JPH0454822A - 発電機の過負荷保護装置 - 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］ この発明は、低力率運転時における回転子界磁巻線の過
負荷を保護する発電機の過負荷保護装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 近年、ディーゼルエンジンなどの原動機により駆動され
る発電機の需要が、自家用発電をはじめさまざまな分野
で増大している。ｔＪ２図は従来−般に使用されている
、界磁巻線とこれを励磁するための交流励磁機と回転整
流器とを備えたブラシレス励磁の発電機の単線接続図で
ある。図において（１）は原動機、（２）は原動機（１
）により駆動される交流発電機、（３）は交流発電機（
２）の界磁巻線、（４）は回転整流器、（５）は交流励
磁機、（６）は交流励磁機（５）の界磁巻線、（７）は
回転計用発電機、（８）は交流発電機（２）の出カケー
プル、（９）は励磁用変圧器、（１０）は自動電圧調整
器、（１１）は整流器、（１２）は電流計、（１３）は
電力計、（１４）は力率測定器、（１５）は初期励磁装
置である。

次に動作について説明する。

第２図において、始動時は初期励磁装置（１５）により
、交流励磁機（５）の界磁巻線（６）を励磁し、交流励
磁機（５）で電流を増幅して交流発電機（２）の界磁巻
線（３）に界磁電流を供給する。負荷を接続した後は、
交流発電機（２）の出力の一部を、負荷量に見合った量
だけ励磁用変圧器（９）を介して取りだし、自動電圧調
整器（１０）の内部に設けられたサイリスタ（図示せず
）により調整し、整流した後、交流励磁機（５）の界磁
電流として供給する。

第３図は交流発電機（２）の出力可能曲線を示すもので
ある。図中、曲線Ａ−Ｂは遅れ力率、強め励磁の部分て
あり、界磁巻線の温度上昇によって出力が制限される範
囲、曲線Ｂ−Ｃは電機子電流が定格電流によって定まり
、電機子巻線の温度上昇によって出力が制限される範囲
を示す。交流発電機（２）の負荷状態は、電流計（１２
）、電力計（１３）、力率測定器（１４）により知るこ
とができる。負荷量および負荷力率と出力電流、界磁電
流との関係は第４図に示す通りである。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の発電機の過負荷保護装置は１以上のように構成さ
れているが、定格を下回る力率、いわゆる低力率運転時
の操作は熟練を要する。一般に中小規模のユーザは、 （イ）負荷の力率と発電機容量との関係に無知である、 （ロ）電力計、電流計主体に管理し、力率との関係を無
視しがちである、 （ハ）管理テーブルが電流、電力、電圧、力率を記録し
ていても、ＫＶＡＸ力率−ＫＷの換算をして各力率に対
応した定格ＫＷの管理を行なわず、ＫＷ一定で使用する
ケースが多い、 といった理由、および、 （ニ）低力率運転時は界磁巻線すなわち回転子巻線の温
度上昇が問題となるが、回転子巻線の温度の検出は非常
に困難である、 などの理由により、発電機を過負荷運転して界磁巻線を
焼損する事故が発生しがちであった。従来、このような
事故を回避する安価で適当な方法がなく、発電機の操作
に不慣れな運転者に多大な負担をかけざるを得ないとい
う問題点があった。したがって、このような問題点を解
消しなければならないという課題かある。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので
、安価で簡単に装着でき、かつ、不慣れな運転員にも操
作上の負担をかけることなく発電機の運転が可能であり
、界磁巻線の焼損などの運転事故を未然に防止すること
ができる発電機の過負荷保護装置を得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る発電機の過負荷保護装置は、界磁巻線と
これを励磁するための交流励磁機と回転整流器とを備え
ている。前記交流励磁機に設けられた界磁巻線の回路に
は、界磁電流を検出する電流検出手段と、この電流検出
手段により検出された界磁電流が所定の制限値より大き
い場合交流励磁機に設けられた界磁巻線の回路を開き発
電機の界磁巻線の励磁を停止する過励磁リレーとを設け
たものである。

