JPH03253300A - エンジン発電機の過電圧防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン発電機における過電圧防止装置に係
り、特にエンジン発電機のエンジンガバナ故障や容量性
負荷接続時の過電圧による自動電圧調整器（ＡＶＲ）お
よび負荷機器の焼損防止に有効なエンジン発電機の過電
圧防止装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の過電圧防止装置としては、保護リレーを
用い、過電圧発生時には、エンジンを停止させることに
よって保護を行う方式のものが用いられている。

第２図は従来のエンジン発電機の過電圧防止装置を示し
たものであって、符号１はエンジン駆動の発電機、２は
発電＠ｌの出力電圧を安定化する電圧調整器（ＡＶＲ）
、３は負荷機器、４は変圧器、５は過電圧保護を行う保
護リレー、６はリレ−５の励磁コイル、７はリレー５の
可動接点、８はバッテリ９をオン、オフする手動スイッ
チ、９はバッテリ、１０は過電圧を警報する警報ランプ
、１１はエンジン点火装置、１２はエンジン点火用のプ
ラグ、１３はエンジン点火装置１１の断続器接点、１４
は点火コイル、１５は発電機ｌのステータコイル、１６
は発電機１のロータコイル、１７．１８はリレー５の固
定接点、１９はダイオードブリッジである。

第２図の装置においては、通常時は、発電＠ｌのステー
タコイル１５に発生した交流電圧は、変圧器４を経てダ
イオードブリッジ１９に加えられて直流化され、保護リ
レー５の励磁コイル６に印加されるが、電圧が低いので
リレー５は動作せず、その可動接点７は固定接点１８の
側に接続されている。従って手動スイッチ８がオンのと
き、バッテリ９の電圧が固定接点１８を経て点火コイル
１４に加えられ、断続器接点１３を断続動作させるので
、点火コイル１４に発生した高電圧によってプラグ１２
に火花が飛んで、図示されないエンジンが回転する。

エンジンの回転速度を制御するガバナの故障の場合や、
負荷機器３として容量性の負荷を接続した場合等におい
て、発電機１のステータコイル１５に所定範囲以上の高
電圧が発生すると、この電圧が変圧器４を経てダイオー
ドブリッジ１９に加えられ、直流化されて保護リレー５
の励磁コイル６に印加されることによって、リレー５の
可動接点７が固定接点１７の側に接続されるので、バッ
テリ９から点火コイル１４への電力供給は遮断され、従
ってエンジンはプラグ１２によって点火されないので停
止する。これと同時に警報ランプ１０が点灯して、この
状態を表示する。

また、第３図は第２図に示された電圧調整器２の一般的
な回路構成を示したものである。ここで、第２図におけ
ると同じものを同じ番号で示す。符号２１は励磁電圧発
生用のエキサイタコイル、２２．２５はダイオードブリ
ッジ、２３は励磁電源平滑用のコンデンサ、２４．２７
はトランジスタ、２６は定電圧ダイオードである。ステ
ータコイル１５の両端には負荷を接続するＡＣコンセン
ト２８が設けられている。

発電機１に設けられたエキサイタコイル２１に発生した
励磁電源電圧は、ダイオードブリッジ２２で整流され、
コンデンサ２３で平滑化されて、トランジスタ２４を介
して発電機１のロータコイル１６に印加される。これに
よってロータコイル１６に励磁電流が流れて、発電機１
のステータコイル１５に所要の電圧を発生する。

ステータコイル１５の発生電圧はダイオードブリッジ２
５を経て整流され、定電圧ダイオード２６を介してトラ
ンジスタ２７のベースに加えられるが、正常時には整流
出力電圧は定電圧ダイオード２６の放電開始電圧を上回
らないので、トランジスタ２７はオンしない。

いま、ステータコイル１５の発生電圧が上昇して、ダイ
オードブリッジ２５の整流出力電圧が、定電圧ダイオー
ド２６の放電開始電圧を上回ると、トランジスタ２７の
ベースに電流が流れてオンになる。従ってトランジスタ
２４のベース電流が流れなくなって、ロータコイル１６
の電流が遮断され、従ってステータコイル１５の発生電
圧が低下する。

このようにして、第３図に示されたＡＶＲによって、発
電機１のステータコイル１５における発生電圧が一定に
保たれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第４図は、第３図に示された電圧調整器２の励磁電源電
圧平滑用コンデンサ２３の電圧ｅ、。の波形を示したも
のである。ここで、そのピーク電圧をＥＣＯとする。

