JP2018170861A - 発電機システム - Google Patents

Abstract

【課題】各発電機の中性線を接地した状態で、並列運転と直列運転の双方を行うことが可能な発電機システムを提供する。【解決手段】発電機システムは、第１および第２発電機１Ａ，１Ｂと、第１および第２発電機１Ａ，１Ｂの電力供給用のラインＬ１，Ｌ２を互いに接続するとともに、中性線Ｎ１，Ｎ２をそれぞれ接地する電気回路２０と、発電機１Ａ，１Ｂの並列接続または直列接続の指令に応じて電気回路２０を切替える直並列切替えスイッチ２６と、並列接続が指令されると、各発電機１Ａ，１Ｂのインバータユニット１３から出力された交流電圧の波形データの位相が互いに一致し、直列接続が指令されると、交流電圧の波形データの位相が互いに１８０度だけずれるようにインバータ回路の作動を制御する制御部１７と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、互いに接続された複数の交流発電機を有する発電機システムに関する。

従来より、複数の交流発電機を並列接続して電力を得るようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、マスタ側発電機とスレーブ側発電機とを、電力線と信号線とを介して互いに接続するとともに、マスタ側発電機が発電を開始した後にスレーブ側発電機が発電するとき、マスタ側発電機から出力された交流の電圧をスレーブ側発電機のセンサで検出し、この検出された電圧と位相が一致するようにスレーブ側発電機のインバータ部のＦＥＴのオンオフを制御し、これにより並列同期運転を行う。

特許第５８３９８３６号公報

ところで、複数の交流発電機を並列運転および直列運転するとき、各発電機の中性線を接地した状態で発電機同士を接続する状況がある。しかしながら、各発電機の中性線を接地した場合、複数の交流発電機の並列運転と直列運転の両方を実現することは困難である。

本発明の一態様である発電機システムは、交流を出力するインバータ回路をそれぞれ有する第１発電機および第２発電機と、第１発電機の電力供給用の出力線と第２発電機の電力供給用の出力線とを互いに接続するとともに、第１発電機の中性線と第２発電機の中性線とをそれぞれ接地する接続回路と、第１発電機および第２発電機の並列接続または直列接続の切替えを指令する切替え指令部と、切替え指令部の指令に応じて第１発電機と第２発電機とが並列または直列に接続されるように接続回路を切替える回路切替え部と、第１発電機が運転された後に第２発電機が運転されるとき、第１発電機のインバータ回路から出力された交流電圧の波形データを取得するデータ取得部と、切替え指令部により並列接続が指令されると、データ取得部により取得された波形データと第２発電機のインバータ回路から出力される交流電圧の波形データと一致し、切替え指令部により直列接続が指令されると、データ取得部により取得された波形データと第２発電機のインバータ回路から出力される交流電圧の波形データとが互いに１８０度だけずれるように第２発電機のインバータ回路の作動を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、並列接続時に各発電機の電圧の波形データの位相が互いに一致し、直列接続時に波形データの位相が互いに１８０度だけずれるようにしたので、各発電機の中性線を接地した状態で、複数の発電機の並列運転と直列運転とを選択的に実現することができる。

本発明の実施形態に係る発電機システムの全体構成を概略的に示す図。 図１の発電機システムに含まれる運転切替えボックスの外観形状を示す斜視図。 図１の発電機システムに含まれる運転切替えボックスの内部の要部構成を示す電気回路図。 図１の発電機システムに含まれる第２発電機の制御部で実行される処理の一例を示すフローチャート。 図１の発電機システムに含まれる２台の発電機からそれぞれ出力される電圧波形の一例を示す図。 図１の発電機システムに含まれる２台の発電機の接続形態を模式的に示す電気回路図。 図６Ａの第１の変形例を示す図。 図６Ａの第２の変形例を示す図。 図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃの電気回路に対応した直列接続時および並列接続時の配線パターンを概略的に示す図。

