JP4080830B2 - 同期発電装置及び冷凍車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
直流によって励磁される界磁巻線を有し、機械動力を受けて交流に変換する同期発電装置及びこの同期発電装置を冷凍・冷蔵室の駆動源とする冷凍車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍車における冷凍・冷蔵室の駆動源として同期発電機を用いる場合、発電機から受電する負荷の遮断時（以下、負荷の遮断を、単に負荷遮断ともいう）に励磁コイルに供給する電流を遮断する。しかし、励磁コイルを流れる電流を即時にゼロにすることはできないため、同期発電機の出力電圧が急激に上昇してオーバシュートする。
【０００３】
このオーバシュート量を低く抑えるために、同期発電機の出力電圧の上昇分が設定値に到達したとき、励磁コイルに抵抗を直列接続して、励磁コイルの電流を急速に減衰させる電圧調整器を備えた同期発電装置が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５１８９９号公報（第３〜４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の同期発電装置においては、抵抗に電力を消費させて励磁電流を減少させているため、減衰を早めるには抵抗値を大きくする必要がある。しかしながら、抵抗値を大きくしてゆくと、抵抗における発熱量が大きくなって許容温度範囲を超えることがある。したがって、抵抗の温度を許容範囲に抑えるためにはその抵抗値に上限があり、これに応じて励磁電流の降下速度及びオーバシュート量の低減には限界があった。
【０００６】
また、負荷遮断時にのみ抵抗を挿入するには、何等かのスイッチング素子を抵抗と並列に接続しておき、負荷遮断時にのみこのスイッチング素子をオフ状態にする必要がある。かかるスイッチング素子としてバイポーラトランジスタ（Bipolar Transistor）やＦＥＴ（Field Effect Transistor）等が使用される。ところが、これらのスイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り換えるとき、抵抗の両端に発生する高電圧がオフ状態のスイッチング素子の両端に逆方向に加わるため、スイッチング素子が破壊されたり、耐久性が損なわれたりすることがあった。
【０００７】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、励磁電流の降下速度を大きくして発電電圧のオーバシュート量を小さく抑えることのできる同期発電装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、負荷遮断時に励磁電流を還流させる要素に直列接続されるスイッチング素子に対する印加電圧を低く抑えて耐久性を維持することのできる同期発電装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のもう一つ他の目的は、冷凍・冷蔵室を運転する電力源として同期発電装置を用いる場合でも、負荷遮断に伴う電圧変動を低く抑えると共に、耐久性を維持することのできる冷凍車を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、
直流によって励磁される界磁巻線を有し、機械動力を受けて交流に変換して負荷に供給する同期発電装置において、
界磁巻線に直列に接続され、スイッチング動作により界磁電圧を調整する手段と、
負荷の遮断を検出する手段と、
