JP2000324897A - エンジン発電機の過電圧保護装置 - Google Patents

エンジン発電機の過電圧保護装置

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JP2000324897A
JP2000324897A JP11129471A JP12947199A JP2000324897A JP 2000324897 A JP2000324897 A JP 2000324897A JP 11129471 A JP11129471 A JP 11129471A JP 12947199 A JP12947199 A JP 12947199A JP 2000324897 A JP2000324897 A JP 2000324897A
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JP
Japan
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voltage
engine
coil
thyristor
diode
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JP11129471A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Tanuma
敏彦 田沼
Mikiyo Kobayashi
幹世 小林
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Sawafuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Sawafuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 進相負荷等が接続された場合に発生する過電
圧からエンジン発電機を保護する。 【解決手段】 メインコイル4と電気角で90度異なっ
た位置に巻回したエキサイタコイル5に誘起した電圧を
整流するダイオード15および平滑コンデンサ16と、
基準電圧発生回路(35,36,37)、電圧比較器3
4の出力側に設けられたフォトサイリスタカプラ41
と、これによりゲート駆動されるサイリスタ45とを備
えて、平滑コンデンサの電圧が基準電圧発生回路の電圧
を超えた時にフォトサイリスタカプラを介してサイリス
タを駆動し、エンジンGの点火装置14を無効化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は可搬型エンジン発電
機(エンジン溶接機等も含む)の過電圧保護装置に係
り、特に、負荷に進相電流が流れて、負荷電圧が上昇し
た場合におけるエンジン発電機の過電圧保護装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のエンジン発電機の保護装置として
は、負荷の過電流を遮断するためのブレーカあるいは界
磁コイルの過電流を遮断するためのヒューズを挿入する
ものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のエンジン発電機
の保護装置はシステムの簡素化から過電流に対するもの
であり、例えば発電機の負荷として、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、
電機子反作用に基づく界磁コイル電圧の上昇およびメイ
ンコイル電圧の上昇等の過電圧保護が行われていない。
【0004】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、進相負荷等が接続された場合に発生する過電
圧からエンジン発電機を保護するエンジン発電機の過電
圧保護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、点火装置を有するエンジンと、該エンジ
ンによって駆動されるロータおよびステータを有する発
電機とを備え、ステータにメインコイルと、該メインコ
イルと電気角で90度異なった位置に巻回したエキサイ
タコイルと、該エキサイタコイルに誘起した電圧を整流
するダイオードと平滑コンデンサ、ロータに巻回されダ
イオードと平滑コンデンサによって整流された電圧に基
づき界磁磁束を発生する界磁コイルとを有して、メイン
コイルの発生電圧が過大の時にエンジン発電機を保護す
る過電圧保護装置において、基準電圧発生回路および電
圧比較器と、該電圧比較器の出力側に設けられたフォト
サイリスタカプラと、該フォトサイリスタカプラによっ
てゲート駆動されるサイリスタとを備えて、平滑コンデ
ンサの電圧が基準電圧発生回路の電圧を超えた時にフォ
トサイリスタカプラを介してサイリスタを駆動し、エン
ジンの点火装置を無効化す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は本発明の実施例を示すものであり、
エンジン発電機は、エンジンGと、エンジンGによって
回転駆動されるロータ1に巻回される界磁コイル2並び
にステータ3に巻回され負荷に電圧を供給するためのメ
インコイル4と、メインコイル4と電気角で90度異な
る位置に巻回されるエキサイタコイル5を備える発電機
本体と、発電機を制御する自動電圧調整装置(AVR)
6および過電圧保護回路手段7、並びにバッテリ8、ス
タータ9、キースイッチ10、また、点火器11、イグ
ニッションコイル12、点火プラグ13からなる点火装
置14で構成される。
【0008】自動電圧調整装置6は、エキサイタコイル
5に接続されるダイオード15と、該ダイオード15で
得られた直流出力を平滑化する平滑コンデンサ16と、