以下、図１〜図７を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る発電機システム１００の全体構成を概略的に示す図である。この発電機システムは、第１発電機１Ａおよび第２発電機１Ｂと、第１発電機１Ａと第２発電機１Ｂとを並列運転可能に、かつ、直列運転可能に接続する運転切替えボックス２とを有する。第１発電機１Ａおよび第２発電機１Ｂは、可搬型ないし携帯型の発電機であり、ユーザが手動で持ち運び可能な重量および寸法を有する。なお、発電機を２台ではなく、３台以上接続して発電機システム１００を構成することもできる。

第１発電機１Ａおよび第２発電機１Ｂは、例えば定格電圧１２０Ｖの同規格の交流発電機であり、互いに同一の構成を有する。すなわち、図１に示すように、各発電機１Ａ，１Ｂは、汎用エンジン１０と、エンジン１０により駆動される発電部１１と、発電部１１で発電された電力を変換して出力するインバータユニット１３とをそれぞれ有する。発電機１Ａ，１Ｂの定格電圧は１２０Ｖ以外、例えば１００Ｖであってもよい。

エンジン１０は、例えばガソリンを燃料とする点火式の空冷エンジンであり、シリンダ内を往復動するピストンと、ピストンに同期して回転するクランクシャフトとを有する。エンジン１０の動力は、クランクシャフトを介して発電部１１に出力される。エンジン１０は、例えばクランクシャフトに接続された不図示のリコイルスタータの操作により始動することができる。なお、ガソリン以外を燃料とすることもでき、発電部１１を駆動する駆動部の構成は上述したものに限らない。

発電部（発電機本体）１１は、エンジン１０により駆動されて交流電力を発電する多極オルタネータであり、クランクシャフトに連結されてクランクシャフトと一体に回転するロータと、ロータの周面に対向してロータと同心状に配置されたステータとを有する。ロータには永久磁石が設けられる。ステータには、１２０度毎の位相角で配置されたＵＶＷの巻線が設けられる。発電部１１は、不図示のバッテリからの電力によりスタータモータとして駆動することもでき、これによりリコイルスタータを用いずにエンジン１を始動することができる。

インバータユニット１３は、発電部１１より出力された三相交流を整流および平滑する整流平滑回路１４と、整流平滑回路１４から出力された直流を交流に変換するインバータ回路１５と、インバータ回路１５から出力された交流の電圧値および電流値を検出する検出器１６と、インバータ回路１５のスイッチング動作を制御する制御部１７とを有する。検出器１６は、電圧センサと電流センサとにより構成される。制御部１７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含むマイクロコンピュータにより構成される。

整流平滑回路１４は、発電部１１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各巻線に対応して接続された整流回路と、キャパシタ等の平滑回路とを含んで構成される。インバータ回路１５は、例えばＨブリッジ回路として構成され、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のトランジスタにより構成された複数のスイッチ素子と、各スイッチ素子にそれぞれ並列に接続されたダイオードとを有する。各スイッチ素子は制御部１７から出力される制御信号によりオンオフされ、これにより直流が交流に変換される。変換された交流は、インバータ回路１５の一部である図示しないフィルタ回路を介して正弦波に変調され、ケーブル３を介して運転切替えボックス２に入力される。

運転切替えボックス２は、各発電機１Ａ，１Ｂの電力線の接続形態、すなわち接続回路を切替え可能に構成される。運転切替えボックス２における接続回路の切替えにより、２台の発電機１Ａ，１Ｂを並列接続して１２０Ｖの出力電圧を得ることができ、あるいは直列接続して２４０Ｖの出力電圧を得ることができる。このように複数の発電機１Ａ，１Ｂを並列接続および直列接続する場合、例えば法規上あるいは安全上の理由により、各発電機１Ａ，１Ｂの中性線の接地が要求されることがある。そこで、本実施形態では、各発電機１Ａ，１Ｂの中性線を接地させた状態で１２０Ｖと２４０Ｖの出力電圧を選択的に得ることができるよう、以下のように運転切替えボックス２を構成する。

