JPH04295148A - Power generating device driven by internal combustion engine - Google Patents

Power generating device driven by internal combustion engine

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JPH04295148A
JPH04295148A JP5904491A JP5904491A JPH04295148A JP H04295148 A JPH04295148 A JP H04295148A JP 5904491 A JP5904491 A JP 5904491A JP 5904491 A JP5904491 A JP 5904491A JP H04295148 A JPH04295148 A JP H04295148A
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internal combustion
combustion engine
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人見 智
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秀利 鈴木
Hirotoshi Nanjo
南條 広敏
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Abstract

PURPOSE:To prevent a generator driven by an internal combustion engine from being brought into an overload state. CONSTITUTION:A speed setter 47 to output a speed set signal responding to the rated rotation speed of a generator when the output current of a generator 1 is below a rated value and output a speed set signal responding to a rotation speed required for limitation of the output current to a value lower than the rated value when the output current exceeds the rated value is provided. Through operation of an actuator 41 so that a deviation Vd between a speed detecting signal Vn and a speed setting signal Vno is reduced to zero, control is performed so that the rotation speed of an internal combustion engine 2 is kept at a set value.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関により発電機
を駆動して負荷に電力を供給する内燃機関駆動発電装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine-driven power generator that drives a generator using an internal combustion engine to supply power to a load.

【0002】0002

【従来の技術】内燃機関駆動発電装置は、内燃機関と、
該内燃機関により駆動される発電機と、発電機の負荷に
応じて内燃機関の回転速度を制御する制御装置とにより
構成される。この種の発電装置において、発電機を定格
回転させた状態で負荷として電動機や白熱灯を接続した
場合には、負荷の起動時に定常運転時の数倍以上の起動
電流が流れるため、発電機が過負荷状態になり、負荷に
よっては発電機が破損するおそれがある。
[Prior Art] An internal combustion engine-driven power generation device includes an internal combustion engine,
It is comprised of a generator driven by the internal combustion engine, and a control device that controls the rotational speed of the internal combustion engine according to the load of the generator. In this type of power generator, if a motor or incandescent lamp is connected as a load while the generator is running at its rated speed, a starting current that is several times higher than in steady operation will flow when the load is started, so the generator will An overload condition may occur, and depending on the load, the generator may be damaged.

【0003】このため、実開昭61−7292号に示さ
れているように、電動機等の負荷を投入する場合に一旦
内燃機関の回転速度を低下させて発電機の負荷電流を抑
制し、負荷が定常運転状態に入って負荷電流が安定した
後に機関の回転速度を定格回転速度に復帰させるように
した内燃機関駆動発電装置が提案されている。
For this reason, as shown in Japanese Utility Model Application No. 61-7292, when applying a load such as an electric motor, the rotational speed of the internal combustion engine is temporarily lowered to suppress the load current of the generator, and the load is reduced. An internal combustion engine-driven power generator has been proposed in which the rotational speed of the engine is returned to the rated rotational speed after the engine enters a steady operating state and the load current becomes stable.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関駆動発
電装置では、内燃機関の回転速度の切換えを手動により
行っていたため、操作が複雑で使いにくいという問題が
あった。また、内燃機関の回転速度を種々の負荷に応じ
てきめ細かく調整することができなかったため、最適な
制御を行うことができなかった。
SUMMARY OF THE INVENTION In conventional internal combustion engine-driven power generators, the rotational speed of the internal combustion engine was manually switched, which caused the problem that the operation was complicated and difficult to use. Further, since it was not possible to finely adjust the rotational speed of the internal combustion engine according to various loads, optimal control could not be performed.

【0005】本発明の目的は、負荷がいかなる場合でも
、発電機を過負荷状態にすることなく運転を行わせるこ
とができるようにした内燃機関駆動発電装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an internal combustion engine-driven power generating apparatus that can operate the generator without overloading it, regardless of the load.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関と、
該内燃機関により駆動される発電機と、発電機の負荷に
応じて内燃機関の回転速度を制御する制御装置とを備え
た内燃機関駆動発電装置に係わるものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides an internal combustion engine,
The present invention relates to an internal combustion engine-driven power generation device that includes a generator driven by the internal combustion engine and a control device that controls the rotational speed of the internal combustion engine according to the load of the generator.

