【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンにより発電機を回して電力を得ると同時に、その冷却水から熱エネルギーを取り出すコジェネレーションシステム関するもので、特にその自立需要型や逆潮流が許されないシステムで、電力負荷が急減した場合の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような従来のコジェネレーションシステムは燃料の持つ熱エネルギーを電力と温水として取り出すことにより、商用電力では排熱として放棄されているものを有効利用しようとするもので、古くから知られている技術である。
【０００３】
通常のコジェネレーションシステムによって発電された電力を使う方法には、発電機の出力限界を超えた電力負荷に対して負荷電力供給スイッチを商用電力系に切り替えて対応する自立需要型（自立型）と、商用電力系と常時連携され出力限界に対してはスイッチの切り替えなしに電力需要に対応できる連系型がある。
【０００４】
そのコジェネレーションシステムでは、エンジンにより交流発電機を回し、交流発電機からの交流電圧を整流装置により三相全波整流して直流電圧に変換し、その直流電圧をインバータにより商用電力系の周波数に合わせた交流に再度変換し、電力負荷に供給する。そのため、発電機の回転数が変動しても電力負荷には一定の周波数の電力が供給される。
【０００５】
エンジンは、その出力が発電機の電気出力より低いと回転数が落ち、高いと回転数が上昇するものであり、エンジンと発電機には各々経済的な回転数が設定されているものであるから、エンジンの出力は発電機の電気出力に比例しなければならない。そのため、電力負荷の電流検出により出力調整回路で電力負荷に応じたエンジン出力と回転数になるように燃料の供給量を調整する。
【０００６】
連系型の場合、電力負荷のスイッチをまとめて切るような、電力負荷の急減にはエンジンの燃料を絞る出力調整が追従できず、短時間だけ必要な電力負荷を超えて発電することが起きる。しかし、電力負荷を超えて発電すると商用電力への逆潮流が生じ、エンジンの回転数が上昇することは無い。
【０００７】
また、商用電力の水力発電では、特開平１−２０６９００号に示されるように、発電機に回転数検出装置を付設し、発電機の負荷側に接離自在にダミー負荷を設け、回転数検出装置の検出信号によりダミー負荷を発電機に接続して、水車の回転数の上昇を抑える方法が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
自立需要型のコジェネレーションシステムのように商用電力系と連携されない場合は、交流発電機が発電する電力を直接電力負荷に使用し余った電力のはけ口が無く、電力負荷の急減にはエンジンの出力調整が追従できず、機械負荷の減ったエンジンの回転数が急激に上昇する。
【０００９】
その場合、発電機の回転数も上昇し発生電圧も上昇するため、これを抑制させようと発電機の自動電圧調整装置（ＡＶＲ）が働くが、発電機の回転数が想定回転数を越えるとリップル電圧が大きくなり、インバータでも補償できず、蛍光灯にちらつきが出るといった電力負荷への影響がでる。
【００１０】
前記従来例のように、発電機に回転数検出装置を設けてダミー負荷を接離する方法は、商用電力の水力発電のように周波数を正確に確保する場合には必要とする。しかし、小規模なコジェネレーションシステムで、インバータにより周波数を確保し、発電機の回転数の変動を許容し回転数の急上昇にのみに対応する場合には、別に回転数検出装置を設けて制御するのは得策ではない。
【００１１】
また、エンジンの出力を調整する出力調整回路が故障すると、電力負荷の変動に追従できずエンジン回転数が暴走することがあった。
【００１２】
そこで本発明は、簡単な構成で電力負荷の急減があっても電力負荷への影響が無く、エンジンの出力調整回路との間で脈動を発生させることが無く、エンジンの出力を調整する出力調整回路が故障しても安全な、コジェネレーションシステムにおける制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のコジェネレーションシステムにおける制御方法は、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数を検出し、その周波数が所定値を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に電流を流して交流発電機１１の負荷を増加させ、エンジン１の回転数の急上昇を抑えるようにしたものである。
【００１４】
請求項２の発明のコジェネレーションシステムにおける制御方法は、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数を検出し、その周波数が負荷を入れる第１の所定値を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に電流を流して交流発電機１１の負荷を増加させ、エンジン１の回転数の急上昇を抑えるようにし、周波数が第１の所定値より低い負荷を減少させる第２の所定値以下に低下したとき負荷抵抗器２３に流す電流を徐々に減少させるものである。
【００１５】
請求項３の発明のコジェネレーションシステムにおける制御方法は、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数の上昇速度を検出し、その周波数の上昇速度が所定値を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に電流を流して交流発電機１１の負荷を増加させ、エンジン１の回転数の急上昇を抑えるようにしたものである。
【００１６】
請求項４の発明のコジェネレーションシステムにおける制御方法は、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数の上昇速度を検出し、その周波数の上昇速度が負荷を入れる第１の所定値を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に電流を流して交流発電機１１の負荷を増加させ、エンジン１の回転数の急上昇を抑えるようにし、周波数が第１の所定値より低い負荷を減少させる第２の所定値以下に低下したとき負荷抵抗器２３に流す電流を徐々に減少させるものである。
