JP4144210B2 - Internal combustion engine drive power generator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関と、該機関により駆動される自励式界磁回転形交流発電機とを備えた内燃機関駆動発電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関により駆動される発電装置においては、機関の燃料を節約するために、負荷を駆動していないときに機関への燃料供給量を減少させて、機関の回転速度を低下させるスローダウン制御が行われることがある。
【0003】
図2は、スローダウン制御を行うようにした従来の内燃機関駆動発電装置を示したものである。この発電装置は、自励式界磁回転形交流発電機1と、制御盤2と、図示しない内燃機関と、内燃機関の回転に伴って交流電圧を誘起する発電コイル3と、内燃機関への燃料供給量を調節するソレノイド(電磁石)4とにより構成されている。
【0004】
自励式界磁回転形交流発電機1は、図示しない固定子鉄心に90°の位相差を持たせて巻回されたコンデンサ励磁巻線Wc 及び出力巻線WL を有する固定子と、図示しない回転子鉄心に巻回された界磁巻線Wf 及び該界磁巻線の両端に接続された整流器Df を有する回転子とにより構成され、回転子が内燃機関により駆動される。
【0005】
制御盤2には、コンデンサC1 、ブレーカ5、コンセント6、変流器7、ソレノイド励磁制御回路8、及び整流器9が設けられ、コンデンサC1 がコンデンサ励磁巻線Wc の両端に接続されている。
【0006】
出力巻線WL の両端には、ブレーカ5を介してACコンセント6が接続され、該コンセント6とブレーカ5とを介して図示しない負荷が出力巻線WL に接続される。
【0007】
発電コイル3は、発電機1とは別に内燃機関に取り付けられた磁石発電機内に設けられていて、内燃機関が運転されている間交流電圧を誘起する。発電コイル3が誘起する交流電圧は整流器9により直流電圧に変換されて、ソレノイド励磁制御回路8の電源端子8a,8bに与えられている。この例では、電源コイル3と整流器9とにより、ソレノイド駆動用電源部が構成されている。
【0008】
ブレーカ5とコンセント6との間をつなぐ配線に電流検出器を構成する変流器7が取り付けられ、該変流器7の出力がソレノイド励磁制御回路8の検出信号入力端子8c,8dに入力されている。
【0009】
ソレノイド4は、ソレノイド励磁制御回路8の正極性出力端子8e及び負極性出力端子8fにそれぞれ一端及び他端が接続された励磁コイル4aと、励磁コイル4aが励磁されたときに変位を生じる可動鉄心4bと、可動鉄心4bを原位置に復帰させるバネ(図示せず。)とを備えたもので、励磁コイル4aが消勢されているときにその可動鉄心4bが原位置に保持され、励磁コイル4aが励磁されたときに可動鉄心4bが燃料供給量制限位置に変位させられるようになっている。
【0010】
ソレノイドの可動鉄心4bは、内燃機関への燃料の供給量を調節する部材(スロットルレバー等の燃料供給量調節部材)に適宜の連結機構を介して連結されている。燃料供給量調節部材は、機関への燃料供給量を定常運転時に適した(負荷を駆動するために必要な定常回転速度で機関を運転するのに適した)第1の規定量とする第1の位置と、燃料供給量を待機運転時の量として適した第2の規定量に制限する第2の位置との間を変位し得るように設けられていて、ソレノイド4が消勢されているときに燃料供給量調節部材が第1の位置に配置されて燃料供給量が第1の規定量とされ、ソレノイド4が励磁された時に燃料供給量調節部材が第2の位置に変位させられて、燃料供給量が第1の規定量より少ない第2の規定量に制限されるようになっている。
【0011】
内燃機関は、ソレノイドが消勢されているとき(燃料供給量が制限されていないとき)に負荷を駆動するために必要な定格回転速度(例えば3,600[rpm] )で運転され、ソレノイドが励磁されて燃料供給量が制限されている時には、定格回転速度よりも低い待機運転時の回転速度(例えば2,500[rpm] )で運転される。
【0012】
ソレノイド励磁制御回路8は、変流器7の検出出力に応じて整流器9からソレノイド4に供給する電流をオンオフするスイッチ回路を備えていて、変流器7が負荷電流を検出していないときに該スイッチ回路がオン状態になって整流器9からソレノイド4の励磁コイル4aに直流電圧を印加して該ソレノイドに励磁電流を供給し、変流器7が負荷電流を検出しているときに該スイッチ回路がオフ状態になって、ソレノイドの励磁コイル4aへの励磁電流の供給を停止する(ソレノイドを消磁する)ように、ソレノイド4への励磁電流の供給を制御する。
【0013】
図2に示した例では、ソレノイド4と、電流検出器としての変流器7と、電源コイル3及び整流器9からなるソレノイド駆動用電源部と、ソレノイド励磁制御回路8とにより、出力巻線を通して負荷電流が流れているときに内燃機関への燃料の供給量を増加させて該機関の回転速度を上昇させ、負荷電流が流れていないときに内燃機関への燃料の供給量を減少させて該内燃機関の回転速度を低下させるスローダウン制御装置が構成されている。
【0014】
図2に示した発電装置において、図示しない内燃機関が始動させられると、自励式界磁回転形交流発電機1の回転子が回転し、回転子鉄心の残留磁気により、コンデンサ励磁巻線Wcに電圧が誘起する。これにより、コンデンサ励磁巻線Wc らコンデンサC1 を通して進相電流が流れる。この進相電流による増磁作用により自己励磁現象が生じ、同時にコンデンサ励磁巻線の電機子反作用により界磁巻線Wf に生じた界磁逆相起電力により界磁巻線Wf から整流器Df を通して界磁電流が流れる。この界磁電流により回転子鉄心が励磁され、出力巻線WL 及びコンデンサ励磁巻線Wc の電圧が確立する。
【0015】
この発電機では、出力巻線WL に流れる負荷電流と進相電流Ic との合成電機子反作用により界磁逆相起電力が増加するため、負荷による出力巻線の誘起電圧の低下が抑制され、電圧変動率が低く抑えられる。
【0016】
出力巻線WL に負荷が接続されている時には、変流器7により負荷電流が検出されるため、ソレノイド励磁制御回路8はソレノイド4に励磁電流を供給せず、ソレノイド8は消勢した状態に保持される。そのため、負荷が接続されているときには、燃料供給量調節部材が第1の位置に保持され、内燃機関には定常運転時に必要な燃料が供給される。
【0017】
これに対して、出力巻線WL から負荷が切り離されているときには、変流器7により負荷電流が検出されないため、ソレノイド励磁制御回路8はソレノイド4に励磁電流を供給する。このときソレノイド8は燃料供給量調節部材を燃料供給量減量側の第2の位置まで変位させるため、内燃機関への燃料の供給量が制限され、機関の回転速度が低下させられて待機運転の状態になる。これにより無負荷時に内燃機関に無駄な燃料が供給されるのが防止され、燃費が節約される。
【0018】
上記のように、スローダウン装置が設けられた自励式回転界磁形交流発電機では、起動時に、駆動電流を徐々に増加させる、いわゆるソフトスタートが行われる負荷(以下ソフトスタート負荷という。)を駆動する場合に、負荷の始動に失敗することがあった。
【0019】
例えば、電気ドリルのように、作業員が手で保持して作業を行う電気工具においては、始動時に電動機が急に回転すると大きなキックバックが生じて、手元が狂うことがあるため、始動スイッチを投入した後、位相制御により駆動電流を徐々に増加させて電動機の回転速度を定格回転速度に向けて徐々に増加させる、ソフトスタート制御が行われる。
【0020】
図2に示した従来の発電装置では、スローダウン制御が行われて機関の回転速度が低下させられている状態で、出力巻線WL に誘起する電圧が低くなっているため、上記のようなソフトスタート負荷が図2の発電装置に接続された場合には、その始動時に出力巻線WL を通して流れる負荷電流が微小になり、ソレノイド励磁制御回路8がソレノイド4を消勢できないことがあって、負荷の始動に失敗することがあった。
【0021】
このような問題が生じるのを防ぐためには、コンデンサC1 の静電容量を増大させてコンデンサ励磁巻線Wc による励磁能力を高め、スローダウン制御時にも出力巻線WL に十分に高い電圧を誘起させておくようにすればよい。
【0022】
しかしながら、スローダウン制御時にも出力巻線の誘起電圧を高くするようにコンデンサC1 として静電容量が大きなものを用いると、定常運転時に電機子反作用により界磁起電力が増加して界磁電流If が増加し、これにより界磁巻線Wf の温度が上昇して、界磁巻線が焼損するおそれが生じる。
【0023】
そこで、本出願人は先に、特願2000−176743号において、出力巻線WL を通して負荷電流が流れていないときにのみコンデンサ励磁巻線にスローダウン時増磁用コンデンサを並列接続することにより待機運転時にも出力巻線WL に高い電圧を誘起させることができるようにして上記の問題を解決した内燃機関駆動発電装置を提案した。
【0024】
図3は既提案の発電装置を示したもので、同図において図2に示した各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号が付されている。既提案の内燃機関駆動発電装置では、図2に示した構成に加えて、更に制御盤2に、スローダウン時増磁用コンデンサC2 と、リレー11とダイオードD1 と抵抗R1 及びR2 とからなるコンデンサ投入制御回路10とが設けられている。