負荷の遮断が検出されたとき、界磁巻線に対する電圧供給経路を遮断すると共に、界磁巻線にキャパシタを直列接続して界磁巻線に流れる電流の還流路を形成する手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の同期発電装置において、界磁巻線に流れる電流の還流路を形成する手段は、キャパシタに直列に接続され、キャパシタが界磁巻線と同じ極性で印加されることを阻止するダイオードと、キャパシタに並列接続され、負荷の遮断が検出されたときオフ状態にされる半導体スイッチング素子と、キャパシタに並列接続された放電用の抵抗と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の同期発電装置において、界磁巻線に流れる電流によって充電される極性で、予めキャパシタを所定の電圧に充電する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の同期発電装置において、負荷の遮断を検出する手段は、発電電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段による電圧検出値が所定値を超えたとき負荷の遮断と判定する比較手段と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、
冷凍・冷蔵室を備える冷凍車において、
機械動力を受けるようにエンジンに結合された請求項１ないし４のいずれか１項に記載の同期発電装置と、
同期発電装置から出力される交流を整流して直流に変換する整流器と、
変換された直流を可変周波数の交流に変換するインバータ装置と、
インバータ装置の出力によって圧縮機を可変速駆動する冷凍サイクルと、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る同期発電装置の第１の実施形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図である。同図において、同期発電機１は界磁巻線２を付帯して図示省略の機械動力によって回転駆動される。同期発電機１は３相交流の出力端子を有し、これに負荷８が接続されている。また、３相交流の出力経路の２つの相、例えば、Ｕ相及びＷ相にそれぞれダイオード３及び４のアノードが接続され、それらのカソードは共通に接続されると共に、ＦＥＴ５のドレインに接続されている。ＦＥＴ５のソースには界磁巻線２の一端Ｊが接続されている。界磁巻線２の他端Ｋは、励磁遮断リレー７の接点７ａを介して、同期発電機１の星形巻線の中性点Ｎに接続されている。なお、ＦＥＴ５にはこれを保護するダイオード６が逆並列に接続されている。
【００１６】
また、同期発電機１の星形巻線の中性点Ｎには蓄電池１１の負極が接続され、この蓄電池１１の正極には、初期励磁リレー１２の接点１２ａ及び逆流防止用のダイオード１３を介して、抵抗１４の一端が接続され、この抵抗１４の他端は界磁巻線２の一端Ｊに接続されている。
【００１７】
さらに、界磁巻線２の一端Ｊには逆流防止用のダイオード２２のカソードが接続され、このダイオード２２のアノードにキャパシタ２１の一端が接続されている。キャパシタ２１の他端は、逆流防止用のダイオード２３のカソードが接続され、このダイオード２３のアノードは界磁巻線２の他端Ｋに接続されている。また、キャパシタ２１の一端にＦＥＴ２４のソースが接続され、ＦＥＴ２４のドレインは界磁巻線２の他端Ｋに接続されている。また、キャパシタ２１と並列に放電抵抗２６が接続されている。なお、ＦＥＴ２４にはこれを保護するダイオード２５が逆並列に接続されている。
【００１８】
一方、同期発電機１から負荷８に電力を供給する経路の３相交流電圧を検出する電圧検出器３１と、所望の電圧に制御するための指令信号を出力する電圧指令信号発生器３２とが設けられ、これらの出力端子がそれぞれ演算増幅器３３の入力端子に接続されている。演算増幅器３３は入力された２つの信号に対して制御演算を実行して同期発電機１の電圧が一定になるように界磁電圧を操作するオンデューティ信号を出力するもので、その出力端子にはオンデューティ信号に比例したオン幅を持つＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力するパルス幅変調器３４の入力端子が接続され、その出力端子はＡＮＤゲート３５の一方の入力端子に接続されている。また、同期発電機１の出力定格電圧に対して一定値だけ大きい信号を出力する基準信号発生器３６が設けられ、その出力端子が比較器３７の一方の入力端子に接続されている。そして、比較器３７の他方の入力端子には電圧検出器３１の出力端子が接続されている。比較器３７の出力端子は、インバータ３８を介して、ＦＥＴ２４のゲートに接続されると共に、ＡＮＤゲート３５の他方の入力端子に接続されている。ＡＮＤゲート３５の出力端子はＦＥＴ５のゲートに接続されている。