図２は、運転切替えボックス２の外観形状を示す斜視図である。図２に示すように、運転切替えボックス２は、全体が略ボックス形状を呈し、発電機１Ａ，１Ｂのケーブル３が接続される複数のコネクタ２ａを有する。なお、図２では、４個のコネクタ２ａが設けられ、運転切替えボックス２には最大で４台の発電機を接続可能である。運転切替えボックス２には、負荷（電気負荷）が接続されるコンセント２１，２２と、ユーザの操作により並列接続と直列接続の切替えを指令する切替え指令部２３とが設けられる。なお、切替え指令部２３は、発電機１Ａ，１Ｂ側に設けてもよい。コンセント２１は、直列接続時における１２０Ｖ用および２４０Ｖ用コンセントであり、コンセント２２は、並列接続時における１２０Ｖ用コンセントである。

図３は、運転切替えボックス２の内部の要部構成を示す電気回路図である。図３に示すように、第１発電機１Ａのインバータユニット１３は、ケーブル３に含まれる一対の電力線Ｌ１，Ｎ１と一対の通信線ＳＨ１，ＳＬ１とを介して運転切替えボックス２に接続される。第２発電機１Ｂのインバータユニット１３は、ケーブル３に含まれる一対の電力線Ｌ２，Ｎ２と一対の通信線ＳＨ２，ＳＬ２とを介して運転切替えボックス２に接続される。第２発電機１Ｂのインバータユニット１３には、位相切替えスイッチ２５に接続された一対の信号線Ｌ３，Ｌ４も接続される。信号線Ｌ３には所定電圧（例えば５Ｖ）が印加され、信号線Ｌ４は接地される。

電力線Ｌ１，Ｌ２は、各発電機１Ａ，１Ｂから出力された電流が流れる出力線（ラインと称する）であり、Ｎ１，Ｎ２は中性線（ニュートラル）である。中性線Ｎ１，Ｎ２は、接続点Ｐ１で互いに接続され、共通化されて接地される。運転切替えボックス２は、漏電遮断器として機能するＧＦＣＩ（Ground-Fault Circuit Interrupter）２４と、位相切替えスイッチ２５と、電気回路２０を直列接続および並列接続に切替える一対の直並列切替えスイッチ２６と、運転切替えボックス内のコンセント２１，２２（図２）とを有する。

コンセント２１，２２の中性線Ｎ３，Ｎ４は、接続点Ｐ２で互いに接続された後、ＧＦＣＩ２４を通過する中性線Ｎ５、および接続点Ｐ１を介して接地される。出力線Ｌ１，Ｌ２は、ＧＦＣＩ２４と直並列切替えスイッチ２６とを介してコンセント２１，２２に接続される。ＧＦＣＩ２４は、地絡電流を検出する地絡検出部（不図示）と、ラインＬ１，Ｌ２を遮断するスイッチ部２４ａ，２４ｂとを有し、地絡検出部で地絡電流が検出されると、スイッチ部２４ａ，２４ｂを開放してラインＬ１，Ｌ２を流れる電流の流れを遮断し、コンセント２１，２２への電力供給を阻止する。なお、地絡検出部は、例えば零相変流器（ＺＣＴ）と同様の原理で行きと帰りの電流値の違いから地絡電流を検出する。

一対の直並列切替えスイッチ２６は、ラインＬ１，Ｌ２にそれぞれ接続される共通接点２６ａと、一端が共通接点２６ａに接続され、他端が並列接点２６ｂと直列接点２６ｃのいずれかに接続される可動接点２６ｄとを有する。各並列接点２６ｂは、接続点Ｐ３で互いに接続された後、コンセント２２にそれぞれ接続される。すなわち各並列接点２６ｂはコンセント２２に並列に接続される。一方、各直列接点２６ｃは、コンセント２１に直列に接続される。

直並列切替えスイッチ２６は、ユーザによる切替え指令部２３（図２）の操作により切替えられる。すなわち、切替え指令部２３の操作により並列接続が選択されると、可動接点２６ｄは並列位置に切替えられて共通接点２６ａと並列接点２６ｂとを接続し、ラインＬ１，Ｌ２が並列接続される。これによりコンセント２２から１２０Ｖを出力することができる。一方、切替え指令部２３の操作により直列接続が選択されると、可動接点２６ｄは直列位置に切替えられて共通接点２６ａと直列接点２６ｃとを接続し、ラインＬ１，Ｌ２が直列接続される。これによりコンセント２１から２４０Ｖを出力することができる。

