JP4046249B2

JP4046249B2 - 発電装置の制御部電源

Info

Publication number: JP4046249B2
Application number: JP26521597A
Authority: JP
Inventors: 弘隆熊倉
Original assignee: 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH11113297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低コストな発電装置の制御部電源を構成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発電装置の制御部電源としては、大型では専用の電源スイッチによりＯＮ／ＯＦＦするタイプが多く、小型では始動・停止スイッチと連動するタイプが多い。また、タイマー機能によりそのスイッチのＯＦＦよりも制御部の電源（もしくは補機電源）ＯＦＦを遅らせるものがある。遅らせる例としては、発電装置内のヒートソークによる熱害を避けるため、機器の温度がある程度下がるまでファンやオイルポンプを回すものがあり、前述のタイマー機能によりこれが実現されている。また、ガスタービン発電装置のように燃料停止からエンジン軸回転停止までの時間遅れが大きい場合などには、停止スイッチＯＦＦ後もオイルポンプを軸回転停止まで回す必要があり、このポンプ部の制御電源ＯＦＦを遅らせることが必須となる。
【０００３】
小型発電装置では、その利便性から、大型のように専用の電源スイッチを切るということは行わない。そこで、ファンやポンプ部の制御も行っている制御部が停止スイッチＯＦＦ後に必要な条件を満たした時点で制御部自身の制御電源を切る、いわゆるセルフシャット機構か、専用のタイマー部品により、この機能を実現している。
【０００４】
図６に、前者の例を示す。
１はエンジン、２は発電機、３は発電装置につながれた負荷、４は始動・停止スイッチ、５は制御部コントローラ、６は制御部のセルフシャット用リレー、７は発電装置のバッテリである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の発電装置の制御部電源にあっては、タイマー部品を別途採用した場合にはコスト高になるという問題点があり、制御部でセルフシャット機構を採用した場合には各種ノイズ対策が必要になる、という問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、オイルポンプ駆動が停止遅延の原因である場合において、制御装置の電源スイッチ用リレーを発電機の出力電圧で保持することで、上記問題点を解決することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、回転数に略比例した電圧を発生する発電機を搭載した発電装置の制御部電源において、発電機の制御部コントローラとバッテリとが、始動停止スイッチが設けられた第１の電路によって接続されるとともに、前記制御部コントローラと前記バッテリとが、リレーが設けられた第２の電路によって接続されており、前記リレーは発電機の出力電圧によって駆動されるものであり、前記始動停止スイッチがＯＦＦされた後、前記発電機からの出力電圧が所定値に下がるまでの間、前記リレーを発電機の出力電圧で保持することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記発電装置の制御部電源において、前記リレーをインバータの中間電圧で保持することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による発電装置の制御部電源の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による発電装置の制御部電源の第１の実施の形態を示す図である。
なお、図６に示した従来技術と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
【００１１】
まず、図１を用いて構成を説明する。
１４は始動・停止スイッチであり、始動時にＯＮとなって制御部コントローラ１５に始動信号を伝えるとともに、制御部コントローラ１５とバッテリ７との配線をＯＮとする。１６は、制御部コントローラ１５とバッテリ７との間に位置し、発電機２の配線１８につながれ、発電電圧により駆動されるリレーである。このリレー１６は、発電機電圧が高いときにＯＮとなる。
【００１２】
次に、第１の実施の形態の作用を説明する。
回転数に略比例した電圧を発生する発電機としては、例えば永久磁石式同期発電機がある。この永久磁石式同期発電機の発電特性を図２に示す。この図では、発電装置停止時の条件として無負荷を想定しているが、このように負荷条件（電流条件）を規定すると、発電電圧と回転数は、かなりよい比例関係を示す。
【００１３】
また、リレーの特性を「ＯＮ→ＯＦＦとなる電圧」を復帰電圧、「ＯＦＦ→ＯＮとなる電圧」を動作電圧としてまとめると、その特性は図３に示したようになる。この特性から、リレー保持に必要な電圧（復帰電圧）は、定格電圧に対してかなり低くてよいことが判る。この復帰電圧の定格電圧に対する比は、一般的なリレーでは、およそ２０％である。