【００１９】
上記のように構成された同期発電装置の第１の実施形態の動作について以下に説明する。先ず、同期発電機１を機械動力で駆動し、初期励磁リレー１２を励磁して接点１２ａをオン状態にすると、蓄電池１１から、ダイオード１３及び抵抗１４を介して、界磁巻線２に一定の界磁電流が供給される。励磁遮断リレー７は通常時に接点７ａをオン状態に保持し、緊急停止時等に接点７ａをオフ状態にして界磁巻線２に流れる電流を遮断する機能を有している。したがって、同期発電機１を所定の回転数に保ち、接点１２ａをオン状態にすることによって同期発電機１から定格の３相交流電圧が発電される。この時点で初期励磁リレー１２を非励磁状態にして接点１２ａをオフ状態にしたとしても、ＦＥＴ５は後述するようにオン、オフ状態を繰り返しているため、ダイオード３及び４を介して、正の脈流電圧、すなわち、疑似直流電圧が供給されて同期発電機１は３相交流電圧を発電し続ける。
【００２０】
一方、電圧検出器３１は同期発電機１の端子電圧を検出し、演算増幅器３３は電圧検出器３１の電圧検出値と電圧指令信号発生器３２から出力される指令信号とに基づいて制御演算を行い、負荷変動がある場合でも同期発電機１の出力電圧が一定となるように界磁電圧を操作するオンデューティ信号を出力する。パルス幅変調器３４はオンデューティ信号に比例したオン幅を持つＰＷＭ信号を出力してＡＮＤゲート３５の一方入力として加える。このとき、インバータ３８の出力は「Ｈ」レベルに保持されているため、パルス幅変調器３４からのＰＷＭ信号はＦＥＴ５のゲートにそのまま加えられ、ＦＥＴ５はＰＷＭ信号に従ってスイッチング動作する。これによって、ダイオード３及び４を介して得られる疑似直流電圧をチヨッパ操作し、界磁巻線２に印加される平均電圧を調節する。
【００２１】
このとき、界磁巻線２に直列接続されているキャパシタ２１は、これに直列接続されたダイオード２２によって励磁電圧の印加が阻止されると共に、放電抵抗２６によって電荷は放電された状態にあり、しかも、ＦＥＴ２４はオン状態に保持されているため、キャパシタ２１は同期発電機１の中性点電位に保たれる。
【００２２】
次に、負荷遮断を含む負荷変動が発生して定格電圧よりも基準信号発生器３６の基準値だけ上昇すると、比較器３７がその上昇を検出して「Ｈ」レベルの信号を発生する。これによってインバータ３８の出力は「Ｌ」レベルに変化し、ＦＥＴ５及びＦＥＴ２４は共にオフ状態にされる。これによって、界磁巻線２に流れていた電流は、界磁巻線２→ダイオード２３→キャパシタ２１→ダイオード２２→界磁巻線２の経路で還流してキャパシタ２１は図示した極性で充電される。キャパシタ２１には放電抵抗２６が並列接続されているため、その両端電圧の上昇分はある程度抑えられる。この結果、キャパシタ２１の容量を適切に選定することによって、界磁巻線２から流れ込む電流は急速に減衰させられる。また、ＦＥＴ２４がオン状態からオフ状態に変化したとき、ダイオード２３に発生する順方向電圧とキャパシタ２１の両端電圧との和の電圧がＦＥＴ２４の両端に印加される。この電圧は抵抗を接続した従来の装置と比較して格段に低く抑えられる。
【００２３】
図２は本発明に係る同期発電装置の第２の実施形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図であり、図中、図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、ＦＥＴ５をオフ状態にしたときに流れる電流によって充電される極性に、キャパシタ２１を予め充電するために、ＦＥＴ５のドレイン側と、キャパシタ２１及びダイオード２３の相互接続点との間に、充電抵抗２７を接続した点が図１に示した第１の実施形態と構成を異にし、これ以外は全て図１と同一に構成されている。この第２の実施形態によれば、キャパシタ２１の充電電圧が電流を抑制するように作用するため、第１の実施形態と比較して、界磁巻線２から流れ込む電流をさらに速く減衰させることができる。