【0007】本発明においては、上記制御装置が、与え
られた駆動電流に応じて内燃機関の燃料供給量調節部を
操作するアクチュエータと、内燃機関の回転速度を検出
して速度検出信号を出力する速度検出器と、発電機の負
荷電流を検出する負荷検出器と、負荷検出器の出力を入
力として負荷電流が発電機の定格出力電流以下のときに
は発電機の定格回転速度に相応した速度設定信号を出力
し、負荷電流が発電機の定格出力電流を超えているとき
には該負荷電流を定格出力電流以下に制限するために必
要な前記内燃機関の回転速度に相応した速度設定信号を
出力する速度設定器と、速度検出信号と速度設定信号と
の差に相応した偏差信号を出力する偏差検出器と、偏差
信号を入力として速度検出信号と速度設定信号との差を
零にするために必要なアクチュエータの操作量を示す操
作信号を出力する操作量演算器と、操作信号に応じて前
記アクチュエータに駆動電流を与えるアクチュエータ駆
動回路とにより構成される。
In the present invention, the control device includes an actuator that operates a fuel supply amount adjusting section of the internal combustion engine in accordance with the applied drive current, and an actuator that detects the rotational speed of the internal combustion engine and outputs a speed detection signal. A speed detector, a load detector that detects the load current of the generator, and a speed setting signal corresponding to the rated rotational speed of the generator when the load current is less than the rated output current of the generator using the output of the load detector as input. and a speed setting signal that outputs a speed setting signal corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine necessary to limit the load current to below the rated output current when the load current exceeds the rated output current of the generator. a deviation detector that outputs a deviation signal corresponding to the difference between the speed detection signal and the speed setting signal, and an actuator necessary to input the deviation signal and make the difference between the speed detection signal and the speed setting signal zero. The actuator is comprised of a manipulated variable calculator that outputs a manipulated signal indicating the manipulated variable, and an actuator drive circuit that applies a drive current to the actuator in response to the manipulated signal.

【0008】[0008]

【作用】上記のように構成すると、発電機の負荷電流が
定格出力電流以下のときには、速度設定信号が発電機の
定格回転速度に相応した大きさとなるため、アクチュエ
ータは内燃機関の回転速度を発電機の定格回転速度に保
つように燃料供給量調節部を操作する。負荷の投入によ
り発電機の負荷電流が発電機の定格出力電流を超えた場
合には、速度設定信号が、発電機の負荷電流を定格出力
電流以下に制限するために必要な回転速度に相応した大
きさとなる。このときアクチュエータは内燃機関への燃
料の供給量を減少させるように燃料供給量調節部を操作
し、機関の回転速度を速度設定信号により与えられる設
定速度まで低下させる。従って、発電機の負荷電流が定
格電流以下に減少し、発電機の過負荷状態が生じるのが
防止される。負荷の動作状態が安定して負荷電流が定格
出力電流以下になると、速度設定信号が上述したように
定格回転速度に相応した大きさになるため、発電機の回
転速度は定格回転速度に復帰する。
[Operation] With the above configuration, when the load current of the generator is less than the rated output current, the speed setting signal will have a magnitude corresponding to the rated rotational speed of the generator, so the actuator will generate the rotational speed of the internal combustion engine. Operate the fuel supply amount adjustment section to maintain the machine's rated rotational speed. If the load current of the generator exceeds the rated output current of the generator due to load application, the speed setting signal is set to a value corresponding to the rotational speed necessary to limit the load current of the generator to below the rated output current. It becomes the size. At this time, the actuator operates the fuel supply amount adjusting section to reduce the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, thereby reducing the rotational speed of the engine to the set speed given by the speed setting signal. Therefore, the load current of the generator is reduced below the rated current and an overload condition of the generator is prevented from occurring. When the operating condition of the load becomes stable and the load current falls below the rated output current, the speed setting signal becomes proportional to the rated rotational speed as described above, so the generator rotational speed returns to the rated rotational speed. .