【００１７】
請求項５の発明のコジェネレーションシステムにおける制御方法は、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数を検出し、その周波数が所定値を越えたとき、エンジン１を停止させるようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明では、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数を検出し、その周波数が所定値を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に電流を流して交流発電機１１負荷を増加させ、エンジン１の回転数の急上昇を抑えるようにしたから、簡単な構成で電力負荷３０の急減があってもエンジン１の回転数が急激に上昇することが無い。
【００１９】
請求項２の発明では、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数を検出し、その周波数が負荷を入れる第１の所定値を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に電流を流して交流発電機１１負荷を増加させ、エンジン１の回転数の急上昇を抑えるようにし、周波数が第１の所定値より低い負荷を減少させる第２の所定値以下に低下したとき負荷抵抗器２３に流す電流を徐々に減少させるから、エンジン１の回転数が急変せず、エンジン１の出力を調整する制御系が追従できる。
【００２０】
請求項３の発明では、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数の上昇速度を検出し、その周波数の上昇速度が所定値を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に電流を流して交流発電機１１の負荷を増加させ、エンジン１の回転数の急上昇を抑えるようにしたから、簡単な構成で電力負荷３０の急減があってもエンジン１の回転数が急激に上昇することが無い。
【００２１】
請求項４の発明では、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数の上昇速度を検出し、その周波数の上昇速度が負荷を入れる第１の所定値を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に電流を流して交流発電機１１の負荷を増加させ、エンジン１の回転数の急上昇を抑えるようにし、周波数が第１の所定値より低い負荷を減少させる第２の所定値以下に低下したとき負荷抵抗器２３に流す電流を徐々に減少させるから、エンジン１の回転数が急変せず、エンジン１の出力を調整する制御系が追従できる。
【００２２】
請求項５の発明では、エンジン１に連結された交流発電機１１の周波数を検出し、その周波数が所定値を越えたとき、エンジン１を停止させるようにしたから、エンジンの出力を調整する制御系が故障してもエンジン回転数が暴走することが無い。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
【００２４】
本発明のコジェネレーションシステムにおけるエンジン制御方法は図１の概略回路図に示すもので、エンジン１により交流発電機１１を回して発電すると共にその冷却水や排ガスから温水として熱エネルギーを取り出すものである。そして、その電力系は商用電力系とは連携されない自立需要型のものである。
【００２５】
エンジン１は３気筒のレシプロ型であり、エンジン１に直結してフライホイール円盤２を設け、フライホイール円盤２の円周には金属製の刻まれた多数の歯が設けられる。
【００２６】
エンジン１の燃料はＬＰＧ（液化石油ガス）のものを示しているが、燃料としては都市ガスや木質系ガスやバイオガスなどの気体燃料と、軽油やアルコールなどの液体燃料が想定される。
【００２７】
ＬＰＧはスロットルとしてのガスミキサー３により空気と混合してエンジン１に供給し、ガスミキサー３のＬＰＧ供給量は出力調整回路４により制御され、エンジン１の出力を調整する。
【００２８】
出力調整回路４には、フライホイール円盤２の円周に近接して設けた電磁式の回転数検出装置５からパルス信号が入力される。
【００２９】
出力調整回路４では、回転数検出装置５からの回転数の値としてのパルス信号と、電力負荷３０の回路の電流値からエンジン１のガスミキサー３を調整する。
【００３０】
これら、ガスミキサー３や出力調整回路４と回転数検出装置５を、エンジン１の制御系とする。
【００３１】
エンジン１にフライホイール円盤２を介して交流発電機１１を連結する。
【００３２】
交流発電機１１はＰＭ型の三相交流発電機（ＡＣＧ）で、軽負荷でも運転効率が高いものである。交流発電機１１はエンジン１に直結して同回転数で回しても良いが、エンジン１の燃費効率と交流発電機１１の発電特性を考慮すると、増速して連結する方が好ましい。実施例では、交流発電機１１が通常３，０００ｒｐｍで回転し、エンジン１が２，０００ｒｐｍで回転するようにした。
【００３３】
交流発電機１１の出力に整流装置１２を連結する。整流装置１２は交流発電機１１からの交流電圧を三相全波整流し直流電圧に変換（ＡＣ／ＤＣコンバータ）する。
【００３４】
整流装置１２にインバータ１３を連結する。インバータ１３は直流電圧を単相３線式１００Ｖ／２００Ｖに変換する。
【００３５】
これら整流装置１２とインバータ１３は交流発電機１１の周波数変動を許容するもので、交流を一度直流に変換し商用電力系の周波数に合わせた交流に再度変換する。
【００３６】
インバータ１３に分電盤などを介して電力負荷３０に連結する。電力負荷３０は自家用電力消費であり、電力負荷３０のスイッチをまとめて入れたり切ったりすることにより、交流発電機１１の負荷が急変する。
【００３７】
