JPH05276685A - バッテリの充電方法 - Google Patents

バッテリの充電方法

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JPH05276685A
JPH05276685A JP4068701A JP6870192A JPH05276685A JP H05276685 A JPH05276685 A JP H05276685A JP 4068701 A JP4068701 A JP 4068701A JP 6870192 A JP6870192 A JP 6870192A JP H05276685 A JPH05276685 A JP H05276685A
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JP
Japan
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charging
battery
generator
revolutions
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP4068701A
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English (en)
Inventor
Masaharu Ishiguro
正治 石黒
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 主巻線と補機用電力を取り出す補助巻線とを
有する発電機からバッテリを充電する場合において、充
電回路を簡素化し、その価格を従来より大幅に下げるこ
とができるバッテリの充電方法を提供することを目的と
する。 【構成】 主巻線Pと補機用電力を取り出す補助巻線S
とを有する発電機4からバッテリ10を充電する場合に
おいて、上記補助巻線Sの出力を直流変換して充電用電
源とし、上記発電機の定常運転時は上記補助巻線の発生
電圧を上記バッテリの定格値以下とし、充電期間中は、
充電期間中は、発電機の回転数を、バッテリの充電状況
に応じて、充電可能となるように、発電機の回転数を制
御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主巻線と補機用電力を
取り出す補助巻線とを有する発電機からバッテリを充電
する場合の充電方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来の可搬タイプのエンジン式
発電装置の構成を示したものである。同図において、1
は燃料タンク、2は燃料供給装置(インジェクタ)、3
はガスタービンエンジン(以下、単に、エンジンとい
う)E、4は磁石形の3相同期発電機(以下、単に、発
電機という)SG、5は電力変換装置である。この電力
変換装置5の交流出力はリアクトルLoとコンデンサC
oからなる平滑回路を通して出力される。電力変換装置
5は順変換部6とコンデサ7および逆変換部8を備えて
いる。9uと9wは出力端子であり、100ボルトもし
くは200ボルト用コンセントに接続される。
【0003】発電機4は図10に示すように高圧側の主
巻線Pと低圧側の補助巻線Sを有し、主巻線Pが電力変
換装置5に接続されている。補助巻線Sの発生電力はフ
ァンや燃料供給装置2等の補機用電力として利用され
る。主巻線Pの発生電圧はVpとする。また、補助巻線
Sの発生電圧Vsは回転数検出器20に取り込んで、発
電機4の回転数を検出するのに利用される。検出された
回転数Nは回転数指令N* と比較され、その偏差は偏差
増幅器21を通して燃料供給装置2へ与えられ、上記偏
差がが無くなるように燃料供給装置2を制御する。
【0004】順変換部6は、図9に示すように、ブリッ
ジ接続された6箇のトランジスタたQ1 〜Q6 と、それ
ぞれに逆並列接続されたダイオードD1 〜D6 を有して
いる。また、逆変換部8は、図9に示すように、ブリッ
ジ接続された4箇のトランジスタTr1〜Tr4と、それぞ
れに逆並列接続された4箇のダイオードD7 〜D10を有
している。
【0005】10は公称電圧12ボルトもしくは24ボ
ルトのエンジンスタータ用のバッテリであって、電力変
換装置5の直流回路の正極と負極の間に降圧回路(降圧
チョッパ回路)11を介して接続されている。10Aは