【００２４】
図３ないし図８は従来装置の動作をシミュレーションして得られた電流及び電圧の時間的な変化と、第１及び第２の各実施形態の動作をシミュレーションして得られた電流及び電圧の時間的な変化とをそれぞれ表す線図であり、図３に示したシミュレーション結果Ａはキャパシタ２１の代わりに２００Ωの抵抗を用いた場合、図４に示したシミュレーション結果Ｂはキャパシタ２１の代わりに５００Ωの抵抗を用いた場合のもので、図５に示したシミュレーション結果Ｃは本発明の第１の実施形態においてキャパシタ２１として２０μＦのものを用いた場合のものである。図６ないし８に示したシミュレーション結果Ｄ〜Ｆは本発明の第２の実施形態において、キャパシタ２１として２０μＦ、２０μＦ、１０μＦのものを用い、予充電電圧をそれぞれ１００Ｖ、２００Ｖ、１００Ｖに保持した場合のものである。各図中、特性曲線Ｘは界磁巻線２に流れる電流の減衰状態を、特性曲線ＹはＦＥＴ２４の両端に印加される電圧が変化する状態をそれぞれ表し、特性曲線Ｚは同期発電機１の星形巻線の中性点Ｎを基準とするキャパシタ２１の正（＋）側の電圧の変化を表したものである。
次に示す表１は、シミュレーション結果Ａ〜Ｆに対応する初期電圧値、励磁電流減衰時間及びＦＥＴ２４の両端間電圧を表したものである。
【００２５】
【表１】

従来装置に対応するシミュレーション結果Ａにおいては減衰時間が長くなり過ぎてしまう。そこで、抵抗値を大きくしたシミュレーション結果ＢではＦＥＴ２４に印加される最大電圧が大きくなり過ぎる。これに対して、本実施形態に対応するシミュレーション結果Ｃ，Ｄ，Ｅは減衰時間が短く、最大電圧も低く抑えられている。シミュレーション結果Ｆはシミュレーション結果Ｃ，Ｄ，Ｅに比べて最大電圧値が若干大きくなるが、高耐圧のＦＥＴを用いることで対応は可能である。また、本実施形態に係るシミュレーション結果Ｃと、シミュレーション結果Ｄ，Ｅ，Ｆとを比較すると、キャパシタ２１の初期電圧値が高い場合ほど減衰時間が短くなっている。なお、初期電圧を高くした場合にはＦＥＴ２４の両端電圧が高くなることの対処が必要である。
【００２６】
一方、キャパシタ２１の容量を小さくすれば界磁巻線２の電流の減衰は速くなるが、ＦＥＴ２４の両端電圧が高くなる。このため、キャパシタ２１の容量と初期充電電圧値を、励磁電流の減衰時間とＦＥＴ２４の両端に発生する最大電圧のバランスを勘案して決定する必要がある。
【００２７】
かくして、本発明に係る同期発電装置の第１の実施形態によれば、励磁電流の降下速度を大きくして発電電圧のオーバシュート量を小さく抑えることができる。また、負荷遮断時に励磁電流を還流させる要素に並列接続されるスイッチング素子に対する印加電圧を低く抑えて耐久性を維持することができる。
【００２８】
さらに、本発明に係る同期発電装置の第２の実施形態によれば、励磁電流の降下速度がさらに大きくされ、発電電圧のオーバシュート量がより小さく抑えられる。
【００２９】
図９は上述した同期発電装置を適用する冷凍車の一実施形態の概略構成図である。この冷凍車はキャブ５１にコンテナ５２が結合されている。キャブ５１の運転席（図示を省略）の外底部にエンジン５３及び発電機５４が装着され、このエンジン５３の出力軸に発電機５４（図１中の同期発電機１及び界磁巻線２に対応）の回転軸が結合されている。そして、運転席の前面に、少なくとも温度設定が可能な操作部５５が設けられている。また、発電機５４の温度を検出するための発電機温度センサ７４が設けられている。コンテナ５２の前方の一部は、冷凍室と冷蔵室とが並設されてなる冷凍・冷蔵室５６として区画され、その後部が一般積載室５７になっている。
【００３０】
