JPH0516878Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関により発電機を駆動して負
荷を駆動する電力を得る内燃機関駆動発電装置に
関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関駆動発電装置として、発電機の出力電
圧の平均値または実行値が設定値を超えた時に内
燃機関を失火させることにより機関の回転速度を
低下させて、発電機の出力電圧を設定範囲に保つ
ようにしたものがある。

第３図は従来のこの種の発電装置の構成を示し
たもので、同図において１は星形結線された３相
電機子巻線ａ１〜ａ３を備えた高周波発電機であ
り、この発電機は内燃機関に接続されている。こ
の発電機の出力電圧はダイオードＤ１ないしＤ６
からなる全波整流器２により整流されてインバー
タ回路３に入力され、このインバータ回路から負
荷４に所定の周波数の交流電力が供給される。整
流器２の直流出力端子間には第１及び第２の検出
用抵抗Ｒ１及びＲ２の直列回路からなる分圧回路
が並列接続され、抵抗Ｒ２の両端にはコンデンサ
Ｃ１が並列接続されている。第１及び第２の検出
用抵抗Ｒ１及びＲ２とコンデンサＣ１とにより電
圧検出回路５が構成され、第２の検出用抵抗Ｒ２
の両端に発電機の出力電圧の平均値に相応した電
圧検出信号が得られるようになつている。

６は内燃機関用点火装置で、点火コイルLiと、
この点火コイルの１次電流を制御する１次電流制
御回路Ｕと、機関の気筒に取付けられて点火コイ
ルLiの２次コイルに接続された点火プラグＰ１と
からなつている。この例では点火コイルLiが機関
により駆動される磁石発電機内に設けられ、該点
火コイルの１次コイルに機関の回転に同期して交
流電圧が誘起する。１次電流制御回路Ｕは、機関
の点火時期に点火コイルLiの１次コイルに流れる
電流を急変させるように制御し、この１次電流の
急激な変化により点火コイルの２次コイルに点火
用の高電圧を発生させる。

発電機の出力電圧の平均値が設定値を超えた時
にこの点火装置の点火動作を停止させるため、点
火コイルLiの１次コイルに対して並列にサイリス
タＳ１が接続され、このサイリスタのゲートカソ
ード間には保護用の抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２と
の並列回路が、またアノードカソード間には保護
用の抵抗Ｒ４とコンデンサＣ３との直列回路がそ
れぞれ接続されている。そしてサイリスタＳ１の
ゲートにツエナーダイオードZDのアノードが接
続され、ツエナーダイオードZDのカソードが電
圧検出回路５の抵抗Ｒ１とＲ２との接続点に接続
されている。サイリスタＳ１とツエナーダイオー
ドZDと抵抗Ｒ３，Ｒ４とコンデンサＣ２，Ｃ３
とにより、電圧検出回路５の出力が設定値を超え
た時に点火動作を停止させる点火動作停止回路７
が構成されている。

上記の内燃機関駆動発電装置において、機関が
駆動されると電機子巻線ａ１〜ａ３に３相高周波
電圧が誘起する。この電圧は全波整流器２により
整流されて１度直流に変換された後インバータ回
路３により所望の周波数の交流に変換されて負荷
４に供給される。発電機１の出力電圧の平均値が
設定値を超えると、電圧検出回路５の第２の抵抗
Ｒ２の両端に得られる電圧検出信号が設定値を超
えてツエナーダイオードZDが導通するため、点
火コイルLiの１次コイルに図示の矢印方向の電圧
が誘起した時にサイリスタＳ１が導通し、点火コ
イルLiの１次コイルに短絡する。これにより点火
動作が阻止されるため機関が失火し、機関の回転
速度が低下して発電機１の入力電圧が低下する。
発電機の出力電圧が設定値以下になると、電圧検
出回路５の出力電圧が設定値以下になつてツエナ
ーダイオードZDが不導通状態になるため、サイ
リスタＳ１に点弧信号が与えられなくなり、点火
動作が回復する。これにより機関の回転速度が上
昇し、発電機１の出力電圧が上昇する。これらの
動作の繰返しにより、発電機１の出力電圧の平均
値が設定範囲に保たれる。

