JP2576096B2 - エンジン発電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン発電機に係り、とくに放電灯を用
いた投光器に電力を供給する場合に好適なエンジン発電
機に関する。

〔従来の技術〕

従来より、工事現場等における可搬形の照明手段の一
つとして、水銀ランプ等の放電灯を投光器として用い、
この投光器の電源としてエンジン発電機を用いる構成の
ものが多く使用されている。この場合、例えば、エンジ
ン発電機の出力は、チョークコイルと力率改善用コンデ
ンサ等から成る安定器を介して水銀ランプに至るよう構
成されている。これにより、水銀ランプの点灯初期の過
電流が抑制され、点灯安定時のランプ電圧が所定値に保
たれるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上述した従来例にあっては、投光器と
しての放電灯を点灯させるに際して安定器が必要不可欠
なものであるため、多くの場合、重量が大きい安定器を
エンジン発電機と一体的に又は分離可能な別体として、
いづれかの方法により装備しなければならなかった。こ
のため、電源装置としてのエンジン発電機全体の重量が
大幅に増大し、これによって可搬性の低下を余儀なくさ
れるという不都合が生じ、運搬労力が増大したり運搬能
率が低下したりする等の問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する問題点に鑑みなされ
たもので、重量を著しく軽減せしめ可搬性の向上を図る
ことのできる投光器用のエンジン発電機を提供すること
を、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、励磁電源部と、この励磁電源部
から供給される界磁電流の値に対応した交流発電を行う
発電部とを備え、この発電部で得られた交流電力を放電
灯に供給するエンジン発電機において、前記発電部から
前記放電灯へ供給される交流電力の交流電圧が設定値を
越えた場合の所定の監視信号を出力する電圧監視手段
と、前記発電部から前記放電灯へ供給される交流電力の
交流電流が設定値を越えた場合に所定の監視信号を出力
する電流監視手段と、この電流監視手段又は前記電圧監
視手段から出力される監視信号の付勢されて前記励磁電
源部から前記発電部に供給される界磁電流の値を減少さ
せる励磁制御手段とを具備するという構成とし、これに
よって前記目的を達成しようとするものである。

〔作用〕

発電部の出力電圧は電圧監視手段により、また出力電
流は電流監視手段により各々監視され、各々が設定値を
越えると所定の監視信号が励磁制御手段に出力される。
これに付勢されて、励磁制御手段は、励磁電源部から発
電部に供給される界磁電流の値を減少させるように適宜
制御する。このため、発電部では界磁電流の値に対応し
た発電作用が行われ、その出力値の制御が行われる。

従って、負荷が放電灯であっても、その点灯状態にお
いて、出力電圧，電流が適宜の値に自動的に制御され
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づ
いて説明する。

まず、第１図において、２は投光器としての水銀ラン
プ（放電灯）を示し、４はこの水銀ランプに電力を供給
するエンジン発電機を示す。本実施例では、水銀ランプ
２の定格は、その安定点灯時において、ランプ電圧が13
0〔Ｖ〕，ランプ電流が3.3〔Ａ〕，容量が400〔Ｗ〕と
なっている。

前記エンジン発電機４は、発電作用を行う発電部4Aを
備えた発電機本体4Aaと、該発電部4Aに界磁電流を供給
するための励磁電源部4Bと、この励磁電源部4Bから出力
される界磁電流の値を制御せしめて発電部4Aの出力電圧
及び出力電流を自動的に調整する自動電圧電流調整器4C
とから構成されている。

また、上記自動電圧電流調整器4Cは、前記発電部4Aの
出力電圧を監視し必要に応じて所定の監視信号を出力す
る電圧監視手段5Aと、同じく出力電流を監視に必要に応
じて所定の監視信号を出力する電流監視手段5Bと、この
電流監視手段5B及び電圧監視手段5Aに付勢されて前記励
磁電源部4Bから発電部4Aに出力される界磁電流の値を制
御する励磁制御手段5Cとにより構成されている。

前記発電機本体4Aaは、図示しないエンジンによって
界磁側である回転子６が回転駆動されるように成ってお
り、回転界磁形に構成されている。この回転子６には、
界磁コイル８が巻回されており、この界磁コイル８の両
端はブラシ10A,10Bを介して外部に引き出されている。
一方、上記回転子６に対抗する固定子側には、図示の如
く、出力用の電機子コイル11と、励磁電源取出し用の補
助コイル12とが適宜配設されている。ここで、電機子コ
イル11と界磁コイル８は発電部4Aの要部を成し、また補
助コイル12は前記励磁電源部4Bの一部を成す。