このピーク電圧Ｅ、。は、容量性負荷のとき、急激に上
昇する。

第５図は、ステータコイル１５の負荷出力電圧Ｅと、平
滑用コンデンサ２３のピーク電圧Ｅ、。との、出力電流
ＩＬに対する変化を例示したものであって、負荷の力率
（ｃｏｓφ）が０の場合と、０．６の場合とについて、
示されている。

図示のように、コンデンサピーク電圧Ｅ、。の上昇は、
出力電圧Ｅのそれを上回っており、特に力率０．６の場
合には、出力電圧Ｅはそれほど上昇していないのに、コ
ンデンサピーク電圧Ｅ、。は、定格出力電流１７Ａのと
き無負荷時の３倍以上に上昇することが示されている。

このため、電圧調整器２が正常に動作しないだけでなく
、電圧調整器２内のコンデンサが過電圧によって破壊さ
れ、またステータコイル１５に接続された負荷機器３に
損傷を与える恐れがあるという問題がある。

また同じ問題が、エンジンの回転数を制御するエンジン
ガバナの故障によって、回転数が異常上昇したときにも
発生する。

〔発明の目的〕

本発明は、このような従来技術の課題を解決しようとす
るものであって、発電機のエンジンガバナ故障や、容量
性負荷接続時の過電圧発生による電圧調整器および負荷
装置の損傷を防止することができる、エンジン発電機の
過電圧防止装置を提供することを、その目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、エキサイタコイルの励磁電源電圧を
整流しコンデンサによって平滑してロータコイルに供給
することによってステータコイルに負荷出力電圧を発生
し、電圧調整器においてステータコイルの負荷出力電圧
を整流しコンデンサによって平滑化した電圧が基準値を
超えたとき前記ロータコイルの電流を遮断することによ
ってステータコイルの負荷出力電圧を一定にし、ステー
タコイルの負荷出力電流が基準値より大きいときスロー
ダウンソレノイドを動作させてエンジン回転数を低下さ
せるエンジン発電機において、前記励磁電源整流電圧平
滑用コンデンサの電圧が基準値を超えたときも、前記ス
ローダウンソレノイドを動作させてエンジン回転数を低
下させるようにしたものである。

また上述のエンジン発電機において、前記励磁電源整流
電圧平滑用コンデンサの電圧が基準値を超えたとき、エ
ンジンを停止させるようにしてもよい。

これによって、上述の目的を達成しようとするものであ
る。

〔作　用〕

本発明の対象とするエンジン発電機は、基本的には、エ
キサイタコイルの励磁電源電圧を整流しコンデンサによ
って平滑した電圧をロータコイルに供給することによっ
て励磁を行ってステータコイルに負荷出力電圧を発生す
るものである。

そして、負荷出力電圧を安定化するために電圧調整器を
備えており、電圧調整器においては、ステータコイルの
負荷出力電圧を整流しコンデンサによって平滑化した電
圧を定電圧ダイオードの基準電圧と比較して、負荷出力
電圧が基準値を超えたときロータコイルの電流を遮断す
ることによってステータコイルの負荷出力電圧を一定に
する作用を行い、さらに、ステータコイルの負荷出力電
圧が基準値より大きいときスローダウンソレノイドを動
作させてエンジン回転数を低下させることによって、負
荷出力電圧の異常上昇を防止している。

本発明においては、このようなエンジン発電機において
、励磁電源整流電圧平滑用コンデンサの電圧が基準値を
超えたとき、前記スローダウンソレノイドを動作させて
エンジン回転数を低下させるようにしたものである。

また、上述のエンジン発電機において、励磁電源整流電
圧平滑用コンデンサの電圧が基準値を超えたとき、スロ
ーダウンソレノイドを動作させてエンジン回転数を低下
させる代わりに、エンジンを停止させるようにすること
もできる。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例を示す。ここで、第２図およ
び第３図におけると同じものを同じ番号で示す。この第
１図において、符号３０，３１゜３２は抵抗、３３は定
電圧ダイオード、３４ａはフォトカブラの発光ダイオー
ド側、３４８はフォトカプラのフォトトランジスタ側、
４０はスローダウンソレノイド、４１はスローダウンユ
ニット、４２はトランジスタ、４３はスローダウンユニ
ットを動作させるためのスローダウンスイッチ、４４は
ステータコイル１５の電流値を測定するカレントトラン
ス（ＣＴ）を利用してスローダウンソレノイド４０を動
作させるスローダウン電圧制御回路である。

