JP5192922B2

JP5192922B2 - 発電機の並列運転接続装置

Info

Publication number: JP5192922B2
Application number: JP2008164372A
Authority: JP
Inventors: 潤一江口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: US20090315405A1; US8242636B2; JP2010011536A

Description

この発明は発電機の並列運転接続装置に関し、より具体的には複数の発電機を接続して並列運転する装置に関する。

内燃機関で駆動される複数、例えば２基の発電機を接続して並列運転する装置としては下記の特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術にあっては、接続されていないコンセントプラグが存在しても、そこに出力電圧が現れることがないように構成している。
特許第２８６９９０５号公報

ところで、内燃機関で駆動される発電機は騒音が大きいことから、例えば発電機を地下室に設置し、１階で遠隔操作装置を介して始動・停止を指示することなどが良く行われる。その場合、並列運転しつつ遠隔操作するには、２基の発電機を並列運転接続装置で接続すると共に、発電機ごとに設けられた遠隔操作装置を用いることになる。しかしながら、並列運転が予定される発電機の場合、発電機ごとに遠隔操作装置を設けるのは、構成が複雑になると共に、操作も煩雑となる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、並列運転が予定される複数の発電機を単一の遠隔操作装置で始動・停止させるようにした発電機の並列運転接続装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、複数の発電機のみを電気負荷に接続可能な導電路を介して接続して並列運転させる接続装置において、ユーザの操作自在に設けられた単一の遠隔操作装置に接続される端子と、前記複数の発電機の遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子と、前記遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子の間にそれぞれスイッチング素子とを備え、前記遠隔操作装置に接続される端子を介して前記遠隔操作装置から入力される始動信号あるいは停止信号に応じて前記遠隔操作装置接続用端子に接続される端子を介して前記複数の発電機を始動あるいは停止させるように構成し、前記ユーザの操作に応じて前記遠隔操作装置から１回目の前記始動信号が送信されるとき、前記複数の発電機のうち第１の発電機を始動すると共に、前記第１の発電機と前記複数の発電機のうち第２の発電機の前記遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子の間に設けられた前記スイッチング素子を導通し、前記ユーザの操作に応じて前記遠隔操作装置から２回目の前記始動信号が送信されるとき、前記導通されたスイッチング素子を介して前記２回目の始動信号を前記複数の発電機のうち第２の発電機に送信することで前記第２の発電機を始動する如く構成した。

請求項１に係る発電機の並列運転接続装置にあっては、ユーザの操作自在に設けられた単一の遠隔操作装置に接続される端子と、複数の発電機の遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子と、遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子の間にそれぞれスイッチング素子とを備え、遠隔操作装置に接続される端子を介して遠隔操作装置から入力される始動信号あるいは停止信号に応じて複数の発電機を始動あるいは停止させる如く構成したので、複数の発電機を単一の遠隔操作装置で始動・停止させることができると共に、遠隔操作装置を共有させることで構成が簡易となる。また、単一の遠隔操作装置を操作することで複数の発電機を始動・停止できるので、遠隔操作が却って容易となり、利便性も向上する。また、ユーザの操作に応じて遠隔操作装置から１回目の始動信号が送信されるとき、商用電源から独立した複数の発電機のうち第１の発電機を始動すると共に、前記第１の発電機と前記複数の発電機のうち第２の発電機の前記遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子の間に設けられた前記スイッチング素子を導通、ユーザの操作に応じて遠隔操作装置から２回目の始動信号が送信されるとき、導通されたスイッチング素子を介して２回目の始動信号を複数の発電機のうち第２の発電機に送信することで第２の発電機を始動する如く構成したので、複数の発電機を同時ではなく、順次始動させることができ、よって先に発電を開始した発電機の出力と位相が一致するように後発側の発電を制御することができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る発電機の並列運転接続装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る発電機の並列運転接続装置を全体的に示すブロック図である。