このため、回転子６が回転し、界磁コイル８に界磁電
流が流れると、電機子コイル11及び補助コイル12の両端
には所定の起電力が現れることになる。

また、前記励磁電源部14は、発電機本体4Aa内に位置
する補助コイル12と、この補助コイル12から出力される
起電力に基づいて前記界磁コイル８に対する励磁用の電
源を形成する励磁電源形成部13とにより構成されてい
る。この内、励磁電源形成部13は、全波整流用の整流器
14と該整流器14の直流出力端に並設された平滑用のコン
デンサ15とにより構成されている。そして、整流器14の
交流入力端は前記補助コイル12の両端に至る。また、整
流器14の直流出力端の内、プラス側は直接前記ブラシ10
Aを介して界磁コイル８の一端に至り、マイナス側は後
述する前記励磁制御手段5C及びブラシ10Bを介して界磁
コイル８の他端に至る構成となっている。このため、補
助コイル12の両端に発生した起電力は、整流器14で全波
整流されるとともに、コンデンサ15で平滑化され、界磁
電流I_fとして供給される。

一方、前記電源監視手段5Aは、前記発電部4Aの出力電
圧（即ち、ランプ電圧）v_Lに対応した比較電圧を形成す
る比較電圧形成部16と、この比較電圧形成部16に対抗し
て基準電圧を定める基準電圧設定部の要部としてのツェ
ナーダイオード18とを備えている。

これを更に詳述すると、上記比較電圧形成部16は、全
波整流用の整流器20を備えており、この整流器20の交流
入力端は前記発電部4Aの電機子コイル11の両端に至る。
また、整流器20の直流出力端には、抵抗22及びコンデン
サ24の直列回路が接続され、この内、コンデンサ24の両
端には抵抗26,28の直列回路が更に接続されている。こ
のようにして、ここでは、整流器20,抵抗22,26,28,およ
びコンデンサ24によって比較電圧形成部16が構成されて
いる。

更に、上記比較電圧形成部16の抵抗26,28の中間点は
前記ツェナーダイオード18を介して出力端ａに至り、抵
抗28のマイナス側は出力端ａ′に至る。この出力端a,
a′は、後述する励磁制御手段5Cの制御端c,c′に至り、
励磁制御手段5Cにおいて抵抗30を介して閉回路を構成す
るようになっている。

このため、前記比較電圧形成部16の抵抗28の両端に形
成される比較電圧V_C1の値は発電部4Aの出力電圧の値に
対応し比例したものになる。この比較電圧V_C1がツェナ
ーダイオード18にツェナー降服を生じさせる電圧値をV
_C1′とする。この場合、比較電圧V_C1がV_C1′になると、
ツェナー降服のため、出力端a,a′から当該比較電圧
V_C1′による監視信号としての所定値の制御電圧V_S1が出
力される。また、比較電圧V_C1がV_C1′になっていない場
合は、制御電圧V_S1は略零である。本実施例では、出力
電圧v_Lが水銀ランプ２の点灯安定時の定格値である130
〔Ｖ〕に達すると、上記制御電圧V_S1が出力されるよう
に各回路定数が設定されている。

また、前記電流監視手段5Bは、出力電流（即ち、ラン
プ電流）i_Lを検出しこれに対応した起電力を発生する電
流検出部としての交流電流検出器（CTL）32と、この交
流電流検出器32の出力に基づいて直流の比較電圧V_C2を
形成する比較電圧形成部34と、この比較電圧形成部34に
対抗して基準電圧を定める基準電圧設定部の要部として
のツェナーダイオード36とを備えている。

これを更に詳述すると、上記交流電流検出器32は、発
電部4Aの出力電流i_Lを検出可能な位置に設置されてお
り、その出力は前記比較電圧形成部34の全波整流用の整
流器38の交流入力端に至る構成となっている。この整流
器38の直流出力端には、平滑用のコンデンサ40及び抵抗
42から成る並列回路が配設されるとともに、ダイオード
44及び抵抗46から成る直列回路が図示のように並設され
ている。このようにして、ここでは、整流器38,コンデ
ンサ40,抵抗42,46,及びダイオード44によって比較電圧
形成部34が形成されている。

更に、上記比較電圧形成部34のダイオード44と抵抗46
の中間点は前記ツェナーダイオード36を介して出力端ｂ
に至り、当該抵抗46のマイナス側は出力端ｂ′に至る。
そして、これらの出力端b,b′は前記励磁制御手段5Cの
制御端c,c′に接続されており、前記電圧監視手段5Aに
対し並列に装備されている。

