JPH05260799A - 誘導式メタンガス発電機の力率制御器 - Google Patents
誘導式メタンガス発電機の力率制御器Info
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- JPH05260799A JPH05260799A JP4011560A JP1156092A JPH05260799A JP H05260799 A JPH05260799 A JP H05260799A JP 4011560 A JP4011560 A JP 4011560A JP 1156092 A JP1156092 A JP 1156092A JP H05260799 A JPH05260799 A JP H05260799A
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- Japan
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- power
- positive
- methane gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 商用電力系統の有効力率の正負値に基づいて
誘導発電機の出力力率を負荷の消費力率に合わせて自動
制御する。 【構成】 商用電力系統と並列運転され、商用電力系統
の有効力率を検出する力率検出器5と、有効力率信号の
正、負状態を判別して、駆動信号を生成する駆動回路1
9を有する力率制御器1と、モータおよびバルブ体を有
して前記駆動信号に基づいてエンジンへの吸気量を調節
する調速器とから構成する自家発電システムにおいて、
力率制御器1が、mA/mA信号変換回路17と比較回
路18と駆動回路19とリレー・表示灯回路20と正負
基準値設定回路21とを備えるとともに、力率検出器5
を利用して商用電力系統の有効力率のプラス値またはマ
イナス値を判別し、プラス値またはマイナス値を正負基
準値と個別に比較して調速器のバルブ体を開度大または
開度小に調節するように駆動して、発電機の出力力率を
商用電力系統の電圧変動および負荷電力の変動に対応し
て自動制御する。
誘導発電機の出力力率を負荷の消費力率に合わせて自動
制御する。 【構成】 商用電力系統と並列運転され、商用電力系統
の有効力率を検出する力率検出器5と、有効力率信号の
正、負状態を判別して、駆動信号を生成する駆動回路1
9を有する力率制御器1と、モータおよびバルブ体を有
して前記駆動信号に基づいてエンジンへの吸気量を調節
する調速器とから構成する自家発電システムにおいて、
力率制御器1が、mA/mA信号変換回路17と比較回
路18と駆動回路19とリレー・表示灯回路20と正負
基準値設定回路21とを備えるとともに、力率検出器5
を利用して商用電力系統の有効力率のプラス値またはマ
イナス値を判別し、プラス値またはマイナス値を正負基
準値と個別に比較して調速器のバルブ体を開度大または
開度小に調節するように駆動して、発電機の出力力率を
商用電力系統の電圧変動および負荷電力の変動に対応し
て自動制御する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、商用電力系統と並列
運転を行う単相交流の誘導発電機を自動制御する力率制
御器に関し、特に、メタンガス等を使用する可燃ガスエ
ンジンと連結した誘導発電機の出力力率を商用電力系統
の有効力率および負荷の消費力率に対応して自動制御す
る誘導式メタンガス発電機の力率制御器に関する。
運転を行う単相交流の誘導発電機を自動制御する力率制
御器に関し、特に、メタンガス等を使用する可燃ガスエ
ンジンと連結した誘導発電機の出力力率を商用電力系統
の有効力率および負荷の消費力率に対応して自動制御す
る誘導式メタンガス発電機の力率制御器に関する。
【0002】
【従来の技術】この発明の背景には、台湾の特殊な事情
が存在する。その一つは、台湾には多くの養豚業者が存
在していて、養豚業に伴う豚屎尿(しにょう)排水が汚
染度の高い公害排水となっており、環境保護意識が日を
おって高まるなか、台湾の全体的な環境汚染の深刻化と
いう現実ともあいまって、養豚業者が養豚業を続けてい
く上で豚屎尿排水を処理する設備が必須なものとなって
きていて、この種の排水処理設備に欠かせない微生物に
よる醗酵処理プロセスにおいて大量のメタンガス(CH
4 )が生産されるようになったことが上げられる。この
メタンガスは収集して貯蔵しておけば一般の燃料と使用
できるだけでなく、内燃機関(エンジン)の燃料として
も利用可能である。
が存在する。その一つは、台湾には多くの養豚業者が存
在していて、養豚業に伴う豚屎尿(しにょう)排水が汚
染度の高い公害排水となっており、環境保護意識が日を
おって高まるなか、台湾の全体的な環境汚染の深刻化と
いう現実ともあいまって、養豚業者が養豚業を続けてい
く上で豚屎尿排水を処理する設備が必須なものとなって
きていて、この種の排水処理設備に欠かせない微生物に
よる醗酵処理プロセスにおいて大量のメタンガス(CH
4 )が生産されるようになったことが上げられる。この
メタンガスは収集して貯蔵しておけば一般の燃料と使用
できるだけでなく、内燃機関(エンジン)の燃料として
も利用可能である。
【0003】もう一つの台湾の特殊事情として、台湾の
不安定な電力事情が上げられる。もともと原因もなく突
然停電したり、日常的に電圧が変動するという情況であ
ったが、近年は、商工業の発展、市民生活の電化等に伴
って深刻な電力不足が発生しており、特に、夏の電力需
要ピーク期には地区別の送電制限さえ行われている。
不安定な電力事情が上げられる。もともと原因もなく突
然停電したり、日常的に電圧が変動するという情況であ
ったが、近年は、商工業の発展、市民生活の電化等に伴
って深刻な電力不足が発生しており、特に、夏の電力需
要ピーク期には地区別の送電制限さえ行われている。
