JP3202560U - Power generation system - Google Patents

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浩司 冨樫
浩司 冨樫
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Abstract

【課題】モータの駆動トルクの軽減を図りながら、メインバッテリや負荷への電力を安定供給可能にする発電システムを提供する。【解決手段】モータ2の駆動電源としてモータ駆動用バッテリ1を用い、モータ2にカプラー10を介して連結した発電機3に電力を発生させ、発電機3の出力軸にフライホール11を固定して、発電機3の回転子に回転慣性力を付与し、発電機3の発生電力をAC/DC変換器4により直流変換し、AC/DC変換器4で直流変換した直流電力をモータ駆動用バッテリ1および電気二重層キャパシタ6に充電するとともに、充放電切換器7の切換スイッチ7a〜7cを介してメインバッテリ8を構成するバッテリ8a〜8cにも充電可能とし、これらのバッテリ8a〜8cに充電した電力を、充放電切換器7を介して負荷12に放電可能にした構成である。【選択図】図1A power generation system capable of stably supplying power to a main battery and a load while reducing driving torque of a motor. A motor driving battery 1 is used as a driving power source of a motor 2, electric power is generated in a generator 3 connected to the motor 2 via a coupler 10, and a flyhole 11 is fixed to an output shaft of the generator 3. Then, a rotational inertia force is applied to the rotor of the generator 3, the generated power of the generator 3 is converted into DC by the AC / DC converter 4, and the DC power converted by the AC / DC converter 4 is used for driving the motor. The battery 1 and the electric double layer capacitor 6 are charged, and the batteries 8a to 8c constituting the main battery 8 can be charged via the changeover switches 7a to 7c of the charge / discharge switch 7, and the batteries 8a to 8c are charged. In this configuration, the charged power can be discharged to the load 12 via the charge / discharge switching device 7. [Selection] Figure 1

Description

本考案は、フライホイールによる回転慣性力を利用して小型発電機に電力を発生させる発電システムに関する。   The present invention relates to a power generation system that generates electric power in a small generator by using a rotary inertia force of a flywheel.

化石燃料の大量消費に伴う二酸化炭素の増加およびこの二酸化炭素の増加に伴う地球温暖化、資源の枯渇が避けられなくなってきている今日、化石燃料の代替エネルギの開発および利用が現実のものとなってきている。一方、前記化石燃料の消費を節約する技術開発も並行して実施されている。   With the increase in carbon dioxide associated with mass consumption of fossil fuels, global warming associated with this increase in carbon dioxide, and the depletion of resources are inevitable, the development and utilization of alternative energy for fossil fuels has become a reality. It is coming. On the other hand, technology development for saving the consumption of the fossil fuel is being carried out in parallel.

ところで、前記のような化石燃料のほか、水力や風力、更には地熱などの自然エネルギを利用する発電システムも開発および実現されている。かかる発電システムの発電機では、発電用の固定子巻線を施した固定子の周囲にマグネット付きの回転子を配置し、回転子の回転中に固定子巻線に誘起される電圧を外部に取り出して負荷等に供給するというものである。この発電機では、電力を発生させるためには固定子巻線に対しマグネット付き回転子を相対回転させる必要があり、この回転子を回転させるために発電機駆動用のモータや、水車、風車、タービンなどが必要になる。特に、モータにより発電機を駆動するモータ駆動式発電システムでは発電機駆動用の専用モータに電力を供給し続ける必要がある。   Incidentally, in addition to the fossil fuels described above, power generation systems that utilize natural energy such as hydropower, wind power, and even geothermal heat have been developed and realized. In a generator of such a power generation system, a rotor with a magnet is arranged around a stator provided with a stator winding for power generation, and a voltage induced in the stator winding during rotation of the rotor is externally provided. It is taken out and supplied to a load or the like. In this generator, in order to generate electric power, it is necessary to rotate the rotor with magnet relative to the stator winding, and in order to rotate this rotor, a motor for driving the generator, a water wheel, a windmill, A turbine is required. In particular, in a motor-driven power generation system in which a generator is driven by a motor, it is necessary to continue supplying power to a dedicated motor for driving the generator.