位相切替えスイッチ２５は、直並列切替えスイッチ２６の切替えに連動して切替わる。すなわち、直並列切替えスイッチ２６が並列位置に切替わると、位相切替えスイッチ２５がオフ（開放）し、直並列切替えスイッチ２６が直列位置に切替わると、位相切替えスイッチ２５がオン（閉成）する。発電機１Ｂのインバータユニット１３には、位相切替えスイッチ２５がオフのときハイ信号が、オンのときロー信号が入力され、これにより発電機１Ｂの制御部１７が位相切替えスイッチ２５のオンオフを検知する。

通信線ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２は、ＣＡＮ通信線（ＣＡＮバス）として構成され、通信線ＳＨ１，ＳＨ２と通信線ＳＬ１、ＳＬ２とは終端抵抗を介して接続される。各発電機１Ａ，１Ｂの制御部１７は、通信線ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＬ１，ＳＬ２を介して互いに通信可能に接続される。

本実施形態では、第１発電機１Ａと第２発電機１Ｂとを連携して運転するとき、第１発電機１Ａを運転した後に第２発電機１Ｂを運転する。したがって、第１発電機１Ａをマスタ発電機、第２発電機１Ｂをスレーブ発電機として構成し、第２発電機１Ｂの動作は、第１発電機１Ａの動作に同期するように制御される。

図４は、第２発電機１Ｂの制御部１７で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、第１発電機１Ａと第２発電機１Ｂとを運転切替えボックス２を介して接続した後、第１発電機（マスタ発電機）１Ａを始動し、さらに第２発電機（スレーブ発電機）１Ｂを始動すると開始される。具体的には、第２発電機１Ｂの検出器１６が、ラインＬ１，Ｌ２を介して印加された第１発電機１Ａの出力電圧を検出すると、あるいは第２発電機１Ｂの制御部１７が第１発電機１Ａから送信された電圧データを受信すると開始され、所定時間毎に繰り返される。

まず、ステップＳ１で、第１発電機１Ａのインバータ回路１５から出力される交流電圧の情報、すなわち時間軸に対する交流電圧の変化を示す波形データ（正相の波形データ）を取得する。この電圧情報は、例えば第２発電機１Ｂの検出器１６により検出された第１発電機１Ａの出力電圧を読み込むことで、あるいは第１発電機１Ａから送信された電圧の波形データを受信することで取得する。次いで、ステップＳ２で、信号線Ｌ３，Ｌ４からの信号に基づき、位相切替えスイッチ２５がオンか否か（ロー信号が出力か否か）を判定する。ステップＳ２で否定、すなわち発電機１Ａ，１Ｂが並列接続と判定されるとステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、第２発電機１Ｂから出力される交流電圧の波形が、ステップＳ１で読み込まれた第１発電機１Ａから出力された交流電圧の波形と位相および周波数において一致するようにインバータ回路１５に制御信号を出力する。すなわち、第２発電機１Ｂから出力される単相交流が第１発電機１Ａから出力されている単相交流と同期するように、第２発電機１Ｂの検出器１６で検出された第１発電機１Ａの交流電圧のゼロクロスタイミングに基づいてインバータ回路１５に制御信号を出力し、スイッチ素子のオンオフを制御する。これにより第２発電機１Ｂは、第１発電機１Ａと一致した正相の単相交流を出力する。

一方、ステップＳ２で肯定、すなわち発電機１Ａ，１Ｂが直列接続と判定されるとステップＳ４に進む。ステップＳ４では、第２発電機１Ｂから出力される交流電圧の波形が、ステップＳ１で読み込まれた第１発電機１Ａから出力された交流電圧の波形に対し位相において１８０度だけずれるように（位相が１８０度だけずれて同期するように）、通信線ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２を介して受信した第１発電機１Ａの交流電圧のゼロクロスタイミングに基づいてインバータ回路１５に制御信号を出力し、スイッチ素子のオンオフを制御する。これにより第２発電機１Ｂは、第１発電機１Ａに対し逆相の単相交流を出力する。