【0004】従って、以上のような実情を背景にして、
台湾の日常的な電力不足を補うために、豚屎尿排水の処
理過程で大量発生するメタンガスを自家発電に利用しよ
うという試みがなされてきたが、今までのところ、以下
に述べる理由によりメタンガス利用の自家発電設備が広
く普及するまでには到っていない。
台湾の日常的な電力不足を補うために、豚屎尿排水の処
理過程で大量発生するメタンガスを自家発電に利用しよ
うという試みがなされてきたが、今までのところ、以下
に述べる理由によりメタンガス利用の自家発電設備が広
く普及するまでには到っていない。
【0005】従来において、台湾で使用されてきたメタ
ンガス発電機は、燃焼ガスエンジンを原動機とする同期
式交流発電機で、商用電力系統とは無関係に独立して電
力を生産し負荷に提供していた。そして、負荷は多く電
動機(モ─タ)であり、いずれも始動時に定格容量の6
〜10倍の突入電力(Inrush Power) が必要であるの
で、メタンガス発電機の最大出力容量を決定する時に、
突入電力を考慮して、いずれも過大な設計となり、出力
容量が大きいほど価格は高くなるので、設備投資金額が
大きくなっていた。その上、長時間にわたる低負荷状態
の運転となり、大きな機械で小出力する結果、消費ガス
量が増大するので、消費ガス量および運転コストが著し
く高いものについていた。また、調速器(Governor)や
交流同期発電機などの重要部品は、台湾では入手困難で
あって、価格も高いものであった。
ンガス発電機は、燃焼ガスエンジンを原動機とする同期
式交流発電機で、商用電力系統とは無関係に独立して電
力を生産し負荷に提供していた。そして、負荷は多く電
動機(モ─タ)であり、いずれも始動時に定格容量の6
〜10倍の突入電力(Inrush Power) が必要であるの
で、メタンガス発電機の最大出力容量を決定する時に、
突入電力を考慮して、いずれも過大な設計となり、出力
容量が大きいほど価格は高くなるので、設備投資金額が
大きくなっていた。その上、長時間にわたる低負荷状態
の運転となり、大きな機械で小出力する結果、消費ガス
量が増大するので、消費ガス量および運転コストが著し
く高いものについていた。また、調速器(Governor)や
交流同期発電機などの重要部品は、台湾では入手困難で
あって、価格も高いものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来技術にか
かわるメタンガス発電機には、下記の問題点があった。 (1)養豚業者または農家用に設計された専用のメタン
ガス発電機がなく、自分で部品を購入して組み立ててい
たので、部品の入手が容易ではないうえ、操作および維
持管理が困難であった。 (2)発電機の容量を負荷容量よりも大きく設定する必
要があったので、養豚頭数に左右される実際のメタンガ
ス生産量を無視する結果を招来し、価格の高い大容量の
メタンガス発電機となるとともに、メタンガスの消費量
が大きいので限りのあるメタンガス生産量では長時間運
転は無理であった。 (3)同期式のメタンガス発電機は、並列用配電盤の価
格が高い上に専門作業員が必要なので、複数台を並列運
転することが難しく、発電機の増設または大規模な自家
発電設備の設計が困難であった。 (4)始動モータやバッテリー始動を利用するので、始
動および停止操作が不便であり、スイッチの切替えや周
波数制御に熟練した作業員が必要であった。
かわるメタンガス発電機には、下記の問題点があった。 (1)養豚業者または農家用に設計された専用のメタン
ガス発電機がなく、自分で部品を購入して組み立ててい
たので、部品の入手が容易ではないうえ、操作および維
持管理が困難であった。 (2)発電機の容量を負荷容量よりも大きく設定する必
要があったので、養豚頭数に左右される実際のメタンガ
ス生産量を無視する結果を招来し、価格の高い大容量の
メタンガス発電機となるとともに、メタンガスの消費量
が大きいので限りのあるメタンガス生産量では長時間運
転は無理であった。 (3)同期式のメタンガス発電機は、並列用配電盤の価
格が高い上に専門作業員が必要なので、複数台を並列運
転することが難しく、発電機の増設または大規模な自家
発電設備の設計が困難であった。 (4)始動モータやバッテリー始動を利用するので、始
動および停止操作が不便であり、スイッチの切替えや周
波数制御に熟練した作業員が必要であった。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上の課題
を解決するために、商用電力系統と並列に接続され、誘
導発電機が出力する出力力率を負荷の消費力率に対応さ
せる自動制御を行うものであって、商用電力系統の有効
力率を検出する力率検出器と、前記有効力率信号の正、
負状態を判別して駆動信号を生成する駆動回路を有する
力率制御器と、モータおよびバルブ体を有して前記駆動
信号に基づいてエンジンの吸気量を調節する調速器とか
ら構成する自家発電システムにおいて、前記力率制御器
が、力率検出器を利用して商用電力系統の有効力率が示
すプラス値またはマイナス値を判別し、プラス値または
マイナス値のそれぞれにおいて調速器のバルブ体を開度
大または開度小に駆動して、発電機の出力力率を商用電
力系統の電圧変動および負荷電力の変動に対応して自動
制御することを特徴とする誘導式メタンガス発電機の力
率制御器を提供することを目的とする。
を解決するために、商用電力系統と並列に接続され、誘
導発電機が出力する出力力率を負荷の消費力率に対応さ
せる自動制御を行うものであって、商用電力系統の有効
力率を検出する力率検出器と、前記有効力率信号の正、
負状態を判別して駆動信号を生成する駆動回路を有する
力率制御器と、モータおよびバルブ体を有して前記駆動
信号に基づいてエンジンの吸気量を調節する調速器とか
ら構成する自家発電システムにおいて、前記力率制御器
が、力率検出器を利用して商用電力系統の有効力率が示