【0025】
リレー11は、ソレノイド4の励磁コイル4aの両端に接続された励磁コイル11yと、該励磁コイル11yが励磁された時に閉じる常開接点11aとを備えたもので、スローダウン時増磁用コンデンサC2 は、接点11aと抵抗R1 とを通してコンデンサC1 の両端に並列接続されている。コンデンサC2 の両端には抗R2 が並列接続され、励磁コイル11yの両端にはサージ吸収用ダイオードD1 が並列接続されている。
【0026】
抵抗R1 は、接点11aが閉じた時に流れる突入電流を制限するために設けられたもので、その抵抗値は、突入電流を許容範囲以下に抑えるために必要最小限の大きさに設定される。抵抗R2 は、コンデンサC2 の電荷を放電させるために設けられている。その他の点は、図2に示した発電装置と同様に構成され、ソレノイド4と、発電コイル3及び整流器9からなるソレノイド駆動用電源部と、ソレノイド励磁制御回路8とにより、スローダウン制御装置が構成されている。
【0027】
またリレー11により、出力巻線WL を通して負荷電流が流れていないときにオン状態を保持し、負荷電流が流れているときにオフ状態を保持するコンデンサ投入制御用スイッチが構成されている。
【0028】
図3に示した発電装置において、負荷を切り離した状態で発電機を起動させると、起動直後に発電コイル3の整流出力によりリレー11が励磁されてその接点11aが閉じるため、コンデンサC2 がコンデンサ励磁巻線Wc に並列に接続される。そのため、コンデンサ励磁巻線Wc には、コンデンサC1 及びC2 がともに接続されることになり、コンデンサ励磁巻線Wc を通して流れる進相電流が増大する。したがって、コンデンサ励磁巻線Wc を流れる進相電流による増磁作用を高めて、出力巻線WL の電圧の確立を迅速に行わせることができる。
【0029】
負荷が接続されていない状態では、ソレノイド4が励磁されているため、内燃機関への燃料供給量調節部材が燃料供給量減量側の第2の位置まで変位させられて燃料供給量が制限され、スローダウン制御が行われる。スローダウン制御時には、機関の回転速度が定格回転速度よりも低い待機運転時の回転速度まで低下させられているが、このときコンデンサC1 及びC2 が共にコンデンサ励磁巻線に接続されて、その励磁能力が高められるため、出力巻線WL の誘起電圧は、従来のこの種の発電装置の待機運転時の誘起電圧よりも高い電圧にまで上昇している。
【0030】
この状態で、ソフトスタート負荷を出力巻線WL に接続すると、該負荷を通して必要な始動電流を流すことができるため、該負荷のソフトスタートを支障なく行わせることができる。負荷電流が設定値以上になると、ソレノイド励磁制御回路8がソレノイド4への励磁電流の供給を停止して、該ソレノイドを消勢するため、燃料供給量調節部材が燃料供給量増量側の第1の位置まで変位させられて機関への燃料供給量が増大させられる。これにより機関の回転速度が定常運転時の回転速度まで上昇させられ、発電機1の定常運転が行われる。また発電機の定常運転時には、リレー11が消勢されるため、その接点11aが開いてコンデンサC2 をコンデンサ励磁巻線Wc から切り離す。したがって、発電機の定常運転時にコンデンサ励磁巻線の励磁能力が過大になるのを防ぐことができ、界磁巻線Wf を流れる界磁電流If が過大になって該界磁巻線が焼損するのを防ぐことができる。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】
図3に示した既提案の発電装置では、出力巻線を通して流れる負荷電流が設定値未満になって、スローダウン制御装置がスローダウン制御動作を開始すると同時にスローダウン時増磁用コンデンサC2 が投入される。ところが、スローダウン制御動作が開始された際には、未だ内燃機関が定格回転速度で回転していて、コンデンサ励磁巻線Wc に高い電圧が誘起しているため、スローダウン時増磁用コンデンサC2 としては定格運転時の電圧に耐え得る高耐圧のものを用いる必要があった。そのため、スローダウン時増磁用コンデンサC2 として高価で大形のものを用いる必要があり、発電装置の制御部が大形化する上に、コストが高くなるという問題があった。
【0032】
本発明の目的は、自励式界磁回転形交流発電機を内燃機関により駆動する内燃機関駆動発電装置において、スローダウン制御を行う場合に、高耐圧の増磁用コンデンサを用いることなく、ソフトスタートが行われる負荷を支障なく起動することができるようにすることにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる内燃機関駆動発電装置は、コンデンサが並列接続されたコンデンサ励磁巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子と、回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁巻線の両端に接続された整流器とを有して内燃機関により駆動される回転子とを備えた自励式界磁回転形交流発電機と、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときに内燃機関への燃料の供給量を増加させて出力巻線に接続されている負荷を駆動するために必要な回転速度で内燃機関を回転させ、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れていないとき(出力巻線を流れる負荷電流が設定値未満になったときまたは該負荷電流が零になったとき)に内燃機関への燃料の供給量を減少させて内燃機関の回転速度を負荷駆動時の速度よりも低い待機速度に維持するスローダウン制御装置と、オンオフ制御が可能なコンデンサ投入制御用スイッチを通してコンデンサ励磁巻線に対して並列に接続されたスローダウン時増磁用コンデンサと、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときにコンデンサ投入制御用スイッチをオフ状態に保持し、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れなくなったときに、一定の遅れ時間が経過するのを待ってコンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にして内燃機関が前記待機速度で回転している間該スイッチをオン状態に保持するスイッチ制御回路とを備えている。
【0034】
上記遅れ時間は、設定値以上の負荷電流が流れなくなってから前記内燃機関の回転速度が前記待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定するのが好ましい。
【0035】
上記のように構成すると、出力巻線WL を通して設定値以上の負荷電流が流れなくなったときに、一定の遅れ時間が経過するのを待ってから、コンデンサ投入制御用スイッチがオン状態になり、コンデンサ励磁巻線にスローダウン時増磁用コンデンサを並列接続する。そのため、コンデンサ励磁巻線に接続されるコンデンサの静電容量が増大し、該コンデンサ励磁巻線に流れる進相電流が増加して励磁能力が増大する。したがって、スローダウン制御時にも出力巻線に高い電圧を誘起させることができ、ソフトスタート負荷を出力巻線に接続した場合に、十分に大きな始動電流を流して、該負荷の始動を確実に行わせることができる。
【0036】
負荷が始動してその負荷電流が設定値を超えると、ソレノイド励磁制御回路がソレノイドを消勢するため、コンデンサ投入制御用スイッチがオフ状態になってスローダウン時増磁用コンデンサをコンデンサ励磁巻線から切り離す。これにより、発電機の定常運転時(負荷を正常に駆動している時)には、コンデンサ励磁巻線に接続されるコンデンサの静電容量が減少するので、定常運転時に電機子反作用により界磁起電力が増加して界磁電流が増加するのを防ぐことができる。したがって、定常運転時に界磁巻線が焼損するおそれを生じさせることなく、スローダウン制御時の出力巻線の誘起電圧を十分に高くして、ソフトスタート負荷を問題なく始動させることができる。
【0037】
コンデンサ投入制御用スイッチは、機関の回転速度が定格回転速度よりも低い速度まで低下した後に投入されるため、定格回転時にコンデンサ励磁巻線に誘起する高い誘起電圧がスローダウン時増磁用コンデンサに印加されるのを防ぐことができる。従って、該増磁用コンデンサとして耐圧が低く、小形で安価なものを用いることができる。
【0038】
上記スローダウン制御装置は、例えば、出力巻線を通して流れる負荷電流を検出する電流検出器と、内燃機関への燃料供給量を調節する燃料供給量調節部材を駆動するソレノイドと、ソレノイド駆動用の直流電圧を出力するソレノイド駆動用電源部と、電流検出器が設定値以上の負荷電流を検出していないときにソレノイド駆動用電源部からソレノイドに励磁電流を流して該ソレノイドを励磁し、電流検出器が設定値以上の負荷電流を検出しているときにはソレノイドを消勢するソレノイド励磁制御回路とを備えていて、ソレノイドが消勢されたときには燃料供給量調節部材を燃料供給量増量側に変位させて負荷を駆動するために必要な回転速度で内燃機関を回転させ、ソレノイドが励磁されたときには前記燃料供給量調節部材を燃料供給量減量側に変位させて内燃機関の回転速度を負荷駆動時の回転速度よりも低い速度まで低下させるように構成される。
【0039】
