JPH0750700Y2 - エンジン異常検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、エンジン発電装置のエンジン異常検出装置に
関する。

B.考案の概要 本考案は、エンジン発電装置のエンジン異常を検出する
において、 発電機の発電電力波形からエンジンのある回転周波数成
分を抽出してそのレベルから正常，異常を判定すること
により、 比較的簡単な構成で確実にエンジン異常を検出できるよ
うにしたものである。

C.従来の技術 エンジンにより発電機を定速駆動して該発電機から発電
電力を得るエンジン発電設備において、エンジンの燃料
噴射弁のつまりなどによって燃料系統に異常が発生する
と、爆発圧力が不均一となって発生トルクの脈動分が増
加する。このような異常はエンジン及び発電機を損傷さ
せる恐れがあり、この異常を早期に検出して修理する必
要がある。

そこで、従来からエンジンの振動や電力計の振れなどの
変化を保守員がチェックすることで異常検出を行う方
法、又はエンジン爆発圧力や回転速度の変化から検出す
る方法が採られていた。

D.考案が解決しようとする課題 従来のエンジン異常検出方法は、前者の方法では保守員
の熟練度に依存する度合が大きく、異常検出も難しくす
るものであった。一方、後者の方法は、エンジンに圧力
や加速速度検出器を設けることを必要として複雑・高価
な装置になる問題があった。

本考案の目的は、比較的簡単な構成にしながらエンジン
異常を確実に検出できるようにした検出装置を提供する
ことにある。

E.課題を解決するための手段と作用 本考案は上記目的を達成するため、エンジンにより発電
機を駆動して該発電機から発電電力を得るエンジン発電
設備において、前記発電機の発電電圧検出信号と発電電
流検出信号から発電電力波形を求める電力変換器と、ト
ルク脈動が増大した前記エンジンの異常時に、前記発電
機の発電電力のリップル分のうち、該トルク脈動に対応
して増大する周波数成分を前記発電電力波形から検出す
るフィルタ回路と、前記フィルタ回路で検出した周波数
成分の振幅が所定レベルを越えたことを検出するコンパ
レータとを備え、前記コンパレータに検出出力が得られ
たときに前記エンジンの異常と判定するようにし、エン
ジンのトルク脈動による発電電力波形の変化及びエンジ
ン回転周波数成分との相関性に着目し、発電電力波形か
ら抽出した所定のエンジン回転周波数成分のレベルをエ
ンジンのトルク脈動の変化として関係づけることでエン
ジン異常を検出する。

F.実施例 第１図は本考案の一実施例を示す回路図である。

ディーゼルエンジン１によって発電機２を駆動し、発電
機２から定周波定電圧の発電力を得て負荷や系統に連系
するディーゼルエンジン発電設備において、エンジン異
常検出装置は３〜９によって構成される。

変流器３は発電機２の発電電流を検出し、変成器４は発
電機２の発電電圧を検出する。これら変流器３及び変成
器４は発電機２の発電制御装置に付属するものが利用さ
れ、異常検出装置に専用のものとして設ける必要はな
い。

電力変換器５は変流器３及び変成器４の両検出出力から
発電電力波形を求める。フィルタ回路６は電力変換器５
の出力波形からエンジン１の１つの回転周波数成分を検
出し、ウインドコンパレータ７は該フィルタ回路６の検
出信号レベルが所定範囲（ウインド幅）を越えるか否か
を検出し、出力回路８は該ウインドコンパレータ７の出
力にウインド幅を越えた信号があるときに出力リレー接
点９をオンさせて該接点９に連続した異常出力を得る。

こうした構成によるエンジン異常検出装置は、エンジン
１の異常発生を発電電力波形から抽出したエンジン回転
周波数成分の変化として検出する。これを以下に詳細に
説明する。

本願考案者は、エンジン１の燃料系統の異常によってエ
ンジン１の発生トルクに脈動が発生又は増大すると、発
電機２の発電出力にもトルク脈動に対応するリップル分
が変動することを見い出した。下記表はエンジン１が正
常な場合と１つのシリンダへの燃料噴射を止めた場合の
エンジン回転周波数成分毎の発電電力とエンジン軸トル
クの測定結果を示す。

上記表中、エンジンの異常時と正常時に発電電力で顕著
な差異を起こすのはエンジン回転周波数が1.7Hzの成分
に表れる。

そこで、電力変換器５の発電電力検出波形からフィルタ
回路６で1.7Hz成分のみを抽出し、この1.7Hz成分の振幅
の変化をウインドコンパレータ７によって検出すること
でエンジン１の正常，異常の検出ができる。

第２図は第１図の各部波形を示し、電力変換器５による
電力変換出力からフィルタ回路６に1.7Hzの周波数成分
出力を得、この出力をウインドコンパレータ７に高レベ
ルV_Hと低レベルV_Lを持つウインド幅を持たせて該レベル
範囲を越えるか否かの判定出力を得、この出力を出力回
路８で連続波形に変換することで異常出力にオン信号を
得る。

従って、エンジン１の異常検出にはエンジン１から直接
にその振動やトルク脈動さらには爆発圧力を検出するこ
となく、発電機２の発電電力から抽出した１つのエンジ
ン回転周波数成分のレベルの変化を監視することで済
み、検出装置構成を少しの回路５〜９の付加のみによっ
て、しかも発電制御装置等に付加するのみで実現され
る。また、エンジンの異常と正常とではエンジン回転周
波数成分に顕著なレベル変化があり、比較的簡単な回路
によってエンジン異常の確実な判定を得ることができ
る。また、エンジンの異常検出装置は発電機２の発電電
力の動揺をも検出することから発電電力の監視や発電制
御装置の異常監視の１つの監視信号として利用できる。

なお、実施例におけるフィルタ回路６やコンパレータ７
等の回路構成は適宜設計変更しうるものである。

また、エンジン回転周波数成分の抽出は１つの周波数成
分に限らず、エンジン気筒数等によっては複数の周波数
成分を抽出して異常検出することができるし、一層正確
な判定も可能となる。

G.考案の効果 以上のとおり、本発明によれば、エンジン異常を発電機
の発電電力波形から抽出したエンジン回転周波数成分の
レベル変化から判定するようにしたため、エンジン異常
検出装置としてはエンジンに直接に設ける振動計測手段
など複数高価な装置を不要にして比較的簡単な構成に
し、しかも確実な検出ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２図は実施
例における各部波形図である。 １……ディーゼルエンジン、２……発電機、５……電力
変換器、６……フィルタ回路、７……ウィンドコンパレ
ータ、８……出力回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンにより発電機を駆動して該発電機
   から発電電力を得るエンジン発電設備において、 前記発電機の発電電圧検出信号と発電電流検出信号から
   発電電力波形を求める電力変換器と、 トルク脈動が増大した前記エンジンの異常時に、前記発
   電機の発電電力のリップル分のうち、該トルク脈動に対
   応して増大する周波数成分を前記発電電力波形から検出
   するフィルタ回路と、 前記フィルタ回路で検出した周波数成分の振幅が所定レ
   ベルを越えたことを検出するコンパレータとを備え、 前記コンパレータに検出出力が得られたときに前記エン
   ジンの異常と判定することを特徴とするエンジン異常検
   出装置。