すプラス値またはマイナス値を判別し、プラス値または
マイナス値のそれぞれにおいて調速器のバルブ体を開度
大または開度小に駆動して、発電機の出力力率を商用電
力系統の電圧変動および負荷電力の変動に対応して自動
制御することを特徴とする誘導式メタンガス発電機の力
率制御器を提供することを目的とする。
【0008】
【作用】図7について、この発明にかかわる誘導式メタ
ンガス発電機の力率制御器の作用を説明すると、電気メ
ータ1Aと、電動機(モータ)などの負荷2と、誘導式
メタンガス発電機3と、商用電力系統4とを図示のよう
に接続する自家発電システムにおいて、商用電力系統4
から供給を受ける有効力率kw1の大小は、誘導式メタ
ンガス発電機3の出力力率kw3から負荷2の消費力率
kw2を引いた差値(kw3−kw2=kw1)で求め
られ、メタンガス発電機3からの出力力率kw3が負荷
2の消費力率kw2より大きい時(kw3>kw2つま
りkw1がプラス値の時)、メタンガス発電機3からの
出力力率kw2は商用電力系統4に入力され、発電機3
からの出力力率kw3が負荷2の消費力率kw2より小
さい時(kw3<kw2つまりkw1がマイナス値の
時)不足する力率の差値(負)が商用電力系統4から供
給される。もちろん、発電機3の出力力率kw3が負荷
2の消費力率kw2に等しい(kw2=kw3つまりプ
ラスマイナスがゼロ)状態が理想であり、kw3−kw
2=0=kw1となって、商用電力系統4に対する出入
力がなく、メタンガス発電機3の出力力率kw3がちょ
うど負荷2の消費力率kw2を満たすものとなる。従っ
て、メタンガス発電機3の過大な出力という電力エネル
ギーの浪費および商用電力系統4の停電、電圧低下とい
う電力不足という好ましくない事態を有効に回避でき
る。
ンガス発電機の力率制御器の作用を説明すると、電気メ
ータ1Aと、電動機(モータ)などの負荷2と、誘導式
メタンガス発電機3と、商用電力系統4とを図示のよう
に接続する自家発電システムにおいて、商用電力系統4
から供給を受ける有効力率kw1の大小は、誘導式メタ
ンガス発電機3の出力力率kw3から負荷2の消費力率
kw2を引いた差値(kw3−kw2=kw1)で求め
られ、メタンガス発電機3からの出力力率kw3が負荷
2の消費力率kw2より大きい時(kw3>kw2つま
りkw1がプラス値の時)、メタンガス発電機3からの
出力力率kw2は商用電力系統4に入力され、発電機3
からの出力力率kw3が負荷2の消費力率kw2より小
さい時(kw3<kw2つまりkw1がマイナス値の
時)不足する力率の差値(負)が商用電力系統4から供
給される。もちろん、発電機3の出力力率kw3が負荷
2の消費力率kw2に等しい(kw2=kw3つまりプ
ラスマイナスがゼロ)状態が理想であり、kw3−kw
2=0=kw1となって、商用電力系統4に対する出入
力がなく、メタンガス発電機3の出力力率kw3がちょ
うど負荷2の消費力率kw2を満たすものとなる。従っ
て、メタンガス発電機3の過大な出力という電力エネル
ギーの浪費および商用電力系統4の停電、電圧低下とい
う電力不足という好ましくない事態を有効に回避でき
る。
【0009】ただし、この図7は、発明の作用を説明す
る都合上、便宜的に上げたもので、負荷2が必要とする
消費力率kw2の大きさは、一般的に言って絶えず変化
するものであり、メタンガス発電機3の出力力率kw3
を負荷2の変化にあわせて手動操作でいちいち切り換え
ていたのでは不便このうえないものとなると同時に、k
w3>kw2の時に発電機3の出力力率kw3を商用電
力系統4に逆入力することは禁止されているので、この
発明は、実際上、図7の構成をさらに改良したものとな
っている。
る都合上、便宜的に上げたもので、負荷2が必要とする
消費力率kw2の大きさは、一般的に言って絶えず変化
するものであり、メタンガス発電機3の出力力率kw3
を負荷2の変化にあわせて手動操作でいちいち切り換え
ていたのでは不便このうえないものとなると同時に、k
w3>kw2の時に発電機3の出力力率kw3を商用電
力系統4に逆入力することは禁止されているので、この
発明は、実際上、図7の構成をさらに改良したものとな
っている。
【0010】
【実施例】以下、この発明にかかわる好適な一実施例を
図面に基づいて説明する。図1において、この発明にか
かわる誘導式メタンガス発電機の力率制御器1の基本構
成および回路構成を説明すると、力率検出器5から入力
される電流出力信号c(mA)をアナログ電圧信号(m
V)に変換するとともに、信号値がプラス(正)である
かマイナス(負)であるかを判別するmA/mV信号変
換回路17と、アナログ電圧信号(mV)を正負基準値
と比較し、その正負値をロジック信号に変換する比較回
路18と、ロジック信号を駆動信号に増幅変換する駆動
回路19と、ロジック信号を受け力率制御器1の作動状
態を表示するリレー・表示灯回路20と、比較回路18
に提供する正負基準値を負荷2の消費力率kw2に合わ
せて設定して、負荷2の消費力率kw2に適した出力力
率kw3とする(図4で説明)正負基準値設定回路21
と、力率制御器1および力率検出器5に安定した直流電
源を供給する電源回路22(図3を参照)とを備えてい
る。
図面に基づいて説明する。図1において、この発明にか
かわる誘導式メタンガス発電機の力率制御器1の基本構
成および回路構成を説明すると、力率検出器5から入力
される電流出力信号c(mA)をアナログ電圧信号(m
V)に変換するとともに、信号値がプラス(正)である
かマイナス(負)であるかを判別するmA/mV信号変
換回路17と、アナログ電圧信号(mV)を正負基準値
と比較し、その正負値をロジック信号に変換する比較回
路18と、ロジック信号を駆動信号に増幅変換する駆動
回路19と、ロジック信号を受け力率制御器1の作動状
態を表示するリレー・表示灯回路20と、比較回路18
に提供する正負基準値を負荷2の消費力率kw2に合わ
せて設定して、負荷2の消費力率kw2に適した出力力
