JPH04172980A - 電動機の始動制御装置 - Google Patents

電動機の始動制御装置

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JPH04172980A
JPH04172980A JP2301286A JP30128690A JPH04172980A JP H04172980 A JPH04172980 A JP H04172980A JP 2301286 A JP2301286 A JP 2301286A JP 30128690 A JP30128690 A JP 30128690A JP H04172980 A JPH04172980 A JP H04172980A
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Kazuyuki Yoshida
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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〉 この発明は、エンジン駆動発電機で電動機を運転する装
置における始動制御の改良に関する。
〈従来の技術〉 エンジン駆動発電機で電動機を運転する装置は周知であ
るが、例えば誘導電動機の場合には起動時に定格値の5
〜7倍もの突入電流が流れる。このような大きな突入電
流を流すと、発電機が過負荷となって遮断器が作動し、
場合によってはコイルを焼損させることになり、またエ
ンジンが過負荷となって最悪の場合には停止してしまう
。これを防ぐため、従来は発電機容量の1/3〜115
程度の容量の電動機しか運転できず、設備的に無駄が大
きくなるという問題が生じていた。
そこで、この問題を解決するために停止、起動、運転の
切換手段を設け、起動時にはエンジンを低速回転させて
その時の発電出力で誘導電動機を起動した後、エンジン
回転数を上昇させて運転状態に移行する装置が提案され
ている(例えば実開昭61−7292号公報参照)。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記公報のものは切換手段が手動式であ
って操作が煩わしく、また切換時期を誤るなどの誤操作
の可能性があった。
この発明はこのような点に着目し、起動操作を自動化し
て発電機容量と同等の容量の電動機を無理なく起動でき
る装置を提供することを目的としてなされたものである
く課題を解決するための手段:) 上記の目的を達成するために、第1の発明の始動制御装
置は、発電機の出力電圧を周波数の低下に応じて低くす
るように構成された自動電圧調整器と、負荷が突入電流
の大きいものであるか否かに応じて制御内容を選択する
制御選択手段と、負荷電流を検出する負荷電流検出手段
と、上記制御選択手段によって突入電流の大きい負荷に
対する制御が選択されている時に、負荷電流検出手段で
検出された負荷電流があらかじめ設定された基準値以上
になると、発電機駆動用のエンジン回転数を一時的に低
下させた後、定格回転数まで回転数を上昇させる回転数
制御手段、とを備えている。
また、第2の発明では上記第1の発明における制御選択
手段を備えず、負荷電流を検出して負荷電流があらかじ
め設定された基準値以上になると。
発電機駆動用のエンジン回転数を一時的に低下させた後
、定格回転数まで回転数を上昇させるようにしている。
第1図はこの発明の構成を示したもので、Aはエンジン
、Bは発電機、Cは電動機、Dは自動電圧調整器、Eは
制御選択手段、Fは負荷電流検出手段、Gは回転数制御
手段であり、第2の発明では制御選択手段Eは設けられ
ない。
く作用〉 第1の発明では、制御選択手段によって突入電流の大き
い負荷に対す乞制御が選択されている時に負荷電流が基
準値以上になると、エンジン回転数が一時的に低下し、
それに応じて発電機の出力電圧も一時的に低下するので
、負荷が誘導電動機のようなものであっても大きな突入
電流が流れることはない。
また第2の発明では、特に起動時の突入電流が大きい負
荷であることを認識していなくても、負荷電流が基準値
以上になると自動的にエンジン回転数が低下して発電機
の出力電圧も低下するので、誘導電動機のような負荷の
場合でも大きな突入電流が流れることはない。
〈実施例〉 次に、図示の実施例について説明する。
第2図は第1の発明の一実施例のブロック図である。図
(こおいて、1はエン′ジン、2(まこのエンジン1で
駆動される発電機、3は発電機2の出力で運転される誘
導電動機であって、誘導電動機3は負荷開閉器4、遮断
器5を介して発電機2に接続されている。6は自動電圧
調整器、7は発電機2の出力回路に設けられた電流変成
器、8はエンジン1の燃料ポンプ、9は燃料ポンプ8の
アクチュエータ、10は回転ギヤ10aとの組み合わせ