バッテリの内部抵抗r、10Bは電池電圧VB を示して
いる。降圧チョッパ回路11はチョッパ素子12、リア
クトル13、ダイオード14を備えている。15は充電
制御回路であって、電流センサDCCT16により検出
した充電電流IB を充電電流指令値IB * と比較し、そ
の偏差を増幅する偏差増幅器17、PWM信号を発生す
るPWM信号発生器18を備え、このPWM信号をスイ
ッチ19Aを介しチョッパ素子12のベースに与えて当
該チョッパ素子12を制御する。このスイッチ19Aは
充電時を除いては開路される。
【0006】この装置において、エンジン3の始動にあ
たっては、スイッチSWを閉じて、バッテリ10を主回
路に接続し、逆変換部8を構成するトランジスタの1つ
とダイオードの1つおよびフィルタ回路のリアクトルL
oを利用して昇圧回路を形成せしめ、バッテリ10の電
圧を昇圧するとともに順変換部6を逆変換動作させて発
電機4を電動機運転する。
【0007】そして、バッテリ10は、エンジン3の始
動が完了したのち、スイッチSWを開いて、降圧回路
(降圧チョッパ回路)11を作動させて充電する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この種の可搬タイプの
エンジン式発電装置は、可及的に低価格であることが要
求されるので、できるだけ部品点数を減らし、また安価
な部品を使用できるように設計するが、上記のように電
力変換装置5から、すなわち種巻線Pから充電電力を得
るものでは、どうしても高価な降圧回路(降圧チョッパ
回路)11を省くことができず、全体の回路装置の価格
に占める充電回路部分の割合が大きくなってしまい、コ
ストダウンのネックとなっていた。
【0009】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、主巻線と補機用電力を取り出す補助巻線とを
有する発電機からバッテリを充電する場合において、充
電回路を簡素化し、その価格を従来より大幅に下げるこ
とができるバッテリの充電方法を提供することを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項1では、主巻線と補機用電力を取り出
す補助巻線とを有する発電機からバッテリを充電する場
合において、上記補助巻線の出力を直流変換して充電用
電源とし、充電期間中は、発電機の回転数を、バッテリ
の充電状況に応じて、充電可能となるように、発電機の
回転数を制御する構成とした。
【0011】請求項2では、充電期間中は、充電指令に
より閉路するスイッチを介して充電用電源とバッテリと
を接続するとともに、回転数指令を切り換えて、発電機
の回転数を、充電用電源電圧>バッテリ電圧となる回転
数に制御するようにした。
【0012】請求項3では、充電期間中は、充電指令に
より閉路するスイッチを介して充電用電源とバッテリと
を接続するとともに、発電機の回転数を、充電電流指令
値と充電電流との偏差に対応する回転数だけ変動させる
構成とした。
【0013】請求項4では、発電機の定常運転時は補助
巻線の発生電圧をバッテリの定格値以下とし、充電期間
中は、発電機の回転数を、充電電流指令値と充電電流と
の偏差に対応する回転数だけ定常時回転数より変動させ
る構成とした。
【0014】請求項5では、発電機はガスタービンエン
ジンを原動機とし、エンジン始動時は電動機運転される
発電機であり、バッテリは当該始動時の電源となるスタ
ーター用バッテリである構成とした。
【0015】
【作用】本発明では、発電機の補助巻線の電圧をバッテ
リに供給するので、降圧回路とその制御回路は不要にな
り、また、バッテリ充電時には、発電機の回転数を変動
させて、補助巻線の電圧をバッテリ電圧より変動させる
ので、昇圧回路も設ける必要はない。
【0016】
【実施例】以下、本発明の1実施例を図面を参照して説
明する。
【0017】図1において、22は3相のダイオード整
流器であって、発電機4の補助巻線Sが出力する3相交
流を全波整流し、この整流出力が充電電力としてダイレ
クトにバッテリ10に供給される。この充電回路には、
充電指令B* が与えられるスイッチ回路19の常開接点
19a1 が介装されている。
【0018】本実施例では、バッテリ充電時には、充電
時用回転数指令NB * が与えられる構成になっており、
スイッチ回路19の常開接点19a2 と常閉接点19b
が回転数指令N* と充電時用回転数指令NB * とを切り