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すブロック図
であって、同図において、1は交流発電機、2は発電機
1を駆動する内燃機関、3は発電機1の出力巻線に接続
された負荷、4は発電機の負荷に応じて内燃機関2の回
転速度を制御する制御装置である。制御装置4において
、41は与えられた駆動電流に応じて内燃機関2の図示
しない燃料供給量調節部を操作するアクチュエータで、
電磁石または電動機を駆動源としている。本実施例では
アクチュエータの電源としてバッテリー42が用いられ
、該バッテリー42からアクチュエータ41に供給され
る駆動電流をトランジスタ等からなるアクチュエータ駆
動回路43によりオンオフ制御するようにしている。ま
た44は記内燃機関2の回転を検知する回転センサで、
内燃機関2の回転速度に比例した周波数の速度検出用信
号を発生する。回転センサ44の出力信号は速度検出器
45に入力される。速度検出器45は周波数−電圧変換
回路からなり、回転センサ44の出力信号の周波数、す
なわち内燃機関2の回転速度に比例した電圧からなる速
度検出信号Vn を出力する。さらに46は発電機1の
負荷電流を検出する負荷検出器で、変流器等により構成
され、発電機1の負荷電流iに相応した負荷電流検出信
号Vi を出力する。この負荷電流検出信号Vi は速
度設定器47に入力される。
[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which 1 is an alternating current generator, 2 is an internal combustion engine that drives the generator 1, and 3 is the output of the generator 1. A load 4 connected to the winding is a control device that controls the rotational speed of the internal combustion engine 2 according to the load of the generator. In the control device 4, 41 is an actuator that operates a fuel supply amount adjustment section (not shown) of the internal combustion engine 2 according to the applied drive current;
The driving source is an electromagnet or electric motor. In this embodiment, a battery 42 is used as a power source for the actuator, and the drive current supplied from the battery 42 to the actuator 41 is controlled on and off by an actuator drive circuit 43 made of a transistor or the like. Further, 44 is a rotation sensor that detects the rotation of the internal combustion engine 2,
A speed detection signal having a frequency proportional to the rotational speed of the internal combustion engine 2 is generated. The output signal of the rotation sensor 44 is input to a speed detector 45. The speed detector 45 is composed of a frequency-voltage conversion circuit and outputs a speed detection signal Vn consisting of a voltage proportional to the frequency of the output signal of the rotation sensor 44, that is, the rotational speed of the internal combustion engine 2. Furthermore, 46 is a load detector for detecting the load current of the generator 1, which is composed of a current transformer and the like, and outputs a load current detection signal Vi corresponding to the load current i of the generator 1. This load current detection signal Vi is input to the speed setter 47.

【0010】48は偏差検出器で、この偏差検出器は、
速度検出器45から得られる速度検出信号Vn と速度
設定器47から得られる速度設定信号Vnoを入力とし
て、速度検出信号Vn と速度設定信号Vnoとの偏差
を求め、内燃機関の実回転速度と設定速度との偏差を示
す速度偏差信号Vd (=Vn −Vno)を出力する
48 is a deviation detector, and this deviation detector is
Using the speed detection signal Vn obtained from the speed detector 45 and the speed setting signal Vno obtained from the speed setting device 47 as input, the deviation between the speed detection signal Vn and the speed setting signal Vno is determined, and the actual rotational speed of the internal combustion engine and the setting are determined. A speed deviation signal Vd (=Vn - Vno) indicating the deviation from the speed is output.

【0011】操作量演算器49は速度偏差信号Vd を
零にするために必要なアクチュエータ41の操作量を演
算し、これに相当する操作信号Vb をアクチュエータ
駆動回路43に与える。アクチュエータ駆動回路43は
、演算された操作量だけアクチュエータ41を動作させ
るように駆動電流をアクチュエータ41に入力する。
The operation amount calculator 49 calculates the operation amount of the actuator 41 necessary to make the speed deviation signal Vd zero, and supplies the corresponding operation signal Vb to the actuator drive circuit 43. The actuator drive circuit 43 inputs a drive current to the actuator 41 so as to operate the actuator 41 by the calculated operation amount.