【００１４】
一方、始動・停止スイッチをＯＦＦ後もＯＮになっていなければならない必須項目としてはオイルポンプがあるが、このオイルポンプはエンジンの軸回転数が下がれば不要になる。
【００１５】
以上のような特性を考慮し、第１の実施の形態では、低コストな発電装置の制御部電源のシャット機構を案出している。
【００１６】
図４に、第１の実施の形態のタイムチャートを示す。このタイムチャートにより、作動を説明する。
始動・停止スイッチ１４がＯＮされると、図１に示す配線より、バッテリ７と制御部コントローラ１５が接続されるとともに、制御部に始動命令が伝わる。タイムチャート上、この時点で制御部電源はＯＮされ、始動命令から制御部はオイルポンプ電源をＯＮするとともに、エンジン１をスタートさせる。エンジン１が加速され、定格回転数のおよを６０％を越えるところで、リレー１６に必要な動作電圧が確保され、リレー１６はＯＮ状態になる。しかしこの時点では、すでに始動・停止スイッチ１４により制御部電源はＯＮ状態になっているため、リレー１６に連動してＯＮする部分は無い。
【００１７】
次に、運転後、始動・停止スイッチ１４がＯＦＦされると、停止命令が制御部に伝わり、エンジン１への燃料供給が断たれるとともに、始動・停止スイッチ１４を経由するバッテリ７と制御部コントローラ１５との接続も断たれる。しかし、制御部電源はリレー１６により保持されたままであり、制御部から駆動されるオイルポンプも回ったままである。エンジン１の回転数が２０％程度まで下がってくると、リレー１６の駆動電圧が復帰電圧以下となるため、リレー１６はＯＦＦされる。すると制御部の電源が断たれ、同時にここから駆動されているオイルポンプ電源もＯＦＦとなってオイル供給が断たれる。この時点では、軸回転数は２０％以下になっており、軸部周辺に残存するオイルだけで問題なく回転停止までいくことができる。
【００１８】
このような作動により、第１の実施の形態では、コストの高いタイマー装置やコントローラの停止誤動作を避けるためのノイズ対策を行うことなく、安価なシャット機構を実現している。
【００１９】
また、エンジン回転が停止するまでに時間を要するガスタービンエンジンにおいては、第１の実施の形態の停止遅延効果が、オイル供給の遅延だけでなく、ファン停止までの時間を稼ぐことにより、ヒートソークの影響も小さくすることが可能になる、という効果も有する。
【００２０】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明による発電装置の制御部電源の第２の実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
第２の実施の形態は、インバータ付き発電装置に対する適用例である。
２１はインバータの整流回路、２２はインバータ直流部の整流用コンデンサ、２３はインバータのスイッチング回路である。リレー２６は、インバータの直流部を駆動電源としている制御部電源シャット用のリレーである。
【００２１】
次に、第２の実施の形態の作用を説明する。
コンデンサ２２の働きにより、発電機停止時には、発電電圧の低下よりもインバータ直流部の電圧低下が遅れて発生する。このため、第２の実施の形態では、第１の実施の形態よりも低回転まで制御部電源をＯＮしたままにできる、というメリットがある。また、インバータのコンデンサの停止時放電促進用としても活用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、回転数に略比例した電圧を発生する発電機と、発電装置の制御装置電源スイッチ用リレーと、始動・停止スイッチによりバッテリと制御部コントローラとを接続する回路、という構成により、低コストな発電装置の制御部電源を実現できるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による発電装置の制御部電源の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の作用の説明図である。
【図３】第１の実施の形態の作用の説明図である。
【図４】第１の実施の形態の作用の説明図である。
【図５】第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図６】従来技術の構成を示す図である。
【符号の説明】
１エンジン
２発電機
３負荷
７バッテリ
１４停止・始動スイッチ
１５制御部
１６，２６リレー
１８配線
２１整流回路
２２コンデンサ
２３スイッチング回路

Claims

回転数に略比例した電圧を発生する発電機を搭載した発電装置の制御部電源において、
発電機の制御部コントローラとバッテリとが、始動停止スイッチが設けられた第１の電路によって接続されるとともに、前記制御部コントローラと前記バッテリとが、リレーが設けられた第２の電路によって接続されており、前記リレーは発電機の出力電圧によって駆動されるものであり、
前記始動停止スイッチがＯＦＦされた後、前記発電機からの出力電圧が所定値に下がるまでの間、前記リレーを発電機の出力電圧で保持することを特徴とする発電装置の制御部電源。
請求項１に記載の発電装置の制御部電源において、前記リレーをインバータの中間電圧で保持することを特徴とする発電装置の制御部電源。