メインコイル4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と、該出力電圧検出手段で
得られた電圧に応じてオン・オフして界磁コイル2への
界磁電流を制御するスイッチング手段と、出力電圧検出
手段とスイッチング手段を接続する電気的絶縁手段とを
備える。
【0009】ダイオード15は、プラス側直流出力端子
およびマイナス側直流出力端子を有してエキサイタコイ
ル5に接続されるものであり、プラス側直流出力端子は
スリップリング17を介して界磁コイル2に接続され、
マイナス側直流出力端子は、マイナス側共通アースに接
続される。
【0010】平滑コンデンサ16はダイオード15の両
直流出力端子間、すなわち界磁コイル2および共通アー
ス間に設けられる。また界磁コイル2の両端間にはフリ
ーホイールダイオード18が設けられる。
【0011】出力電圧検出手段は、メインコイル4の出
力電圧の一部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ならびにマイナス側直流出力
端子を有してメインコイル4に接続されるダイオード1
9と、前記プラス側出力端子およびマイナス側出力端子
間に直列に接続される抵抗20および平滑コンデンサ2
1と、抵抗20および平滑コンデンサ21の接続点なら
びにダイオード19のマイナス側出力端子間に直列に接
続される抵抗22,23とを備えるものであり、抵抗2
2,23の接続点から、メインコイル4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。
【0012】スイッチング手段は、npn形のトランジ
スタ24を備え界磁コイル2および共通アース間に設け
られる。このトランジスタ24のコレクタ・エミッタ間
には寄生ダイオード25を有し、ベースは抵抗26を介
して前記平滑コンデンサ16のプラス側に接続され、エ
ミッタ・ベース間には抵抗27が設けられる。
【0013】電気的絶縁手段は、出力電圧検出手段の抵
抗22,23の接続点からツェナーダイオード28と直
列に接続される抵抗29を介してフォトトランジスタカ
プラ30の入力側ダイオードに接続される。フォトトラ
ンジスタカプラ30の出力側トランジスタのエミッタは
共通アースに接続され、コレクタは前記スイッチング手
段のトランジスタ24のベースに接続され、ベースはコ
ンデンサ31を介してスイッチング手段のトランジスタ
24のベースに接続されるとともにコンデンサ32およ
び抵抗33を介してトランジスタ24のコレクタに接続
される。
【0014】このようなスイッチング手段と電気的絶縁
手段によれば、前記出力電圧検出手段における出力電圧
が高電圧であるときには、フォトトランジスタカプラ3
0の導通に応じてトランジスタ24を遮断して界磁コイ
ル2とダイオード15のマイナス側直流出力端子間が遮
断され、また前記出力電圧検出手段における出力電圧が
低電圧であるときには、フォトトランジスタカプラ30
の遮断に応じてトランジスタ24が導通して界磁コイル
2とダイオード15のマイナス側直流出力端子間が導通
することになり、このスイッチング手段と電気的絶縁手
段のスイッチング作用により、エキサイタコイル5の発
生電圧に基づく界磁コイル2への界磁電流が制御され、
メインコイル4の出力電圧が定電圧化されることにな
る。
【0015】本実施例における自動電圧調整装置6は、
電気的絶縁手段を用いて出力電圧検出手段とスイッチン
グ手段を電気的に分離した所が新規点である。これは、
エンジン発電機がバッテリ8を備えて、点火装置14お
よびスタータ9に電力を供給するとともに後述する過電
圧保護回路手段7の電源として働くため、バッテリ8と
電気的に連結される界磁コイル2の制御側はメインコイ
ル4側と分離するためである。
【0016】過電圧保護回路手段7は、電圧比較手段と
絶縁中継手段とサイリスタスイッチング手段と定電圧回
路部を備えるものであり、電圧比較手段は電圧比較器
(コンパレータ)34と、基準電圧発生回路たる定電圧
回路部35および定電圧回路部35の出力電圧を分圧し
基準電圧を生成する分圧抵抗36,37と、該基準電圧
を電圧比較器34の出力によって変更することを目的と
して電圧比較器34の出力と共通アース間に設けられた
一対の分圧抵抗38,39とトランジスタ40および平
滑コンデンサ16と電圧比較器34間の分圧抵抗50,
51を含むものである。
【0017】絶縁中継手段はフォトサイリスタカプラ4
1と前記電圧比較器34の出力からフォトサイリスタカ
プラ41の入力側へ導く抵抗42と、フォトサイリスタ
カプラ41の出力側フォトサイリスタゲート・カソード
間に並列に接続されたコンデンサ43と抵抗44を含む
ものである。
【0018】サイリスタスイッチング手段はサイリスタ
45と該サイリスタ45のアノードゲート間に接続され
る前記フォトサイリスタカプラ41に直列に接続される
抵抗46と、サイリスタ45のゲート・カソード間に並
列に接続されたコンデンサ47と抵抗48、およびサイ
リスタ45のカソードとイグニッションコイル12間を
接続するダイオード49を含むものである。また、定電
圧回路部35はキースイッチ10を介してバッテリ8の
電圧を受けて、電圧比較手段に定電圧を供給するもので
ある。
【0019】このような過電圧保護回路手段7によれ
ば、メインコイル4に負荷電流として進相電流が流れ、
メインコイル4からロータ1の界磁コイル2に電圧を誘
導し、この誘起された電圧によってフリーホイールダイ
オード18を通って直流励磁電流を界磁コイル2に供給
する形となる。この場合、メインコイル4に発生する電
圧を抽出して自動電圧調整装置6は電圧を降下させるよ
うに働くが、前述のようにロータ1の界磁コイル2に誘
起する電圧を抑制する機能は有しないので、メインコイ
ル4は電圧の上昇傾向を示し過電圧状態になる。これに
伴い、エキサイタコイル5に発生した電圧を整流した平