また、コンテナ５２の外側の底部には自動電圧調整器、整流器、インバータ装置及び制御回路等を格納する電源ボックス５８が装着され、その前部に圧縮機６６が装着されている。さらに、コンテナ５２の外側の前方上部には冷凍サイクルを構成する凝縮器６７が装着され、冷凍・冷蔵室５６の天井部位に蒸発器６９が取り付けられている。また、冷凍・冷蔵室５６の温度を検出するための庫内温度センサ７１が設けられている。
【００３１】
図１０は図９に示した実施形態中、冷凍サイクルを制御する制御装置の全体の構成を示すブロック系統図であり、図中、図９と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示している。ここで、キースイッチ５９をオン操作することによって、エンジン５３が始動されるものとする。このエンジン５３には前述した発電機５４が結合されている。発電機５４の出力電圧を一定に制御するために、その界磁電流を制御する自動電圧調整器４０（図１中の構成要素中、同期発電機１、界磁巻線２及び負荷８を除去した全ての要素に対応）が設けられている。発電機５４の出力端に、スイッチ６１を介して、整流器６２が接続され、この整流器６２から出力される脈流が平滑コンデンサ６３によって平滑され、インバータ装置６４の直流入力端子に加えられる。
【００３２】
インバータ装置６４は、例えば、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子がブリッジ接続され、これらを所定の順序に従ってオン、オフ制御することにより、出力端子から３相交流電圧が出力され、密閉形の圧縮機６６を駆動する圧縮機駆動電動機６５に供給される。この圧縮機６６は凝縮器６７、膨張弁６８及び蒸発器６９と共に周知の冷凍サイクルを構成している。これによって、図９に示した冷凍・冷蔵室５６の冷却が行われる。
【００３３】
一方、庫内温度センサ７１と、操作部５５に設けられ、冷凍・冷蔵室５６の温度を設定する温度設定器７２とが目標周波数決定手段７３に接続されている。目標周波数決定手段７３はこれら庫内温度センサ７１による検出温度と温度設定器７２の設定温度との差に基づいて圧縮機駆動電動機６５に供給する電力の周波数を演算するものである。また、発電機温度センサ７４は発電機５４の温度を検出するもので、温度領域検出手段７５に接続されている。この温度領域検出手段７５は発電機の温度が所定の温度範囲にあるか否かを検出するものである。出力周波数決定手段７６は目標周波数決定手段７３からの目標周波数を温度領域検出手段７５の出力信号に応じて修正を加え、インバータ出力周波数としてインバータ制御回路７７に加えるものである。このインバータ制御回路７７はインバータ出力周波数に応じて３相ＰＷＭ電圧を生成するためのオン、オフ信号を生成してインバータ装置６４を構成するスイッチング素子を制御するものである。
【００３４】
図１０に示したインバータ装置６４、インバータ制御回路７７の構成及び動作、並びに冷凍サイクルの動作については周知であるためそれらの説明を省略し、全体的な動作について以下に説明する。先ず、キースイッチ５９がオン操作され、エンジン５３の始動に応じて発電機５４の発電が開始されると共に、自動電圧調整器４０による発電電圧制御が行われる。ここで、スイッチ６１をオン操作すると発電機５４から出力された交流が整流器６２で整流され、平滑コンデンサ６３によって平滑されてインバータ装置６４に加えられる。
【００３５】
一方、庫内温度センサ７１によって検出された庫内温度Ｔａと温度設定器７２による設定値Ｔｓとが目標周波数決定手段７３に加えられる。目標周波数決定手段７３はこれらの温度差Ｔａ−Ｔｓに基づき目標周波数Ｆｓを決定して出力する。また、温度領域検出手段７５は発電機温度センサ７４によって検出される発電機温度Ｔｇが予め定めた温度範囲のどこにあるかを検出し、検出結果を出力周波数決定手段７６に加える。出力周波数決定手段７６は温度領域検出手段７５の検出結果に応じて、目標周波数決定手段７３で決定された目標周波数Ｆｓをそのまま出力したり、修正を加えて出力したり、停止の指令（０Ｈｚ）を出力したりする。
