JPH05111298A - エンジン発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 発電機の負荷増加率が予め設定した増加率よ
りも大きい場合に負荷増加信号を出力する。その負荷増
加信号により予め設定した時間だけ電圧降下信号を出力
する。その電圧降下信号により発電機の励磁電流を予め
設定した割合だけ減少させる。 【効果】 負荷投入等により負荷が急激に増大した場合
に、瞬間的にエンジンの負荷を低減することで、エンジ
ンの回転数低下率を低減し許容範囲内とすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンにより駆動され
るエンジン発電機であって、急激な負荷変動によるエン
ジン回転数の低下率を低減するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン発電機において負荷投入等によ
り急激に負荷が増加すると、発電機を駆動するエンジン
出力が負荷の増大に追従することができず、エンジン回
転数が瞬間的に大きく低下する。このようにエンジン回
転数が低下するため、発電機に接続される負荷に悪影響
を及ぼす。そのため、発電装置の特性について種々の法
規が制定され、回転数の定格値からの低下率は一定範囲
以内とし、また低下してから定格値まで復帰する時間も
一定範囲以内とすることが規定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発電機を駆動するエン
ジンは過給機を備えたものが通常用いられる。このよう
な過給機を備えたエンジンにあっては、負荷の急激な増
大時にガバナー装置により燃料供給量が増加しても、過
給機による給気圧力の増加に追従遅れを生じるため、エ
ンジン回転数の低下率が大きくなるという問題がある。
しかし、エンジンの燃料供給量の増大に対して給気圧力
の追従性を向上させることは現状では困難なものであ
る。また、フライホイールの大型化や発電機の短絡比を
大きくすることによりエンジン回転数の低下を低減する
ことが考えられるが、重量やコストが増大する。

【０００４】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
とのできるエンジン発電機を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、発電機の負荷増加率が予め設定した増加率よりも
大きい場合に負荷増加信号を出力する手段と、その負荷
増加信号により予め設定した一定時間だけ電圧降下信号
を出力する手段と、その電圧降下信号により発電機の励
磁電流を予め設定した一定割合だけ減少させる手段とを
備える点にある。

【０００６】

【作用】本発明の構成によれば、負荷投入等により負荷
が急激に増大し、その増加率が予め設定した増加率より
も大きくなると、負荷増加信号が出力される。この負荷
増加信号を出力する基準となる発電機の出力電流の単位
時間当たりの増加率は、許容されるエンジンの回転数低
下率や許容される発電機の電圧降下率等に基づいて予め
設定する。すなわち、発電機の出力電流の単位時間当た
りの増加率が設定値を超えた場合、エンジンの回転数低
下率が法規で規定された許容範囲内となるように設定値
を定める。

【０００７】その負荷増加信号により電圧降下信号が予
め設定した一定時間だけ出力される。この電圧降下信号
により発電機の励磁電流が予め設定した一定割合だけ減
少する。これにより、発電機の出力電圧が一定時間だけ
降下し、発電機を駆動するエンジンの負荷が降下電圧の
２乗に比例して低減されるので、エンジン回転数の低下
率が減少される。その電圧降下信号の出力時間と、励磁
電流の減少割合は、負荷が急激に増大した場合であって
も、発電機の電圧降下率が許容範囲内となり、また、降
下してから定格値まで復帰する時間が許容範囲内となる
ように設定する。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【０００９】図１に示すディーゼル発電機１は、ディー
ゼルエンジン２に接続される発電機本体３と、励磁機４
と、自動電圧調整器５とを備える。そのディーゼルエン
ジン２はガバナー装置６を備え、負荷変動に応じて燃料
噴射量を調節することでエンジン回転数を制御する。ま
た、エンジン２は排気ターボ過給器７を備え、エンジン
出力の増大を図っている。その自動電圧調整器５の入力
線５ａは、発電機本体３からの負荷用動力線８に接続さ
れ、また出力線５ｂは励磁機４に接続され、発電機本体
３の出力電圧に応じて励磁電流を制御することで出力電
圧を設定電圧に保持する。この自動電圧調整器５の設定
電圧は、可変抵抗２３により設定変更可能とされてい
る。