でエンジン1の回転数を検出する回転センサ、11は制
御選択スイッチ、12はスピードコントローラである。
誘導電動機3は例えば水中ポンプ3aの駆動用であり、
以下水中ポンプ用として説明を進める。
自動電圧調整器6は、定格周波数(例えば60比)の上
下一定範囲内では定格電圧(例えば220■)を維持す
るが、この範囲を超えて周波数が低下すると電圧が低下
するような特性のものが使用される。第3図はその一例
を示したもので、実線のようにある周波数以下で電圧が
定格電圧より低く設定された電圧、例えば定格の5o%
となり、あるいは破線のように周波数に比例して電圧が
連続的に低下するようになっている。
制御選択スイッチ11は、負荷が突入電流の大きいもの
であるか否かに応じて制御内容を手動操作で選択する切
換スイッチであり、「水中ポンプ」と「通常負荷」のい
ずれかに切換えられるようになっている。
スピードコントローラ12は例えばマイクロコンピュー
タを使用した電子ガバナであり、電流変成器7及び回転
センサ1oの検出信号と制御選択スイッチ11の状態と
が入力され、これらの結果に応じて燃料ポンプ8のアク
チュエータ9に制御信号を出力してエンジン1の回転数
を制御するように構成されている。
実施例の装置は上述のような構成であり、次に第4図の
フローチャートを参照しながら動作を説明する。
まず、図示していないスタータスイッチを入れてエンジ
ン1を始動し、発電機2の極数と周波数によって決まる
定格回転数、例えば1800rpmでの運転を始める。
回転数は回転センサ10による検出結果に応じて燃料ポ
ンプ8のアクチュエータ9を制御することによって定格
値に維持される(ステップSL)。次に、制御選択スイ
ッチ11を「水中ポンプ」側に切換えると、その信号に
よりスピードコントローラ12の基準回転数が定格回転
数より低い回転数、例えば1200ppmにセットされ
、これに応じて燃料ポンプ8のアクチュエータ9が制御
されてエンジン1は120Orpmで運転される(ステ
ップS2)。なお、このステップS1と2は順序を逆に
し、最初から制御選択スイッチ11を「水中ポンプ」側
にセットしてエンジン1を起動してもよい。
次にステップS3で負荷開閉器4及び遮断器5を共にオ
ンにすると、発電機2の出力電流が誘導電動機3に流れ
る。この時、通常の回路であれば定格時の5〜7倍もの
突入電流が流れることになるが、第3図のように自動電
圧調整器6が1200 rpmの時の40Hzでは定格
電圧の50%(例えば110V)の出力電圧とするよう
に動作するので、大きな突入電流は流れない。そこでス
テップS4てこの電流を電流変成器7で検出し、発電機
2の定格電流の例えば20%以上であれば次のステップ
S5に進み、この状態で一定時間、例えば10秒間経過
するとステップS6に進み、エンジン1の回転数を定格
値の180Orpmに上昇させる。
これにより、発電機2の発電出力は周波数と電圧が共に
定格値となって定常運転に移行するのであり(ステップ
S7)、誘導電動機3の回転数はステップS5での待機
中に40H2,110■に対応した回転数まで既に上昇
しているので、エンジン回転数が定格値となっても大き
な突入電流が流れることはない。なお、ステップS6で
の回転数の上昇は、−挙に定格値まで戻さないで、段階
的に、あるいは連続的に徐々に戻すようにしてもよい。
また、誘導電動機3に対して発電機2の定格容量に余裕
がある場合には、負荷が誘導電動機であっても負荷投入
時の電流は定格値に対してそれほど大きくならない。二
のため、ステップS4で検出された電流が2o%以上で
なければ、直ちにステップS6に進んで定格運転に移行
するのである。
次に第2の発明の一実施例を説明する。この実施例は第
2図において制御選択スイッチ11を省いたものであり
、この第2図を流用し、第5図のタイムチャートと第6
図のフローチャートを参照しながら動作を説明する。
まず、第4図のステップS1と同様にエンジン1を起動
し、発電機2を定格値で運転する(ステップ511)。
次にステップ512で負荷開閉器4及び遮断器5を共に
オンしく時刻1.)、ステップ513で発電機2の出力
電流を検出する(時刻1、)。このステップ13は負荷
の大小を自動的に判定するステップであり、例えば定格
値の200%以下であればステップ514に進んで定格
運転を継続する。これは、負荷が照明装置のように突入
電流が小さい場合や、極めて小容量の誘導電動機の場合
などである。
これに対して突入電流が定格値の200%を超える負荷
の場合には、ステップS15に進んでエンジン回転数を
1200rpmに低下させ、ステップS16で負荷電流
を検出する(時刻ts)。ここで電流が定格の80%以
下であればステップs17に進み、エンジン回転数を徐
々に定格値の180Orpmまで上昇させる。そしてス
テップ518で再度負荷電流を検出し、定格のl 1.