率kw3とする(図4で説明)正負基準値設定回路21
と、力率制御器1および力率検出器5に安定した直流電
源を供給する電源回路22(図3を参照)とを備えてい
る。
【0011】図2において、図1に示した基本構成を実
現できる電気回路の具体例をあげると、mA/mV信号
変換回路17は、演算増幅器IC6、電気抵抗R1,R
2,R3,R5,R6,R7およびコンデンサC8,C
9,C10を主要部品とするとともに、可変抵抗器VR
1にオフセット機能を持たせることで、力率検出器5か
ら入力される電流出力信号c(mA)をアナログ電圧信
号(mV)に変換して演算増幅器IC6の出力端子dか
ら出力すると同時に、力率検出器5の感度を調整できる
ようにしている。比較回路18は、2つの演算増幅器I
C7,IC7を設け、後述する正負基準値設定回路21
により設定されるプラス(正)およびマイナス(負)設
定基準値とそれぞれ個別に比較して演算増幅すること
で、次の駆動回路19に入力するプラス(正)またはマ
イナス(負)いずれか一つに関するロジック信号を生成
する。駆動回路19は、2つの演算増幅器IC8,IC
8を設けて、正または負いずれかのロジック信号を力率
増幅して、リレー・表示灯回路20のトランジスタQ
1,Q2を作動させる。リレー・表示灯回路20は、2
つのトランジスタQ1,Q2およびリレーRELAY
1,RELAY2を主要部品とするとともに、ダイオ─
ドD4,D5でリレーRELAY1,RELAY2のコ
イル誘導エネルギーを吸収し、発光ダイオ─ドLED
1,LED2で作動状態およびリレーRELAY1,R
ELAY2のオン・オフを表示することで、使用者に作
動状況を把握させる。これにより使用者は力率検出器5
の感度調整や後述の正負基準値設定回路21により正負
基準値の調整が可能となる。また、電気抵抗R30は電
流を制限して電圧降下させるもので、リレーRELAY
1,RELAY2の接点と調速器11の電気回路とを直
列接続して、駆動回路19のロジック信号により調速器
11の制御を行うように構成している。正負基準値設定
回路21は、可変抵抗器VR2,VR3を主要部品と
し、比較回路18に提供する正負基準値を負荷2の消費
力率kw2に合せて手動設定できるように構成する。な
お、この正負基準値設定回路21は、負荷の消費力率に
合わせて誘導発電機の出力力率の制御範囲を変更可能と
することを目的に設けたもので、この正負基準値設定回
路21がない場合、負荷の消費力率に合わせて誘導発電
機の出力力率の制御範囲を変更できないだけではなく、
この発明の力率制御器1が商用電力系統の有効力率のプ
ラスマイナスが変更するたびに、誘導発電機の出力力率
を絶えず変更させてしまうことになる。
現できる電気回路の具体例をあげると、mA/mV信号
変換回路17は、演算増幅器IC6、電気抵抗R1,R
2,R3,R5,R6,R7およびコンデンサC8,C
9,C10を主要部品とするとともに、可変抵抗器VR
1にオフセット機能を持たせることで、力率検出器5か
ら入力される電流出力信号c(mA)をアナログ電圧信
号(mV)に変換して演算増幅器IC6の出力端子dか
ら出力すると同時に、力率検出器5の感度を調整できる
ようにしている。比較回路18は、2つの演算増幅器I
C7,IC7を設け、後述する正負基準値設定回路21
により設定されるプラス(正)およびマイナス(負)設
定基準値とそれぞれ個別に比較して演算増幅すること
で、次の駆動回路19に入力するプラス(正)またはマ
イナス(負)いずれか一つに関するロジック信号を生成
する。駆動回路19は、2つの演算増幅器IC8,IC
8を設けて、正または負いずれかのロジック信号を力率
増幅して、リレー・表示灯回路20のトランジスタQ
1,Q2を作動させる。リレー・表示灯回路20は、2
つのトランジスタQ1,Q2およびリレーRELAY
1,RELAY2を主要部品とするとともに、ダイオ─
ドD4,D5でリレーRELAY1,RELAY2のコ
イル誘導エネルギーを吸収し、発光ダイオ─ドLED
1,LED2で作動状態およびリレーRELAY1,R
ELAY2のオン・オフを表示することで、使用者に作
動状況を把握させる。これにより使用者は力率検出器5
の感度調整や後述の正負基準値設定回路21により正負
基準値の調整が可能となる。また、電気抵抗R30は電
流を制限して電圧降下させるもので、リレーRELAY
1,RELAY2の接点と調速器11の電気回路とを直
列接続して、駆動回路19のロジック信号により調速器
11の制御を行うように構成している。正負基準値設定
回路21は、可変抵抗器VR2,VR3を主要部品と
し、比較回路18に提供する正負基準値を負荷2の消費
力率kw2に合せて手動設定できるように構成する。な
お、この正負基準値設定回路21は、負荷の消費力率に
合わせて誘導発電機の出力力率の制御範囲を変更可能と
することを目的に設けたもので、この正負基準値設定回
路21がない場合、負荷の消費力率に合わせて誘導発電
機の出力力率の制御範囲を変更できないだけではなく、
この発明の力率制御器1が商用電力系統の有効力率のプ
ラスマイナスが変更するたびに、誘導発電機の出力力率
を絶えず変更させてしまうことになる。
【0012】図3において、電源回路22は、トランス
Tで商用電力系統4(図4、図7を参照)を電圧降下さ
せ、集積回路IC1,IC2、ダイオ─ドD1,D2,
D3およびコンデンサC1,C2,C3,C4,C5,
C6,C7で安定した平滑な直流電源+24V,+12
V,−12V,0Vを力率制御器1、力率検出器5およ
び調速器11に提供する。
Tで商用電力系統4(図4、図7を参照)を電圧降下さ
せ、集積回路IC1,IC2、ダイオ─ドD1,D2,
D3およびコンデンサC1,C2,C3,C4,C5,
C6,C7で安定した平滑な直流電源+24V,+12
V,−12V,0Vを力率制御器1、力率検出器5およ
び調速器11に提供する。
【0013】ここで、図4において、この発明にかかわ