しかしながら、発電機駆動用の専用モータに供給する電力としては、このモータに十分の駆動トルクを継続して発生させるに足る必要かつ十分なレベルの大電力が必要であり、発電システムとして電力利用率が極めて悪いという不都合があった。   However, the power supplied to the dedicated motor for driving the generator requires a large amount of power that is sufficient and sufficient to continuously generate sufficient driving torque for this motor. However, there was an inconvenience that it was extremely bad.

本考案は前述のような従来の問題点を解消するものであり、その目的とするところは、発電機の回転子にフライホイール効果を付与し、設定トルクを超える回転領域内でフライホイールに回転エネルギ(回転慣性力)を十分に蓄積させ、発電機負荷の増大等による回転の不安定状態移行時には、蓄積したフライホイールの回転エネルギを放出することで、発電機の回転を引き続き安定状態に保持可能にし、以て駆動トルクの比較的小さい小型モータの使用を可能にするものを提供することにある。また、フライホイールに回転エネルギを十分に蓄積できるタイミングでは、発電機が発生する電力を余剰電力として発電機駆動用バッテリに供給しながら、負荷側の複数のメインバッテリに充電させることで、小型モータ駆動のための外部電力の使用を極力抑制しながら、メインバッテリの放電電力による負荷の安定的運転を持続可能にする発電システムを提供することにある。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide a flywheel effect to the rotor of the generator and to rotate the flywheel within a rotation range exceeding the set torque. Sufficient energy (rotational inertial force) is accumulated, and when rotating unstable due to an increase in generator load, etc., the accumulated rotational energy of the flywheel is released to keep the generator rotation stable. An object of the present invention is to provide a device that enables use of a small motor having a relatively small driving torque. In addition, at a timing at which rotational energy can be sufficiently stored in the flywheel, a small motor can be obtained by charging a plurality of main batteries on the load side while supplying the power generated by the generator as surplus power to the generator driving battery. An object of the present invention is to provide a power generation system capable of sustaining stable operation of a load by discharge power of a main battery while suppressing the use of external power for driving as much as possible.

前記目的達成のために、本考案にかかる発電システムは、モータの駆動電源として用いられるモータ駆動用バッテリと、前記モータにカプラーを介して連結され、該モータとともに回転して電力を発生する発電機と、該発電機の出力軸に固定されて、該発電機の回転中に回転子に回転慣性力を付与するフライホイールと、前記発電機の発生電力を直流変換するAC/DC変換器と、該AC/DC変換器で直流変換した電力を前記モータ駆動バッテリおよび電気二重層キャパシタに充電させる充電器と、該充電器に充放電切換器を介して接続され、前記直流変換された電力を充電し、この充電した電力を負荷に放電可能にするメインバッテリと、
を備えてなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a power generation system according to the present invention includes a motor drive battery used as a drive power source for a motor, and a generator connected to the motor via a coupler and rotating together with the motor to generate electric power. A flywheel that is fixed to the output shaft of the generator and applies a rotational inertial force to the rotor during the rotation of the generator; an AC / DC converter that converts the generated power of the generator into a direct current; A charger that charges the motor-driven battery and the electric double layer capacitor with the electric power converted into direct current by the AC / DC converter, and is connected to the charger via a charge / discharge switching device, and charges the DC-converted power. And a main battery that allows this charged power to be discharged to the load,
It is characterized by comprising.

この構成により、モータはモータ駆動用バッテリを通じて電力を受けて駆動され、このモータにカプラーを介して連結された発電機も同速で駆動される。この発電機の駆動によって発生する交流電力はAC/DC変換器で直流電力に変換され、充電器を通じて電気二重層キャパシタに蓄積されるとともに、モータ駆動用バッテリにも充電される。また、モータ駆動用バッテリの容量が十分である場合には、充電器および充放電切換器を通して余剰電力として複数のメインバッテリに充電されるとともに、負荷にも供給される。充放電切替器はメインバッテリの充電時および発電機の発生電圧が低下した場合には閉じられる。また、負荷への電力供給が必要になったときには、充放電切替器のいずれかが開かれる。   With this configuration, the motor is driven by receiving electric power through the motor driving battery, and the generator connected to the motor via the coupler is also driven at the same speed. The AC power generated by driving the generator is converted into DC power by an AC / DC converter, stored in the electric double layer capacitor through the charger, and also charged in the motor driving battery. If the capacity of the battery for driving the motor is sufficient, the plurality of main batteries are charged as surplus power through the charger and the charge / discharge switcher and are also supplied to the load. The charge / discharge switcher is closed when the main battery is charged and when the generator voltage is reduced. When power supply to the load becomes necessary, one of the charge / discharge switchers is opened.