【００３６】
次に、自動電圧調整器４０の動作のうち、特に冷凍車に関係する動作について図１をも参照して説明する。通常時は、同期発電機１の電圧を電圧検出器３１によって検出し、検出値が目標とする一定電圧となるように制御される。この制御は前述したように界磁巻線２と直列に接続されたＦＥＴ５をＰＷＭ制御することによってなされる。すなわち、検出電圧が電圧指令信号発生器３２に設定された目標電圧よりも低ければＰＷＭのオン幅を大きくし、反対に目標電圧よりも高ければＰＷＭのオン幅を小さくする。ここで、同期発電機１の入力軸はプーリーを介して連結されている。冷凍車のエンジン回転数が高ければ同期発電機１の回転数が高くなり、界磁巻線２に流れる電流を一定とした場合、エンジン回転数が上昇すれば同期発電機１の出力電圧も上昇する。このため、前述の界磁巻線２の電流を制御してエンジン５３の回転数変化があった場合でも発電機出力が一定となるように動作させる。
【００３７】
一方、負荷となる冷凍車の冷凍サイクルに組み込まれている圧縮機６６において、冷凍負荷が重い場合には負荷側の消費電力が増大するため、同期発電機１の出力電圧が低下する。これに対して、冷凍負荷が軽い場合には同期発電機１の出力電圧が上昇する。この負荷側の状態によっても同期発電機１の出力電圧は変動するが、これもエンジン回転数の変化の場合と同様に、界磁巻線２と直列に接続されたＦＥＴ５をＰＷＭ制御することによって一定に保たれる。
【００３８】
また、冷凍車の運転中に、運転手等が冷凍機の運転を停止した場合、冷凍サイクルの圧縮機６６は運転から停止へと瞬時に移行する。このとき、同期発電機１からすると、圧縮機６６の停止直前まで接続されていた負荷が瞬時に切断された状態となる。このため、負荷側の電力消費がなくなって、同期発電機１の出力電圧は急上昇する。また、この際、冷凍車がかなりの高速で運転されたり、急な坂を登坂している等の条件でエンジン回転数が増大している状況にあった場合、励磁電流を制御するＦＥＴ５のＰＷＭ制御が追いつかず、同期発電機１の出力が大きく上昇することになる。
【００３９】
この電圧の異常上昇は比較器３７によって検出され、インバータ３８の出力を「Ｌ」レベルにすることによりＡＮＤゲート３５の出力を「Ｌ」レベルにして、ＦＥＴ５をオフ状態にし、同時に、ＦＥＴ２４をオフ状態にしてキャパシタ２１を接続する。このとき、界磁巻線２からの電流がキャパシタ２１に流れ込み、この電流が急速に減衰させられる。
【００４０】
以上の説明によって明らかなように、本発明の冷凍車の一実施形態によれば、冷凍・冷蔵室を運転する電力源として同期発電装置を用いる場合でも、負荷遮断に伴う電圧変動を低く抑えると共に、耐久性を高めることができる。
【００４１】
なお、上記の実施形態では発電機の出力電圧が定格電圧よりも一定値だけ上昇したことを検出して負荷遮断と判定したが、演算増幅器３３から出力されるオンデューティが所定値以下になることを加味して負荷遮断と判定するようにしても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、励磁電流の降下速度を大きくして発電電圧のオーバシュート量を小さく抑えることのできる同期発電装置を提供することができる。また、負荷遮断時に励磁電流を還流させる要素に並列接続されるスイッチング素子に対する印加電圧を低く抑えて耐久性を維持することのできる同期発電装置を提供することができる。
【００４３】
さらに、もう一つの発明によれば、冷凍・冷蔵室を運転する電力源として同期発電装置を用いる場合でも、負荷遮断に伴う電圧変動を低く抑えると共に、耐久性を維持することのできる冷凍車が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る同期発電装置の第１の実施形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図。
【図２】本発明に係る同期発電装置の第２の実施形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図。