【００１０】その発電機本体３からの負荷用動力線８に
一対の計器用変流器９、１０が接続されている。この変
流器９、１０により降下された発電機本体３の出力電流
は変流器１１、１２によりさらに降下されて電流変化検
出回路１３に入力される。

【００１１】その電流変化検出回路１３は、発電機１の
出力電流の単位時間当たりの増加率が、予め設定した増
加率よりも大きい場合に負荷増加信号として電流信号を
出力するもので、公知の比較回路により構成されてい
る。この負荷増加信号を出力する基準となる出力電流の
単位時間当たりの増加率は、設定器１４により変更可能
とされている。

【００１２】その電流変化検出回路１３は公知のタイマ
ー１５とトランジスタ１６のベースに接続されている。
そのタイマー１５とトランジスタ１６のコレクタの間に
リレーコイル１７が直列に接続されている。そして、負
荷増加信号が出力されると、タイマー１５とトランジス
タ１６は一定時間だけ電圧降下信号として電流信号を出
力し、これによりリレーコイル１７が励磁される。その
タイマー１５の設定時間は設定器１８により変更可能と
されている。なお、タイマー１５には公知の制御電源回
路１９から一定の電源電圧が印加されている。その制御
電源回路１９には、負荷用動力線８に接続された計器用
変圧器２０と変圧器２１を介し、発電機本体３の出力電
圧が降下されて印加されている。

【００１３】そのリレーコイル１７の励磁により開かれ
る常時閉のリレー接点２２が、前記自動電圧調整器５の
可変抵抗２３に直列に接続され、このリレーコイル１７
に第２可変抵抗２４が並列に接続されている。これによ
り、通常状態では自動電圧調整器５から励磁機４へ出力
される電流信号は可変抵抗２３により定まる値とされ
る。そして、電圧降下信号によりリレー接点２２が開か
れると、励磁機４に出力される電流信号は可変抵抗２３
と第２可変抵抗２４とにより定まる値となり、通常状態
での電流信号よりも一定割合だけ降下する。その降下割
合は第２可変抵抗２４により予め設定される。これによ
り発電機１の励磁電流が一定割合だけ減少する。

【００１４】上記構成によれば、負荷投入等により急激
な負荷の増加が生じ、発電機１の出力電流の単位時間当
たりの増加率が、設定器１４により予め設定した増加率
よりも大きくなると、電流変化検出回路１３は負荷増加
信号を出力する。この負荷増加信号によりタイマー１５
とトランジスタ１６は、設定器１８により定めた一定時
間だけ電圧降下信号を出力する。この電圧降下信号によ
りリレー１７が励磁され、リレー接点２２が開かれるこ
とで、自動電圧調整器５から励磁機４への電流信号が一
定割合だけ降下し、発電機１の励磁電流が一定割合だけ
減少する。これにより、その発電機１の降下電圧の２乗
に比例してエンジン２の負荷が軽減されるので、エンジ
ン２の回転数低下率が低減され、急激な負荷の増加があ
っても、エンジン２の回転数低下率が法規で規定された
許容範囲内から逸脱するのを防止できる。

【００１５】そして、負荷増加信号が解除されて励磁電
流が通常の値となり、ガバナー装置６の作用により燃料
噴射量が増加し、排気ターボ過給器７により給気圧が上
昇することで、エンジン２の出力は負荷に応じて増大
し、エンジン２の回転数は所定の値となる。