る力率制御器1を自家発電システムの全体構成において
説明すると、力率制御器1は、動力線路b(点線───
で図示)で電気接続した負荷2および商用電力系統4間
に力率検出器5を配置するとともに、同じく動力線路b
で電気接続した公知の電力調整器6と誘導発電機7とに
対して、軸連結手段8で誘導発電機7およびメタンガス
エンジン9を機械的に接続し、メタンガスエンジン9の
出力の大小を制御する調速器11を制御線路c(破線−
−−−で図示)を介することで、商用電力系統4の有効
力率にあわせて誘導発電機7からの出力力率を制御する
構成となっている。ここで、図7のメタンガス発電機3
は、電力調整器6、誘導発電機7、軸連結手段8および
ガスエンジン9を示している。そして、パイプラインa
(実線───で図示)は、メタンガス15を空気クリー
ナ16からの空気と混合させて調速器11を介してメタ
ンガスエンジン9に供給するた。従って、商用電力系統
4側に力率検出器5を配置することで、有効力率kw1
がプラス(正)値またはマイナス(負)値であるかを検
出し、制御線路cを介して力率制御器1に力率値信号を
入力し、ガスエンジン9に付設した調速器11を駆動し
てガスエンジン9の出力の大きさを自動制御させる構成
とすると好都合である。
る力率制御器1を自家発電システムの全体構成において
説明すると、力率制御器1は、動力線路b(点線───
で図示)で電気接続した負荷2および商用電力系統4間
に力率検出器5を配置するとともに、同じく動力線路b
で電気接続した公知の電力調整器6と誘導発電機7とに
対して、軸連結手段8で誘導発電機7およびメタンガス
エンジン9を機械的に接続し、メタンガスエンジン9の
出力の大小を制御する調速器11を制御線路c(破線−
−−−で図示)を介することで、商用電力系統4の有効
力率にあわせて誘導発電機7からの出力力率を制御する
構成となっている。ここで、図7のメタンガス発電機3
は、電力調整器6、誘導発電機7、軸連結手段8および
ガスエンジン9を示している。そして、パイプラインa
(実線───で図示)は、メタンガス15を空気クリー
ナ16からの空気と混合させて調速器11を介してメタ
ンガスエンジン9に供給するた。従って、商用電力系統
4側に力率検出器5を配置することで、有効力率kw1
がプラス(正)値またはマイナス(負)値であるかを検
出し、制御線路cを介して力率制御器1に力率値信号を
入力し、ガスエンジン9に付設した調速器11を駆動し
てガスエンジン9の出力の大きさを自動制御させる構成
とすると好都合である。
【0014】また、この発明において、誘導発電機7を
採用して、励起電源を商用電力系統4から得るように構
成しているので、誘導発電機7から出力される電力の電
圧、周波数、位相角度がいずれも商用電力系統4と同等
となって、商用電力系統4に対して直接に並列接続でき
る。なお、図中、電力調整器6は公知技術に属し、商用
電力系統4と誘導発電機7の出力電力とを並列接続し
て、負荷2が必要とする電力を提供するものであるとと
もに、負荷2、商用電力系統4、力率検出器5、軸連結
手段8、ガスエンジン9、メタンガス15および空気ク
リーナ16は、いずれも公知技術を利用したものである
から改めて詳述しない。ただ、この発明の力率制御器1
に関係の深い力率検出器5についてだけ簡単に説明して
おくと、この力率検出器5は商用電力系統4からの有効
力率kw1がプラス値かマイナス値か(前記kw3−k
w2=kw1を参照)、および、その差値を検出するた
めに使用されるもので、力率制御器1の制御回路に必要
な信号がアナログ電圧信号であるため、一般のデジタル
式力率変換器を使用すると便利ではあるが、この発明で
は製作コストを考慮してミリアンペア(mA)を出力信
号とする力率変換器を採用して、力率制御器1の制御回
路において電流出力信号をアナログ電圧信号に変換する
と同時に、プラス(正)およびマイナス(負)を表示で
きる表示手段を備えることで、使用者が現在の商用電力
系統4がプラス(正)値であるかマイナス(負)値であ
るかを観察できるようにしている。
採用して、励起電源を商用電力系統4から得るように構
成しているので、誘導発電機7から出力される電力の電
圧、周波数、位相角度がいずれも商用電力系統4と同等
となって、商用電力系統4に対して直接に並列接続でき
る。なお、図中、電力調整器6は公知技術に属し、商用
電力系統4と誘導発電機7の出力電力とを並列接続し
て、負荷2が必要とする電力を提供するものであるとと
もに、負荷2、商用電力系統4、力率検出器5、軸連結
手段8、ガスエンジン9、メタンガス15および空気ク
リーナ16は、いずれも公知技術を利用したものである
から改めて詳述しない。ただ、この発明の力率制御器1
に関係の深い力率検出器5についてだけ簡単に説明して
おくと、この力率検出器5は商用電力系統4からの有効
力率kw1がプラス値かマイナス値か(前記kw3−k
w2=kw1を参照)、および、その差値を検出するた
めに使用されるもので、力率制御器1の制御回路に必要
な信号がアナログ電圧信号であるため、一般のデジタル
式力率変換器を使用すると便利ではあるが、この発明で
は製作コストを考慮してミリアンペア(mA)を出力信
号とする力率変換器を採用して、力率制御器1の制御回
路において電流出力信号をアナログ電圧信号に変換する
と同時に、プラス(正)およびマイナス(負)を表示で
きる表示手段を備えることで、使用者が現在の商用電力
系統4がプラス(正)値であるかマイナス(負)値であ
るかを観察できるようにしている。
【0015】図5において、調速器11は、電磁ブレー
キ23を備えた単相交流の誘導電動機24を、減速ギア
ボックス25並びに途中において開閉用カム26,2
6、支柱27,27、ベース板28、リミットスイッチ
29,29、ベアリング30連結器31を介して、空気
/メタンガス混合気体fをメタンガスエンジン9(図4
を参照)の吸気方向gへ送入するガスパイプ32の対応