換える。この充電時用回転数指令NB * は、図4の
(A)に示すように、VS がバッテリ電圧VBKより所定
値高い電圧VS2とする回転数値NB とする。他の構成は
前記従来のものと同じである。
【0019】本実施例では、エンジン3が始動され、そ
の回転数Nの上昇に伴い発電機4の発生電圧Vp、Vs
も上昇する。通常(定格)回転数NK に達して起動が完
了すると、所定時間の間、充電指令B* を与えてスイッ
チ回路19の常開接点19a1 と19a2 は閉路させ、
常閉接点19bを開路させる。
【0020】これにより、上記した充電回路が閉成する
とともに、回転数指令がN* からNB * へ切り換わるの
で、発電機4の回転数が、VS =VS2>バッテリ電圧V
BKとなる回転数NB まで上昇し、図4の(A)に示すV
S1からVS2へ上昇し、またはVS3からVS2に下降し、バ
ッテリ10の充電が行なわれる。
【0021】本実施例では、充電指令B* が発生してい
る間はスイッチ回路19の常開接点19a1 が閉路して
充電回路が閉成するが、充電指令B* が発生していない
場合には、常開接点19a1 が開路して充電回路が開い
ているので、VS >VBKとなっても、バッテリ充電動作
が開始される恐れは無い。また、充電回路が閉成してい
る時でも、VS をバッテリ電圧VBKより所定値高い電圧
とし、適正な充電電流が流れ、バッテリが破壊しないよ
うになっている。
【0022】このように、本実施例では、発電機4の補
助巻線Sの電圧VS をバッテリに供給するので、従来設
けていた降圧回路11とこれを制御する充電制御回路が
不要になる分、回路部品を減らすことができ、補助巻線
Sの、発電機の発生電圧がバッテリ電圧より低くても、
充電に際しては、充電時用回転数指令NB * により、発
電機回転数を変動させて発生電圧をバッテリ電圧より所
定値高い電圧にするので、昇圧回路を設ける必要もな
い。
【0023】図2は、本発明の第2の実施例を示したも
のであり、充電電流を制御している点において、図1の
実施例と相違する。
【0024】充電電流を制御する充電制御回路15は電
流センサDCCT16により検出した充電電流IB を充
電電流指令値IB * と比較し、その偏差を増幅する偏差
増幅器17とスイッチ19Aからなる。偏差増幅器17
の出力ΔIB は回転数指令N* と加算器23で加算さ
れ、この加算値(N* +ΔIB )と回転数Nとの偏差が
零になるように燃料供給装置2が制御される。スイッチ
19Aは充電回路に設けたスイッチ19Bと連動し、両
スイッチ19Aと19Bは充電指令B* により閉路す
る。他の構成は図1の実施例のものと同じである。
【0025】本実施例では、エンジン3が始動され、そ
の回転数Nの上昇に伴い発電機4の発生電圧Vp、Vs
も上昇する。定格回転数NK に達して起動が完了する
と、充電指令B* を与えてスイッチ19Aと19Bを所
定時間だけ閉路する。
【0026】これにより、前記した充電回路が閉成する
とともに、偏差増幅器17の出力であるΔIB が回転数
指令値N* に加算されるので、ΔIB 分だけ発電機4の
回転数が上昇して補助巻線Sの発生電圧Vsががバッテ
リ電圧VBKより所定値高い電圧となり、バッテリ10に
は、充電電流IBB =(VS −VB )/r (1) が流入する。
【0027】本実施例では、充電制御回路15を設けて
いるが、従来設けていた降圧回路11とこれを制御する
PWM信号発生器18が不要であり、補助巻線Sの、発
電機の発生電圧がバッテリ電圧より低くても、充電に際
しては、充電時用回転数指令NB * により、発電機回転
数を上昇させて発生電圧をバッテリ電圧より上昇させる
ので、図1の実施例の場合と同様に、昇圧回路を設ける
必要もない。
【0028】図3は、本発明の第3の実施例を示したも
のであり、エンジン3が定格回転数NK で回転している
時の補助巻線Sの発生電圧VSKは、図4の(B)に示す
ように、バッテリ10のバッテリ電圧VBKより低い電圧
に設定した上で、充電電流を制御している点において、
図2の実施例と相違する。
【0029】本実施例では、発電機4の回転数が通常回
転数NK 以下の間は、補助巻線Sの発生電圧Vs<バッ
テリ電圧VBKであるので、図2のスイッチ19Bはない
がバッテリ10の充電は行なわれない。充電動作を停止
させる場合には、充電指令B* を消滅させるだけでよ
