JP2712795B2 - エンジン発電機の予備励磁回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジン発電機を一定電圧電源で予備励
磁することで、エンジン始動時のセルモータを適切な時
点で切離すことができるエンジン発電機の予備励磁回路
に関する。

〔従来の技術〕

第４図は自励式発電機とそのエンジンとで構成したエ
ンジン発電機の従来例を示した回路図である。

この第４図に示す従来例回路において、いわゆる自励
式の交流発電機２の出力側には補助整流器11が設けられ
ており、この補助整流器11が出力する直流電流を、界磁
調整器12を介して交流発電機２の界磁巻線2Fに流す。こ
こで界磁調整器12は、交流発電機２の出力電圧に対応し
て、トランジスタなどのスイッチング素子の通流率を変
化させることにより、界磁巻線2Fに適切な励磁電流を供
給することで、発電機出力電圧を所定値に維持する。な
お６は遮断器、８は負荷である。

この交流発電機２は次の手順に従って始動する。すな
わちクラッチ４を接の状態で、セルモータ５に図示して
いない電源から電力を供給することで、エンジン（たと
えばディーゼルエンジン）３と交流発電機２とを回転さ
せる。この交流発電機２の界磁鉄心には磁束が残留して
いるので、励磁電流を流さなくても、回転により電圧
（いわゆる残留電圧）を発生するが、その値は回転速度
に比例して徐々に上昇する。

この残留電圧が、補助整流器11のえん層電圧と、界磁
調整器12のの電圧降下との合計値よりも大となると、界
磁巻線2Fに励磁電流が流れ出し、交流発電機２の出力電
圧は、その回転速度とともに急速に上昇する。このとき
の発電機電圧と回転速度とは比例関係にあるので、電圧
検出器13で検出した発電機電圧から、当該発電機の回転
速度を推定することができる。

そこで、エンジン３がセルモータ５の力を借りなくて
も、自力で運転継続できる回転速度に到達したことを電
圧検出器13が検出すると、クラッチ４に解放信号を送
り、セルモータ５をエンジン３から切離す。その後はエ
ンジン３の調速機が作動して、その速度を定格値まで上
昇させて定格速度での運転を継続する。

第５図は第４図に示す従来例回路の代表的な動作例を
示したグラフであって、横軸は発電機２の回転速度、縦
軸は発電機２の出力電圧をあらわしている。

この第５図に示すグラフにおいて、速度零から速度N₁
までは励磁電流が流れず、残留磁束のみの励磁による発
電機電圧の変化であるが、その電圧がV₁まで上昇すると
励磁電流が流れ出すので、発電機出力電圧は急速に上昇
して定格電圧に到達する。ここでN₂なる速度は、エンジ
ン３がセルモータ５の力を借りることなく自力で運転を
継続できる速度であって、このときの電圧V₂を電圧検出
器13が検出し、クラッチ４を解放している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した残留電圧にはばらつきがある。そ
のために、残留電圧の大きな交流発電機では、回転測度
が低くても励磁電流が流れ出す電圧V₁に到達する。この
場合は電圧検出器13が電圧V₂を検出してクラッチ４に解
放指令を与える時点の速度が低いために、エンジン３は
自力での運転が継続できず、クラッチ４の解放とともに
停止してしまう不都合がある。

そこで電圧検出器13の検出電圧を高くすると、セルモ
ータ５の運転が長時間継続する。一般にセルモータ５の
仕様は短時間定格であるから、長時間の使用により焼損
のおそれがある。またセルモータ５の電源は通常バッテ
リーを使用するが、このバッテリーの消耗が大となる不
都合もある。

第６図は第４図に示す従来例回路において残留電圧が
ばらついた場合の動作例を示したグラフであって、横軸
は発電機回転速度、縦軸は発電機電圧をあらわしてい
る。

この第６図において、残留電圧が大の場合の特性を折
線OABCで示し、残留電圧が小の場合の特性を折線ODECで
示している。この第６図であきらかなように、残留電圧
が小の場合は、電圧V₂を検出したときの速度はN₃であっ
て、残留電圧が大の場合の速度N₄よりも低い。従って電
圧V₂を検出した時点でクラッチ４を解放すると、残留電
圧が大の場合はエンジン３の速度がN₃と低い値のため
に、自力での運転が継続できないおそれを生じることと
なる。