【００１６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、ガスエンジンにより運転される発
電機にも本発明は適用できる。また、上記実施例では負
荷増大を発電機の出力電流の単位時間当たりの増加率に
基づき検出しているが、発電機出力の有効電力の単位時
間当たりの増加率に基づき検出してもよく、要は発電機
の負荷増加率を検出できればよい。さらに、上記実施例
では自動電圧調整器５の電流設定値を減少させることで
励磁電流を減少させるようにしたが、自動電圧調整器５
の入力電圧を上昇させることで励磁電流を減少させるよ
うにしてもよい。すなわち、図２に示すように自動電圧
調整器５の各入力線５ａに常時開のリレー接点２２′を
直列に接続し、各リレー接点２２′と並列に可変抵抗２
４′を接続する。これにより、通常状態では可変抵抗２
４′により降下された発電機本体３の出力電圧が自動電
圧調整器５に入力される。そして、負荷増加信号により
リレー接点２４′が閉じられると、自動電圧調整器５に
は可変抵抗２４′により降下されることなく発電機本体
３の出力電圧が入力されるので、自動電圧調整器５から
励磁機４への電流信号が降下し、励磁電流が減少するこ
とになる。他は上記実施例と同様で同一部分は同一符号
で示す。

【００１７】

【発明の効果】本発明によるエンジン発電機によれば、
負荷投入等により負荷が急激に増大した場合に、瞬間的
にエンジンの負荷を低減することで、エンジンの回転数
低下率を低減し許容範囲内とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るエンジン発電機の回路説
明図