周波数検出による制御の場合、交流発電機１１の出力にＦ／Ｖ変換回路２１を連結する。Ｆ／Ｖ変換回路２１は交流発電機１１の周波数を、そのパルス周期に比例した直流電圧を発生し、周波数を電圧として検出する回路である。
【００３８】
Ｆ／Ｖ変換回路２１にソフトスタート・ソフトオフ回路２２を連結する。ソフトスタート・ソフトオフ回路２２は交流発電機１１の電流を負荷抵抗器２３に流すもので、Ｆ／Ｖ変換回路２１の電圧により制御する。ソフトスタート・ソフトオフ回路２２とは、モータの回転を徐々に上げたり徐々に下げたりするような、負荷への電流を制御する回路である。
【００３９】
ソフトスタート・ソフトオフ回路２２は、交流発電機１１の周波数が負荷を入れる第１の所定値を越えたとき、実施例では５７．５Ｈｚ（３，４５０ｒｐｍ）を越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に急激に電流を流し、交流発電機１１の負荷を急激に増加させ、エンジン１の回転数を落とすようにした。
【００４０】
また、周波数が負荷を減少させる第２の所定値以下に低下したとき、実施例では５２．５Ｈｚ（３，１５０ｒｐｍ）以下に低下したとき、負荷抵抗器２３に流す電流を徐々に減少させる。ここで、第２の所定値は第１の所定値より低い値とする。
【００４１】
Ｆ／Ｖ変換回路２１にエンジン停止回路２４を連結する。エンジン停止回路２４は、交流発電機１１の周波数が所定値を越えたとき、実施例では７５Ｈｚ（４，５００ｒｐｍ）を越えたとき、ＬＰＧの管路に設けたバルブ６を閉じてエンジン１を停止させるようにした。
【００４２】
周波数の上昇速度検出による制御の場合、Ｆ／Ｖ変換回路２１に微分回路を連結して交流発電機１１の周波数の上昇速度を検出する。この場合、交流発電機１１の周波数の上昇速度が負荷を入れる第１の所定値、実施例では１００ｒｐｍ／ｓｅｃを越えたとき、交流発電機１１に連結された負荷抵抗器２３に急激に電流を流す。また、周波数の上昇速度が負荷を減少させる第２の所定値以下に低下したとき、実施例では負に転じたとき、負荷抵抗器２３に流す電流を徐々に減少させる。
【００４３】
以上の実施例では、商用電力系と連系しない自立需要型について説明したが、商用電力系と常時連携される連系型であって逆潮流が許されないシステムでも良い。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、エンジンに連結された交流発電機の周波数を検出し、その周波数が所定値を越えたとき、交流発電機に連結された負荷抵抗器に電流を流して交流発電機負荷を増加させ、エンジンの回転数の急上昇を抑えるようにし、簡単な構成で電力負荷の急減があってもエンジンの回転数が急激に上昇することが無いから、電力負荷への影響が無い。
【００４５】
請求項２の発明によれば、エンジンに連結された交流発電機の周波数を検出し、その周波数が負荷を入れる第１の所定値を越えたとき、交流発電機に連結された負荷抵抗器に電流を流して交流発電機負荷を増加させ、エンジンの回転数の急上昇を抑えるようにし、周波数が第１の所定値より低い負荷を減少させる第２の所定値以下に低下したとき負荷抵抗器に流す電流を徐々に減少させ、エンジンの回転数が急変せず、エンジンの出力を調整する制御系が追従できるから、回転数の脈動を発生させることが無い。
【００４６】
請求項３の発明によれば、エンジンに連結された交流発電機の周波数の上昇速度を検出し、その周波数の上昇速度が所定値を越えたとき、交流発電機に連結された負荷抵抗器に電流を流して交流発電機負荷を増加させ、エンジンの回転数の急上昇を抑えるようにし、簡単な構成で電力負荷の急減があってもエンジンの回転数が急激に上昇することが無いから、電力負荷への影響が無い。
【００４７】
請求項４の発明によれば、エンジンに連結された交流発電機の周波数の上昇速度を検出し、その周波数の上昇速度が負荷を入れる第１の所定値を越えたとき、交流発電機に連結された負荷抵抗器に電流を流して交流発電機負荷を増加させ、エンジンの回転数の急上昇を抑えるようにし、周波数が第１の所定値より低い負荷を減少させる第２の所定値以下に低下したとき負荷抵抗器に流す電流を徐々に減少させ、エンジンの回転数が急変せず、エンジンの出力を調整する制御系が追従できるから、回転数の脈動を発生させることが無い。
【００４８】
請求項５の発明によれば、エンジンに連結された交流発電機の周波数を検出し、その周波数が所定値を越えたとき、エンジンを停止させるようにし、エンジンの出力を調整する制御系が故障してもエンジン回転数が暴走することが無いから安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】コジェネレーションシステムにおける制御方法の一実施例を示す概略回路図である。
【符号の説明】
１ エンジン
１１ 発電機
２３ 負荷抵抗器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cogeneration system that obtains electric power by rotating a generator by an engine and at the same time extracts heat energy from its cooling water, particularly in a self-sustaining demand type or a system in which reverse power flow is not allowed. The control method in the case where it is performed.
[0002]
[Prior art]
Such conventional cogeneration systems try to effectively use what has been abandoned as waste heat in commercial power by extracting the heat energy of the fuel as electric power and hot water. It is.
[0003]