0%以下であればステップS19に進んで定格運転に移
行する。
またステップ516で負荷電流が定格の80%以下でな
ければステップS20に進み、10秒経過するまでに時
刻t、で電流が80%以下になればステップS17に進
んで時刻t、で定格運転に移行するが、80%を超えた
ままで10秒経過すると、ステップS21に進んで過負
荷警報を出力すると共にエンジン1を停止する。なお、
ステップ518で負荷電流が定格の上10%以下でない
場合にも異常と判断してステップ521に進む。
第5図のタイムチャートは、以上の動作において一旦工
ンシン回転数を丁げ、10砂以内に定格運転に移行した
場合の例であり、aは発電機2の回転数、bは電動機3
の電流、Cはa!電動機の回転数をそれぞれ示している
第7図は第2の発明の別の実施例のフローチャートであ
り、負荷投入後の電流の大きさを数段階に分け、それぞ
れに応じて一時的に低下させるエンジン回転数を異なら
せている。すなわち、ステップ813′で負荷電流が1
20%以下の場合にはステップ514に進むが、120
%を超え、且つ140%以下であればステップ315′
に進み、例えば140Orpmに回転数を下げる。そし
てステップ516′で負荷電流が例えば60%以下であ
るか否かを判定し、第6図のステップ517以下に準じ
てステップ817′〜821′の手順を実行する。また
、負荷電流が140%を超え、且つ160%以下であれ
ばステップS 15”に進み、ステップ815′よりも
低い例えば1200ppmに回転数を下げる。そして図
示は省略しであるが負荷電流が例えば70%以下である
か否かを判定し、ステップ516′以下に準じた手順を
実行するのであり、またステップ515”で160%を
超えた場合には、更に大きな値に設定した負荷電流に応
じて同様な手順を実行する(以下同様)。
このように、−時的に低下させるエンジン回転数の設定
値を負荷電流の大きさに応じて複数個段階的に設けるこ
とにより、負荷投入時の制御をより円滑に行うことがで
きるのである。なお、この考え方を発展させ、回転数を
ある値に低下させてその時の電流の大きさを検出し、更
に回転数を下げるという制御を行うことも可能である。
なお、上述の各実施例における電圧、周波数、回転数等
の数値や負荷電流のしきい値、−時的に低下させた回転
数の継続時間などの数値は、説明の便宜上用いたもので
単なる一例に過ぎず、実際には種々の条件に応じて適宜
設定されるものである。
〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、第1の発明は、制御選
択手段によって突入電流の大きい負荷に対する制御を選
択し、且つ負rJ投入時の負荷電流が基準値以上になる
と、エンジン回転数と発電機の出力電圧を一時的に低下
させるようにしたものである。
従って、負荷か誘導電動機のように大きな突入電流が流
れるものであっても、突入電流の増加を抑制して電動機
を起動する二とができ、起動、運転の切換えを手動で行
う必要がなく制御選択手段を負荷に応じてセットするだ
けでよいので操作が容易であり、例えば商用電源を得ら
れない工事現場において、誘導電動機駆動型水中ポンプ
をエンジン駆動発電機で運転するような場合に、発電機
容量と同等の容量の誘導電動機をエンジンに過負荷を与
えることなく運転することが可能となり、設備的な無駄
をなくすことができるのである。
また第2の発明は、上記の制御選択手段を備えず、負荷
電流を検出して負荷電流があらかじめ設定された基準値
以上になるとエンジン回転数を一時的に低下させ、それ
に応じてlfi機の出力電圧を一時的に低下させるよう
にしたものである。
従って、第1の発明と同様に発電機容量と同等の容量の
誘導電動機を支障なく運転することができて、設備的な
無駄をなくす二とが可能となるが、更に制御が自動的に
行われるので操作の煩わしさをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の構成を示す図、第2図は実施例のブ
ロック図、第3図は自動電圧調整器の特性図、第4図は
第1の発明の実施例の制御手順のフローチャート、第5
図は第2の発明の実施例のタイムチャート、第6図は同
フローチャート第7図は第2の発明の他の実施例のフロ
ーチャートである。 1・・・エンジン、2・・発電機、3・・・誘導電動機
、3a・・水中ポンプ、6・・・自動電圧調整器、7・
・電流変成器、10・・回転センサ、11・・・制御選
択スイッチ、12・・スピードコントローラ。 特許出願人 ヤンマーディーゼル株式会社代 理 人 
弁理士  篠  1)  實11ネ’Jl鼾すを才くス
イッチ 第2図 →周波数(Hz) 第3図 →時開 第5図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンで駆動される発電機によって誘導電動機
    等の電動機を運転する装置において、 発電機の出力電圧を周波数の低下に応じて低くするよう
    に構成された自動電圧調整器と、負荷が突入電流の大き
    いものであるか否かに応じて制御内容を選択する制御選
    択手段と、負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、 上記制御選択手段によって突入電流の大きい負荷に対す
    る制御が選択されている時に、負荷電流検出手段で検出
    された負荷電流があらかじめ設定された基準値以上にな
    ると、発電機駆動用のエンジン回転数を一時的に低下さ
    せた後、定格回転数まで回転数を上昇させる回転数制御
    手段、 とを備えたことを特徴とする電動機の始動制御装置。
  2. (2)エンジンで駆動される発電機によって誘導電動機
    等の電動機を運転する装置において、 発電機の出力電圧を周波数の低下に応じて低くするよう
    に構成された自動電圧調整器と、負荷電流を検出する負
    荷電流検出手段と、 上記負荷電流検出手段で検出された負荷電流があらかじ
    め設定された基準値以上になると、発電機駆動用のエン
    ジン回転数を一時的に低下させた後、定格回転数まで回
    転数を上昇させる回転数制御手段、 とを備えたことを特徴とする電動機の始動制御装置。
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