前記モータの起動当初はこのモータの回転速度が十分に立ち上がっていないので、発電機が発生する電力も不安定であり、電力変換器を介して得られる直流電力は、電気二重層キャパシタおよびモータ駆動用バッテリに対し供給されるのみで、メインバッテリや負荷への供給は開始されない。一方、モータの回転速度が十分に立ち上がった後は、フライホイールの回転慣性を受けて発電機とともにモータが安定速度領域およびそれ以上の速度領域で駆動される。   Since the rotation speed of the motor is not sufficiently raised at the start of the motor, the power generated by the generator is also unstable, and the DC power obtained through the power converter is driven by the electric double layer capacitor and the motor drive. It is only supplied to the main battery, and supply to the main battery and the load is not started. On the other hand, after the rotational speed of the motor has risen sufficiently, the motor is driven in the stable speed region and higher speed region together with the generator due to the rotational inertia of the flywheel.

このとき、発電機が発生する電力は、フライホイールの回転慣性に基づく電力を含み、その回転慣性に基づく電力分、モータの駆動トルクを補填し、モータ駆動用バッテリの負担を軽減できる。また、フライホイールの回転に伴って発電機が発生する電力のうち、電気二重層キャパシタおよびモータ駆動用バッテリが必要とする電力を超える余剰電力が負荷およびメインバッテリに供給される。このメインバッテリに充電された電力は、発電機電圧が低下または不安定になったときなどに、充放電切換器を通じて負荷に引き続き安定供給される。従って、負荷も安定動作を継続できることとなる。   At this time, the electric power generated by the generator includes the electric power based on the rotational inertia of the flywheel, and compensates the motor driving torque by the electric power based on the rotational inertia, thereby reducing the load on the motor driving battery. In addition, surplus power exceeding the power required by the electric double layer capacitor and the motor drive battery is supplied to the load and the main battery among the power generated by the generator as the flywheel rotates. The electric power charged in the main battery is continuously supplied to the load through the charge / discharge switching device when the generator voltage drops or becomes unstable. Therefore, the load can continue to operate stably.

本考案によれば、フライホイールが小型発電機の設定回転数を超える領域で、回転慣性に伴う回転力を発生し、この回転慣性に伴う小型発電機の発生電力をモータ駆動用バッテリに充電し、モータの駆動トルクの軽減を図るとともに、メインバッテリへの充電とこのメインバッテリの放電電力の負荷への安定供給を実現する。   According to the present invention, in a region where the flywheel exceeds the set rotational speed of the small generator, a rotational force accompanying the rotational inertia is generated, and the electric power generated by the small generator accompanying the rotational inertia is charged to the motor drive battery. In addition to reducing the driving torque of the motor, the main battery is charged and the discharge power of the main battery is stably supplied to the load.

以上、本考案について簡潔に説明した。更に、以下に本考案を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して、詳細に説明する。   The present invention has been briefly described above. Further, the best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

本考案の一実施形態による発電システムを示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a power generation system according to an embodiment of the present invention. 本考案における発電機を概念的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows notionally the generator in this invention.

以下、本考案の実施の形態による発電システムを、図1を参照して説明する。   Hereinafter, a power generation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1は本実施の形態にかかる発電システムの回路構成を示す。この発電システムは、モータ駆動用バッテリ1と、モータ2と、発電機3と、AC/DC変換器4と、充電器5と、電気二重層キャパシタ6と、充放電切換器7と、メインバッテリ8とを備えて構成される。これらのうちモータ駆動用バッテリ1は、モータ(DCモータ)2を所定の起動トルクにて所定の速度に達するまで回転を立ち上げ、さらにその回転を設定時間継続可能にするに十分な容量を持つ蓄電池である。
また、このモータ駆動用バッテリ1はモータ起動スイッチ9を介してモータ2に直列接続されている。モータ起動スイッチ9はモータ2の起動時にスイッチオンされて、モータ駆動用バッテリ1が発生する電力をモータ2に供給する。
FIG. 1 shows a circuit configuration of a power generation system according to the present embodiment. This power generation system includes a motor driving battery 1, a motor 2, a generator 3, an AC / DC converter 4, a charger 5, an electric double layer capacitor 6, a charge / discharge switching device 7, a main battery. 8 and is configured. Of these, the motor drive battery 1 has sufficient capacity to start up the rotation of the motor (DC motor) 2 until it reaches a predetermined speed with a predetermined starting torque, and to allow the rotation to continue for a set time. It is a storage battery.
The motor driving battery 1 is connected in series to the motor 2 via a motor start switch 9. The motor activation switch 9 is switched on when the motor 2 is activated, and supplies electric power generated by the motor driving battery 1 to the motor 2.