このため、発電部4Aの出力電流i_Lは、交流電流検出器
32によって対応する値の起電力として検出される。この
起電力による電流は整流器38により全波整流され、コン
デンサ40,抵抗42によって平滑され、抵抗46の両端に比
較電圧V_C2として形成される。つまり、この比較電圧V_C2
の値は水銀ランプ２のランプ電流の値に対応し比例した
ものとなる。この比較電圧V_C2がツェナーダイオード36
にツェナー降服を生じさせる電圧値をV_C2′とする。そ
して、比較電圧V_C2がV_C2′になると、ツェナー降服のた
め、出力端b,b′から当該比較電圧V_C2′による監視信号
としての所定値の制御電圧V_S2が出力される。これと反
対の場合には、V_S2は略零となる。本実施例では、出力
電流i_Lが4.5〔Ａ〕に達すると前記制御電圧V_S2が出力さ
れるよう各回路定数が設定されている。

更に、前記励磁制御手段5Cは、前記励磁電源形成部13
に対するスイッチング動作を担う第1,第２のNPN形トラ
ンジスタ54,56を備えている。これを詳述すると、第１
のトランジスタ54のコレクタは抵抗58を介して、またエ
ミッタは直接に、前記励磁電源形成部13の両端に図示の
如く接続されている。また、第１のトランジスタ54のベ
ース，エミッタ間には、ダイオード60及びベース電圧設
定用の前述した抵抗30が各々並列に接続されるととも
に、当該ベース及びエミッタはそれぞれ制御端ｃ及び
ｃ′に至っている。更に、第２のトランジスタ56のコレ
クタはフライホイール用のダイオード62を介して、また
エミッタは直接に、前記励磁電源形成部13の両端に至
る。また、この第２のトランジスタ56のベースは前記第
１のトランジスタ54のコレクタに接続され、コレクタは
前記発電部4Aのブラシ10Bにも接続されている。更に、
第２のトランジスタ56のコレクタ・エミッタ間には、該
トランジスタ56のオフ時の逆電圧による破壊防止を図る
ためのツェナーダイオード63が装備されている。また、
ここで、図示の如く設けられているコンデンサ64,65
は、第２のトランジスタ56のスイッチングの安定化を図
る機能を有する。

このため、仮に、前記電圧監視手段5A又は電流監視手
段5Bから所定の制御電圧V_S1及びV_S2が出力され、第１の
トランジスタ54がオフ（非導通）になる場合には、第２
のトランジスタ56がオン（導通）となる。これによって
前記励磁電源形成部13から、ブラシ10A→界磁コイル８
→ブラシ10B→第２のトランジスタ56を巡る経路で界磁
電流I_fが流れる。反対に第１のトランジスタ54がオン，
第２のトランジスタ56がオフの場合には、ブラシ端子電
圧V_fが零となるが、コイルの性質から界磁電流I_fがフラ
イホイール用ダイオード62を介して引続き流れ、その値
が徐々に小さくなる。即ち、励磁制御手段5Cは、励磁電
源部4Bに対してオン・オフのスイッチング機能及びフラ
イホイール機能を果たし、これに伴って界磁電流I_fが脈
動する。このため、第２のトランジスタ56のオフ時間が
長い程、界磁電流I_fの平均値が低下し、発電部4Aの出力
が低下する。

次に、本実施例の全体的動作について説明する。

発電部4Aを図示しないエンジンにより回転せしめ発電
開始させ、投光器としての水銀ランプ２をその出力端に
接続する。これにより水銀ランプ２の点灯が開始され
る。この点灯初期の状態における出力電流（ランプ電
流）i_Lの抑制動作を説明する。

水銀ランプ２に流れるランプ電流i_Lは、電流監視手段
5Bの交流電流検出器32によって刻々検出され、これに相
当する比較電圧V_C2が比較電圧形成部34において形成さ
れる。そして、本実施例では、ランプ電流i_Lが最大設定
値である4.5〔Ａ〕以上に達すると、比較電圧V_C2がその
設定値であるV_C2′に達して、励磁制御手段5Cの制御端
c,c′に所定値の制御電圧V_s2が印加される。これによっ
て励磁制御手段5Cの第１のトランジスタ54のベース電圧
が規定値を越えて当該トランジスタ54がオンとなる。こ
れに付勢されて第２のトランジスタ56がオフとなる。

そこで、励磁電源部4Bの励磁電源形成部13から界磁コ
イル６に対する界磁電流I_fの供給が停止され、前述のよ
うに界磁電流I_fが低下せしめられる。従って、電機子コ
イル11に誘起する起電力が低下するため、ランプ電圧v_L
も低下し、ランプ電流i_Lも減少する。このため、点灯初
期時のランプ電流i_Lが最大設定値である4.5〔Ａ〕を越
えないように、的確に且つ自動的に抑制される（第２図
中のａ又は第３図参照）。