【図３】従来装置の動作をシミュレーションして得られた電流及び電圧の時間的な変化を示す線図。
【図４】従来装置の動作をシミュレーションして得られた電流及び電圧の時間的な変化を示す線図。
【図５】本発明に係る同期発電装置の第１の実施形態の動作をシミュレーションして得られた電流及び電圧の時間的な変化を示す線図。
【図６】本発明に係る同期発電装置の第２の実施形態の動作をシミュレーションして得られた電流及び電圧の時間的な変化を示す線図。
【図７】本発明に係る同期発電装置の第２の実施形態の動作をシミュレーションして得られた電流及び電圧の時間的な変化を示す線図。
【図８】本発明に係る同期発電装置の第２の実施形態の動作をシミュレーションして得られた電流及び電圧の時間的な変化を示す線図。
【図９】図１又は図２に示した同期発電装置を適用する冷凍車の一実施形態の概略構成図。
【図１０】図９に示した実施形態中、冷凍サイクルを制御する制御装置の全体の構成を示すブロック系統図。
【符号の説明】
１ 同期発電機
２ 界磁巻線
５，２４ ＦＥＴ
１１ 蓄電池
１４ 抵抗
２１ キャパシタ
２２，２３ ダイオード
２６ 放電抵抗
３１ 電圧検出器
３２ 電圧指令信号発生器
３３ 演算増幅器
３４ パルス幅変調器
３６ 基準信号発生器
３７ 比較器
４０ 自動電圧調整器
５１ キャブ
５２ コンテナ
５３ エンジン
５４ 発電機
５６ 冷凍・冷蔵室
６２ 整流器
６４ インバータ装置
６６ 圧縮機
６７ 凝縮器
６９ 蒸発器

Claims (3)

1. 直流によって励磁される界磁巻線を有し、機械動力を受けて交流に変換して負荷に供給する同期発電装置において、
   前記界磁巻線に直列に接続され、スイッチング動作により界磁電圧を調整する第１の半導体スイッチング素子と、
   前記負荷の遮断を検出する手段と、
   負荷の遮断が検出されたとき、前記界磁巻線に対する電圧供給経路を遮断すると共に、前記界磁巻線にキャパシタを直列接続して前記界磁巻線に流れる電流の還流路を形成する手段とを備え、
   前記界磁巻線に流れる電流の還流路を形成する手段は、
   前記界磁巻線と、逆流防止用の第１のダイオードと、前記キャパシタと、逆流防止用の第２のダイオードとを順次直列に接続して形成される還流路と、
   前記キャパシタと並列接続されるように前記第１のダイオードと前記キャパシタとの間に一端が接続され、前記キャパシタと前記２のダイオードとの間に他端が接続された放電用の抵抗と、
   前記第１のダイオードと前記キャパシタに並列接続されるように前記界磁巻線と前記第１のダイオードとの間に一端が接続され、前記キャパシタの一端に他端が接続されるとともに前記負荷の遮断を検出する手段により負荷の遮断が検出されたときにオフ状態となる半導体スイッチング素子と、
   とからなり、
   前記同期発電機から供給される擬似直流電圧により予め前記キャパシタを所定の電圧に充電するために、前記擬似直流電圧を前記キャパシタ及び前記第１のダイオードとの間に充電用の抵抗を介して供給することを特徴とする同期発電装置。
2. 前記負荷の遮断を検出する手段は、発電電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段による電圧検出値が所定値を超えたとき負荷の遮断と判定する比較手段と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の同期発電装置。
3. 冷凍・冷蔵室を備える冷凍車において、
   機械動力を受けるようにエンジンに結合された請求項１または２のいずれか１項に記載の同期発電装置と、
   前記同期発電装置から出力される交流を整流して直流に変換する整流器と、
   変換された直流を可変周波数の交流に変換するインバータ装置と、
   前記インバータ装置の出力によって圧縮機を可変速駆動する冷凍サイクルと、
   を備えたことを特徴とする冷凍車。

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