【0012】速度設定器47は、負荷電流が発電機1の
定格出力電流以下のときには発電機1の定格回転速度に
相応した速度設定信号を出力し、負荷電流が発電機1の
定格出力電流を超えているときには該負荷電流を定格出
力電流以下に制限するために必要な内燃機関の回転速度
に相応した速度設定信号Vnoを出力する。この速度設
定器の構成例を図2に示した。
The speed setting device 47 outputs a speed setting signal corresponding to the rated rotational speed of the generator 1 when the load current is less than the rated output current of the generator 1, and when the load current is less than the rated output current of the generator 1. When the load current exceeds the rated output current, a speed setting signal Vno corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine necessary to limit the load current to below the rated output current is output. An example of the configuration of this speed setting device is shown in FIG.

【0013】図2において、DF は全波整流器で、こ
の全波整流器は変流器からなる負荷検出器46で検出さ
れた負荷電流検出信号Vi を整流する。この整流出力
は演算増幅器OP1 に入力され、該演算増幅器OP1
 と、ダイオードD1 と抵抗R1 と、コンデンサC
1 とからなる平滑回路で平滑されて負荷検出信号VL
 に変換される。 負荷検出信号VL と負荷電流iとの関係は図4(A)
に示すように比例関係にあり、定格負荷電流io 時に
定格負荷信号VLoを出力する。
In FIG. 2, DF is a full-wave rectifier, and this full-wave rectifier rectifies the load current detection signal Vi detected by a load detector 46 consisting of a current transformer. This rectified output is input to the operational amplifier OP1, and the operational amplifier OP1
, diode D1, resistor R1, and capacitor C
The load detection signal VL is smoothed by a smoothing circuit consisting of
is converted to The relationship between load detection signal VL and load current i is shown in Figure 4(A).
As shown, there is a proportional relationship, and the rated load signal VLo is output when the rated load current io is reached.

【0014】また演算増幅器OP2 ,OP3 と、抵
抗R2 〜R8 と、コンデンサC2 とにより、偏差
演算器と偏差を積分する積分器とが構成されている。演
算増幅器OP2の反転入力端子には抵抗R5を通して負
荷検出信号VL が入力され、非反転入力端子には、電
源電圧を抵抗R9 とR10とで分圧して得た定格負荷
信号VLoが抵抗R2 を通して入力されている。演算
増幅器OP2 の出力Vnoは抵抗R8 を通して演算
増幅器OP3 の非反転入力端子に入力されている。
The operational amplifiers OP2 and OP3, the resistors R2 to R8, and the capacitor C2 constitute a deviation calculator and an integrator that integrates the deviation. The load detection signal VL is inputted to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2 through the resistor R5, and the rated load signal VLo obtained by dividing the power supply voltage by the resistors R9 and R10 is inputted to the non-inverting input terminal through the resistor R2. has been done. The output Vno of the operational amplifier OP2 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP3 through a resistor R8.

【0015】また演算増幅器OP4 、ダイオードD2
 ,抵抗R11,R12により積分器のクランプ回路を
構成しており、演算増幅器OP4 の非反転入力端には
電源電圧を抵抗R11とR12とにより分圧して得た定
格回転速度信号Vnsが入力されている。演算増幅器O
P4の出力端子はダイオードD2 を通して演算増幅器
47gの非反転入力端子に接続されている。
[0015] Also, operational amplifier OP4 and diode D2
, resistors R11 and R12 constitute an integrator clamp circuit, and the rated rotational speed signal Vns obtained by dividing the power supply voltage by resistors R11 and R12 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP4. There is. Operational amplifier O
The output terminal of P4 is connected to the non-inverting input terminal of operational amplifier 47g through diode D2.