図示の如く、発電機の並列運転接続装置（符号１０で示す）は、複数、例えば２基の発電機Ａ，Ｂを接続して並列運転させる接続装置である。２基の発電機Ａ，Ｂは共にそれぞれ内燃機関（図示せず。以下「エンジン」という）で駆動される発電機であり、リコイルスタータ（あるいはセルスタータ）を介して始動される。発電機Ａ，Ｂは同一機種で、共に例えば単相ＡＣ１００Ｖ・２００Ｖで４．５ｋＶＡ程度の交流出力を生じる。

発電機Ａ，Ｂは、その出力を取り出すための出力コンセントＯａ，Ｏｂを備える。出力コンセントＯａ，Ｏｂは、電圧端子Ｏａ１，Ｏａ２あるいはＯｂ１，Ｏｂ２と、その中間の中性端子Ｏａ３あるいはＯｂ３からなる単相３線端子と、アース端子Ｏａ４，Ｏｂ４とを備える。

装置１０は、２基の発電機Ａ，Ｂの出力コンセントＯａ，Ｏｂにそれぞれ接続自在な少なくとも２個のプラグＰａ，Ｐｂと、電気負荷１２に接続可能な少なくとも１個の出力コンセントＯｅと、２基の発電機Ａ，Ｂを電気負荷１２に接続可能な導電路１４と、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）１６と、導電路１４を開閉する開閉装置１８と、ユーザの操作自在に設けられた１個（単一）の遠隔操作装置（後述）に信号線２０を介して接続される端子２２と、２基の発電機Ａ，Ｂの遠隔操作装置接続用端子（後述）に信号線２４（２４ａ，２４ｂ）を介してそれぞれ接続される２個（複数）の端子２６（２６ａ，２６ｂ）とを備え、ＥＣＵ１６は信号線２０と端子２２を介して遠隔操作装置と接続可能であると共に共に、信号線２４と端子２６を介して２基の発電機Ａ，ＢのＥＣＵ（後述）と接続可能である如く構成される。

以下、それらを説明する。

プラグＰａ，Ｐｂは、発電機Ａ，Ｂの出力コンセントＯａ，Ｏｂに対応し、電圧端子Ｐａ１，Ｐａ２あるいはＰｂ１，Ｐｂ２と、その中間の中性端子Ｐａ３あるいはＰｂ３からなる単相３線端子と、アース端子Ｐａ４あるいはＰｂ４を備える。プラグＰａ，Ｐｂおよび発電機Ａ，Ｂの出力コンセントＯａ，Ｏｂの構造は、公知の一般的なものである。

装置１０の出力コンセントＯｅも、発電機側の出力コンセントＯａ，Ｏｂと同様、電圧端子Ｏｅ１，Ｏｅ２と、その中間の中性端子Ｏｅ３からなる単相３線端子と、アース端子Ｏｅ４を備える。出力コンセントＯｅは、電気負荷１２のプラグ（図示せず）が差し込まれて電気負荷１２に接続される。

導電路１４は２個のプラグＰａ，Ｐｂと出力コンセントＯｅを接続し、２個のプラグＰａ，Ｐｂを介して入力された発電機Ａ，Ｂの出力を出力コンセントＯｅを介して電気負荷１２に出力する、双方の電圧端子の中の高圧側同士を接続する高圧線１４ａ１，１４ｂ１と、電圧端子の中の低圧側同士を接続する低圧線１４ａ２，１４ｂ２と、中性端子同士を接続する中性線１４ａ３，１４ｂ３、アース端子同士を接続するアース線１４ａ４，１４ｂ４とからなる。

高圧線１４ａ１，１４ｂ１と低圧線１４ａ２，１４ｂ２と中性線１４ａ３，１４ｂ３とアース線１４ａ４，１４ｂ４は、接続点１４ｃで接続され（合流させられ）、導電路１４は、以降、高圧線１４ａ１、低圧線１４ａ２、中性線１４ａ３、アース線１４ａ４に集約され、それらを介して２基の発電機Ａ，Ｂの合成された発電出力が出力コンセントＯｅに出力される。