位置に介設した蝶形弁タイプのバルブ体33に機械接続
する構成となっている。図4と図7とを参照すると分か
りやすいように、負荷2が減少すると、発電機3(また
は7)の出力力率kw3が正の設定基準値より大きく
(kw3>kw2なので、kw3−kw2=kw1がプ
ラス値に)なり、力率制御器1が正の設定基準値より大
きいことを検出し、駆動回路19が正方向に駆動するよ
うにリレー・表示灯回路20を作動させると同時に、発
電機3(または7)の出力力率kw3が減少して正の設
定基準値より小さくなるまで調速器11の誘導電動機2
4を正転させてバルブ体33を閉鎖する方向へ作動させ
る。反対に負荷2が増大すると、発電機3(または7)
の出力力率kw3が負の設定基準値より小さく(kw3
<kw2なので、kw3−kw2=kw1がマイナス値
に)なり、力率制御器1が負の設定基準値より小さいこ
とを検出して、駆動回路19が負方向に駆動するように
リレー・表示灯回路20を作動させると同時に、発電機
3(または7)の出力力率kw3が増大して負の設定基
準値より大きくなるまで調速器11の誘導電動機24を
逆転させてバルブ体33を開放する方向へ作動させる。
ここで、正負の基準値をゼロ以外に設定しているため、
発電機3(または7)の出力力率kw3が頻繁に変更さ
れることを防止できるとともに、負荷2の消費力率kw
2に合わせて、メタンガスエンジン9の出力、つまりは
発電機3(または7)の出力力率kw3の制御範囲を設
定することができる。また開閉用カム26,26及びリ
ミットスイッチ29,29は、バルブ体33が全開また
は全閉する上下限を制御するためのもので、発電機3の
出力力率kw3がゼロとなった時点でも空気/メタンガ
ス混合気体fを必要とし、全閉する下限が必ずしも実際
にバルブ体33が全閉する時点とは一致しないので、試
運転によりリミットスイッチ29の下限は全閉の少し前
に調整することが望ましい。そして、調速器11のバル
ブ体33は他のバルブ体および油気圧駆動回路を使用す
ることもできる。
キ23を備えた単相交流の誘導電動機24を、減速ギア
ボックス25並びに途中において開閉用カム26,2
6、支柱27,27、ベース板28、リミットスイッチ
29,29、ベアリング30連結器31を介して、空気
/メタンガス混合気体fをメタンガスエンジン9(図4
を参照)の吸気方向gへ送入するガスパイプ32の対応
位置に介設した蝶形弁タイプのバルブ体33に機械接続
する構成となっている。図4と図7とを参照すると分か
りやすいように、負荷2が減少すると、発電機3(また
は7)の出力力率kw3が正の設定基準値より大きく
(kw3>kw2なので、kw3−kw2=kw1がプ
ラス値に)なり、力率制御器1が正の設定基準値より大
きいことを検出し、駆動回路19が正方向に駆動するよ
うにリレー・表示灯回路20を作動させると同時に、発
電機3(または7)の出力力率kw3が減少して正の設
定基準値より小さくなるまで調速器11の誘導電動機2
4を正転させてバルブ体33を閉鎖する方向へ作動させ
る。反対に負荷2が増大すると、発電機3(または7)
の出力力率kw3が負の設定基準値より小さく(kw3
<kw2なので、kw3−kw2=kw1がマイナス値
に)なり、力率制御器1が負の設定基準値より小さいこ
とを検出して、駆動回路19が負方向に駆動するように
リレー・表示灯回路20を作動させると同時に、発電機
3(または7)の出力力率kw3が増大して負の設定基
準値より大きくなるまで調速器11の誘導電動機24を
逆転させてバルブ体33を開放する方向へ作動させる。
ここで、正負の基準値をゼロ以外に設定しているため、
発電機3(または7)の出力力率kw3が頻繁に変更さ
れることを防止できるとともに、負荷2の消費力率kw
2に合わせて、メタンガスエンジン9の出力、つまりは
発電機3(または7)の出力力率kw3の制御範囲を設
定することができる。また開閉用カム26,26及びリ
ミットスイッチ29,29は、バルブ体33が全開また
は全閉する上下限を制御するためのもので、発電機3の
出力力率kw3がゼロとなった時点でも空気/メタンガ
ス混合気体fを必要とし、全閉する下限が必ずしも実際
にバルブ体33が全閉する時点とは一致しないので、試
運転によりリミットスイッチ29の下限は全閉の少し前
に調整することが望ましい。そして、調速器11のバル
ブ体33は他のバルブ体および油気圧駆動回路を使用す
ることもできる。
【0016】そこで、図4に基づいて力率制御器1の作
動を説明すると、空気が空気クリーナ16から吸入され
てメタンガス15と混合された後、この発明の力率制御
器1により制御される調速器11を介してガスエンジン
9に導入されて燃焼する。誘導発電機7の入力軸70と
ガスエンジン9の出力軸90とは軸連結手段8で連結さ
れているので、ガスエンジン9は誘導発電機7によって
直接駆動される。そして、誘導発電機7からの出力力率
kw3は公知の電力調整器6に対して商用電力系統4と
並列に供給され、負荷2が必要とする消費力率kw2と
なる。ここで、誘導発電機7の運転期間中において、力
率検出器5が商用電力系統4からの有効力率kw1を検
出して、その結果を力率制御器1へ入力する。力率制御
器1は、あらかじめ設定したプラス(正)値設定基準値
およびマイナス(負)値設定基準値と比較し、調速器1
1を駆動するか否か、およびプラス(正)方向に駆動す
るか、マイナス(負)方向に駆動するかを決定する。こ
のように、商用電力系統4からの有効力率kw1を検出
して、力率制御器1で調速器11をプラス(正)または
マイナス(負)方向に駆動することにより、ガスエンジ
ン9の出力および誘導発電機7の出力力率kw3を自動
制御する。
動を説明すると、空気が空気クリーナ16から吸入され
てメタンガス15と混合された後、この発明の力率制御
器1により制御される調速器11を介してガスエンジン
9に導入されて燃焼する。誘導発電機7の入力軸70と
