かつ構成部品点数の少
ない回路の付加によって防止しつつ、進相対策手段が作
動していることを認知することができる。

【００３２】また、出力電圧の上昇が進相負荷を接続し
たことによるものか、あるいは発電機の自動電圧調整装
置等のトラブルによるものかを表示灯により判別するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の回路構成を示す図である。

【図２】本実施例が適用される発動発電機を示す図であ
る。

【図３】本実施例が適用される発動発電機に備えられる
コントロールボックスの制御パネルの一部を拡大して示
す図である。

【符号の説明】

１，２・・・・・出力巻線 ３・・・・・・・界磁巻線 ４・・・・・・・エキサイタ巻線 ５・・・・・・・自動電圧調整装置 ７・・・・・・・整流回路 ７ｍ・・・・・・マイナス側直流出力端子 ７ｐ・・・・・・プラス側直流出力端子 ８・・・・・・・平滑コンデンサ ９・・・・・・・出力電圧検出手段 １０・・・・・・スイッチング手段 ３７，４８・・・表示灯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラス側およびマイナス側直流出力端子
   を有してエキサイタ巻線に接続されるとともに、前記プ
   ラス側直流出力端子が界磁巻線の一端に接続される整流
   回路と、該整流回路の前記両直流出力端子間に設けられ
   る平滑コンデンサと、出力巻線の発生電圧を抽出して直
   流の検出電圧を出力する出力電圧検出手段と、該出力電
   圧検出手段で得られた電圧があらかじめ設定された閾値
   の上下で切換可能として前記界磁巻線の他端および前記
   マイナス側直流出力端子間に設けられるスイッチング手
   段とを備え、前記エキサイタ巻線の発生電圧に基づく前
   記界磁巻線への界磁電流を制御して、前記出力巻線の出
   力電圧を定電圧化する自動電圧調整装置を有する発動発
   電機に装着する標示装置において、前記発動発電機から
   供給される交流電力に対して進相負荷の接続に伴い、前
   記平滑コンデンサの充電電圧に基づいてあらかじめ設定
   された閾値を越えるのに応じて点灯する表示灯を備える
   ことを特徴とする発動発電機用標示装置。