開閉装置１８は導電路１４において接続点１４ｃの上流側に介挿され、リレー１８ａを備える。リレー１８ａは、コイル１８ａ１と、高圧線１４ａ１，１４ｂ１と中性線１４ａ３，１４ｂ３に介挿される接点１８ａ２からなる。リレー１８ａの接点１８ａ２は常閉型であり、コイル１８ａ１が消磁される限り、閉じられて発電機Ａ，Ｂの出力を出力コンセントＯｅに送る。

一方、コイル１８ａ１が励磁されると、接点１８ａ２は開放され（導電路１４は開放され）、発電機Ａ，Ｂの出力の出力コンセントＯｅへの供給は阻止される。接点１８ａ２は手動でも開閉自在に構成される。尚、開閉装置１８において接点１８ａ２の上流に配置されるコイル１８ｂは過電流検出用である。開閉装置１８のリレー１８ａのコイル１８ａ１は、コネクタ１８ｃ，１８ｄを介してＥＣＵ１６に接続される。

開閉装置１８の両側の二重丸は端子を示す。開閉装置１８の下流にはブレーカ（図示せず）が配置され、漏電などによって電気負荷１２が過負荷となったとき、導電路１４を開放する。

尚、高圧線１４ａ１、中性線１４ａ３と端子２８の間には動作電源生成回路（図示せず）が設けられる。動作電源生成回路は、高圧線１４ａ１、中性線１４ａ３の端子間電圧ＡＣ２００Ｖを１２Ｖあるいは５Ｖ程度の直流に変換し、ＥＣＵ１６などに動作電源として供給する。

符号２００は遠隔操作装置（以下「リモコン」という）を示す。リモコン２００はボックス状を呈し、図示の如く、ユーザの操作自在に設けられる、発電機Ａ，ＢのＥＣＵ１１０ａ，１１０ｂにエンジンの始動を指示するＳＴＡＲＴスイッチ２００ａと、同様にエンジンの停止を指示するＳＴＯＰスイッチ２００ｂと、パイロットランプ（ＰＬ）２００ｃを備える。

リモコン２００は１２Ｖ出力のバッテリ（図示せず）を内蔵し、パイロットランプ２００ｃは、バッテリの正側の端子であるＲＥＭ＋端子と負側の端子であるＰＬ端子に接続される。

２基の発電機Ａ，Ｂは、リモコン接続用あるいは故障診断機能用として種々の端子を備えるが、リモコン接続用端子としては上記したＲＥＭ＋端子に接続される端子１００ａ，１００ｂ、ＰＬ端子に接続される端子１０２ａ，１０２ｂ、ＳＴＡＲＴスイッチ２００ａに接続されてエンジンの始動（指示）信号を入力する端子１０４ａ，１０４ｂと、ＳＴＯＰスイッチ２００ｂに接続されてエンジンの停止（指示）信号を入力する端子１０６ａ，１０６ｂを備えると共に、同様にマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。ＥＣＵ）１１０ａ，１１０ｂを備える（以下の説明ではａ，ｂの付記を省略する）。

このように、装置１０においてＥＣＵ１６は、信号線２０と端子２２を介してリモコン２００と接続可能であると共に共に、信号線２４ａ，２４ｂと端子２６ａ，２６ｂを介して２基の発電機Ａ，ＢのＥＣＵ１１０ａ，１１０ｂと接続可能（通信可能）である如く構成される。

図２は、そのＥＣＵ１６の構成を示すブロック図である。

図示の如く、ＥＣＵ１６は、ＣＰＵ１６ａと、始動・停止指示部１６ｂと、リレー駆動部１６ｃを備える。

ＣＰＵ１６ａは入力ポート１６ａ１，１６ａ２、出力ポート１６ａ３，１６ａ４，１６ａ５を備える。

始動・停止指示部１６ｂは、図２で下から順に示す３個の指示部、即ち、第１の指示部１６ｂ１、第２の指示部１６ｂ２、および第３の指示部１６ｂ３からなる。

リモコン２００のＲＥＭ＋端子などは端子２２を介してＥＣＵ１６に入力され、信号線１６ｂ４,１６ｂ５,１６ｂ６,１６ｂ７を介して第１の指示部１６ｂ１に入力される。リモコン２００のＲＥＭ＋端子とＳＴＯＰスイッチ２００ｂとＳＴＡＲＴスイッチ２００ａにそれぞれ接続される信号線１６ｂ４，１６ｂ５，１６ｂ６は、そのまま第２の指示部１６ｂ２と第３の指示部１６ｂ３に送られる。