またスローダウン制御装置が上記のように構成される場合、スイッチ制御回路は、ソレノイドが励磁された時に時限動作を開始するタイマ回路と、ソレノイドが消勢されている間及びタイマ回路が時限動作を行っている間コンデンサ投入制御用スイッチをオフ状態に保持し、タイマ回路が時限動作を終了したときにコンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にしてソレノイドが励磁されている間該スイッチをオン状態に保持するコンデンサ投入制御用スイッチ駆動回路とを備えた構成とすることができる。
【0040】
上記タイマ回路の動作時限は、ソレノイドが励磁されてから内燃機関の回転速度が待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定するのが好ましい。
【0041】
スローダウン制御装置が上記のように構成される場合、コンデンサ投入制御用スイッチとしては、ソレノイドが励磁されている時にオン状態を保持し、ソレノイドが消勢されているときにオフ状態を保持するスイッチが用いられる。
【0042】
このようなスイッチは、ソレノイドの両端の電圧により励磁される励磁コイルと該励磁コイルが励磁されたときに閉じる常開接点とを備えたリレーにより構成したり、ソレノイドの両端の電圧を検出する電圧検出回路と、該電圧検出回路により設定値以上の電圧が検出されているとき(ソレノイドが励磁されているとき)にオン状態になり、該電圧検出回路により設定値以上の電圧が検出されなくなったとき(ソレノイドが消勢されたとき)にオフ状態になるスイッチ素子とにより構成したりすることができる。
【0043】
上記コンデンサ投入制御用スイッチはまた、ソレノイドに流れる励磁電流を検出する電流検出器と、ソレノイドが励磁されていて該電流検出器が設定値以上の電流を検出しているときにオン状態になり、該電流検出器が設定値以上の電流を検出しなくなったときにオフ状態になるスイッチ素子とにより構成することもできる。
【0044】
上記ソレノイド駆動用電源部は、上記自励式界磁回転形交流発電機とは別個に内燃機関に取り付けた磁石発電機内に設けた発電コイルと、該発電コイルが発生する交流電圧を整流する整流器とにより構成することができる。また該ソレノイド駆動用電源部をバッテリにより構成することもできる。
【0045】
上記の例では、ソレノイドにより燃料供給量調節部材を操作することにより、燃料の供給量を調節するようにしているが、内燃機関への燃料の供給をインジェクタ(電磁式燃料噴射弁)を用いて行う場合には、インジェクタからの燃料の噴射量を制御することにより、内燃機関への燃料の供給量を調節することができる。インジェクタからの燃料の噴射量は、インジェクタからの燃料の噴射時間を制御することにより調節することができる。
【0046】
すなわち、インジェクタが用いられる場合には、出力巻線を通して流れる負荷電流を検出する電流検出器と、該電流検出器が負荷電流を検出していないときに燃料噴射時間を定常運転時の噴射時間よりも短い時間に制限し、電流検出器が負荷電流を検出しているときに燃料噴射時間を定常運転時の時間に戻すようにインジェクタの駆動電流を制御するインジェクタ駆動制御部とにより、スローダウン制御装置を構成することができる。
【0047】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係わる内燃機関駆動発電装置の構成例を示したもので、同図において図3に示した各部と同等の部分にはそれぞれ同一の符号が付されている。 本実施形態においては、発電機1側に、スローダウン時増磁用コンデンサC2 と、コンデンサ投入制御用スイッチ20と、スイッチ制御回路21とを備えたコンデンサ切り換えユニット22が設けられている。
【0048】
コンデンサ投入制御用スイッチ20は、コンデンサ励磁コイルWc の一端にT2 端子が接続されたフォトトライアックFTと、該トライアックのT1 ,T2 端子間に並列に接続された抵抗R10及びバリスタZRとからなり、増磁用コンデンサC2 は、フォトトライアックFTのT1 端子とコンデンサ励磁巻線Wc の他端との間に接続されている。バリスタZRはフォトトライアックFTがスイッチング動作を行う際に生じるサージを吸収するために設けられ、抵抗R10は、フォトトライアックFTがオフ状態にされた後にコンデンサC2 の電荷をコンデンサ励磁巻線Wc を通して放電させるために設けられている。
【0049】
またソレノイド励磁制御回路8の正極性出力端子8eに抵抗R11を通してコンデンサC3 の一端が接続され、コンデンサC3 の他端はソレノイド励磁制御回路8の負極性出力端子8fに接続されている。コンデンサC3 は、ソレノイド励磁制御回路8の直流出力電圧で抵抗R11を通して充電される。コンデンサC3 の両端にはカソードを該コンデンサC3 の一端側に向けたツェナーダイオードZD1 が接続され、このツェナーダイオードZD1 によりコンデンサC3 の両端の電圧が定電圧化されている。
【0050】
コンデンサC3 の両端の電圧は抵抗R12を通してタイマコンデンサC4 の両端に印加され、コンデンサC3 の両端の一定の電圧で抵抗R12を通してタイマコンデンサC4 を一定の時定数で充電することにより、時限動作を行わせるようになっている。
【0051】
コンデンサC3 の一端には抵抗R13を通して発光ダイオードLDのアノードが接続され、該発光ダイオードのカソードはソースがコンデンサC3 の他端に接続されたFET F1 のドレインに接続されている。発光ダイオードLDは、フォトトライアックFTとともにフォトカプラを構成するように設けられていて、発光ダイオードLDが発光したときにフォトトライアックFTがオン状態になるようになっている。
【0052】
FET F1 のゲートソース間には抵抗R14が接続され、コンデンサC4 の両端の電圧V1 がツェナーダイオードZD2 を通してFET F1 のゲートソース間に印加されている。またコンデンサC4 と抵抗R12との接続点とコンデンサC3 の一端との間にカソードをコンデンサC3 の一端側に向けたダイオードD2 が接続されている。ダイオードD2 はコンデンサC4 を放電させるために設けられている。その他の点は、図3に示した既提案の内燃機関駆動発電装置と同様に構成され、ソレノイド4と、発電コイル3及び整流器9からなるソレノイド駆動用電源部と、ソレノイド励磁制御回路8とにより、スローダウン制御装置が構成されている。またコンデンサC3 とツェナーダイオードZD1 とコンデンサC4 と抵抗R12とツェナーダイオードZD2 とによりソレノイド4が励磁された時に時限動作を開始するタイマ回路が構成され、FET F1 と発光ダイオードLDとにより、タイマ回路が時限動作を終了したときにコンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にしてソレノイド4が励磁されている間該スイッチをオン状態に保持するコンデンサ投入制御用スイッチ駆動回路が構成されている。また上記タイマ回路とコンデンサ投入制御用スイッチ駆動回路とにより、スイッチ制御回路21が構成されている。
【0053】
図1の発電装置においては、増磁用コンデンサC2 をコンデンサC1 と並列に接続した状態で、内燃機関の待機運転時(スローダウン制御時)に出力巻線WL からソフトスタート負荷を始動させるに十分な大きさの電圧を出力させるために必要な励磁能力が得られるように、増磁用コンデンサC2 の静電容量を設定するが、この増磁用コンデンサの静電容量は必要最小限の値に設定し、待機運転時にコンデンサC2 を接続した状態でコンデンサ励磁巻線に誘起する電圧が定格運転時に誘起する電圧よりは十分に低く(ソフトスタータ負荷を始動させるために必要な電圧よりは高く)なるようにしておく。
【0054】
図1に示した内燃機関駆動発電装置において、運転状態で負荷を切り離すと、電流検出器7が設定値以上の負荷電流を検出しなくなるため、ソレノイド励磁制御回路8が出力端子8e,8f間から直流電圧を出力し、この直流電圧がソレノイド4に印加される。これによりソレノイド4が励磁されるため、内燃機関への燃料の供給を調節する燃料供給量調節部材が燃料供給量減量側の第2の位置まで変位させられて燃料供給量が制限され、スローダウン制御が行われる。スローダウン制御時には、機関の回転速度が待機速度まで低下させられる。
【0055】
ソレノイド励磁制御回路8が出力した直流電圧は抵抗R11を通してコンデンサC3 に印加されて平滑され、ツェナーダイオードZD1 により定電圧化される。このコンデンサC3 の両端の一定の電圧により抵抗R12を通してタイマコンデンサC4 が充電され、時限動作が行われる。この時限動作が開始された後、一定の時間が経過してコンデンサC4 の両端の電圧V1 がツェナーダイオードZD2 のツェナー電圧を超えると(時限動作が完了すると)、FET F1 がオン状態になるため、発光ダイオードLDが発光し、フォトトライアックFTがオン状態になる(コンデンサ投入制御用スイッチがオン状態になる)。これにより増磁用コンデンサC2 がコンデンサC1 と並列に接続され、コンデンサ励磁巻線の励磁能力が高められるため、出力巻線WL の誘起電圧は、コンデンサC1 のみが接続されている状態よりも高い値にまで上昇する。この状態で、ソフトスタート負荷を出力巻線WL に接続すると、該負荷を通して必要な始動電流を流すことができるため、該負荷のソフトスタートを支障なく行わせることができる。負荷電流が設定値以上になると、ソレノイド励磁制御回路8がソレノイド4への励磁電流の供給を停止して、該ソレノイドを消勢するため、燃料供給量調節部材が燃料供給量増量側の第1の位置まで変位させられて機関への燃料供給量が増大させられる。これにより機関の回転速度が定常運転時の回転速度まで上昇させられ、発電機1の定常運転が行われる。またソレノイド励磁制御回路8の出力電圧が消滅することによりコンデンサC3 ,C4 の電荷が抵抗R11とソレノイド4とを通して放電するため、FET F1 がオフ状態になり、フォトトライアックFTがオフ状態になる。これにより増磁用コンデンサC2 が切り離されるため、発電機の定常運転時にコンデンサ励磁巻線の励磁能力が過大になるのを防ぐことができ、界磁巻線Wf を流れる界磁電流If が過大になって該界磁巻線が焼損するのを防ぐことができる。