なお、第１発電機１Ａと第２発電機１Ｂとを並列運転および直列運転しているとき、各発電機１Ａ，１Ｂの制御部１７はそれぞれの発電機１Ａ，１Ｂの電流情報や電圧情報を取得し、これらの情報は通信線ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２を介して制御部１７同士で常時送受信される。これにより自己の発電機１Ａ，１Ｂの出力が相手側の発電機１Ａ，１Ｂの出力よりも小さいときに、インバータ回路１５のスイッチ素子の作動を制御して電圧振幅量と電圧位相量を補正し、アンバランス電流や横流れなどを抑制する。

図５は、第１発電機（マスタ発電機）１Ａおよび第２発電機（スレーブ発電機）１Ｂから出力される電圧波形の一例を示す図であり、第１発電機１Ａの運転後に第２発電機１Ｂを運転する例を示す。図５において、時点ｔ１で位相切替えスイッチ２５のオフ（ハイ信号）が判定されると、第２発電機１Ｂの制御部１７は並列接続の同期処理（ステップＳ３）を開始する。この場合、制御部１７は第１発電機１Ａとの連携をチェックし、連携チェック中は第２発電機１Ｂからの交流の出力を禁止する（時点ｔ１〜ｔ２）。

連携チェックとしては、まず、発電機１Ａ，１Ｂの制御部１７同士の通信により、公称電圧（例えば１２０Ｖ）と周波数（例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の情報を送受信してこれらが互いに一致しているか否かを判定する。そして、一致しているときは第２発電機１Ｂの制御部１７が第１発電機１Ａの電圧情報を取得して同期処理を開始し、同期が確立すれば第２発電機１Ｂから正相の交流の出力を開始する（時点ｔ２）。このように連携チェック中に第２発電機１Ｂからの出力を禁止することで、発電機１Ａ，１Ｂ同士の出力の衝突を防ぐことができる。

図５の時点ｔ３で、位相切替えスイッチ２５のオン（ロー信号）が判定されると、第２発電機１Ｂの制御部１７は直列接続の同期処理（ステップＳ４）を開始する。この場合も、第２発電機１Ｂの制御部１７は第１発電機１Ａとの連携をチェックし、連携チェック中は第２発電機１Ｂからの交流の出力を禁止する。連携チェックが終了して各発電機１Ａ，１Ｂの同期が確立すれば、第２発電機１Ｂから逆相の交流の出力を開始する（時点ｔ４）。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）発電機システム１００は、交流を出力するインバータ回路１５をそれぞれ有する第１発電機１Ａおよび第２発電機１Ｂと、第１発電機１ＡのラインＬ１と第２発電機１ＢのラインＬ２とを互いに接続するとともに、第１発電機１Ａの中性線Ｎ１と第２発電機１Ｂの中性線Ｎ２とをそれぞれ接地する電気回路２０と、第１発電機１Ａおよび第２発電機１Ｂの並列接続または直列接続の切替えを指令する切替え指令部２３と、切替え指令部２３の指令に応じて第１発電機１Ａと第２発電機１Ｂとが並列または直列に接続されるように電気回路２０を切替える直並列切替えスイッチ２６と、第１発電機１Ａが運転された後に第２発電機１Ｂが運転されるとき、第１発電機１Ａのインバータ回路１５から出力された交流電圧の波形データを検出する検出器１６と、切替え指令部２３により並列接続が指令されると、検出器１６により検出された第１発電機１Ａの波形データと第２発電機１Ｂのインバータ回路１５から出力される交流電圧の波形データとが位相および周波数において一致し、切替え指令部２３により直列接続が指令されると、検出器１６により検出された第１発電機１Ａの波形データと第２発電機１Ｂのインバータ回路１５から出力される交流電圧の波形データとが周波数において一致し、位相において互いに１８０度だけずれるように第２発電機１Ｂのインバータ回路１５の作動（スイッチング動作）を制御する制御部１７と、を備える（図１〜図３）。

この構成により、各発電機１Ａ，１Ｂの中性線Ｎ１，Ｎ２を接地させながら、発電機１Ａ，１Ｂを並列接続したときに１２０Ｖを、直列接続したときには２４０Ｖを選択的に得ることができる。この点をさらに詳しく説明する。