ガスエンジン9の出力軸90とは軸連結手段8で連結さ
れているので、ガスエンジン9は誘導発電機7によって
直接駆動される。そして、誘導発電機7からの出力力率
kw3は公知の電力調整器6に対して商用電力系統4と
並列に供給され、負荷2が必要とする消費力率kw2と
なる。ここで、誘導発電機7の運転期間中において、力
率検出器5が商用電力系統4からの有効力率kw1を検
出して、その結果を力率制御器1へ入力する。力率制御
器1は、あらかじめ設定したプラス(正)値設定基準値
およびマイナス(負)値設定基準値と比較し、調速器1
1を駆動するか否か、およびプラス(正)方向に駆動す
るか、マイナス(負)方向に駆動するかを決定する。こ
のように、商用電力系統4からの有効力率kw1を検出
して、力率制御器1で調速器11をプラス(正)または
マイナス(負)方向に駆動することにより、ガスエンジ
ン9の出力および誘導発電機7の出力力率kw3を自動
制御する。
【0017】図6において、この発明にかかわる力率制
御器1を利用した発電機7(図4参照)の運転状況を商
用電力系統4の有効力率kw1と、負荷2の消費力率k
w2と、発電機7の出力力率kw3との関係で示すと、
この図6から分かるように、消費力率kw2と出力力率
kw3とを加えたものがほぼ有効力率kw1に等しくな
っており、商用電力系統4の有効力率kw1は、ほぼ0
kwを維持しているので、力率制御器1により発電機7
の出力力率kw3が有効に制御されることが実証され
た。
御器1を利用した発電機7(図4参照)の運転状況を商
用電力系統4の有効力率kw1と、負荷2の消費力率k
w2と、発電機7の出力力率kw3との関係で示すと、
この図6から分かるように、消費力率kw2と出力力率
kw3とを加えたものがほぼ有効力率kw1に等しくな
っており、商用電力系統4の有効力率kw1は、ほぼ0
kwを維持しているので、力率制御器1により発電機7
の出力力率kw3が有効に制御されることが実証され
た。
【0018】もちろん、この発明にかかわる誘導式メタ
ンガス発電機の力率制御器1は、メタンガスエンジンを
使用する誘導発電機7に限定されるものではなく、適当
なエンジンを使用するものであれば、プロパンガス、天
然ガス、石油ガス、ガソリンおよび他の気体ならびに液
体を燃料とすることができる。
ンガス発電機の力率制御器1は、メタンガスエンジンを
使用する誘導発電機7に限定されるものではなく、適当
なエンジンを使用するものであれば、プロパンガス、天
然ガス、石油ガス、ガソリンおよび他の気体ならびに液
体を燃料とすることができる。
【0019】
【発明の効果】以上に説明した構成により、この発明に
かかわる誘導式メタンガス発電機の力率制御器は、商用
電力系統側に配置した力率検出器を利用して、商用電力
系統の有効力率がプラス(正)値またはマイナス(負)
値であるかを検出し、更にプラス(正)値設定基準値お
よびマイナス(負)値設定基準値と比較して、ガスエン
ジンをプラス(正)方向に駆動するか、またはマイナス
(負)方向に駆動するかを決定すると同時に、これらプ
ラス(正)およびマイナス(負)値設定基準値を調節可
能なものとして、実用的な構成とする。また、これらの
設定基準値の大きさは発電設備の規模により変更可能な
ので、使用する電力が大きければ大きい基準値を設定し
て安定した出力電力を提供できるものとなる。
かかわる誘導式メタンガス発電機の力率制御器は、商用
電力系統側に配置した力率検出器を利用して、商用電力
系統の有効力率がプラス(正)値またはマイナス(負)
値であるかを検出し、更にプラス(正)値設定基準値お
よびマイナス(負)値設定基準値と比較して、ガスエン
ジンをプラス(正)方向に駆動するか、またはマイナス
(負)方向に駆動するかを決定すると同時に、これらプ
ラス(正)およびマイナス(負)値設定基準値を調節可
能なものとして、実用的な構成とする。また、これらの
設定基準値の大きさは発電設備の規模により変更可能な
ので、使用する電力が大きければ大きい基準値を設定し
て安定した出力電力を提供できるものとなる。
【0020】従って、この発明にかかわる誘導式メタン
ガス発電機の力率制御器は、商用電力系統と並列運転す
る誘導式メタンガス発電機において、商用電力系統の有
効力率に基づいてエンジンの出力力率を制御することに
より、商用電力の変動および消費電力の変動に対応でき
るので安定した電力供給を実現するとともに、商用電力
を最低限度にしか使用しない経済性を提供する。また、
誘導発電機が採用できることで、メタンガス発電機を入
手が容易で安価な部品から構成するとともに、故障が少
なく維持管理が簡単なものとする。
ガス発電機の力率制御器は、商用電力系統と並列運転す
る誘導式メタンガス発電機において、商用電力系統の有
効力率に基づいてエンジンの出力力率を制御することに
より、商用電力の変動および消費電力の変動に対応でき
るので安定した電力供給を実現するとともに、商用電力
を最低限度にしか使用しない経済性を提供する。また、
誘導発電機が採用できることで、メタンガス発電機を入
手が容易で安価な部品から構成するとともに、故障が少
なく維持管理が簡単なものとする。
【図1】この発明にかかわる力率制御器の基本構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図2】この発明にかかわる力率制御器の具体的な構成
例を示す電気回路図である。
例を示す電気回路図である。
【図3】この発明にかかわる電源回路の具体的な構成例
を示す電気回路図である。
を示す電気回路図である。
【図4】この発明にかかわる力率制御器を使用した誘導
式メタンガス発電機の全体的なシステム構成を示すブロ
ック図である。
式メタンガス発電機の全体的なシステム構成を示すブロ
ック図である。
【図5】この発明にかかわる調速器の具体的な構成例を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図6】実際の運転における商用電力系統の有効力率と