［考案が解決しようとする問題点］ 第３図に示した従来の内燃機関駆動発電装置で
は、負荷４が蛍光灯や電動機等の誘導性負荷であ
る場合、あるいは水銀灯等の誘導性と容量性とを
合せ持つた負荷である場合には、インバータ３の
出力電圧Voが第４図Ｂのような波形になり、各
半波の立上り付近に波高値が高いピークVpが生
じる。この時電圧検出回路５の両端ａ，ｂ間の電
圧波形Vdは第４図Ａのようになり、その立上り
付近にピークVp′が生じる。この様な状態が生じ
ると電圧検出回路５が波高値の高い部分を検出し
て点火動作停止回路７をトリガすることになるた
め、発電機の出力電圧の平均値が設定値に達する
以前に点火動作停止回路がトリガされて発電機の
出力電圧が設定範囲より低下してしまうという問
題があつた。

本考案の目的は、上記の問題点を解決し、誘導
性または誘導性と容量性とを合わせ持つ負荷に対
して発電機の出力電圧を設定範囲に保つことがで
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。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、その実施例を示す第１図に見られる
ように、内燃機関により駆動される発電機１と、
発電機１の出力電圧を整流する整流器２と、整流
器２の出力を入力するインバータ回路３と、整流
器２の出力端子間に接続されて発電機の出力電圧
に相応した電圧検出信号を得る電圧検出回路５
と、電圧検出信号が設定値を超えた時に内燃機関
を点火する点火装置６の動作を停止させる点火動
作停止回路７とを備えた内燃機関駆動発電装置に
おいて、誘導性負荷または誘導性と容量性とを合
わせ持つ負荷に対して電圧検出回路が過大な電圧
を検出するのを防止して、発電機の出力電圧を設
定範囲内に保つことができるようにしたものであ
る。

そのため本考案においては、インバータ回路３
の出力電圧の各半波の立上り位置で一定の時間幅
τの矩形波信号を出力する矩形波信号発生回路８
と、この矩形波信号を入力として該矩形波信号が
発生している間電圧検出回路５の出力端子間を実
質的に短絡するかまたは該出力端子間に電圧制限
用抵抗を並列に接続して電圧検出信号を調整する
電圧検出信号調整回路９とを設けた。

［考案の作用］ 上記のように構成すると、矩形波信号の時間幅
τを適当に設定しておくことにより、電圧検出信
号の立上りに現れるピーク電圧を低減させるかま
たは略零にすることができるため、電圧検出信号
が過大になるのを防ぐことができる。従つて誘導
性負荷または誘導性と容量性とを合わせ持つ負荷
に電力を供給する場合に発電機の出力電圧が設定
範囲に達していないにもかかわらず機関の点火動
作が停止されて、発電機の出力電圧が設定範囲よ
り低下するのを防止することができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

第１図は本考案の一実施例を示したもので、同
図において第３図の各部と同等な部分には同一の
符号を付してある。

第１図において発電機１は星形結線された３相
電機子巻線ａ１〜１３を備えた高周波発電機で、
この発電機は内燃機関に接続されている。この発
電機の出力電圧はダイオードＤ１ないしＤ６から
なる全波調整器２により整流されてインバータ回
路３に供給されている。

インバータ回路３は、一般に与えられた直流電
流を交番させるようにオンオフするスイツチ手段
を備えたインバータ回路３Ａと、このインバータ
主回路のスイツチ手段をオンオフ制御するインバ
ータ制御回路３Ｂとにより構成される。インバー
タ主回路及びインバータ制御回路の構成は任意で
あるが、図示の例では、インバータ主回路３Ａと
して、ブリツジ接続されたトランジスタTr３１
ないしTr３４と、これらのトランジスタのコレ
クタエミツタ間に逆並列接続されたダイオードＤ
３１ないしＤ３４とからなる周知の回路が用いら
れている。またこのインバータ主回路を制御する
インバータ制御回路３Ｂは矩形波発生回路からな
つていて、トランジスタTr３１及びTr３４のベ
ースに第２図Ｂに示すような矩形波状の制御信号
Vq１を供給し、トランジスタTr３２及びTr３３
のベースに第２図Ｃに示すような制御信号Vq２
を供給して、トランジスタTr３１及びTr３４と
トランジスタTr３２及びTr３３とを交互に一定
期間ずつ導通させる。これらのトランジスタの導
通により、負荷４に所定の周波数の交流電圧が供
給される。

この例では、負荷４が誘導性の負荷であるた
め、インバータ回路３の出力電圧Voの波形が第
２図Ａのようになり、各半波の立上り付近にピー
ク電圧Vpが現れる波形になる。

電圧検出回路５は整流器２の直流出力端子間に
並列接続された第１及び第２の検出用抵抗Ｒ１及
びＲ２の直列回路と、抵抗Ｒ２の両端に並列接続
された平滑用コンデンサＣとからなり、第２の検
出用抵抗Ｒ２の両端に発電機１の出力電圧の平均
値に相応した電圧検出信号を出力する。