図６Ａは、本実施形態に係る発電機システム１００における２台の発電機１Ａ，１Ｂの接続形態を模式的に示す電気回路図である。この電気回路は、図３に示したものと実質的に等しく、図３と同一の箇所には同一の符号を付す。図６Ａでは、図３と同様、各発電機１Ａ，１Ｂの中性線Ｎ１，Ｎ２が一括して接地されている。一方、直並列切替えスイッチ２６は１つにまとめられている。図６Ｂ，図６Ｃは、それぞれ図６Ａの第１の比較例および第２の比較例である。第１の比較例は、第１発電機１Ａが正相の電圧を出力しているとき、第２発電機１Ｂが直列接続、並列接続いずれの場合においても正相の電圧を出力する例であり、第２の比較例は、第１発電機１Ａが正相の電圧を出力しているとき、第２発電機１Ｂが直列接続、並列接続いずれの場合においても逆相の電圧を出力する例である。

図７は、それぞれ本実施形態（図６Ａ）、第１の比較例（図６Ｂ）および第２の比較例（図６Ｃ）における直並列切替えスイッチ２６の切替えに応じた直列接続時および並列接続時の配線パターンを概略的に示す図である。本実施形態では、直列接続時に各発電機１Ａ，１Ｂは互いに逆相の交流を出力する。このため、図７に示すように、中性線Ｎ１，Ｎ２を介してラインＬ１，Ｌ２間に２４０Ｖの電位差が生じ、これにより発電機１Ａ，１Ｂは全体で２４０Ｖの出力電圧を発生することができる。一方、並列接続時には、各発電機１Ａ，１Ｂは互いに正相の交流を出力するため、中性線Ｎ１，Ｎ２を基準にして各ラインＬ１，Ｌ２から１２０Ｖの出力電圧を発生することができる。

これに対し、第１の比較例においては、並列接続時に１２０Ｖを出力することはできるが、直列接続時には第１発電機１Ａの中性線Ｎ１と第２発電機１ＢのラインＬ２とが短絡するため、２４０Ｖを出力することができない。また、第２の比較例においては、直列接続時に２４０Ｖを出力することができるが、並列接続時には第１発電機１ＡのラインＬ１と第２発電機１Ｂの中性線Ｎ２および第２発電機１ＢのラインＬ２と第１発電機１Ａの中性線Ｎ１とが短絡するため、１２０Ｖを出力することができない。すなわち、第１の比較例および第２の比較例では、中性線Ｎ１，Ｎ２を共通化できないため、並列接続時または直列接続時に短絡が生じる。

（２）運転切替えボックス２の電気回路２０は、ＧＦＣＩ２４を有する（図３）。ＧＦＣＩ２４は、地絡電流を検出する地絡検出部と、地絡検出部により地絡電流が検出されると、第１発電機１Ａおよび第２発電機１Ｂからコンセント２１，２２へ至るラインＬ１，Ｌ２（電路）を遮断するスイッチ部２４ａ，２４ｂ（電力遮断部）とを有する（図３）。これにより地絡（漏電）を防ぐことができ、例えば工事現場等で複数の発電機１Ａ，１Ｂの中性線Ｎ１，Ｎ２をそれぞれ接地させながら、複数の発電機１Ａ，１Ｂを互いに連携させて直列運転および並列運転することができる。

（３）第１発電機１Ａの中性線Ｎ１と第２発電機１Ｂの中性線Ｎ２とは、互いに接続されて接地される（図３）。このため並列接続時および直列接続時のいずれにおいても中性線Ｎ１，Ｎ２がラインＬ１，Ｌ２と短絡することがなく、接地を前提とするＧＦＣＩ２４への適用が容易である。

（４）第１発電機１ＡのラインＬ１と中性線Ｎ１および第２発電機１ＢのラインＬ２と中性線Ｎ２はそれぞれ運転切替えボックス２に接続される（図１）。運転切替えボックス２は、直列接続および並列接続を切替えるための電気回路２０を有するとともに、並列接続時に電気負荷が接続されるコンセント２２と直列接続時に電気負荷が接続されるコンセント２１とを有する（図２，３）。このような運転切替えボックス２を設けることで、発電機１Ａ，１Ｂの直列接続および並列接続の切替えや電気負荷の接続を容易に行うことができる。