【0056】
図1に示した発電装置において、タイマ回路の動作時限は、ソレノイド4が励磁されてから内燃機関の回転速度が待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定するのが好ましい。
【0057】
図1に示した例では、内燃機関に取り付けられた磁石発電機内に設けられた発電コイル3を電源としてソレノイドを励磁するようにしているが、バッテリが設けられている場合には、該バッテリを電源としてソレノイドを励磁するようにすることもできる。
【0058】
図1に示した例では、コンデンサ投入制御用スイッチをフォトトライアックにより構成したが、コンデンサ投入制御用スイッチは、他の半導体スイッチやリレーを用いて構成することもできる。
【0059】
また上記の説明では、内燃機関の燃料供給量を調節する手段として、ソレノイド4を用いて、該ソレノイドを励磁することにより、燃料供給量調節部材を燃料供給量減量側に変位させ、該ソレノイドを消勢することにより、燃料供給量調節部材を燃料供給量増量側に変位させるようにしたが、課題を解決する手段の欄で述べたように、内燃機関への燃料の供給をインジェクタにより行う場合には、該インジェクタからの燃料噴射量を調節することにより、内燃機関への燃料供給量を定常運転時の供給量と、待機運転時の供給量とに切り換えるようにすることもできる。
【0060】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときにオフ状態を保持し、設定値以上の負荷電流が流れなくなったときに、一定の遅れ時間が経過するのを待ってオン状態になるコンデンサ投入制御用スイッチを設けて、該スイッチを通して、スローダウン時増磁用コンデンサをコンデンサ励磁巻線に並列接続するようにしたので、スローダウン制御時にコンデンサ励磁巻線に接続されるコンデンサの静電容量を増大させて、該コンデンサ励磁巻線の励磁能力を高め、出力巻線に高い電圧を誘起させることができる。したがって、ソフトスタート負荷を出力巻線に接続した場合に、必要な始動電流を流して、該負荷のソフトスタートを確実に行わせることができる。また設定値以上の負荷電流が流れなくなってから、一定の遅れ時間が経過した後にコンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にすることにより、出力巻線の誘起電圧が低下してから増磁用コンデンサを投入するようにしたので、該増磁用コンデンサとして耐圧の低いものを用いることができ、発電装置の制御部の小形化とコストの低減とを図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる内燃機関駆動発電装置の構成例を示した回路図である。
【図2】 従来の内燃機関駆動発電装置の構成を示した回路図である。
【図3】 既提案の内燃機関駆動発電装置の構成を示した回路図である。
【符号の説明】
1…自励式界磁回転形交流発電機、2…制御盤、3…発電コイル、4…ソレノイド、6…ACコンセント、7…変流器(電流検出器)、C1 …コンデンサ、C2 …スローダウン制御時増磁用コンデンサ、20…コンデンサ投入制御用スイッチ、21…スイッチ制御回路、22…コンデンサ切換えユニット、FT…フォトトライアック、LD…発光ダイオード、C3 …コンデンサ、ZD1 …ツェナーダイオード、C4 …タイマコンデンサ、R12…抵抗、F1 …FET。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an internal combustion engine drive power generator including an internal combustion engine and a self-excited field rotation type AC generator driven by the engine.
[0002]
[Prior art]
  In a power generation device driven by an internal combustion engine, in order to save engine fuel, slow-down control is performed to reduce the amount of fuel supplied to the engine when the load is not driven, thereby reducing the engine speed. Sometimes done.
[0003]
  FIG. 2 shows a conventional internal combustion engine-driven power generator configured to perform slow-down control. This power generator includes a self-excited field rotating AC generator 1, a control panel 2, an internal combustion engine (not shown), a power generation coil 3 that induces an AC voltage as the internal combustion engine rotates, and fuel to the internal combustion engine. And a solenoid (electromagnet) 4 for adjusting the supply amount.
[0004]
  The self-excited field rotation type AC generator 1 includes a stator having a capacitor excitation winding Wc and an output winding WL wound with a 90 ° phase difference around a stator core (not shown), and a rotation (not shown). The rotor includes a field winding Wf wound around the core and a rectifier Df connected to both ends of the field winding, and the rotor is driven by the internal combustion engine.
[0005]
  The control panel 2 is provided with a capacitor C1, a breaker 5, an outlet 6, a current transformer 7, a solenoid excitation control circuit 8, and a rectifier 9, and the capacitor C1 is connected to both ends of the capacitor excitation winding Wc.
[0006]
  An AC outlet 6 is connected to both ends of the output winding WL via a breaker 5, and a load (not shown) is connected to the output winding WL via the outlet 6 and the breaker 5.
[0007]
  The generator coil 3 is provided in a magnet generator attached to the internal combustion engine separately from the generator 1, and induces an alternating voltage while the internal combustion engine is operated. The AC voltage induced by the power generation coil 3 is converted into a DC voltage by the rectifier 9 and applied to the power supply terminals 8 a and 8 b of the solenoid excitation control circuit 8. In this example, the power supply coil 3 and the rectifier 9 constitute a solenoid drive power supply unit.