モータ2には発電機3が連結されている。具体的には、モータ2の出力軸には発電機3の入力軸がカプラ−(またはクラッチ機構)10を介して同軸接続され、モータ2の回転力が発電機に直接伝えられるように構成されている。この発電機3の出力軸には質量が大きい鉄材、鋼材、これらを含む合金などからなるフライホイール11が固着されており、発電機3の駆動時に回転子に対し大きな回転慣性力を付与可能にしている。従って、発電機3の回転速度が設定域に達したときは、この発電機3を駆動するモータ2が必要以上の駆動トルクを発生しなくても、つまりモータ駆動用バッテリ1の電力消費を抑えながら、発電機3を軽快に駆動可能にする。前記フライホイール11の回転慣性力はモータ2の駆動トルクをアシストし、モータ駆動用バッテリ1のモータ2による電力消費を抑制する。   A generator 3 is connected to the motor 2. Specifically, the output shaft of the motor 2 is coaxially connected to the input shaft of the generator 3 via a coupler (or clutch mechanism) 10 so that the rotational force of the motor 2 is directly transmitted to the generator. ing. A flywheel 11 made of iron, steel, or an alloy containing these is fixed to the output shaft of the generator 3 so that a large rotational inertia force can be applied to the rotor when the generator 3 is driven. ing. Therefore, when the rotational speed of the generator 3 reaches the set range, the motor 2 that drives the generator 3 does not generate excessive driving torque, that is, the power consumption of the motor driving battery 1 is suppressed. However, the generator 3 can be driven easily. The rotational inertia force of the flywheel 11 assists the driving torque of the motor 2 and suppresses power consumption by the motor 2 of the motor driving battery 1.

前記AC/DC変換器4は発電機3に接続され、発電機3が発生する交流電力を直流電力に変換し、波形整形する。充電器5はAC/DC変換器4を通して得られた直流電力を電気二重層キャパシタ6およびモータ駆動用バッテリ1に供給し、それぞれを充電する。電気二重層キャパシタ6は内部抵抗が低く、モータ駆動用バッテリ1を短時間で充電するとともに、耐圧性に優れ、寿命が長く、10〜100万回の充放電サイクルにも対応可能である。   The AC / DC converter 4 is connected to the generator 3, converts AC power generated by the generator 3 into DC power, and shapes the waveform. The charger 5 supplies the DC power obtained through the AC / DC converter 4 to the electric double layer capacitor 6 and the motor driving battery 1 to charge them. The electric double layer capacitor 6 has a low internal resistance, charges the motor driving battery 1 in a short time, is excellent in pressure resistance, has a long life, and can handle 10 to 1 million charge / discharge cycles.

前記充放電切換器7は3つの切換スイッチ7a〜7cを有し、発電機3が出力する電力をメインバッテリ8を構成する3個のバッテリ8a〜8cのいずれかまたは全部に選択的に供給可能としている。また、これらの切換スイッチ7a〜7cはこれらのオン時にバッテリ8a〜8cに充電された電力を負荷12に供給可能にしている。なお、充電器5および充放電切換器7との間には、逆流防止ダイオード13が接続されている。充放電切換器7は発電機3の出力電力レベルが設定値を下回ることにより不安定になった場合に、自動的にオフからオンに切り換えられて、負荷12への電力供給を引き続き安定的に実施可能にする。   The charge / discharge switch 7 has three changeover switches 7a to 7c, and can selectively supply the power output from the generator 3 to any or all of the three batteries 8a to 8c constituting the main battery 8. It is said. Further, these change-over switches 7a to 7c can supply the electric power charged in the batteries 8a to 8c to the load 12 when they are turned on. A backflow prevention diode 13 is connected between the charger 5 and the charge / discharge switcher 7. When the output power level of the generator 3 becomes unstable due to the output power level of the generator 3 being lower than the set value, the charge / discharge switcher 7 is automatically switched from off to on, and the power supply to the load 12 continues to be stable. Make it feasible.