The method of using the power generated by a normal cogeneration system includes an independent demand type (independent type) in which a load power supply switch is switched to a commercial power system to respond to a power load exceeding the output limit of the generator. There is an interconnection type that can always cooperate with the commercial power system and respond to power demand without switching the output limit.
[0004]
In the cogeneration system, an AC generator is turned by an engine, the AC voltage from the AC generator is three-phase full-wave rectified by a rectifier, converted into a DC voltage, and the DC voltage is converted into a frequency of a commercial power system by an inverter. It is converted again to the combined AC and supplied to the power load. Therefore, even if the number of revolutions of the generator fluctuates, power of a constant frequency is supplied to the power load.
[0005]
When the output of the engine is lower than the electrical output of the generator, the number of rotations decreases, and when the output is higher, the number of rotations increases. The engine and the generator each have an economical number of rotations. Therefore, the output of the engine must be proportional to the electrical output of the generator. Therefore, by detecting the current of the power load, the output adjustment circuit adjusts the fuel supply amount so that the engine output and the number of revolutions correspond to the power load.
[0006]
In the case of an interconnected type, the output adjustment that throttles the engine fuel cannot follow the sudden decrease in the power load, such as switching off the power load at once, and the power may be generated for a short time beyond the required power load. . However, when power is generated beyond the power load, a reverse flow to the commercial power occurs, and the engine speed does not increase.
[0007]
In the case of hydroelectric power of commercial power, as shown in JP-A-1-206900, a generator is provided with a rotation speed detecting device, and a dummy load is provided on the load side of the generator so as to be freely connected to and separated from the generator. A method is known in which a dummy load is connected to a generator by a detection signal of the device to suppress an increase in the rotation speed of the water turbine.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When not linked with the commercial power system as in the self-sustaining demand cogeneration system, the power generated by the AC generator is not directly used for the power load. The adjustment cannot follow, and the engine speed with a reduced mechanical load rises sharply.