内燃機関用点火装置６は点火コイルLiと、点火
コイルの１次電流を制御する１次電流制御回路Ｕ
と、機関の気筒に取付けられている点火コイルLi
の２次コイルに接続された点火プラグＰ１とから
なり、点火コイルLiは機関により駆動される磁石
発電機内に設けられている。１次電流制御回路Ｕ
は、機関の点火時期に点火コイルLiの１次コイル
に流れる電流を急変させるように制御し、この１
次電流の急激な変化により点火コイルの２次コイ
ルに点火用の高電圧を発生させる。

点火動作停止回路７は、点火コイルLiの１次コ
イルに対して並列に接続されたサイリスタＳ１
と、このサイリスタＳ１のゲートカソード間に接
続された保護用抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ２の並
列回路と、サイリスタＳ１のアノードカソード間
に並列接続された保護用抵抗Ｒ４及びコンデンサ
Ｃ３の直列回路と、サイリスタＳ１のゲートと電
圧検出回路５の出力端子との間にアノードをサイ
リスタＳ１のゲート側に向けて接続されたツエナ
ーダイオードZDとからなつている。

本考案は、上記の様な内燃機関発電装置に、矩
形波信号発生回路８と、電圧検出信号調整回路９
とを設けたものである。

矩形波信号発生回路８は、集積回路からなる単
安定マルチバイブレータＭ１及びＭ１と、単安定
マルチバイブレータＭ１の発振周波数を決定する
時定数調整用の抵抗Ｒ８１及びコンデンサＣ８１
と、単安定マルチバイブレータＭ２の発振周波数
を決定する時定数調整用の抵抗Ｒ８２及びコンデ
ンサＣ８２と、カソードが共通接続されアノード
が単安定マルチバイブレータＭ１及びＭ２の出力
端子にそれぞれ接続されたダイオードＤ８１及び
Ｄ８２とからなり、単安定マルチバイブレータＭ
１及びＭ２の電源端子にはそれぞれ抵抗Ｒ８１及
びＲ８２を通して図示しない直流電源の出力電圧
Vccが印加されている。また単安定マルチバイブ
レータＭ１及びＭ２のトリガ端子には、それぞれ
インバータ制御回路３Ｂから矩形波状制御信号
Vq１及びVq２（第２図Ｂ及びＣ）が与えられ、
これらの制御信号Vq１及びVq２の立上りでそれ
ぞれ単安定マルチバイブレータＭ１及びＭ２がト
リガされて一定の時間幅τの矩形波信号Vmを出
力するようになつている。従つてダイオードＤ８
１及びＤ８２のカソードの共通接続点には、第２
図Ｄに示すように、インバータの出力電圧の各半
波の立上り位置で立上る一連の矩形波信号Vmが
得られる。

電圧検出信号調整回路９は、NPNトランジス
タTr９１と、電圧制御用抵抗Ｒ９１及びバイア
ス用抵抗Ｒ９２とからなり、トランジスタTr９
１のエミツタは整流器２の負極性側の出力端子に
接続された電圧検出回路５の一方の出力端子に接
続されている。トランジスタTr９１のコレクタ
は電圧制限用抵抗Ｒ９１を介して電圧検出回路５
の他方の出力端子５ｂに接続され、ベースは矩形
波発生回路８のダイオードＤ８１及びＤ８２のカ
ソードの共通接続点に接続されている。またトラ
ンジスタTr９１のベースエミツタ間に抵抗Ｒ９
２が並列接続されている。

上記の電圧検出信号調整回路９において、トラ
ンジスタTr９１は矩形波信号Vmが与えられてい
る期間だけ導通する。トランジスタTr９１が導
通すると、電圧制限用抵抗Ｒ９１が電圧検出回路
５の出力端子５ａ，５ｂ間（第２の検出用抵抗Ｒ
２の両端）に並列接続される。従つて矩形波信号
Vmが発生している期間は電圧検出回路５を構成
する分圧回路の分圧出力が低くなり、電圧検出信
号Vdが低減される。従つて単安定マルチバイブ
レータＭ１及びＭ２の時定数調整用抵抗Ｒ８１及
びＲ８２と時定数調整用コンデンサＣ８１及びＣ
８２とを調整して矩形波信号Vmの時間幅τを適
当に設定することにより、電圧検出信号Vdの立
上り付近に現れるピーク電圧Vp′の波高値を低く
することができ、電圧検出信号が過大になつて発
電機の出力電圧が設定範囲より低くなるのを防ぐ
ことができる。