負荷の消費力率と発電機の出力力率との関係を示すグラ
フである。
負荷の消費力率と発電機の出力力率との関係を示すグラ
フである。
【図7】誘導式メタンガス発電機のシステム例を示す参
考ブロック図である。
考ブロック図である。
1 力率制御器 2 負荷 3 誘導式メタンガス発電機 4 商用電力系統 5 力率検出器 6 電力調節器 7 ガスエンジン発電機 8 軸連結器 9 ガスエンジン 11 調速器 15 メタンガス 16 空気クリーナー 17 mA/mV信号変換回路 18 比較回路 19 駆動回路 20 リレー・表示灯回路 21 正負基準値設定回路 22 電源回路 23 電磁ブレーキ 24 誘導電動機 25 減速ギアボックス 26 開閉用カム 27 支柱 28 ベース板 29 リミットスイッチ 30 ベアリング 31 連結器 32 ガスパイプ 33 バルブ体
Claims (2)
- 【請求項1】 商用電力系統と並列に接続され、誘導発
電機が出力する出力力率を負荷の消費力率に対応させる
自動制御を行うものであって、商用電力系統の有効力率
を検出する力率検出器と、前記有効力率信号の正、負状
態を判別して駆動信号を生成する駆動回路を有する力率
制御器と、モータおよびバルブ体を有して前記駆動信号
に基づいてエンジンの吸気量を調節する調速器とから構
成する自家発電システムにおいて、 前記力率制御器が、力率検出器を利用して商用電力系統
の有効力率が示すプラス値またはマイナス値を判別し、
プラス値またはマイナス値のそれぞれにおいて調速器の
バルブ体を開度大または開度小に駆動して、発電機の出
力力率を商用電力系統の電圧変動および負荷電力の変動
に対応して自動制御することを特徴とする誘導式メタン
ガス発電機の力率制御器。 - 【請求項2】 上記力率制御器が、正負基準値設定回路
を設けて、商用電力系統の有効力率が示すプラス値また
はマイナス値と個別に比較する正基準値および負正基準
値を設定し、負荷の消費力率に合わせて誘導発電機の出
力力率の制御範囲を変更可能とすることを特徴とする請
求項1記載の誘導式メタンガス発電機の力率制御器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4011560A JPH05260799A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 誘導式メタンガス発電機の力率制御器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4011560A JPH05260799A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 誘導式メタンガス発電機の力率制御器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05260799A true JPH05260799A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=11781325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4011560A Pending JPH05260799A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 誘導式メタンガス発電機の力率制御器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05260799A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5546900A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Controlling power factor of generator |
JPS58164268A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Seiko Epson Corp | 薄膜シリコントランジスタ |
JPS6187924A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-06 | Toshiba Corp | 発電電力設定装置 |
JPH0214300B2 (ja) * | 1982-05-18 | 1990-04-06 | Nippon Sheet Glass Co Ltd |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP4011560A patent/JPH05260799A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5546900A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Controlling power factor of generator |
JPS58164268A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | Seiko Epson Corp | 薄膜シリコントランジスタ |
JPH0214300B2 (ja) * | 1982-05-18 | 1990-04-06 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | |
JPS6187924A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-06 | Toshiba Corp | 発電電力設定装置 |
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