[0008]
  A current transformer 7 constituting a current detector is attached to the wiring connecting the breaker 5 and the outlet 6, and the output of the current transformer 7 is input to the detection signal input terminals 8c and 8d of the solenoid excitation control circuit 8. ing.
[0009]
  The solenoid 4 includes an excitation coil 4a having one end and the other end connected to the positive output terminal 8e and the negative output terminal 8f of the solenoid excitation control circuit 8, respectively, and a movable iron core that is displaced when the excitation coil 4a is excited. 4b and a spring (not shown) for returning the movable iron core 4b to the original position. When the exciting coil 4a is deenergized, the movable iron core 4b is held in the original position, and the exciting coil When 4a is excited, the movable iron core 4b is displaced to the fuel supply amount limiting position.
[0010]
  The movable iron core 4b of the solenoid is connected to a member for adjusting the amount of fuel supplied to the internal combustion engine (a fuel supply amount adjusting member such as a throttle lever) via an appropriate connecting mechanism. The fuel supply amount adjusting member has a first specified amount that is suitable for steady operation (suitable for operating the engine at a steady rotational speed necessary for driving the load). And the solenoid 4 is de-energized so as to be displaceable between the first position and the second position that limits the fuel supply amount to a second specified amount suitable as the amount during standby operation. Sometimes, the fuel supply amount adjusting member is arranged at the first position so that the fuel supply amount becomes the first specified amount, and when the solenoid 4 is excited, the fuel supply amount adjusting member is displaced to the second position. The fuel supply amount is limited to a second prescribed amount that is smaller than the first prescribed amount.
[0011]
  The internal combustion engine is operated at a rated rotational speed (for example, 3,600 [rpm]) required to drive a load when the solenoid is de-energized (when the fuel supply amount is not limited), When excited and the fuel supply amount is limited, the engine is operated at a rotational speed during standby operation lower than the rated rotational speed (eg, 2500 [rpm]).
[0012]
  The solenoid excitation control circuit 8 includes a switch circuit for turning on and off the current supplied from the rectifier 9 to the solenoid 4 according to the detection output of the current transformer 7, and when the current transformer 7 does not detect the load current. When the switch circuit is turned on, a DC voltage is applied from the rectifier 9 to the exciting coil 4a of the solenoid 4 to supply an exciting current to the solenoid, and the current transformer 7 detects the load current. The supply of the excitation current to the solenoid 4 is controlled so that the circuit is turned off and the supply of the excitation current to the excitation coil 4a of the solenoid is stopped (the solenoid is demagnetized).
[0013]
  In the example shown in FIG. 2, the solenoid 4, the current transformer 7 as a current detector, the solenoid drive power supply unit including the power supply coil 3 and the rectifier 9, and the solenoid excitation control circuit 8 pass through the output winding. When the load current is flowing, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine is increased to increase the rotational speed of the engine, and when the load current is not flowing, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine is decreased to reduce the fuel supply amount. A slow-down control device that reduces the rotational speed of the internal combustion engine is configured.
[0014]
  In the power generator shown in FIG. 2, when an internal combustion engine (not shown) is started, the rotor of the self-excited field rotating AC generator 1 rotates, and the residual magnetism of the rotor core causes the capacitor excitation winding Wc to rotate. Voltage is induced. As a result, a phase advance current flows from the capacitor excitation winding Wc through the capacitor C1. A self-excitation phenomenon occurs due to the magnetizing action due to the phase advance current, and at the same time, the field reverse phase electromotive force generated in the field winding Wf due to the armature reaction of the capacitor excitation winding causes the field winding Wf to pass through the rectifier Df. Magnetic current flows. The rotor core is excited by this field current, and the voltages of the output winding WL and the capacitor excitation winding Wc are established.
[0015]
  In this generator, the field anti-phase electromotive force is increased due to the combined armature reaction between the load current flowing in the output winding WL and the phase advance current Ic, so that a decrease in the induced voltage of the output winding due to the load is suppressed. Voltage fluctuation rate can be kept low.
[0016]
  When a load is connected to the output winding WL, the load current is detected by the current transformer 7, so the solenoid excitation control circuit 8 does not supply the excitation current to the solenoid 4, and the solenoid 8 is in a de-energized state. Retained. Therefore, when the load is connected, the fuel supply amount adjusting member is held at the first position, and the internal combustion engine is supplied with fuel necessary for steady operation.
[0017]
  On the other hand, when the load is disconnected from the output winding WL, no load current is detected by the current transformer 7, so the solenoid excitation control circuit 8 supplies the solenoid 4 with an excitation current. At this time, the solenoid 8 displaces the fuel supply amount adjusting member to the second position on the fuel supply amount reduction side, so that the amount of fuel supplied to the internal combustion engine is limited, the engine speed is reduced, and the standby operation is performed. It becomes a state. This prevents wasteful fuel from being supplied to the internal combustion engine when there is no load, and improves fuel efficiency.Saved.
[0018]
  as mentioned aboveIn a self-excited rotating field AC generator provided with a slow-down device, when driving a load (hereinafter referred to as a soft-start load) in which a so-called soft start is performed that gradually increases the drive current at startup. The load could fail to start.
[0019]
  For example, in an electric tool such as an electric drill that is held by the hand of an operator, if the electric motor suddenly rotates during startup, a large kickback may occur and the hand may go out of order. After being turned on, soft start control is performed in which the drive current is gradually increased by phase control to gradually increase the rotation speed of the motor toward the rated rotation speed.
[0020]
  In the conventional power generator shown in FIG. 2, the voltage induced in the output winding WL is low in the state where the slowdown control is performed and the engine speed is reduced. When the soft start load is connected to the power generator shown in FIG. 2, the load current flowing through the output winding WL at the time of starting becomes very small, and the solenoid excitation control circuit 8 may not be able to deactivate the solenoid 4. The load could fail to start.
[0021]
  In order to prevent such a problem from occurring, the capacitance of the capacitor C1 is increased to increase the excitation capability of the capacitor excitation winding Wc, and a sufficiently high voltage is induced in the output winding WL even during slowdown control. You just have to keep it.
[0022]
  However, when a capacitor having a large capacitance is used as the capacitor C1 so as to increase the induced voltage of the output winding even during slowdown control, the field electromotive force increases due to the armature reaction during steady operation, and the field current If. This increases the temperature of the field winding Wf, which may cause the field winding to burn out.
[0023]
  In view of this, the present applicant, in Japanese Patent Application No. 2000-176743, waits by connecting a slow-down magnetizing capacitor in parallel to the capacitor excitation winding only when no load current flows through the output winding WL. An internal combustion engine drive power generator has been proposed which solves the above problems by allowing a high voltage to be induced in the output winding WL during operation.
[0024]
  FIG. 3 shows a previously proposed power generator. In FIG. 3, the same parts as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. In the proposed internal combustion engine drive power generator, in addition to the configuration shown in FIG. 2, the control panel 2 further includes a slow-down magnetizing capacitor C2, a capacitor comprising a relay 11, a diode D1, and resistors R1 and R2. An input control circuit 10 is provided.
[0025]
  The relay 11 includes an exciting coil 11y connected to both ends of the exciting coil 4a of the solenoid 4 and a normally open contact 11a that closes when the exciting coil 11y is excited. Are connected in parallel to both ends of a capacitor C1 through a contact 11a and a resistor R1. Anti-R2 is connected in parallel to both ends of the capacitor C2, and a surge absorbing diode D1 is connected in parallel to both ends of the exciting coil 11y.
[0026]
  The resistor R1 is provided to limit the inrush current that flows when the contact 11a is closed, and the resistance value is set to a minimum necessary value to keep the inrush current below an allowable range. The resistor R2 is provided for discharging the charge of the capacitor C2. The other points are the same as those of the power generation device shown in FIG. 2, and the slow-down control device includes a solenoid 4, a solenoid drive power supply unit including the power generation coil 3 and the rectifier 9, and a solenoid excitation control circuit 8. It is configured.
[0027]
  Further, the relay 11 constitutes a capacitor charging control switch that maintains the on state when no load current flows through the output winding WL and maintains the off state when the load current flows.