図2は発電システムを構成する発電機の概略構成を示す。発電機3は発電機本体の固定枠21内に回転軸22とともに回転する一対の回転板23と、これらの回転板23の周辺に取り付けられてフライホイール機能を持つ回転筒24と、この回転筒24の外周部分および内周部分に固定された外輪マグネット25および内輪マグネット26と、固定枠21の内側と固定枠21中心部の積層鋼板部27外周に固定された外部コイル28および内部コイル29とを有する。   FIG. 2 shows a schematic configuration of a generator constituting the power generation system. The generator 3 includes a pair of rotating plates 23 that rotate together with the rotating shaft 22 in a fixed frame 21 of the generator body, a rotating cylinder 24 that is attached to the periphery of the rotating plates 23 and has a flywheel function, and the rotating cylinder. An outer ring magnet 25 and an inner ring magnet 26 fixed to an outer peripheral portion and an inner peripheral portion of 24, an outer coil 28 and an inner coil 29 fixed to the outer periphery of the laminated steel plate portion 27 inside the fixed frame 21 and the central portion of the fixed frame 21; Have

かかる構成になる発電システムでは、先ず、モータ2を安定した回転速度に立ち上げるに十分な電力レベル(電力容量)に充電されたモータ駆動用バッテリ1が用意される。このモータ駆動用バッテリ1にはモータ起動スイッチ9を介してモータ2が直列接続されているので、続いて、このモータ起動スイッチ9を閉じる。すると、モータ駆動用バッテリ1を電源としてモータ2には起動電流が流れ、この起動電流を受けてモータ2には駆動トルクが発生し回転付勢されて、次第に回転速度を上げていく。このモータ2の回転はカプラー10を介して発電機3に伝えられ、この発電機3は自身の回転上昇とともに発生する電力レベルを上げていく。   In the power generation system having such a configuration, first, a motor driving battery 1 charged to a power level (power capacity) sufficient to start up the motor 2 at a stable rotational speed is prepared. Since the motor 2 is connected in series to the motor driving battery 1 via the motor start switch 9, the motor start switch 9 is subsequently closed. Then, a starting current flows through the motor 2 using the motor driving battery 1 as a power source. Upon receiving this starting current, a driving torque is generated in the motor 2 and is urged to rotate, and the rotational speed is gradually increased. The rotation of the motor 2 is transmitted to the generator 3 through the coupler 10, and the generator 3 increases the power level generated with its own rotation increase.

そして、かかるモータ2および発電機3の回転速度が設定回転数に達すると、その回転数対応の電力(AC電力)を発電機3が発生する。さらに、モータ2および発電機3の回転速度が前記設定回転数を超えて上昇すると、この発電機3には出力軸に連設されたフライホイール11の回転慣性力が作用し、モータ2の駆動トルクを超える回転力が発電機3の出力軸に作用し、発電機3はモータ2の駆動トルクに頼らずに回転力を発生する。従って、モータ2によるモータ駆動用バッテリ1の電力消費が抑制される。この発電機3のフライホイール11の回転慣性力によるモータ2の回転力のアシスト中においては、発電機3が発生する電力はAC/DC変換器4および充電器5を介して、電気二重層キャパシタ6およびモータ駆動用バッテリ1に充電される。   When the rotational speeds of the motor 2 and the generator 3 reach the set rotational speed, the generator 3 generates electric power (AC power) corresponding to the rotational speed. Furthermore, when the rotational speeds of the motor 2 and the generator 3 increase beyond the set rotational speed, the rotary inertia force of the flywheel 11 connected to the output shaft acts on the generator 3 to drive the motor 2. A torque exceeding the torque acts on the output shaft of the generator 3, and the generator 3 generates a torque without depending on the driving torque of the motor 2. Accordingly, power consumption of the motor driving battery 1 by the motor 2 is suppressed. During the assist of the rotational force of the motor 2 by the rotational inertia force of the flywheel 11 of the generator 3, the electric power generated by the generator 3 is passed through the AC / DC converter 4 and the charger 5 to the electric double layer capacitor. 6 and the motor driving battery 1 are charged.