滑コンデンサ16の端子電圧も上昇する。平滑コンデン
サ16の電圧を抵抗50,51で分圧してなる電圧が、
電圧比較手段の定電圧回路部35の出力電圧を分圧抵抗
36,37で分圧してなる基準電圧を超えると、電圧比
較器34の出力がハイレベルに転じ、フォトサイリスタ
カプラ41を導通させる。フォトサイリスタカプラ41
によってサイリスタ45のゲート電流が供給されてサイ
リスタ45がオンとなり、ダイオード49を介してエン
ジンGの点火装置14の中のイグニッションコイル12
の一次電流を短絡するため、点火プラグ13に火花が生
じない。従って、エンジンGは発電機の過電圧発生に伴
って点火系が無効化されエンジン発電機は停止し、意識
的にキースイッチ10を操作しスタータ9によってエン
ジンGを再始動しない限り進相負荷による過電圧から保
護できる。
【0020】なお、過電圧保護回路手段7における、電
圧比較器(コンパレータ)34の基準電圧は、一旦過電
圧状態を検出して、電圧比較器34の出力がハイレベル
になると、トランジスタ40がオンして基準電圧を低下
させるよう変更する自己保持機能を有するのでフォトサ
イリスタカプラ41ひいてはサイリスタ45の安定的な
動作が保証される。
【0021】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。
【0022】
【発明の効果】本発明は、点火装置を有するエンジン
と、該エンジンによって駆動されるロータおよびステー
タを有する発電機とを備え、ステータにメインコイル
と、該メインコイルと電気角で90度異なった位置に巻
回したエキサイタコイルと、該エキサイタコイルに誘起
した電圧を整流するダイオードと平滑コンデンサ、ロー
タに巻回されダイオードと平滑コンデンサによって整流
された電圧に基づき界磁磁束を発生する界磁コイルとを
有して、メインコイルの発生電圧が過大の時にエンジン
発電機を保護する過電圧保護装置において、基準電圧発
生回路および電圧比較器と、該電圧比較器の出力側に設
けられたフォトサイリスタカプラと、該フォトサイリス
タカプラによってゲート駆動されるサイリスタとを備え
て、平滑コンデンサの電圧が基準電圧発生回路の電圧を
超えた時にフォトサイリスタカプラを介してサイリスタ
を駆動し、エンジンの点火装置を無効化したので、メイ
ンコイルに進相負荷が接続されることに起因して、負荷
電圧が上昇し過電圧になる状態を、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することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
G・・・・エンジン 1・・・・ロータ 2・・・・界磁コイル 3・・・・ステータ 4・・・・メインコイル 5・・・・エキサイタコイル 14・・・点火装置 15・・・ダイオード 16・・・平滑コンデンサ 34・・・電圧比較器 41・・・フォトサイリスタカプラ 45・・・サイリスタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02P 9/30 H02P 9/30 B Fターム(参考) 5G004 AA05 AB02 BA08 DB01 DB02 DC09 5G013 AA01 AA02 AA13 BA02 CB02 DA06 5G044 AA03 AC08 AD03 AE01 BA04 BA10 5H410 BB04 DD03 EA10 EB01 EB32 FF03 FF21 LL02 5H590 AA30 AB01 BB01 CA07 CA24 CC01 CC18 CC22 CC28 CC29 CD01 CE05 CE06 DD25 DD64 EA01 EA13 EA17 EB02 EB21 FA01 FA06 FB01 FC12 FC15 FC17 FC22 GA02 GB02 HA02 HB06 HB14 JA19 JB09 JB15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 点火装置を有するエンジンと、該エンジ
    ンによって駆動されるロータおよびステータを有する発
    電機とを備え、前記ステータにメインコイルと、該メイ
    ンコイルと電気角で90度異なった位置に巻回したエキ
    サイタコイルと、該エキサイタコイルに誘起した電圧を
    整流するダイオードと平滑コンデンサ、前記ロータに巻
    回され前記ダイオードと平滑コンデンサによって整流さ
    れた電圧に基づき界磁磁束を発生する界磁コイルとを有
    して、前記メインコイルの発生電圧が過大の時にエンジ
    ン発電機を保護する過電圧保護装置において、基準電圧
    発生回路および電圧比較器と、該電圧比較器の出力側に
    設けられたフォトサイリスタカプラと、該フォトサイリ
    スタカプラによってゲート駆動されるサイリスタとを備
    えて、前記平滑コンデンサの電圧が前記基準電圧発生回
    路の電圧を超えた時に前記フォトサイリスタカプラを介
    して前記サイリスタを駆動し、前記エンジンの点火装置
    を無効化することを特徴とするエンジン発電機の過電圧
    保護装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011097804A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Honda Motor Co Ltd 自励式発電機の進相負荷保護装置
KR101120014B1 (ko) * 2010-06-01 2012-03-19 김진규 피티오 발전기 출력 보정장치

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