[0028]
  In the power generation apparatus shown in FIG. 3, when the generator is started with the load disconnected, the relay 11 is excited by the rectified output of the power generation coil 3 immediately after the start and the contact 11a is closed, so that the capacitor C2 is excited by the capacitor. The winding Wc is connected in parallel. Therefore, both capacitors C1 and C2 are connected to the capacitor excitation winding Wc, and the phase advance current flowing through the capacitor excitation winding Wc increases. Therefore, it is possible to increase the magnetizing action by the phase advance current flowing through the capacitor exciting winding Wc, and to quickly establish the voltage of the output winding WL.
[0029]
  In a state where the load is not connected, the solenoid 4 is excited, so that the fuel supply amount adjusting member for the internal combustion engine is displaced to the second position on the fuel supply amount decrease side, and the fuel supply amount is limited. Slow down control is performed. During slowdown control, the engine speed is reduced to the speed during standby operation that is lower than the rated speed. At this time, capacitors C1 and C2 are both connected to the capacitor excitation winding, and the excitation capability is reduced. Therefore, the induced voltage of the output winding WL rises to a voltage higher than the induced voltage during standby operation of this type of conventional power generator.
[0030]
  In this state, when a soft start load is connected to the output winding WL, a necessary starting current can be passed through the load, so that the load can be soft started without any trouble. When the load current exceeds the set value, the solenoid excitation control circuit 8 stops supplying the excitation current to the solenoid 4 and deenergizes the solenoid, so that the fuel supply amount adjusting member is the first fuel supply amount increase side. The fuel supply amount to the engine is increased. As a result, the rotational speed of the engine is increased to the rotational speed at the time of steady operation, and the steady operation of the generator 1 is performed. Further, since the relay 11 is de-energized during the steady operation of the generator, the contact 11a is opened and the capacitor C2 is disconnected from the capacitor exciting winding Wc. Therefore, it is possible to prevent the excitation capability of the capacitor excitation winding from becoming excessive during the steady operation of the generator, and the field current If flowing through the field winding Wf becomes excessive, causing the field winding to burn out. Can be prevented.
[0031]
[Problems to be solved by the invention]
  In the proposed power generator shown in FIG. 3, the load current flowing through the output winding becomes less than the set value, and at the same time the slowdown control device starts the slowdown control operation, the slowdown magnetizing capacitor C2 is turned on. Is done. However, when the slow-down control operation is started, the internal combustion engine is still rotating at the rated speed and a high voltage is induced in the capacitor excitation winding Wc. Therefore, it was necessary to use a high breakdown voltage that can withstand the voltage during rated operation. For this reason, it is necessary to use an expensive and large capacitor C2 for magnetizing at the time of slowdown, and there is a problem that the control unit of the power generator is increased in size and the cost is increased.
[0032]
  An object of the present invention is to perform a soft start without using a high withstand voltage magnetizing capacitor when performing slowdown control in an internal combustion engine drive power generator that drives a self-excited field rotating AC generator by an internal combustion engine. It is to be able to start the load to be performed without hindrance.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
  An internal combustion engine drive power generator according to the present invention includes a stator having a capacitor excitation winding connected in parallel with a capacitor and an output winding connected to a load, a field winding wound around a rotor core, A self-excited field rotary AC generator having a rectifier connected to both ends of the field winding and driven by an internal combustion engine; and a load current greater than a set value through the output winding Increase the amount of fuel supplied to the internal combustion engine when it is flowing and rotate the internal combustion engine at the rotational speed necessary to drive the load connected to the output winding. When the load current is not flowing (when the load current flowing through the output winding becomes less than the set value or when the load current becomes zero), the amount of fuel supplied to the internal combustion engine is decreased to Rotational speed is lower than the speed when driving a loadWaitSlow-down control device that maintains the speed, capacitor for slow-down magnetizing connected in parallel to the capacitor excitation winding through a switch for capacitor on / off control that can be turned on / off, and an output winding that exceeds the set value When the load current is flowing, hold the capacitor input control switch in the OFF state, and when the load current exceeding the set value stops flowing through the output winding, wait for a certain delay time to elapse before turning on the capacitor. The internal combustion engineAt the waiting speedAnd a switch control circuit for holding the switch in an ON state during rotation.
[0034]
  The delay time is preferably set to be equal to or longer than the time required for the rotational speed of the internal combustion engine to decrease to the standby speed after the load current of a set value or more stops flowing.
[0035]
  With the above configuration, when a load current exceeding the set value stops flowing through the output winding WL, the capacitor input control switch is turned on after waiting for a certain delay time to elapse. Connect a capacitor for magnetizing during slowdown to the exciting winding in parallel. For this reason, the capacitance of the capacitor connected to the capacitor excitation winding increases, the phase advance current flowing in the capacitor excitation winding increases, and the excitation capability increases. Therefore, a high voltage can be induced in the output winding even during slowdown control, and when a soft-start load is connected to the output winding, a sufficiently large starting current is supplied to reliably start the load. Can be made.
[0036]
  When the load starts and the load current exceeds the set value, the solenoid excitation control circuit deactivates the solenoid. Disconnect from. As a result, the capacitance of the capacitor connected to the capacitor excitation winding decreases during steady operation of the generator (when the load is driven normally). It can be prevented that the electromotive force increases and the field current increases. Therefore, the induced voltage of the output winding at the time of slowdown control can be made sufficiently high and the soft start load can be started without any problem without causing the field winding to burn out during steady operation.
[0037]
  Since the switch for controlling the capacitor input is turned on after the engine speed has dropped to a speed lower than the rated speed, a high induced voltage induced in the capacitor excitation winding during the rated speed is applied to the magnetizing capacitor during slowdown. It can prevent being applied. Therefore, a small and inexpensive capacitor can be used as the magnetizing capacitor.
[0038]
  The slow-down control device includes, for example, a current detector that detects a load current flowing through the output winding, a solenoid that drives a fuel supply amount adjusting member that adjusts the fuel supply amount to the internal combustion engine, and a direct current for driving the solenoid. A solenoid drive power supply that outputs voltage, and when the current detector does not detect a load current greater than the set value, an excitation current is passed from the solenoid drive power supply to the solenoid to excite the solenoid. Is provided with a solenoid excitation control circuit that deenergizes the solenoid when a load current exceeding the set value is detected, and when the solenoid is de-energized, the fuel supply amount adjusting member is displaced to the fuel supply amount increase side. When the internal combustion engine is rotated at a rotational speed necessary for driving the load and the solenoid is excited, the fuel supply amount adjusting member is moved to the fuel supply amount. Configured to displace the quantity side to reduce the rotational speed of the internal combustion engine to a lower speed than the rotational speed at load driving.
[0039]
  When the slow-down control device is configured as described above, the switch control circuit includes a timer circuit that starts a timed operation when the solenoid is excited, and a timer circuit that operates while the solenoid is de-energized and the timer circuit. The capacitor input control switch is kept in the OFF state during the operation, and when the timer circuit finishes the timed operation, the capacitor input control switch is turned ON and the switch is kept ON while the solenoid is excited. And a capacitor driving control switch driving circuit.
[0040]
  The operation time limit of the timer circuit is preferably set to be longer than the time required for the rotation speed of the internal combustion engine to fall to the standby speed after the solenoid is excited.
[0041]
  When the slow-down control device is configured as described above, the capacitor input control switch is a switch that maintains an on state when the solenoid is energized and maintains an off state when the solenoid is de-energized. Is used.
[0042]
  Such a switch is constituted by a relay having an exciting coil excited by a voltage at both ends of a solenoid and a normally open contact that closes when the exciting coil is excited, or a voltage for detecting a voltage at both ends of the solenoid. Turns on when a voltage higher than the set value is detected by the detection circuit and the voltage detection circuit (when the solenoid is energized), and no voltage higher than the set value is detected by the voltage detection circuit Or a switch element that is turned off when the solenoid is de-energized.
[0043]
  The capacitor input control switch is also turned on when a current detector that detects an exciting current flowing through the solenoid and a solenoid that is excited and the current detector detects a current greater than a set value. It can also be constituted by a switch element that is turned off when the current detector no longer detects a current exceeding a set value.
[0044]
  The solenoid drive power supply unit includes a power generation coil provided in a magnet generator attached to the internal combustion engine separately from the self-excited field rotation type AC generator, a rectifier that rectifies an AC voltage generated by the power generation coil, and Can be configured. In addition, the solenoid driving power source can be constituted by a battery.