[0009]
In this case, the generator rotation speed also increases and the generated voltage also increases, so the automatic voltage regulator (AVR) of the generator works to suppress this. However, when the rotation speed of the generator exceeds the assumed rotation speed, Ripple voltage becomes large and cannot be compensated by the inverter, which has an effect on the power load such as flickering of fluorescent lamps.
[0010]
The method of providing a rotation speed detecting device in a generator and connecting / disconnecting a dummy load as in the above-described conventional example is necessary when the frequency is to be accurately secured as in the case of hydroelectric power generation of commercial power. However, in the case of a small-scale cogeneration system, in which the frequency is secured by an inverter, the fluctuation of the rotation speed of the generator is allowed, and only a sudden increase in the rotation speed is dealt with, a separate rotation speed detection device is provided and controlled. Is not a good idea.
[0011]
Further, when the output adjustment circuit that adjusts the output of the engine fails, the engine speed may not be able to follow the fluctuation of the power load and the engine speed may run away.
[0012]
Thus, the present invention provides an output adjustment system that adjusts the output of an engine without any influence on the power load even if the power load suddenly decreases with a simple configuration, without generating pulsation with the output adjustment circuit of the engine. An object of the present invention is to provide a control method in a cogeneration system that is safe even if a circuit fails.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The control method in the cogeneration system according to the first aspect of the present invention detects a frequency of the AC generator 11 connected to the engine 1 and, when the frequency exceeds a predetermined value, a load resistance connected to the AC generator 11. A current is supplied to the heater 23 to increase the load on the alternator 11, thereby suppressing a rapid increase in the rotation speed of the engine 1.
[0014]
The control method in the cogeneration system according to the second aspect of the present invention detects the frequency of the AC generator 11 connected to the engine 1 and, when the frequency exceeds a first predetermined value for applying a load, the AC generator 11 The load is applied to the load resistor 23 connected to the second power generator 23 to increase the load on the alternator 11 so as to suppress a rapid increase in the rotation speed of the engine 1 and to reduce the load whose frequency is lower than the first predetermined value. The current flowing through the load resistor 23 is gradually decreased when the current falls below a predetermined value.
[0015]
The control method in the cogeneration system according to the third aspect of the present invention detects a rising speed of the frequency of the AC generator 11 connected to the engine 1 and, when the rising speed of the frequency exceeds a predetermined value, the AC generator 11 A current is caused to flow through the load resistor 23 connected to the AC generator 11 to increase the load on the AC generator 11, thereby suppressing a rapid increase in the rotation speed of the engine 1.
[0016]
The control method in the cogeneration system according to the fourth aspect of the present invention detects a rising speed of the frequency of the alternator 11 connected to the engine 1, and the rising speed of the frequency exceeds a first predetermined value for applying a load. At this time, a current is caused to flow through the load resistor 23 connected to the AC generator 11 to increase the load on the AC generator 11 so as to suppress a rapid increase in the rotation speed of the engine 1, and the frequency is lower than the first predetermined value. The current flowing through the load resistor 23 when the load falls below a second predetermined value for reducing the load is gradually reduced.
[0017]
The control method in the cogeneration system according to the fifth aspect of the present invention detects the frequency of the AC generator 11 connected to the engine 1, and stops the engine 1 when the frequency exceeds a predetermined value. is there.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, the frequency of the alternator 11 connected to the engine 1 is detected, and when the frequency exceeds a predetermined value, a current flows through the load resistor 23 connected to the alternator 11. Since the load of the alternator 11 is increased to suppress a rapid increase in the rotation speed of the engine 1, the rotation speed of the engine 1 does not suddenly increase even if the power load 30 suddenly decreases with a simple configuration.
[0019]
According to the second aspect of the present invention, the frequency of the alternator 11 connected to the engine 1 is detected, and when the frequency exceeds a first predetermined value for inputting a load, the load resistor connected to the alternator 11 is detected. When the frequency is reduced to a second predetermined value or less, which reduces the load lower than the first predetermined value by increasing the load of the alternator 11 by flowing an electric current to the engine 23 so as to suppress a rapid increase in the rotation speed of the engine 1. Since the current flowing through the load resistor 23 is gradually decreased, the rotation speed of the engine 1 does not change suddenly, and the control system for adjusting the output of the engine 1 can follow.