第１図の実施例においては、電圧検出信号調整
回路９に電圧制限用抵抗Ｒ９１とスイツチ手段と
してのトランジスタTr９１とを設けて、トラン
ジスタTr９１の導通によりこの電圧制限用抵抗
Ｒ９１を電圧検出回路５の出力端子間に並列に接
続するようにしたが、抵抗Ｒ９１を省略してトラ
ンジスタTr９１のコレクタエミツタ間を電圧検
出回路５の出力端子間に直接接続することもで
き、この場合には矩形波信号Vmが発生している
一定期間τの間電圧検出信号が略零になる。すな
わち、この場合には誘導性負荷の為にピークが生
じる整流器の出力電圧の立上り付近を検出しない
ようにして、発電機の出力電圧が設定範囲以下に
低下するのを防止する。

上記の実施例においては、インバータ制御回路
から得られる制御信号を単安定マルチバイブレー
タのトリガ端子に供給して、矩形波信号Vmを得
ているが、制御信号Vq１及びVq２の立上りを微
分回路により微分して得たパルス信号により単安
定マルチバイブレータをトリガするようにしても
よい。また単安定マルチバイブレータをトリガす
る方法は上記の例に限定されるものではなく、例
えばインバータ回路３の出力電圧の各半波の立上
がりを微分して得たパルス信号、またはインバー
タ回路３の出力の零点を検出する零クロス回路の
出力等により単安定マルチバイブレータをトリガ
して矩形波信号Vmを得るようにしてもよい。こ
の場合には、単安定マルチバイブレータは１個だ
け設ければよい。

負荷の力率が１または１に近い場合には、電圧
検出信号の立上り付近にピークが現れることがな
いため、上記電圧検出信号調整回路は不要にな
る。従つて力率が１に近い負荷を駆動する場合に
備えて電圧検出信号調整回路９を無効にするため
のスイツチを設けておくこともできる。このスイ
ツチは例えば、矩形波信号発生回路８の動作を停
止させるように設けるか、または電圧検出信号調
整回路９のトランジスタTr９１を電圧検出回路
５から切離すか、若しくは該トランジスタTr９
１を遮断状態に保持するように設ければよい。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、インバータ回
路の出力電圧の各半波の立上り位置で一定の時間
幅の矩形波信号を出力する矩形波信号発生回路
と、該矩形波信号が発生している間電圧検出回路
の出力端子間を実質的に短絡するかまたは該出力
端子間に電圧制限用抵抗を並列に接続して電圧検
出信号を調整する電圧検出信号調整回路とを設け
たので、矩形波信号の時間幅を適当に設定してお
くことにより、整流器の出力電圧の立上りに現れ
るピーク電圧によつて電圧検出信号が過大になる
のを防ぐことができ、発電機の出力電圧が設定範
囲より低下するのを防止することができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図
は第１図の各部の信号波形図、第３図は従来例を
示す回路図、第４図は第３図の各部の信号波形図
である。 １……発電機の電機子巻線、２……全波整流
機、３……インバータ回路、４……負荷、５……
電圧検出回路、６……内燃機関用点火装置、７…
…点火動作停止回路、８……矩形波信号発生回
路、９……電圧検出信号調整回路、Ｍ１，Ｍ２…
…単安定マルチバイブレータ、Tr９１……トラ
ンジスタ、Ｒ９１……電圧制限用抵抗、Vq１，
Vq２……インバータの制御信号、Vm……矩形
波信号。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内燃機関により駆動される発電機と、前記発電
   機の出力電圧を整流する整流器と、前記整流器の
   出力を入力とするインバータ回路と、前記整流器
   の出力端子間に接続されて前記発電機の出力電圧
   に相応した電圧検出信号を出力する電圧検出回路
   と、前記電圧検出信号が設定値を超えた時に前記
   内燃機関を点火する点火装置の動作を停止させる
   点火動作停止回路とを備えた内燃機関駆動発電装
   置において、 前記インバータ回路の出力電圧の各半波の立上
   り位置で一定の時間幅の矩形波信号を出力する矩
   形波信号発生回路と、 前記矩形波信号を入力として該矩形波信号が発
   生している間前記電圧検出回路の出力端子間を実
   質的に短絡するかまたは該出力端子間に電圧制限
   用抵抗を並列に接続して電圧検出信号を調整する
   電圧検出信号調整回路とを備えたことを特徴とす
   る内燃機関駆動発電装置。