[0045]
  In the above example, the fuel supply amount is adjusted by operating the fuel supply amount adjusting member with the solenoid. However, the fuel is supplied to the internal combustion engine using an injector (electromagnetic fuel injection valve). When performing, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine can be adjusted by controlling the amount of fuel injected from the injector. The amount of fuel injected from the injector can be adjusted by controlling the fuel injection time from the injector.
[0046]
  That is, when an injector is used, a current detector that detects the load current flowing through the output winding, and when the current detector does not detect the load current, the fuel injection time is determined from the injection time during steady operation. Slow down control by the injector drive control unit that controls the injector drive current so that the fuel injection time is returned to the time of steady operation when the current detector detects the load current. A device can be configured.
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  FIG. 1 shows an example of the configuration of an internal combustion engine drive power generator according to the present invention. In FIG. 1, the same parts as those shown in FIG. In the present embodiment, a capacitor switching unit 22 including a slow-down magnetizing capacitor C2, a capacitor charging control switch 20, and a switch control circuit 21 is provided on the generator 1 side.
[0048]
  The capacitor input control switch 20 comprises a phototriac FT having a T2 terminal connected to one end of a capacitor exciting coil Wc, a resistor R10 and a varistor ZR connected in parallel between the T1 and T2 terminals of the triac. The magnetic capacitor C2 is connected between the T1 terminal of the phototriac FT and the other end of the capacitor excitation winding Wc. The varistor ZR is provided to absorb a surge generated when the phototriac FT performs a switching operation, and the resistor R10 discharges the charge of the capacitor C2 through the capacitor excitation winding Wc after the phototriac FT is turned off. It is provided for.
[0049]
  One end of the capacitor C3 is connected to the positive polarity output terminal 8e of the solenoid excitation control circuit 8 through the resistor R11, and the other end of the capacitor C3 is connected to the negative polarity output terminal 8f of the solenoid excitation control circuit 8. The capacitor C3 is charged through the resistor R11 with the DC output voltage of the solenoid excitation control circuit 8. A Zener diode ZD1 having a cathode directed toward one end of the capacitor C3 is connected to both ends of the capacitor C3, and the voltage across the capacitor C3 is made constant by the Zener diode ZD1.
[0050]
  The voltage across the capacitor C3 is applied across the timer capacitor C4 through the resistor R12, and the timer capacitor C4 is charged with a constant time constant through the resistor R12 with a constant voltage across the capacitor C3, thereby causing a timed operation. It is like that.
[0051]
  One end of the capacitor C3 is connected to the anode of the light emitting diode LD through a resistor R13, and the cathode of the light emitting diode is connected to the drain of the FET F1 whose source is connected to the other end of the capacitor C3. The light emitting diode LD is provided so as to constitute a photocoupler together with the phototriac FT, and the phototriac FT is turned on when the light emitting diode LD emits light.
[0052]
  A resistor R14 is connected between the gate and source of the FET F1, and a voltage V1 across the capacitor C4 is applied between the gate and source of the FET F1 through the Zener diode ZD2. A diode D2 having a cathode directed toward one end of the capacitor C3 is connected between a connection point between the capacitor C4 and the resistor R12 and one end of the capacitor C3. A diode D2 is provided for discharging the capacitor C4. The other points are configured in the same manner as the previously proposed internal combustion engine drive power generator shown in FIG. 3, and include a solenoid 4, a solenoid drive power supply unit including a power generation coil 3 and a rectifier 9, and a solenoid excitation control circuit 8. A slow-down control device is configured. A timer circuit which starts a timed operation when the solenoid 4 is excited is constituted by the capacitor C3, the Zener diode ZD1, the capacitor C4, the resistor R12 and the Zener diode ZD2, and the timer circuit is constituted by the FET F1 and the light emitting diode LD. When the operation is finished, a capacitor input control switch drive circuit is configured to turn on the capacitor input control switch and keep the switch on while the solenoid 4 is excited. A switch control circuit 21 is constituted by the timer circuit and the capacitor input control switch drive circuit.
[0053]
  In the power generator shown in FIG. 1, it is sufficient to start the soft start load from the output winding WL during the standby operation (slow down control) of the internal combustion engine with the magnetizing capacitor C2 connected in parallel with the capacitor C1. The capacitance of the magnetizing capacitor C2 is set so that the excitation capability necessary to output a large voltage is obtained. The capacitance of the magnetizing capacitor is set to the minimum necessary value. When set and the capacitor C2 is connected during standby operation, the voltage induced in the capacitor excitation winding is sufficiently lower than the voltage induced during rated operation (higher than the voltage required to start the soft starter load). Keep it like that.
[0054]
  In the internal combustion engine drive power generator shown in FIG. 1, when the load is disconnected in the operating state, the current detector 7 does not detect a load current greater than the set value, so that the solenoid excitation control circuit 8 is connected between the output terminals 8e and 8f. A DC voltage is output, and this DC voltage is applied to the solenoid 4. As a result, the solenoid 4 is excited, so that the fuel supply amount adjusting member that adjusts the fuel supply to the internal combustion engine is displaced to the second position on the fuel supply amount decrease side, thereby limiting the fuel supply amount and slowing down. Control is performed. During the slow-down control, the engine speed is reduced to the standby speed.
[0055]
  The DC voltage output from the solenoid excitation control circuit 8 is applied to the capacitor C3 through the resistor R11 and smoothed, and is made constant by the Zener diode ZD1. The timer capacitor C4 is charged through the resistor R12 by a constant voltage across the capacitor C3, and a timed operation is performed. After this timed operation is started, when a certain time elapses and the voltage V1 across the capacitor C4 exceeds the Zener voltage of the Zener diode ZD2 (when the timed operation is completed), the FET F1 is turned on. The light emitting diode LD emits light, and the phototriac FT is turned on (the capacitor charging control switch is turned on). As a result, the magnetizing capacitor C2 is connected in parallel with the capacitor C1, and the excitation capability of the capacitor exciting winding is enhanced. Therefore, the induced voltage of the output winding WL is higher than that in the state where only the capacitor C1 is connected. Rise up to. In this state, when a soft start load is connected to the output winding WL, a necessary starting current can be passed through the load, so that the load can be soft started without any trouble. When the load current exceeds the set value, the solenoid excitation control circuit 8 stops supplying the excitation current to the solenoid 4 and deenergizes the solenoid, so that the fuel supply amount adjusting member is the first fuel supply amount increase side. The fuel supply amount to the engine is increased. As a result, the rotational speed of the engine is increased to the rotational speed at the time of steady operation, and the steady operation of the generator 1 is performed. Further, since the output voltage of the solenoid excitation control circuit 8 disappears, the charges of the capacitors C3 and C4 are discharged through the resistor R11 and the solenoid 4, so that the FET F1 is turned off and the phototriac FT is turned off. As a result, the magnetizing capacitor C2 is disconnected, so that it is possible to prevent the excitation capacity of the capacitor excitation winding from becoming excessive during the steady operation of the generator, and the field current If flowing through the field winding Wf is excessive. Thus, the field winding can be prevented from being burned out.
[0056]
  In the power generator shown in FIG. 1, it is preferable that the operation time limit of the timer circuit is set to be longer than the time required for the rotation speed of the internal combustion engine to decrease to the standby speed after the solenoid 4 is excited.
[0057]
  In the example shown in FIG. 1, the solenoid is excited by using the power generation coil 3 provided in the magnet generator attached to the internal combustion engine as a power source. However, when a battery is provided, the battery is A solenoid can be excited as a power source.
[0058]
  In the example shown in FIG. 1, the capacitor input control switch is configured by a phototriac, but the capacitor input control switch can also be configured using other semiconductor switches or relays.
[0059]
  In the above description, as a means for adjusting the fuel supply amount of the internal combustion engine, the solenoid 4 is used to excite the solenoid, thereby displacing the fuel supply amount adjusting member to the fuel supply amount decreasing side, By de-energizing, the fuel supply amount adjusting member is displaced toward the fuel supply amount increasing side, but as described in the section for solving the problem, the fuel is supplied to the internal combustion engine by the injector. Alternatively, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine can be switched between the amount supplied during steady operation and the amount supplied during standby operation by adjusting the amount of fuel injected from the injector.