従って、発電機3は回転速度が設定値を超えると、モータ駆動用バッテリ1の充電容量を安定的に確保した状態にて、モータ2および発電機3の運転を安定化する。このようにモータ2はモータ駆動用バッテリ1を電源として発電機3を回転付勢するとともに、この発電機3が発生した電力をモータ駆動用バッテリ1に返すように作用するので、フライホイール11が蓄勢して放出した回転慣性力相当分、発電機3の小型化に寄与できる。   Therefore, when the rotational speed exceeds the set value, the generator 3 stabilizes the operation of the motor 2 and the generator 3 in a state where the charging capacity of the motor driving battery 1 is stably secured. In this way, the motor 2 rotates and energizes the generator 3 using the motor drive battery 1 as a power source, and acts to return the electric power generated by the generator 3 to the motor drive battery 1. The amount equivalent to the rotational inertia force that is stored and released can contribute to the miniaturization of the generator 3.

一方、発電機3で発電した電力は充電器5および充放電切換器7を通じて負荷12および3個のバッテリ8a〜8cの全部またはいずれかに供給される。従って、負荷12への電力供給を続けながらバッテリ8a〜8cの全部またはいずれかを蓄電することができる。充放電切換器7は発電機3の発電電力が低下した場合や不安定になった場合に、これらの充放電切換器7を構成する切換スイッチ7a〜7cの全部またはいずれかを閉じることにより、前記バッテリ8a〜8cの全部またはいずれかから負荷12に対する電力供給を継続させることができる。   On the other hand, the electric power generated by the generator 3 is supplied to all or any of the load 12 and the three batteries 8a to 8c through the charger 5 and the charge / discharge switching device 7. Therefore, all or any of the batteries 8a to 8c can be stored while continuing to supply power to the load 12. When the generated power of the generator 3 is reduced or unstable, the charge / discharge switcher 7 closes all or any one of the changeover switches 7a to 7c constituting the charge / discharge switcher 7, The power supply to the load 12 can be continued from all or any of the batteries 8a to 8c.

以上のように、本実施形態による発電システムは、モータ2の駆動電源としてモータ駆動用バッテリ1を用い、モータ2にカプラー10を介して連結した発電機3に電力を発生させ、発電機3の出力軸にフライホール11を固定して、発電機3の回転子に回転慣性力を付与し、このときの発電機3の発生電力をAC/DC変換器4により直流変換し、この直流変換した直流電力を前記モータ駆動用バッテリ1および電気二重層キャパシタ6に充電するとともに、充放電切換器7の切換スイッチ7a〜7cを介してバッテリ8a〜8cにも充電可能とし、これらのバッテリ8a〜8cに充電した電力を充放電切換器を介して負荷12に放電する構成としている。   As described above, the power generation system according to the present embodiment uses the motor driving battery 1 as a driving power source for the motor 2, generates power in the generator 3 connected to the motor 2 via the coupler 10, and The fly hole 11 is fixed to the output shaft, and a rotational inertia force is applied to the rotor of the generator 3. The generated power of the generator 3 at this time is converted into a direct current by the AC / DC converter 4, and the direct current is converted. The DC power can be charged to the motor driving battery 1 and the electric double layer capacitor 6, and the batteries 8 a to 8 c can be charged via the changeover switches 7 a to 7 c of the charge / discharge switching device 7. In this configuration, the electric power charged in is discharged to the load 12 via the charge / discharge switching device.