なお、上記実施形態では、回路切替え部として一対の直並列切替えスイッチ２６の切替えにより電気回路２０を並列接続および直列接続に切替えるようにしたが、複数の発電機を接続する接続回路の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、検出器１６で交流電圧の波形データを検出し、あるいは通信線ＳＨ１，ＳＬ１，ＳＨ２，ＳＬ２を介して波形データを受信して、出力を同期させる際の発電機１Ａ，１Ｂの波形データを取得するようにしたが、データ取得部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、第１発電機１Ａをマスタ、第２発電機１Ｂをスレーブとして、スレーブの出力をマスタの出力に同期させるようにしたが、発電機１Ａ，１Ｂの並列接続時に各発電機１Ａ，１Ｂから出力された交流電圧の各波形データが位相および周波数において互いに一致し、直列接続時に各波形データが周波数において一致し、位相において互いに１８０度だけずれるようにインバータ回路の作動を制御するのであれば、制御部の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、発電機１Ａ，１Ｂが並列接続しているとき、マスタ発電機（例えば発電機１Ａ）の電圧波形をラインＬ１，Ｌ２を介してスレーブ発電機（例えば発電機１Ｂ）の検出器１６で検出するようにしたが、通信線を介してマスタ発電機の電圧波形をスレーブ発電機が取得するようにしてもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１Ａ 第１発電機、１Ｂ 第２発電機、２ 運転切替えボックス、１５ インバータ回路、１６ 検出器、１７ 制御部、２０ 電気回路、２１，２２ コンセント、２３ 切替え指令部、２４ ＧＦＣＩ、２５ 位相切替えスイッチ、２６ 直並列切替えスイッチ、１００ 発電機システム、Ｌ１，Ｌ２ ライン、Ｎ１，Ｎ２ 中性線

Claims (4)

1. 交流を出力するインバータ回路をそれぞれ有する第１発電機および第２発電機と、
   前記第１発電機の電力供給用の出力線と前記第２発電機の電力供給用の出力線とを互いに接続するとともに、前記第１発電機の中性線と前記第２発電機の中性線とをそれぞれ接地する接続回路と、
   前記第１発電機および前記第２発電機の並列接続または直列接続の切替えを指令する切替え指令部と、
   前記切替え指令部の指令に応じて前記第１発電機と前記第２発電機とが並列または直列に接続されるように前記接続回路を切替える回路切替え部と、
   前記第１発電機が運転され後に前記第２発電機が運転されるとき、前記第１発電機の前記インバータ回路から出力された交流電圧の波形データを取得するデータ取得部と、
   前記切替え指令部により並列接続が指令されると、前記データ取得部により取得された前記波形データと前記第２発電機の前記インバータ回路から出力される交流電圧の波形データとが位相および周波数において一致し、前記切替え指令部により直列接続が指令されると、前記データ取得部により取得された前記波形データと前記第２発電機の前記インバータ回路から出力される交流電圧の波形データとが周波数において一致し、位相において互いに１８０度だけずれするように前記第２発電機の前記インバータ回路の作動を制御する制御部と、を備えることを特徴とする発電機システム。
2. 請求項１に記載の発電機システムにおいて、
   前記接続回路は、地絡電流を検出する地絡検出部と、前記地絡検出部により地絡電流が検出されると、前記第１発電機および前記第２発電機から負荷へ至る電路を遮断する電路遮断部とを有することを特徴とする発電機システム。
3. 請求項２に記載の発電機システムにおいて、
   前記第１発電機の前記中性線と前記第２発電機の前記中性線とは、互いに接続されて接地されることを特徴とする発電機システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電機システムにおいて、
   前記第１発電機の前記出力線と前記中性線および前記第２発電機の前記出力線と前記中性線がそれぞれ接続される運転切替えボックスをさらに備え、
   前記運転切替えボックスは、前記接続回路を有するともに、並列接続時に負荷が接続される並列出力端子と直列接続時に負荷が接続される直列出力端子とを有することを特徴とする発電機システム。

Images