【図２】本発明の異なった実施例に係るエンジン発電機
の回路説明図

【符号の説明】

２ ディーゼルエンジン ３ 発電機本体 １３ 電流変化検出回路 １５ タイマー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年１０月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、発電機の負荷増加率が予め設定した増加率よりも
大きい場合に負荷増加信号を出力する手段と、その負荷
増加信号により予め設定した時間だけ電圧降下信号を出
力する手段と、その電圧降下信号により発電機の励磁電
流を予め設定した割合だけ減少させる手段とを備える点
にある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】その負荷増加信号により電圧降下信号が予
め設定した時間だけ出力される。この電圧降下信号によ
り発電機の励磁電流が予め設定した割合だけ減少する。
これにより、発電機の出力電圧が予め設定した時間だけ
降下し、発電機を駆動するエンジンの負荷が降下電圧の
２乗に比例して低減されるので、エンジン回転数の低下
率が減少される。その電圧降下信号の出力時間と、励磁
電流の減少割合は、負荷が急激に増大した場合であって
も、発電機の電圧降下率が許容範囲内となり、また、降
下してから定格値まで復帰する時間が許容範囲内となる
ように設定する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】図１に示すエンジン駆動発電機１は、エン
ジン２に接続される発電機本体３と、励磁機４と、自動
電圧調整器５とを備える。そのエンジン２はガバナー装
置６を備え、負荷変動に応じて燃料噴射量を調節するこ
とでエンジン回転数を制御する。また、エンジン２は排
気ターボ過給器７を備え、エンジン出力の増大を図って
いる。その自動電圧調整器５の入力線５ａは、発電機本
体３からの負荷用動力線８に接続され、また出力線５ｂ
は励磁機４に接続され、発電機本体３の出力電圧に応じ
て励磁電流を制御することで出力電圧を設定電圧に保持
する。この自動電圧調整器５の設定電圧は、可変抵抗２
３により設定変更可能とされている。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】その電流変化検出回路１３は公知のタイマ
ー１５とトランジスタ１６のベースに接続されている。
そのタイマー１５とトランジスタ１６のコレクタの間に
リレーコイル１７が直列に接続されている。そして、負
荷増加信号が出力されると、タイマー１５とトランジス
タ１６は予め設定した時間だけ電圧降下信号として電流
信号を出力し、これによりリレーコイル１７が励磁され
る。そのタイマー１５の設定時間は設定器１８により変
更可能とされている。なお、タイマー１５には公知の制
御電源回路１９から電源電圧が印加されている。その制
御電源回路１９には、負荷用動力線８に接続された計器
用変圧器２０と変圧器２１を介し、発電機本体３の出力
電圧が降下されて印加されている。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】そのリレーコイル１７の励磁により開かれ
る常時閉のリレー接点２２が、前記自動電圧調整器５の
可変抵抗２３に直列に接続され、このリレーコイル１７
に第２可変抵抗２４が並列に接続されている。これによ
り、通常状態では自動電圧調整器５から励磁機４へ出力
される電流信号は可変抵抗２３により定まる値とされ
る。そして、電圧降下信号によりリレー接点２２が開か
れると、励磁機４に出力される電流信号は可変抵抗２３
と第２可変抵抗２４とにより定まる値となり、通常状態
での電流信号よりも予め設定した割合だけ降下する。そ
の降下割合は第２可変抵抗２４により予め設定される。
これにより発電機１の励磁電流が予め設定した割合だけ
減少する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】上記構成によれば、負荷投入等により急激
な負荷の増加が生じ、発電機１の出力電流の単位時間当
たりの増加率が、設定器１４により予め設定した増加率
よりも大きくなると、電流変化検出回路１３は負荷増加
信号を出力する。この負荷増加信号によりタイマー１５
とトランジスタ１６は、設定器１８により定めた時間だ
け電圧降下信号を出力する。この電圧降下信号によりリ
レー１７が励磁され、リレー接点２２が開かれること
で、自動電圧調整器５から励磁機４への電流信号が予め
設定した割合だけ降下し、発電機１の励磁電流が予め設
定した割合だけ減少する。これにより、その発電機１の
降下電圧の２乗に比例してエンジン２の負荷が軽減され
るので、エンジン２の回転数低下率が低減され、急激な
負荷の増加があっても、エンジン２の回転数低下率が法
規で規定された許容範囲内から逸脱するのを防止でき
る。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】上記実施例では負荷増大を発電機の出力電
流の単位時間当たりの増加率に基づき検出しているが、
発電機出力の有効電力の単位時間当たりの増加率に基づ
き検出してもよく、要は発電機の負荷増加率を検出でき
ればよい。さらに、上記実施例では自動電圧調整器５の
電流設定値を減少させることで励磁電流を減少させるよ
うにしたが、自動電圧調整器５の入力電圧を上昇させる
ことで励磁電流を減少させるようにしてもよい。その場
合の実施例を示すと、図２に示すように自動電圧調整器
５の各入力線５ａに常時開のリレー接点２２′を直列に
接続し、各リレー接点２２′と並列に可変抵抗２４′を
接続する。これにより、通常状態では可変抵抗２４′に
より降下された発電機本体３の出力電圧が自動電圧調整
器５に入力される。そして、負荷増加信号によりリレー
接点２４′が閉じられると、自動電圧調整器５には可変
抵抗２４′により降下されることなく発電機本体３の出
力電圧が入力されるので、自動電圧調整器５から励磁機
４への電流信号が降下し、励磁電流が減少することにな
る。他は上記実施例と同様で同一部分は同一符号で示
す。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】

【発明の効果】本発明によるエンジン発電機によれば、
負荷投入等により負荷が急激に増大した場合に、瞬間的
にエンジンの負荷を低減することで、高過給エンジン
等、負荷投入時の電圧、回転数の制約が難しいエンジン
の回転数低下率を低減し許容範囲内とすることができ
る。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 ２ エンジン ３ 発電機本体 １３ 電流変化検出回路 １５ タイマー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機の負荷増加率が予め設定した増加
   率よりも大きい場合に負荷増加信号を出力する手段と、
   その負荷増加信号により予め設定した一定時間だけ電圧
   降下信号を出力する手段と、その電圧降下信号により発
   電機の励磁電流を予め設定した一定割合だけ減少させる
   手段とを備えることを特徴とするエンジン発電機。