第１図の回路は、従来の電圧調整器２と、スローダウン
ソレノイド４０およびスローダウンユニット４１とを有
するエンジン発電機１に対して、抵抗３０〜３２、定電
圧ダイオード３３、フォトカプラ３４ａ、３４ｍ　とを
追加したものである。

エンジン発電機１は、エキサイタコイル２１の励磁電源
電圧を整流しコンデンサ２３によって平滑してロータコ
イル１６に供給することによってステータコイル１５に
負荷出力電圧を発生する。

そして電圧調整器２においてステータコイル１５の負荷
出力電圧を整流しコンデンサ２３によって平滑化した電
圧が基準値を超えたときロータコイル１６の電流を遮断
することによってステータコイル１５の負荷出力電圧を
一定にし、ステータコイル１５の負荷出力電流が基準値
より大きいときスローダウンソレノイド４１を動作させ
てエンジン回転数を低下させる。

スローダウンユニット４１において、スローダウン電圧
制御回路４４は、ステータコイル１５に直列に挿入され
たＣＴによって発電機負荷電流を測定することによって
、負荷電流が増加したときトランジスタ４２をオンにす
る。従ってスローダウンスイッチ４３がオンになってい
るとき、スローダウンソレノイド４０が動作し、これに
よってエンジンが制御されて回転数が低下する。ダイオ
ード５１．５２はステータコイル１５の出力電圧の一部
を整流して、スローダウンソレノイド４０の動作電源を
供給する。

いま、エンジンガバナの故障や、容量性負荷を接続した
場合には、ステータコイル１５の電圧が上昇するが、前
述のように電圧調整器２内の平滑コンデンサ２３の電圧
は、それを上回って上昇する。

抵抗３０．３１からなる分圧回路は、コンデンサ２３の
電圧を適当に分割し、定電圧ダイオード３３と抵抗３２
からなる回路に加える。従ってコンデンサ２３の電圧が
所定値を超えたとき電流が流れて、フォトダイオード３
４＾がオンとなる。

これによってフォトトランジスタ３４ｍがオンとなり、
スローダウンソレノイド４０に電流が流れて動作する。

これによりエンジンの回転数が低下し、ステータコイル
１５の出力電圧も低下する。エンジン回転数の低下によ
って出力の周波数も低下するので、容量性負荷の場合は
負荷インピーダンスが高くなり、負荷電流が抑えられる
。

なお、上述の実施例においては、スローダウン機構を利
用する場合について説明したが、電圧調整器内の平滑コ
ンデンサの電圧上昇を検出したとき、なんらかの方法に
よってエンジンを停止させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、エンジン発電機の
エキサイタコイルの励磁電源電圧を整流した電圧によっ
て、ロータコイルに流す電流を制御してステータコイル
の出力電圧を一定に保つエンジン発電機において、エン
ジンの回転数を゛制御するスローダウン機構を励磁電源
電圧整流回路の平滑コンデンサの電圧によって制御する
ようにしたので、エンジン発電機のエンジンガバナの故
障や容量性負荷接続時の高電圧による電圧調整器および
負荷機器の損傷を確実に防止することができるにうにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来のエ
ンジン発電機の過電圧防止装置を示す図、第３図は第２
図に示された電圧調整器の一般的な回路構成を示す図、
第４図は第３図に示された電圧調整器の励磁電源電圧平
滑用コンデンサの電圧波形を示す図、第５図はステータ
スコイルの負荷出力電圧と、平滑コンデンサのピーク電
圧との、出力電流に対する変化を例示する図である。 １−・エンジン発電機、２−電圧調整器、１５ステータ
コイル、１６−ロータコイル、２１−・−エキサイタコ
イル、２３−平滑用コンデンサ、４０−・スローダウン
ソレノイド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、エキサイタコイルの励磁電源電圧を整流しコン
   デンサによって平滑してロータコイルに供給することに
   よってステータコイルに負荷出力電圧を発生し、電圧調
   整器においてステータコイルの負荷出力電圧を整流しコ
   ンデンサによって平滑化した電圧が基準値を超えたとき
   前記ロータコイルの電流を遮断することによってステー
   タコイルの負荷出力電圧を一定にし、ステータコイルの
   負荷出力電流が基準値より大きいときスローダウンソレ
   ノイドを動作させてエンジン回転数を低下させるエンジ
   ン発電機において、 前記励磁電源整流電圧平滑用コンデンサの電圧が基準値
   を超えたときも、前記スローダウンソレノイドを動作さ
   せてエンジン回転数を低下させるようにしたことを特徴
   とするエンジン発電機の過電圧防止装置。