く、図2の実施例のように充電回路をスイッチ19B開
放する必要がないないから、その分、部品点数が少なく
て済む。
【0030】ところで、バッテリ10の両端には、ダイ
オード整流器22からの脈流状の整流電圧(図5のAに
示す)が印加されるので、充電電流IB は図5のBに示
すようにパルス状になってしまう。従って、図2および
図3の実施例における電流制御は平均値制御となる。
【0031】このパルス状の充電電流IB の波高値を低
減するために、図6に示すように、抵抗24を設けた
り、図7に示すように、補助巻線の電圧VS をインダク
タンス25(もしくは抵抗)を通してダイオード整流器
22に与えるようにしてもよい
【0032】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、主巻線と補
機用電力を取り出す補助巻線とを有する発電機からバッ
テリを充電する場合に、上記補助巻線を充電用電源と
し、昇圧や降圧する回路を用いることなくバッテリ充電
することができるので、従来に比し、価格の張る部品を
省くことができ、バッテリ充電のための回路の価格を大
幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す構成図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す構成図である。
【図4】上記実施例の動作を説明するための各部の電圧
を示す図である。
【図5】上記実施例における充電電圧と充電電流を示す
図である。
【図6】本発明の他の実施例の要部を示す構成図であ
る。
【図7】本発明の他の実施例の要部を示す構成図であ
る。
【図8】従来のエンジン式発電装置の構成図である。
【図9】上記従来のエンジン式発電装置における順変換
部と逆変換部の回路図である。
【図10】上記従来のエンジン式発電装置における発電
機の巻線構造を示す図である。
【符号の説明】
1 燃料タンク 2 燃料補給装置 3 ガスタービンエンジン 5 電力変換装置 6 順変換部 7 コンデンサ 8 逆変換部 10 バッテリ 15 充電制御回路 17 偏差増幅器 19 スイッチ回路 19A、19B スイッチ 22 ダイオード整流器 23 加算器 19a1 、19a2 、19b スイッチ回路19の接点 P 主巻線 S 補助巻線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主巻線と補機用電力を取り出す補助巻線
    とを有する発電機からバッテリを充電する場合におい
    て、上記補助巻線の出力を直流変換して充電用電源と
    し、充電期間中は、発電機の回転数を、バッテリの充電
    状況に応じて、充電可能となるように、発電機の回転数
    を制御することを特徴とするバッテリの充電方法。
  2. 【請求項2】 充電期間中は、充電指令により閉路する
    スイッチを介して充電用電源とバッテリとを接続すると
    ともに、回転数指令を切り換えて、発電機の回転数を、
    バッテリ電圧より所定値高い電圧となる回転数に制御す
    ることを特徴とする請求項1記載のバッテリの充電方
    法。
  3. 【請求項3】 充電期間中は、充電指令により閉路する
    スイッチを介して充電用電源とバッテリとを接続すると
    ともに、発電機の回転数を、充電電流指令値と充電電流
    との偏差に対応する回転数だけ変動させることを特徴と
    する請求項1記載のバッテリの充電方法。
  4. 【請求項4】 発電機の定常運転時は上記補助巻線の発
    生電圧を上記バッテリの定格値以下とし、充電期間中
    は、発電機の回転数を、充電電流指令値と充電電流との
    偏差に対応する回転数だけ定常時回転数より変動させる
    ことを特徴とする請求項1記載のバッテリの充電方法。
  5. 【請求項5】 発電機はガスタービンエンジンを原動機
    とし、エンジン始動時は電動機運転される発電機であ
    り、バッテリは当該始動時の電源となるスターター用バ
    ッテリであることを特徴とする請求項1〜4記載のバッ
    テリの充電方法。
JP4068701A 1992-03-26 1992-03-26 バッテリの充電方法 Pending JPH05276685A (ja)

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