そこでこの発明の目的は、発電機の残留電圧の大小に
は関係なく、発電機電圧からそのときの速度を知ること
により、エンジンが自力で運転継続できる速度でクラッ
チを解放させ、エンジン停止などの不都合を回避するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明の予備励磁回
路は、発電機の出力電圧を当該発電機の励磁電源にして
いる自励式発電機と、この発電機を駆動するエンジン
と、このエンジンを始動させるセルモータと、前記発電
機の出力電圧が所定値に到達すれば、前記エンジンとセ
ルモータとの結合を解放するクラッチとを備えているエ
ンジン発電機において、一定電圧電源と、前記エンジン
発電機の始動指令によりこの一定電圧電源から前記発電
機の界磁に励磁電流を供給する予備励磁回路と、この発
電機の出力電圧が所定値に到達すれば、前記クラッチに
解放指令を与えるクラッチ解放手段と、前記予備励磁回
路を遮断する予備励磁回路遮断手段とを備えるものとす
る。さらに当該交流発電機の負荷がバッテリーの場合は
このバッテリーを前記一定電圧電源の代りに予備励磁の
電源にするものである。

〔作用〕

この発明は、自励式の発電機が回転しはじめてから自
力で励磁電流を流すまでの速度が、残留電圧によって異
なるのを回避するべく、始動指令とともに、別途の一定
電圧電源から発電機界磁へ予備励磁電流を強制的に流す
ことで、発電機の回転速度と出力電圧との関係を一定に
し、この発電機電圧が所定値に到達した時点でセルモー
タをエンジンから切離しても、このエンジンが自力で運
転を継続できるようにして、エンジンの始動失敗を回避
しようとするものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１実施例をあらわした回路図であ
る。

この第１図に示す第１実施例回路における交流発電機
２、界磁巻線2F、エンジン３、クラッチ４、セルモータ
５、遮断器６、負荷８、補助整流器11、界磁調整器12お
よび電圧検出器13は、第４図で既述の従来例回路に記載
のものと、その名称・用途・機能は同じであるから、こ
れらの説明は省略する。

本発明においては、一定電圧電源としての予励バッテ
リー23を設けておき、予備励磁回路21を介して界磁巻線
2Fに励磁電流を供給できるようにしている。

すなわち、このエンジン発電機に始動指令が発令され
るのに連動して、予備励磁回路21内の始動スイッチ21A
が閉路するので、予励バッテリー23から制限抵抗21Bを
経て予備励磁電流が流れるので、残留電圧の大小には関
係なく、速度上昇とともに発電機出力電圧も素早く上昇
する。

電圧検出器13は、発電機出力電圧が所定値に到達した
ことを検出するとリレー22を動作させる。その結果、こ
のリレー22に連動して予励遮断接点22Aが開路して予備
励磁電流を遮断するとともに、クラッチ解放接点22Bも
開路して、セルモータ５をエンジン３から切離す。

第２図は本発明の第２実施例をあらわした回路図であ
る。

この第２図に示す第２実施例回路においても、交流発
電機２、界磁巻線2F、エンジン３、クラッチ４、セルモ
ータ５、補助整流器11および界磁調整器12は、第４図で
既述の従来例回路に記載のものと、その名称・用途・機
能は同じであるから、これらの説明は省略する。

この第２実施例回路は、交流発電機２の出力を主整流
器７で直流に変換して、主バッテリー９を充電する場合
である。この場合は主バッテリー９を一定電圧電源とし
て使用できるので、始動スイッチ21Aと制限抵抗21Bとで
構成している予備励磁回路21をこの主バッテリー７に接
続し、エンジン３の始動指令発令と同時に界磁巻線2Fに
予備励磁電流を供給する。