一方、水銀ランプ２の点灯が安定時に入ると、水銀ラ
ンプ２には本実施例では規定値である3.3〔Ａ〕の電流
が流れて点灯が維持される。この場合には、前述の如
く、励磁電源部4Bから界磁電流I_fが供給され通常の発電
作用が行われる。

次に、出力電圧（ランプ電圧）v_Lの制御動作について
説明する。この場合にも、ランプ電圧v_Lが電圧監視手段
5Aによって常時監視されてお９、上述の動作と同様に行
われる。即ち、ランプ電圧v_Lが定格値130〔Ｖ〕を越え
る場合には、前述したように、電圧監視手段5A内の比較
電圧V_C1がその設定値であるV_C1′に達し、所定値の制御
電圧V_S1が当該手段5Aから出力される。従って、励磁制
御手段5Cの第１のトランジスタ54がオン，第２のトラン
ジスタ56がオフとなり、界磁電流I_fの供給が前述と同様
に減少せしめられる。このような制御によって、界磁電
流I_fの平均値が制御され、ランプ電圧v_Lは、ほぼ定格値
130〔Ｖ〕に自動的に保持される（第２図中のｂ参
照）。

このように本実施例では、エンジン発電機４に負荷と
して水銀ランプ２を連結した場合、点灯初期のランプ電
流i_Lは電流監視手段5Bによって所定値を越えないように
制御され、また、ランプ電圧v_Lは所定値に保持される。
このため、従来零のように、エンジン発電機４と水銀ラ
ンプ２との間に安定器を介挿させることなく水銀ランプ
２を点灯させることが可能になる。従って、重量の大き
い安定器をエンジン発電機４に一体的に装備する必要が
なく、エンジン発電機全体がその分軽量となり、その可
搬性が著しく向上し、運搬が容易になるという利点が得
られる。また、従来において安定器を別体として装備し
使用していた場合でも、同様に、上記利点が功を奏する
こととなる。更に、安定器は比較的高価であったが、本
実施例のように、低価格な電子部品にてその代替作用を
させることによって、エンジン発電機４全体のコスト低
減をも図り得るという利点がある。一方、前述した実施
例の内、電圧監視手段5A,励磁電源部4B,および励磁制御
手段5Cは従来、電圧調整器として既設されていることが
多い。従って、そのような既存のものを利用できる場合
には、比較的容易に本発明を適用し得るという利点が得
られる。

なお、上記実施例においては、投光器として水銀ラン
プを使用した場合を例示したが、本発明は必ずしもこれ
に限定されることなく、他の放電灯にも同様に適用可能
である。また、上記実施例に係るエンジン発電機は、放
電灯負荷のみならず、白熱電灯等の安定器の不要な通常
の負荷に対しても使用可能なものである。更に、発電機
の励磁方式としては、本実施例の自励磁方式のみなら
ず、他励磁方式のものにも同様に適用し得る。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、負荷と
して例えば投光用の放電灯を連結する場合でも、従来の
ように重量が大きく且つ比較的高価な安定器を装備する
ことなく、放電灯を点灯させることができる。このた
め、放電灯に電力を供給するエンジン発電機全体の重量
が従来例に比べて著しく軽減され、これによって可搬性
が大幅に改善されることから、運搬の一層の能率向上及
び容易化が図られるとともに、これを比較的安価に且つ
容易に構成できるという従来にない優れたエンジン発電
機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は水銀
ランプの放電開始後のランプ電流，電圧の推移を示すグ
ラフ図、第３図は外部負荷曲線図である。 ４……エンジン発電機、4A……発電部、4B……励磁電源
部、5A……電圧監視手段、5B……電流監視手段、5C……
励磁制御手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】励磁電源部と、この励磁電源部から供給さ
   れる界磁電流の値に対応した交流発電を行う発電部とを
   備え、この発電部で得られた交流電力を放電灯に供給す
   るエンジン発電機において、 前記発電部から前記放電灯へ供給される交流電力の交流
   電圧が設定値を越えた場合の所定の監視信号を出力する
   電圧監視手段と、前記発電部から前記放電灯へ供給され
   る交流電力の交流電流が設定値を越えた場合に所定の監
   視信号を出力する電流監視手段と、この電流監視手段又
   は前記電圧監視手段から出力される監視信号に付勢され
   て前記励磁電源部から前記発電部に供給される界磁電流
   の値を減少させる励磁制御手段とを具備したことを特徴
   とするエンジン発電機。