【0016】図2において、各演算増幅器の増幅率を1
と設定した場合、演算増幅器OP2の出力は(VLo−
VL )+Vnoで表わされ、演算増幅器OP3 の出
力である積分器出力はVL =VLoで安定する。この
とき積分器の出力が前述した速度設定信号Vnoである
。VL <VLoのとき積分器の出力は定格回転速度信
号VnsでクランプされてVno=Vnsとなり、一定
に保たれる。このとき発電機の回転速度は定格回転速度
N0 となる。また、VL >VLoのときには、VL
 =VLoとなるまで発電機特性に従って回転速度を低
減させるような速度設定信号Vnoを出力する。これら
の関係を図4(B),(C)に示した。
In FIG. 2, the amplification factor of each operational amplifier is set to 1.
, the output of operational amplifier OP2 is (VLo-
The integrator output, which is the output of the operational amplifier OP3, is stabilized at VL=VLo. At this time, the output of the integrator is the aforementioned speed setting signal Vno. When VL<VLo, the output of the integrator is clamped to the rated rotational speed signal Vns, so that Vno=Vns, and is kept constant. At this time, the rotational speed of the generator becomes the rated rotational speed N0. Also, when VL > VLo, VL
A speed setting signal Vno is output that reduces the rotational speed according to the generator characteristics until =VLo. These relationships are shown in FIGS. 4(B) and (C).

【0017】以上のように構成された制御装置4は、発
電機1の負荷電流を検出してこれに応じた回転速度を設
定し、これと実際の内燃機関の回転速度との偏差を零に
するようにアクチュエータを操作して発電機が過負荷状
態になるのを防止する。
The control device 4 configured as described above detects the load current of the generator 1, sets the rotation speed accordingly, and makes the deviation between this and the actual rotation speed of the internal combustion engine zero. Operate the actuator to prevent the generator from becoming overloaded.

【0018】図3は発電機が磁石発電機である場合の負
荷電流iに対する出力電圧Vの特性を、回転速度をパラ
メータとしたものである。同図において、回転速度No
 ,N1 ,N2 はNo >N1 >V2 の関係に
ある。ここでNo は定格回転速度であり、またRLo
,RL1,RL2は抵抗負荷による負荷直線である。例
えば定格回転速度No で発電機が運転されているとき
に、負荷インピーダンスRLoが投入されると発電機の
動作点はa点となりる。 同様に負荷RL2が投入された時には動作点がdとなり
、i>i0 で過負荷運転となる。本実施例では、負荷
RLo以上の負荷に対しては定格回転速度で運転し、R
Lo以下の負荷に対しては過負荷運転とならないように
i=io となる回転速度で運転する。
FIG. 3 shows the characteristics of the output voltage V with respect to the load current i when the generator is a magnet generator, using the rotational speed as a parameter. In the same figure, rotation speed No.
, N1, and N2 have the relationship No > N1 > V2. Here, No is the rated rotational speed, and RLo
, RL1, RL2 are load straight lines due to resistive loads. For example, when the generator is operated at the rated rotational speed No. 2 and the load impedance RLo is applied, the operating point of the generator becomes point a. Similarly, when load RL2 is applied, the operating point becomes d, and when i>i0, overload operation occurs. In this embodiment, for a load equal to or higher than the load RLo, the operation is performed at the rated rotational speed, and R
For loads below Lo, the motor is operated at a rotational speed of i=io to avoid overload operation.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発電機
の負荷電流を検出してこれに相応した発電機の回転速度
を設定し、この速度設定信号と実際の内燃機関の回転速
度による検出信号との偏差が零となるようにアクチュエ
ータを制御するため、負荷の状態の如何にかかわらず発
電機が過負荷状態になることを確実に防止できる利点が
ある。
As described above, according to the present invention, the load current of the generator is detected and the rotational speed of the generator corresponding to this is set, and this speed setting signal and the actual rotational speed of the internal combustion engine are Since the actuator is controlled so that the deviation from the detection signal obtained by

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の内燃機関駆動発電装置の一実施例を示
したブロック構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of an internal combustion engine-driven power generation device of the present invention.