また、主バッテリー９の電圧を適宜に分圧し、これを
基準電圧としてコンパレータ14に入力しておき、補助整
流器11の直流側から取出す発電機電圧がこの基準電圧を
越えると、コンパレータ14からリレー22に信号が送出さ
れ、予備励磁電流を遮断する予励遮断接点22Aと、クラ
ッチ４を解放させるクラッチ解放接点22Bとを開路にす
る。

第３図は第１図に示す第１実施例回路、または第２図
に示す第２実施例回路の動作をあらわしたグラフであっ
て、横軸は発電機２の回転速度、縦軸は発電機２の出力
電圧をあらわしている。

この第３図のグラフであきらかなように、エンジン３
の始動とともに界磁巻線2Fに予備励磁電流を供給するこ
とにより、交流発電機２は速やかに自力で励磁電流を流
しはじめるので、発電機の速度と電圧との関係が一定と
なる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、エンジンで駆動される自励式の発
電機を始動する際に、別途に設けた一定電圧電源から発
電機界磁巻線に予備励磁電流を供給するように回路を構
成することにより、残留電圧による従来の電圧立上げ方
式にくらべて、素早く電圧が立上がり、かつ発電機速度
と発電機電圧との関係が一定となる。その結果、発電機
電圧から発電機速度を推定する際の誤差が解消され、エ
ンジンが自力で運転を継続できる速度を発電機電圧から
確実に検出でき、始動失敗となる不具合を確実に回避で
きる効果が得られる。

さらに発電機負荷がバッテリーの場合は、予備励磁電
流を流すための一定電圧電源としてこのバッテリーを使
用できるので、回路を簡素化できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例をあらわした回路図、第２
図は本発明の第２実施例をあらわした回路図、第３図は
第１図に示す第１実施例回路、または第２図に示す第２
実施例回路の動作をあらわしたグラフ、第４図は自励式
発電機とそのエンジンとで構成したエンジン発電機の従
来例を示した回路図、第５図は第４図に示す従来例回路
の代表的な動作例を示したグラフ、第６図は第４図に示
す従来例回路において残留電圧がばらついた場合の動作
例を示したグラフである。 ２……交流発電機、2F……界磁巻線、３……エンジン、
４……クラッチ、５……セルモータ、６……遮断器、７
……主整流器、８……負荷、９……主バッテリー、11…
…補助整流器、12……界磁調整器、13……電圧検出器、
14……コンパレータ、21……予備励磁回路、21A……始
動スイッチ、21B……制限抵抗、22……リレー、22A……
予励遮断接点、22B……クラッチ解放接点、23……一定
電圧電源としての予励バッテリー。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発電機の出力電圧を当該発電機の励磁電源
   にしている自励式発電機と、この発電機を駆動するエン
   ジンと、このエンジンを始動させるセルモータと、前記
   発電機の出力電圧が所定値に到達すれば、前記エンジン
   とセルモータとの結合を解放するクラッチとを備えてい
   るエンジン発電機において、一定電圧電源と、前記エン
   ジン発電機の始動指令によりこの一定電圧電源から前記
   発電機の界磁に励磁電流を供給する予備励磁回路と、こ
   の発電機の出力電圧が所定値に到達すれば、前記クラッ
   チに解放指令を与えるクラッチ解放手段と、前記予備励
   磁回路を遮断する予備励磁回路遮断手段とを備えている
   ことを特徴とするエンジン発電機の予備励磁回路。
2. 【請求項２】バッテリーを負荷にしている発電機の出力
   電圧を当該発電機の励磁電源にしている自励式発電機
   と、この発電機を駆動するエンジンと、このエンジンを
   始動させるセルモータと、前記発電機の出力電圧が所定
   値に到達すれば、前記エンジンとセルモータとの結合を
   解放するクラッチとを備えているエンジン発電機におい
   て、前記エンジン発電機の始動指令により、前記バッテ
   リーからこの発電機の界磁に励磁電流を供給する予備励
   磁回路と、この発電機の出力電圧が所定値に到達すれ
   ば、前記クラッチに解放指令を与えるクラッチ解放手段
   と、前記予備励磁回路を遮断する予備励磁回路遮断手段
   とを備えていることを特徴とするエンジン発電機の予備
   励磁回路。