この構成により、モータ2の設定駆動トルクを超える回転領域で、発電機3の回転子に固定されたフライホイール11に回転エネルギ(回転慣性力)を十分に蓄積させ、負荷12の変動等による回転の不安定状態移行時に、フライホイール11に蓄積した回転エネルギを放出することで、発電機3の回転を引き続き安定状態に保持可能にする。また、フライホイール11の回転慣性力が十分に大きく、発電機3の設定回転数を超える回転数領域でフライホイール11に回転エネルギを十分に蓄積できる期間中は、前記設定回転数で得られるレベル以上の発電電力を得ることができるので、その発電電力を余剰電力としてこれを発電機駆動用バッテリ1および電気二重層キャパシタ6を充電するとともに、負荷12側の複数のバッテリ8a〜8cに充電させることで、外部電力の使用を極力抑制しながら負荷12の安定的運転を実現できる。また、発電機3の発電電力が低下または不安定化した場合には、バッテリ8a〜8cに充電してあった電力を負荷12に供給可能にして、負荷12を引き続き安定的に運転することができる。   With this configuration, rotational energy (rotational inertial force) is sufficiently accumulated in the flywheel 11 fixed to the rotor of the generator 3 in a rotation region that exceeds the set drive torque of the motor 2, and rotation due to fluctuations in the load 12, etc. When the unstable state shifts, the rotational energy accumulated in the flywheel 11 is released, so that the rotation of the generator 3 can be continuously maintained in a stable state. Further, during a period in which the rotational inertia force of the flywheel 11 is sufficiently large and sufficient rotational energy can be accumulated in the flywheel 11 in the rotational speed region exceeding the set rotational speed of the generator 3, the level obtained at the set rotational speed is obtained. Since the generated power can be obtained, the generated power is used as surplus power to charge the generator driving battery 1 and the electric double layer capacitor 6 and to charge the plurality of batteries 8a to 8c on the load 12 side. Thus, stable operation of the load 12 can be realized while suppressing the use of external power as much as possible. In addition, when the power generated by the generator 3 is reduced or unstable, the power charged in the batteries 8a to 8c can be supplied to the load 12, and the load 12 can be continuously operated stably. it can.

本考案の発電システムは、フライホイールが小型発電機の設定回転数を超える領域で、回転慣性に伴う回転力を発生し、この回転慣性に伴う小型発電機の発生電力の一部でモータ駆動用バッテリを電力補給し、を行い、モータの駆動トルクの軽減を図りながら、メインバッテリや負荷への電力を安定供給可能にするという効果を有し、小型発電機を使用して大電力を発生させる発電システム等に有用である。   The power generation system of the present invention generates a rotational force associated with the rotational inertia in a region where the flywheel exceeds the set rotational speed of the small generator, and a part of the generated power of the small generator associated with the rotational inertia is used for motor driving. Recharges the battery and reduces the driving torque of the motor while having the effect of enabling stable power supply to the main battery and load, and generating large power using a small generator Useful for power generation systems.

1 モータ駆動用バッテリ
2 モータ
3 発電機
4 AC/DC変換器
5 充電器
6 電気二重層キャパシタ
7 充放電切換器
7a〜7c 切換スイッチ
8 メインバッテリ
8a〜8c バッテリ
9 モータ起動スイッチ
10 カプラー
11 フライホイール
12 負荷
13 逆流防止ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor drive battery 2 Motor 3 Generator 4 AC / DC converter 5 Charger 6 Electric double layer capacitor 7 Charge / discharge switcher 7a-7c Changeover switch 8 Main battery 8a-8c Battery 9 Motor start switch 10 Coupler 11 Flywheel 12 Load 13 Backflow prevention diode

Claims (1)

モータの駆動電源として用いられるモータ駆動用バッテリと、
前記モータにカプラーを介して連結され、該モータとともに回転して電力を発生する発電機と、
該発電機の出力軸に固定されて、該発電機の回転中に回転子に回転慣性力を付与するフライホイールと、
前記発電機の発生電力を直流変換するAC/DC変換器と、
該AC/DC変換器で直流変換した電力を前記モータ駆動バッテリおよび電気二重層キャパシタに充電させる充電器と、
該充電器に充放電切換器を介して接続され、前記直流変換された電力を充電し、この充電した電力を負荷に放電可能にするメインバッテリと、
を備えてなることを特徴とする発電システム。
A motor drive battery used as a drive power source of the motor;
A generator connected to the motor via a coupler and rotating together with the motor to generate electric power;
A flywheel fixed to the output shaft of the generator and applying a rotational inertial force to the rotor during rotation of the generator;
An AC / DC converter that converts the generated power of the generator into a direct current;
A charger for charging the motor-driven battery and the electric double layer capacitor with the electric power converted by the AC / DC converter;
A main battery connected to the charger via a charge / discharge switch, charging the DC-converted power, and allowing the charged power to be discharged to a load;
A power generation system comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019088498A1 (en) * 2017-11-03 2019-05-09 (주)카리스가드레일 Power generation system using energy storage device

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