【図2】本発明に用いる速度設定器の具体的回路図であ
る。
FIG. 2 is a specific circuit diagram of a speed setting device used in the present invention.

【図3】本発明の速度設定器の動作説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the speed setting device of the present invention.

【図4】本発明の実施例における信号波形を示したもの
で、(A)は負荷検出信号と負荷電流との関係を示す線
図、(B)は負荷電流と速度設定信号との関係を示す線
図、(C)は速度設定信号と回転速度との関係を示す線
図である。
FIG. 4 shows signal waveforms in an embodiment of the present invention, where (A) is a diagram showing the relationship between the load detection signal and the load current, and (B) is a diagram showing the relationship between the load current and the speed setting signal. (C) is a diagram showing the relationship between the speed setting signal and the rotation speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…発電機、2…内燃機関、3…負荷、4…制御装置、
41…アクチュエータ、43…アクチュエータ駆動回路
、45…速度検出器、46…負荷検出器、47…速度設
定器、48…偏差検出器、49…操作量演算器。
1... Generator, 2... Internal combustion engine, 3... Load, 4... Control device,
41... Actuator, 43... Actuator drive circuit, 45... Speed detector, 46... Load detector, 47... Speed setter, 48... Deviation detector, 49... Manipulated amount calculator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  内燃機関と、該内燃機関により駆動さ
れる発電機と、前記発電機の負荷に応じて内燃機関の回
転速度を制御する制御装置とを備えた内燃機関駆動発電
装置において、前記制御装置は、与えられた駆動電流に
応じて前記内燃機関の燃料供給量調節部を操作するアク
チュエータと、前記内燃機関の回転速度を検出して速度
検出信号を出力する速度検出器と、前記発電機の負荷電
流を検出する負荷検出器と、前記負荷検出器の出力を入
力として前記負荷電流が発電機の定格出力電流以下のと
きには発電機の定格回転速度に相応した速度設定信号を
出力し、負荷電流が発電機の定格出力電流を超えている
ときには該負荷電流を定格出力電流以下に制限するため
に必要な前記内燃機関の回転速度に相応した速度設定信
号を出力する速度設定器と、前記速度検出信号と速度設
定信号との差に相応した偏差信号を出力する偏差検出器
と、前記偏差信号を入力として前記速度検出信号と速度
設定信号との差を零にするために必要な前記アクチュエ
ータの操作量を示す操作信号を出力する操作量演算器と
、前記操作信号に応じて前記アクチュエータに駆動電流
を与えるアクチュエータ駆動回路とを具備したことを特
徴とする内燃機関駆動発電装置。
1. An internal combustion engine-driven power generation device comprising an internal combustion engine, a generator driven by the internal combustion engine, and a control device that controls a rotational speed of the internal combustion engine according to a load of the generator. The control device includes an actuator that operates the fuel supply amount adjustment section of the internal combustion engine according to a given drive current, a speed detector that detects the rotational speed of the internal combustion engine and outputs a speed detection signal, and a load detector that detects the load current of the generator; and an output of the load detector that outputs a speed setting signal corresponding to the rated rotational speed of the generator when the load current is less than the rated output current of the generator; a speed setting device that outputs a speed setting signal corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine necessary to limit the load current to below the rated output current when the load current exceeds the rated output current of the generator; a deviation detector that outputs a deviation signal corresponding to the difference between the speed detection signal and the speed setting signal; and the actuator necessary for inputting the deviation signal and reducing the difference between the speed detection signal and the speed setting signal to zero. 1. An internal combustion engine-driven power generation device comprising: a manipulated variable calculator that outputs a manipulated signal indicating a manipulated variable; and an actuator drive circuit that applies a drive current to the actuator in response to the manipulated signal.
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Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53132607A (en) * 1977-04-23 1978-11-18 Nissan Motor Co Ltd Control system for power generating motor
JPS6079128A (en) * 1983-10-05 1985-05-04 Hokuetsu Kogyo Co Ltd System for controlling engine driven generator

Patent Citations (2)

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