［作用コ この発明における発電機の過負荷保護装置は、交流励磁
機に加える小さくかつ直流の界磁電流を分流器で電流−
電圧変換しかつ増幅して、過励磁リレーに入力する。入
力レベルが予めセットした所定の制限値以上になるとこ
の過励磁リレーが動作し、交流励磁機の界磁巻線の回路
を開いて警報を発し、発電機を停止する等の保護動作を
行ない、低力率運転時に界磁巻線（回転子巻線）の温度
上昇を許容限度内に抑え、低力率運転による過負荷から
発電機の界磁巻線を保護することができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明の一実施例を示すブラシレス励磁方式の
交流発電機の単線接続図であり、（１）は原動機、（２
）は原動機（１）により駆動される交流発電機、（３）
は交流発電機（２）の界磁巻線、（４）は交流励磁機（
５）の出力を整流し交流発電機（２）の界磁巻線（３）
に直流の界磁電流を供給するための回転整流器、（６）
は交流励磁機（５）の界磁巻線、（７）は回転計用発電
機、（８）は交流発電機（２）の出カケープル、（９）
は交流発電機（２）の出カケープル（８）から交流励磁
機（５）の界磁巻線（６）を励磁するための電力を取り
出す励磁用変圧器、（１０）は自動電圧調整器、（１１
）は自動電圧調整器（１０）の出力を整流し交流励磁機
（５）の界磁巻線（６）に界磁電流を供給するための整
流器、電流計（１２）、電力計（１３）、力率測定器（
１４）は交流発電機（２）の負荷状態を知るための計器
類である。また、（１５）は交流励磁機（５）の界磁巻
線（６）に接続され、交流発電機（２）の始動時に交流
励磁機（５）の界磁巻線（６）に界磁電流を供給する初
期励磁装置である。交流励磁機（５）に設けられた界磁
巻線（６）の回路には、分流器（１６）と過励磁リレー
（１７）とが設けられている。分流器（１６）は前記交
流励磁機（５）の界磁巻線（６）の電流を検出する電流
検出手段としての役割を果たす。過励磁リレー（１７）
は、分流器（１６）により検出した交流励磁機（５）の
界磁巻線（６）に流れる界磁電流が予め定められた所定
の制限値を越えた場合、界磁巻線（６）の回路を開き、
発電機（２）の界磁巻線（３）の励磁を停止する働きを
するように形成されている。

次に上記実施例の動作を説明する。

第１図において、始動時は初期励磁装置（１５）により
交流励磁機（５）の界磁巻線（６）を励磁し、交流励磁
機（５）で発生させた界磁電流を交流発電機（２）の界
磁巻線（３）に供給する。負荷を接続後は、交流発電機
（２）の出力の一部を、負荷量に見合った量だけ励磁用
変圧器（９）を介して取りだし、自動電圧調整器（１０
）の内部に設けられたサイリスタ（図示せず）により調
整し、整流器（１１）で整流した後、交流励磁機（５）
の界磁巻線（６）に界磁電流として供給する。

第４図に示す交流発電機の特性曲線の出力電流と界磁電
流との関係をもとに、交流発電機（２）を低力率時でも
保護することを目的として、交流励磁機（５）の定格時
の界磁電流に許容過負荷係数を上積みして求めた界磁電
流の制限値を過励磁リレー（１７）にセットする。界磁
巻線（６）の界磁電流は小さくかつ直流なので、これを
第１図に示す分流器（１６）で電流−電圧変換しかつ増
幅をして、その検出値が前記制限値をオーバした時過励
磁リレー（１７）が動作し、界磁巻線（６）の回路を開
いて警報や停止の保護回路（図示せず）を働かせ、交流
発電機（２）の界磁巻線（３）を保護することが出来る
。

［発明の効果コ 以上のように、この発明による発電機の過負荷保護装置
は、交流励磁機の励磁電流を検出するための電流検出手
段と、所定の制限値をオーバした時動作し、交流励磁機
の界磁巻線の回路を開く過励磁リレーとを備え、低力率
運転による過負荷から発電機の界磁巻線を保護するよう
にした構成により、安価で簡単に装着でき、かつ、不慣
れな運転員にも操作上の負担をかけることなく発電機の
運転が可能であり、界磁巻線の焼損などの運転事故を未
然に防止することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による交流発電機の過負荷保護装置の
一実施例を含む発電機の単線接続図、第２図は従来の発
電機の単線接続図、第３図は発電機の出力可能曲線、第
４図は発電機の特性曲線である。 図中、（１）は原動機、（２）は交流発電機、（３）は
交流発電機の界磁巻線、（４）は回転整流器、（５）は
交流励磁機、（６）は交流励磁機の界磁巻線、（１６）
は電流検出手段としての分流器、（１７）は過励磁リレ
ーである。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 界磁巻線とこれを励磁するための交流励磁機と回転整流
   器とを備えた発電機の過負荷保護装置において、前記交
   流励磁機に設けられた界磁巻線の回路に、界磁電流を検
   出するための電流検出手段と、この電流検出手段により
   検出された界磁電流が所定の制限値より大きい場合前記
   交流励磁機に設けられた界磁巻線の回路を開き発電機の
   界磁巻線の励磁を停止する過励磁リレーとを設けたこと
   を特徴とする発電機の過負荷保護装置。