ＰＬ端子に接続される信号線１６ｂ７は絶縁用のフォトカプラ１６ｂ１１に接続され、そのトランジスタのコレクタ端子に接続される。フォトカプラ１６ｂ１１のトランジスタのエミッタ端子は接地されると共に、対応するダイオードのアノード側は５Ｖ動作電源に、カソード側はトランジスタ１６ｂ１２のコレクタ端子に接続される。トランジスタ１６ｂ１２のエミッタ端子は接地されると共に、ベース端子はＣＰＵ１６ａの（第１の）出力ポート１６ａ３に接続される。

第２、第３の指示部１６ｂ２，１６ｂ３において、ＲＥＭ＋端子に接続される信号線１６ｂ４は分岐点で分岐してフォトカプラ１６ｂ２１，１６ｂ３１のダイオードのアノード側に接続される。ダイオードのカソード側は、ダイオードと端子２６ｂ，２６ａを介して第２の発電機Ｂと第１の発電機ＡのＰＬ端子に接続される端子１０２に接続される。

フォトカプラ１６ｂ２１，１６ｂ３１のトランジスタのコレクタ端子は５Ｖ動作電源とＣＰＵ１６ａの入力ポート１６ａ１，１６ａ２に接続されると共に、エミッタ端子は接地される。

第２、第３の指示部１６ｂ２，１６ｂ３において、信号線１６ｂ４の分岐点は、ダイオード１６ｂ２２，１６ｂ３２と端子２６ｂ，２６ａを介して発電機Ｂ，ＡのＲＥＭ＋端子１００に接続され、さらにＥＣＵ１１０ｂ，１１０ａに接続される。

ＳＴＯＰ端子に接続される信号線１６ｂ５はダイオード１６ｂ２３、１６ｂ３３と端子２６ｂ，２６ａを介して発電機Ｂ，Ａの端子１０６に接続され、さらにＥＣＵ１１０ｂ，１１０ａに接続される。

ＳＴＡＲＴ端子に接続される信号線１６ｂ６はダイオード１６ｂ２４と端子２６ｂを介して発電機Ｂの端子１０４からＥＣＵ１１０ｂに接続されると共に、フォトカプラ１６ｂ２５のトランジスタのコレクタ・エミッタ端子とダイオード１６ｂ３４と端子２６ａを介して発電機Ａの端子１０４からＥＣＵ１１０ａに接続される。

フォトカプラ１６ｂ２５のダイオードのアノード側は５Ｖ動作電源に、カソード側はトランジスタ１６ｂ２６のコレクタ端子に接続される。トランジスタ１６ｂ２６のベース端子はＣＰＵ１６ａの（第２の）出力ポート１６ａ４に接続される。

リレー駆動部１６ｃはＦＥＴ１６ｃ１を備える。ＦＥＴ１６ｃ１のゲート端子はＣＰＵ１６ａの出力ポート１６ａ５に接続されると共に、ソース側は制御用コイル１６ｃ２を介して動作電源生成回路で生成された１２Ｖ電源に接続され、ドレイン側は接地される。

ＣＰＵ１６ａの出力ポート１６ａ５から負電圧が出力されると、ＦＥＴ１６ｃ１は導通せず、制御用コイル１６ｃ２が消磁されて接点１６ｃ３は閉鎖され、高圧線１４ａ１と中性線１４ａ３に接続されるコイル１８ａ１も消磁され、４個の接点１８ａ２は閉鎖（リレーＯＦＦ）される。よって発電機Ａ，Ｂは、導電路１４を介して電気負荷１２に接続される。