[0020]
According to the third aspect of the present invention, the rate of rise of the frequency of the alternator 11 connected to the engine 1 is detected, and when the rate of rise of the frequency exceeds a predetermined value, the load resistor connected to the alternator 11 is detected. 23, the load of the alternator 11 is increased to suppress a rapid increase in the rotational speed of the engine 1. Therefore, the rotational speed of the engine 1 is rapidly increased even when the power load 30 is rapidly reduced with a simple configuration. There is no rise.
[0021]
According to the invention of claim 4, the rising speed of the frequency of the alternator 11 connected to the engine 1 is detected, and when the rising speed of the frequency exceeds a first predetermined value for applying a load, the alternator 11 is activated. A second current is applied to increase the load of the alternator 11 by flowing a current through the connected load resistor 23 to suppress a rapid increase in the rotation speed of the engine 1 and to reduce the load whose frequency is lower than the first predetermined value. When the current drops below the predetermined value, the current flowing through the load resistor 23 is gradually reduced, so that the rotational speed of the engine 1 does not suddenly change, and the control system for adjusting the output of the engine 1 can follow.
[0022]
According to the fifth aspect of the present invention, the frequency of the alternator 11 connected to the engine 1 is detected, and when the frequency exceeds a predetermined value, the engine 1 is stopped. Even if the system fails, the engine speed does not run away.
[0023]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
The engine control method in the cogeneration system of the present invention is shown in the schematic circuit diagram of FIG. 1, in which an AC generator 11 is turned by the engine 1 to generate power, and heat energy is extracted as hot water from cooling water or exhaust gas. . The power system is a self-sustaining demand type that is not linked with the commercial power system.
[0025]
The engine 1 is a three-cylinder reciprocating type, and has a flywheel disk 2 directly connected to the engine 1, and a large number of metal-engraved teeth are provided on the circumference of the flywheel disk 2.
[0026]
The fuel of the engine 1 is LPG (liquefied petroleum gas). The fuel is assumed to be a gas fuel such as a city gas, a wood-based gas or a biogas, and a liquid fuel such as a light oil or an alcohol.
[0027]
The LPG is mixed with air by a gas mixer 3 as a throttle and supplied to the engine 1. The LPG supply amount of the gas mixer 3 is controlled by an output adjustment circuit 4 to adjust the output of the engine 1.
[0028]
A pulse signal is input to the output adjustment circuit 4 from an electromagnetic rotation speed detection device 5 provided close to the circumference of the flywheel disk 2.
[0029]
The output adjustment circuit 4 adjusts the gas mixer 3 of the engine 1 based on the pulse signal as the value of the rotation speed from the rotation speed detection device 5 and the current value of the circuit of the power load 30.
[0030]
The gas mixer 3, the output adjustment circuit 4, and the rotation speed detection device 5 are used as a control system of the engine 1.
[0031]
An alternator 11 is connected to the engine 1 via a flywheel disk 2.
[0032]
The AC generator 11 is a PM-type three-phase AC generator (ACG), and has a high operating efficiency even under a light load. The alternator 11 may be directly connected to the engine 1 and rotated at the same rotational speed. However, considering the fuel efficiency of the engine 1 and the power generation characteristics of the alternator 11, it is preferable to connect the alternator 11 at an increased speed. In the embodiment, the alternator 11 normally rotates at 3,000 rpm, and the engine 1 rotates at 2,000 rpm.
[0033]
A rectifier 12 is connected to the output of the AC generator 11. The rectifier 12 performs three-phase full-wave rectification on the AC voltage from the AC generator 11 and converts it into a DC voltage (AC / DC converter).
[0034]
The inverter 13 is connected to the rectifier 12. The inverter 13 converts the DC voltage into a single-phase three-wire system of 100 V / 200 V.
[0035]
The rectifier 12 and the inverter 13 allow the frequency variation of the AC generator 11, and once convert the alternating current to direct current and then back again to the alternating current that matches the frequency of the commercial power system.
[0036]
The inverter 13 is connected to the power load 30 via a distribution board or the like. The power load 30 is a private power consumption, and the load of the AC generator 11 is suddenly changed by turning on and off the switches of the power load 30 collectively.
[0037]
In the case of control by frequency detection, an F / V conversion circuit 21 is connected to the output of the AC generator 11. The F / V conversion circuit 21 is a circuit that generates a DC voltage proportional to the pulse cycle of the frequency of the AC generator 11, and detects the frequency as a voltage.