[0060]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the OFF state is maintained when the load current exceeding the set value flows through the output winding, and when the load current exceeding the set value stops flowing, the fixed delay time is reached. Since a capacitor input control switch that is turned on after waiting for the current to pass has been provided, and through the switch, a capacitor for magnetizing during slowdown is connected in parallel to the capacitor excitation winding, the capacitor during slowdown control By increasing the capacitance of the capacitor connected to the excitation winding, the excitation capability of the capacitor excitation winding can be increased, and a high voltage can be induced in the output winding. Therefore, when a soft start load is connected to the output winding, a necessary start current can be supplied to ensure that the load is soft started. Also, by turning on the capacitor input control switch after a certain delay time has elapsed since the load current exceeding the set value has ceased to flow, the induced voltage of the output winding decreases and the magnetizing capacitor is Therefore, a capacitor having a low withstand voltage can be used as the magnetizing capacitor, and there is an advantage that the control unit of the power generator can be downsized and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of an internal combustion engine drive power generator according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional internal combustion engine drive power generator.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a previously proposed internal combustion engine drive power generator.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Self-excited field rotation type AC generator, 2 ... Control panel, 3 ... Generator coil, 4 ... Solenoid, 6 ... AC outlet, 7 ... Current transformer (current detector), C1 ... Capacitor, C2 ... Slow down Capacitor for magnetizing during control, 20: Switch for controlling capacitor input, 21: Switch control circuit, 22: Capacitor switching unit, FT: Phototriac, LD: Light emitting diode, C3: Capacitor, ZD1: Zener diode, C4: Timer capacitor , R12 ... resistor, F1 ... FET.

Claims (2)

コンデンサが並列接続されたコンデンサ励磁巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子と、回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁巻線の両端に接続された整流器とを有して内燃機関により駆動される回転子とを備えた自励式界磁回転形交流発電機と、
前記出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときに前記内燃機関への燃料の供給量を増加させて前記出力巻線に接続されている負荷を駆動するために必要な回転速度で前記内燃機関を回転させ、前記出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れていないときに前記内燃機関への燃料の供給量を減少させて前記内燃機関の回転速度を負荷駆動時の速度よりも低い待機速度に維持するスローダウン制御装置と、
オンオフ制御が可能なコンデンサ投入制御用スイッチを通して前記コンデンサ励磁巻線に対して並列に接続されたスローダウン時増磁用コンデンサと、
前記出力巻線を通して設定値以上の負荷電流が流れているときに前記コンデンサ投入制御用スイッチをオフ状態に保持し、前記設定値以上の負荷電流が流れなくなったときに、一定の遅れ時間が経過するのを待って前記コンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にして前記内燃機関が前記待機速度で回転している間該スイッチをオン状態に保持するスイッチ制御回路と、
を具備し、
前記遅れ時間は、前記設定値以上の負荷電流が流れなくなってから前記内燃機関の回転速度が前記待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定されていること、
を特徴とする内燃機関駆動発電装置。
A stator having a capacitor excitation winding in which capacitors are connected in parallel and an output winding to which a load is connected, a field winding wound around a rotor core, and a rectifier connected to both ends of the field winding A self-excited field rotary AC generator having a rotor driven by an internal combustion engine,
When a load current equal to or higher than a set value flows through the output winding, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine is increased to drive the load connected to the output winding at a rotational speed required. The internal combustion engine is rotated, and when the load current exceeding the set value does not flow through the output winding, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine is decreased so that the rotational speed of the internal combustion engine is made higher than the speed at the time of load driving. A slow-down control device that maintains a low standby speed,
A slow-down magnetizing capacitor connected in parallel to the capacitor excitation winding through a capacitor input control switch capable of on / off control;
When a load current of a set value or more flows through the output winding, the capacitor input control switch is held in an OFF state, and when a load current of the set value or more stops flowing, a certain delay time elapses. A switch control circuit for waiting for the switch to turn on the capacitor input control switch and holding the switch on while the internal combustion engine is rotating at the standby speed ;
Comprising
The delay time is set to be equal to or longer than a time required for the rotational speed of the internal combustion engine to decrease to the standby speed after the load current of the set value or more stops flowing;
An internal combustion engine drive power generator.
コンデンサが並列接続されたコンデンサ励磁巻線及び負荷が接続される出力巻線を有する固定子と、回転子鉄心に巻回された界磁巻線と該界磁巻線の両端に接続された整流器とを有して内燃機関により駆動される回転子とを備えた自励式界磁回転形交流発電機と、A stator having a capacitor exciting winding connected in parallel with a capacitor and an output winding connected to a load, a field winding wound around a rotor core, and a rectifier connected to both ends of the field winding A self-excited field rotating AC generator having a rotor driven by an internal combustion engine,
前記出力巻線を通して流れる負荷電流を検出する電流検出器と、前記内燃機関への燃料供給量を調節する燃料供給量調節部材を駆動するソレノイドと、ソレノイド駆動用の直流電圧を出力するソレノイド駆動用電源部と、前記電流検出器が設定値以上の負荷電流を検出していないときに前記ソレノイド駆動用電源部から前記ソレノイドに励磁電流を流して該ソレノイドを励磁し、前記電流検出器が設定値以上の負荷電流を検出しているときには前記ソレノイドを消勢するソレノイド励磁制御回路とを備えて、前記ソレノイドが消勢されたときには前記燃料供給量調節部材を燃料供給量増量側に変位させて前記内燃機関を前記負荷を駆動するために必要な回転速度で回転させ、前記ソレノイドが励磁されたときには前記燃料供給量調節部材を燃料供給量減量側に変位させて前記内燃機関の回転速度を負荷駆動時の回転速度よりも低い待機速度まで低下させるスローダウン制御装置と、A current detector that detects a load current flowing through the output winding; a solenoid that drives a fuel supply amount adjusting member that adjusts a fuel supply amount to the internal combustion engine; and a solenoid drive that outputs a DC voltage for driving the solenoid When the load current exceeding the set value is not detected by the power supply unit and the current detector, an excitation current is passed from the solenoid drive power supply unit to the solenoid to excite the solenoid, and the current detector A solenoid excitation control circuit for deactivating the solenoid when the load current is detected, and when the solenoid is deenergized, the fuel supply amount adjusting member is displaced toward the fuel supply amount increasing side to When the internal combustion engine is rotated at a rotational speed necessary for driving the load and the solenoid is excited, the fuel supply amount adjusting member is burned. And slow-down control device to reduce to a low standby speed than is displaced to the feed amount decreasing side rotational speed at load driving rotation speed of the internal combustion engine,
オンオフ制御が可能なコンデンサ投入制御用スイッチを通して前記コンデンサ励磁巻線に対して並列に接続されたスローダウン時増磁用コンデンサと、A slow-down magnetizing capacitor connected in parallel to the capacitor excitation winding through a capacitor input control switch capable of on / off control;
前記ソレノイドが励磁された時に時限動作を開始するタイマ回路と、前記ソレノイドが消勢されている間及び前記タイマ回路が時限動作を行っている間前記コンデンサ投入制御用スイッチをオフ状態に保持し、前記タイマ回路が時限動作を終了したときに前記コンデンサ投入制御用スイッチをオン状態にして前記ソレノイドが励磁されている間該スイッチをオン状態に保持するコンデンサ投入制御用スイッチ駆動回路とを備えたスイッチ制御回路と、A timer circuit that starts a timed operation when the solenoid is excited, and holds the capacitor input control switch in an OFF state while the solenoid is de-energized and while the timer circuit is performing a timed operation, A switch including a capacitor input control switch drive circuit that turns on the capacitor input control switch when the timer circuit finishes the timed operation and maintains the switch on while the solenoid is excited. A control circuit;
を具備し、Comprising
前記タイマ回路の動作時限は、前記ソレノイドが励磁されてから前記内燃機関の回転速度が前記待機速度まで低下するのに要する時間以上に設定されていること、The operation time limit of the timer circuit is set to be longer than the time required for the rotational speed of the internal combustion engine to decrease to the standby speed after the solenoid is excited,
を特徴とする内燃機関駆動発電装置。An internal combustion engine drive power generator.
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