他方、ＣＰＵ１６ａの出力ポート１６ａ５から正電圧が出力されると、ＦＥＴ１６ｃ１は導通し、制御用コイル１６ｃ２とコイル１８ａ１が励磁されて４個の接点１８ａ２は開放（リレーＯＮ）され、発電機Ａ，Ｂと電気負荷１２との接続は阻止される。ＥＣＵ１６においてＣＰＵ１６ａは、適宜な手法でプラグ抜けを検出すると、出力ポート１６ａ４から正電圧を出力して開閉装置１８を開放する。

図３は、装置１０の動作を説明するフロー・チャート、図４はその動作を説明するタイム・チャートである。

以下説明すると、ユーザによってＳＴＡＲＴスイッチ２００ａがオン（操作）されると（Ｓ１０）、その操作は信号線１６ｂ６、ダイオード１６ｂ２４などを介して発電機ＢのＥＣＵ１１０ｂに伝えられる。

ＥＣＵ１１０ｂはそれに応じてエンジンを始動し（Ｓ１２）、発電を開始する（Ｓ１４）。それによって装置１０は発電機Ｂから通電され、起動される（Ｓ１６）。尚、発電機Ａ，Ｂを並列運転させる場合、同時ではなく、順次始動させ、先に発電を開始した出力と位相が一致するように後発側の発電を制御する必要があるため、図３では先に始動させる発電機をＢとしている。

次いで、装置１０は起動させられたことから、発電機Ｂが始動されて発電を開始したと認識し、第１の出力ポート１６ａ３からＨレベルの信号を出力し、フォトカプラ１６ｂ１１を導通させてリモコン２００のパイロットランプ２００ｃを点灯させると共に、第２の出力ポート１６ａ４からＨレベルの信号を出力し、フォトカプラ１６ｂ２５のトランジスタを導通させる（Ｓ１８）。

次いで、ユーザによってＳＴＡＲＴスイッチ２００ａが再びオン（操作）されると（Ｓ２０）、その操作は信号線１６ｂ６、フォトカプラ１６ｂ２５のトランジスタ、ダイオード１６ｂ３４などを介して発電機ＡのＥＣＵ１１０ａに伝えられる。

ＥＣＵ１１０ａはそれに応じてエンジンを始動し（Ｓ２２）、発電を開始する（Ｓ２４）。このようにして２基の発電機Ａ，Ｂが単一のリモコン２００によって並列運転させられる。

次いで、ユーザによってＳＴＯＰスイッチ２００ｂがオン（操作）されると（Ｓ２６）、その操作は信号線１６ｂ５、ダイオード１６ｂ２３，１６ｂ３３などを介して発電機Ｂ，ＡのＥＣＵ１１０ｂ，１１０ａに伝えられ、ＥＣＵ１１０ｂ，１１０ａはそれに応じてエンジンを停止する（Ｓ２８）。停止する場合、位相をそろえる必要がないため、２基の発電機Ａ，Ｂは同時に停止させられる。

この実施例にあっては、複数（２基）の発電機Ａ，Ｂのみを電気負荷１２に接続可能な導電路１４を介して接続して並列運転させる接続装置１０において、ユーザの操作自在に設けられた単一（１個）の遠隔操作装置（リモコン）２００に接続される端子２２と、前記複数の発電機Ａ，Ｂの遠隔操作装置接続用端子（ＲＥＭ＋端子１００，ＰＬ端子１０２，ＳＴＡＲＴ端子１０４，ＳＴＯＰ端子１０６）にそれぞれ接続される端子２６（２６ａ，２６ｂ）と、前記遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子の間にそれぞれスイッチング素子（フォトカプラ１６ｂ２５）とを備え、前記遠隔操作装置２００に接続される端子２２を介して前記遠隔操作装置２００から入力される始動信号あるいは停止信号を検知する始動・停止信号に応じて前記遠隔操作装置接続用端子に接続される端子２６を介して前記複数の発電機Ａ，Ｂを始動あるいは停止させる（ＥＣＵ１６，Ｓ１０からＳ２８）如く構成したので、複数の発電機Ａ，Ｂを単一の遠隔操作装置２００で始動・停止させることができると共に、遠隔操作装置２００を共有させることで構成が簡易となる。