[0038]
A soft start / soft off circuit 22 is connected to the F / V conversion circuit 21. The soft start / soft off circuit 22 allows the current of the AC generator 11 to flow through the load resistor 23, and is controlled by the voltage of the F / V conversion circuit 21. The soft-start / soft-off circuit 22 is a circuit that controls the current to the load such that the rotation of the motor is gradually increased or decreased.
[0039]
The soft-start / soft-off circuit 22 controls the alternator 11 when the frequency of the alternator 11 exceeds a first predetermined value for applying a load, and in the embodiment, exceeds 57.5 Hz (3,450 rpm). An electric current is suddenly applied to the connected load resistor 23 to rapidly increase the load of the AC generator 11 and reduce the rotation speed of the engine 1.
[0040]
Further, when the frequency drops below the second predetermined value for reducing the load, or in this embodiment, when the frequency drops below 52.5 Hz (3,150 rpm), the current flowing through the load resistor 23 is gradually reduced. Here, the second predetermined value is a value lower than the first predetermined value.
[0041]
The engine stop circuit 24 is connected to the F / V conversion circuit 21. The engine stop circuit 24 closes the valve 6 provided in the LPG line to stop the engine 1 when the frequency of the alternator 11 exceeds a predetermined value, in this embodiment, when it exceeds 75 Hz (4,500 rpm). I tried to make it.
[0042]
In the case of the control based on the frequency rising speed detection, a differentiating circuit is connected to the F / V conversion circuit 21 to detect the frequency rising speed of the AC generator 11. In this case, when the rising speed of the frequency of the alternator 11 exceeds a first predetermined value for inputting a load, in this embodiment, 100 rpm / sec, a current is suddenly applied to the load resistor 23 connected to the alternator 11. Shed. Further, when the rate of increase of the frequency falls below the second predetermined value for decreasing the load, or when the frequency turns negative in the present embodiment, the current flowing through the load resistor 23 is gradually reduced.
[0043]
In the above embodiment, the self-sustaining demand type that is not connected to the commercial power system is described. However, a system that is always connected to the commercial power system and that does not allow reverse power flow may be used.
[0044]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the frequency of the alternator connected to the engine is detected, and when the frequency exceeds a predetermined value, a current flows through the load resistor connected to the alternator to generate the alternator. The engine load is increased and the sudden increase in the engine speed is suppressed. Even if the power load suddenly decreases with a simple configuration, the engine speed does not increase rapidly, so there is no effect on the electric load. .
[0045]
According to the invention of claim 2, the frequency of the alternator connected to the engine is detected, and when the frequency exceeds a first predetermined value for loading the load, the load resistor connected to the alternator is detected. A current is supplied to increase the load of the alternator, to suppress a sudden increase in the engine speed, and to reduce the load lower than the first predetermined value. Since the flowing current is gradually reduced, the engine speed does not change abruptly, and the control system for adjusting the engine output can follow, there is no pulsation of the engine speed.
[0046]
According to the invention of claim 3, the rising speed of the frequency of the alternator connected to the engine is detected, and when the rising speed of the frequency exceeds a predetermined value, the load resistor connected to the alternator is detected. The current flows to increase the alternator load and suppress the sudden increase in engine speed.Since the engine speed does not increase rapidly even with a simple decrease in the power load, the power No effect on load.
[0047]
According to the invention of claim 4, the rising speed of the frequency of the alternator connected to the engine is detected, and when the rising speed of the frequency exceeds a first predetermined value for loading, the alternator is connected to the alternator. A current flows through the set load resistor to increase the alternator load, to suppress a sudden increase in engine speed, and to reduce a load whose frequency is lower than a first predetermined value to a second predetermined value or less. Then, the current flowing through the load resistor is gradually reduced, the engine speed does not change suddenly, and the control system for adjusting the output of the engine can follow, so that no pulsation of the engine speed is generated.
[0048]
According to the invention of claim 5, the frequency of the alternator connected to the engine is detected, and when the frequency exceeds a predetermined value, the engine is stopped, and the control system for adjusting the output of the engine fails. Even so, it is safe because the engine speed does not run away.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing one embodiment of a control method in a cogeneration system.
[Explanation of symbols]
1 engine 11 generator 23 load resistor