また、単一の遠隔操作装置２００を操作することで複数の発電機Ａ，Ｂを始動・停止できるので、遠隔操作が却って容易となり、利便性も向上する。また、前記ユーザの操作に応じて前記遠隔操作装置２００から１回目の前記始動信号が送信されるとき、前記複数の発電機Ａ，Ｂのうち第１の発電機（発電機Ｂ）を始動すると共に、前記第１の発電機（発電機Ｂ）と前記複数の発電機のうち第２の発電機（発電機Ａ）の前記遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子２６（２６ａ，２６ｂ）の間に設けられた前記スイッチング素子（フォトカプラ１６ｂ２５）を導通し（Ｓ１０からＳ１４）、前記ユーザの操作に応じて前記遠隔操作装置２００から２回目の前記始動信号が送信されるとき、前記導通されたスイッチング素子（フォトカプラ１６ｂ２５）を介して前記２回目の始動信号を前記複数の発電機Ａ，Ｂのうち第２の発電機（発電機Ａ）に送信することで前記第２の発電機（発電機Ａ）を始動する（Ｓ２０からＳ２４）如く構成したので、複数の発電機Ａ，Ｂを同時ではなく、順次始動させることができ、よって先に発電を開始した発電機の出力と位相が一致するように後発側の発電を制御することができる。

尚、上記した実施例において、発電機Ａ，Ｂを２基並列運転させる場合を説明したが、この発明は３基以上を並列運転させる場合にも妥当する。

この発明の実施例に係る発電機の並列運転接続装置を全体的に示すブロック図である。図１に示す装置の中のＥＣＵの構成を示すブロック図である。図２に示すＥＣＵの動作を示すフロー・チャートである。図３の動作を説明するタイム・チャートである。

符号の説明

Ａ，Ｂ発電機、１０発電機の並列運転接続装置、１２電気負荷、１４導電路、１４ａ１，１４ａ２，１４ｂ１，１４ｂ２高圧線、１４ａ３，１４ｂ３中性線、１４ａ４，１４ｂ４アース線、１６ＥＣＵ（電子制御ユニット）、１６ａＣＰＵ，１６ｂ始動・停止指示部、１６ｃリレー駆動部、１８開閉装置、２２，２６端子、２０，２４信号線、１００ＲＥＭ＋端子（遠隔操作装置接続用端子）、１０２ＰＬ端子（遠隔操作装置接続用端子）、１０４ＳＴＡＲＴ端子（遠隔操作装置接続用端子）、１０６ＳＴＯＰ端子（遠隔操作装置接続用端子）、１１０発電機Ａ，ＢのＥＣＵ、２００遠隔操作装置（リモコン）

Claims

複数の発電機のみを電気負荷に接続可能な導電路を介して接続して並列運転させる接続装置において、ユーザの操作自在に設けられた単一の遠隔操作装置に接続される端子と、前記複数の発電機の遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子と、前記遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子の間にそれぞれスイッチング素子とを備え、前記遠隔操作装置に接続される端子を介して前記遠隔操作装置から入力される始動信号あるいは停止信号に応じて前記遠隔操作装置接続用端子に接続される端子を介して前記複数の発電機を始動あるいは停止させるように構成し、前記ユーザの操作に応じて前記遠隔操作装置から１回目の前記始動信号が送信されるとき、前記複数の発電機のうち第１の発電機を始動すると共に、前記第１の発電機と前記複数の発電機のうち第２の発電機の前記遠隔操作装置接続用端子にそれぞれ接続される端子の間に設けられた前記スイッチング素子を導通し、前記ユーザの操作に応じて前記遠隔操作装置から２回目の前記始動信号が送信されるとき、前記導通されたスイッチング素子を介して前記２回目の始動信号を前記複数の発電機のうち第２の発電機に送信することで前記第２の発電機を始動することを特徴とする発電機の並列運転接続装置。