JPH08168220A - Engine-driven generator system - Google Patents

Engine-driven generator system

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Publication number
JPH08168220A
JPH08168220A JP6306193A JP30619394A JPH08168220A JP H08168220 A JPH08168220 A JP H08168220A JP 6306193 A JP6306193 A JP 6306193A JP 30619394 A JP30619394 A JP 30619394A JP H08168220 A JPH08168220 A JP H08168220A
Authority
JP
Japan
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generator
output
engine
coil
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP6306193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Nozu
徹 野津
Tadashi Kato
忠 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kokusan Denki Co Ltd filed Critical Kokusan Denki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To provide an engine-driven generator system which can drive a load which has a large starting current such as an induction motor without increasing the size of a synchronous generator. CONSTITUTION: Field current is supplied to a field coil 3 from an exciter coil 1 through a rectifier Rec1 and a switch for controlling field current 7. A generator for excitation 10 which is driven by an angine is installed and output current of the generator for excitation 10 is overlapped on the field current through a rectifier for rectifying the output of an exciter Rec2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、同期発電機を用いたエ
ンジン駆動発電装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine-driven power generator using a synchronous generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジン(内燃機関)により駆動される
同期発電機は、例えば工事現場等で誘導モータを使用し
た機器を駆動するために利用されている。この種の発電
機としては、コストの面から、主として突極自励式3相
交流同期発電機が用いられている。
2. Description of the Related Art A synchronous generator driven by an engine (internal combustion engine) is used, for example, at a construction site to drive a device using an induction motor. As a generator of this type, a salient pole self-excited three-phase AC synchronous generator is mainly used in terms of cost.

【0003】図4は従来のエンジン駆動発電装置の構成
を示したもので、同図において1はエキサイタコイル、
2は3相星形結線された電機子コイル、3は界磁コイル
である。エキサイタコイル1及び3相の電機子コイル2
u〜2wは固定子鉄心に設けられたスロットに巻回さ
れ、電機子コイル2u〜2wの中性点と反対側の端子か
らそれぞれ3相の出力端子4u〜4wが導出されてい
る。界磁コイル3は、回転子鉄心に設けられた突極に集
中巻きされ、界磁コイル3の両端はスリップリング5
a,5bに接続されている。スリップリング5a,5b
にはそれぞれブラシ6a,6bが接触させられている。
この種の発電機では、回転子鉄心に初期励磁用の永久磁
石が取り付けられていて、起動時に該永久磁石から生じ
る磁束によりエキサイタコイルに電圧を誘起させるよう
になっている。回転子の回転軸は、ベルト等の動力伝達
手段を介してエンジンのクランク軸に結合されている。
FIG. 4 shows the structure of a conventional engine-driven power generator. In FIG. 4, 1 is an exciter coil,
Reference numeral 2 is a three-phase star-connected armature coil, and 3 is a field coil. Exciter coil 1 and 3-phase armature coil 2
u to 2w are wound around slots provided in the stator core, and three-phase output terminals 4u to 4w are derived from terminals on the side opposite to the neutral point of the armature coils 2u to 2w. The field coil 3 is concentratedly wound on salient poles provided on the rotor core, and both ends of the field coil 3 are slip rings 5
It is connected to a and 5b. Slip rings 5a, 5b
Brushes 6a and 6b are respectively brought into contact with.
In this type of generator, a permanent magnet for initial excitation is attached to the rotor core, and a voltage is induced in the exciter coil by the magnetic flux generated from the permanent magnet at the time of starting. The rotating shaft of the rotor is connected to the crankshaft of the engine via a power transmission means such as a belt.

【0004】エキサイタコイル1の一端及び他端はそれ
ぞれエキサイタ出力整流用整流器Rec1 の入力端子に接
続され、整流器Rec1 の出力端子間には平滑用コンデン
サC1 が接続されている。エキサイタ出力整流用整流器
Rec1 はダイオードをブリッジ接続して構成した周知の
全波整流器からなっていて、この整流器Rec1 の正極側
の出力端子はブラシ6aとスリップリング5aとを通し
て界磁コイル3の一端に接続されている。エキサイタ出
力整流用整流器7の負極側の出力端子には界磁電流制御
用スイッチ7を構成するNPNトランジスタTR1 のエ
ミッタが接続され、トランジスタTR1 のコレクタはブ
ラシ6bとスリップリング5bとを通して界磁コイル3
の他端に接続されている。ブラシ6a,6b間には界磁
コイル3に流れる電流が遮断されたときに該界磁コイル
に誘起する電圧で界磁コイル3に電流を流すフライホイ
ールダイオードD1 が接続され、整流器Rec1 と、コン
デンサC1 とトランジスタTR1 とダイオードD1 とに
より、エキサイタコイル1の出力電流で整流器Rec1 と
界磁電流制御用スイッチ7とを通して界磁コイル3に界
磁電流を供給する界磁電流供給回路8が構成されてい
る。
One end and the other end of the exciter coil 1 are connected to the input terminals of the exciter output rectifier Rec1 and the smoothing capacitor C1 is connected between the output terminals of the rectifier Rec1. The exciter output rectifier Rec1 is a well-known full-wave rectifier configured by connecting diodes in a bridge connection. The positive output terminal of the rectifier Rec1 is connected to one end of the field coil 3 through the brush 6a and the slip ring 5a. It is connected. The emitter of the NPN transistor TR1 forming the field current control switch 7 is connected to the negative output terminal of the exciter output rectifier 7, and the collector of the transistor TR1 is connected to the field coil 3 through the brush 6b and the slip ring 5b.
Is connected to the other end of. A flywheel diode D1 is connected between the brushes 6a and 6b to flow a current through the field coil 3 when the current flowing through the field coil 3 is cut off. The flywheel diode D1 is connected to the rectifier Rec1 and a capacitor. A field current supply circuit 8 for supplying a field current to the field coil 3 through the rectifier Rec1 and the field current control switch 7 by the output current of the exciter coil 1 is constituted by C1, the transistor TR1, and the diode D1. There is.

【0005】発電機の出力電圧を検出するため、1相の
電機子コイル2uの出力端子と中性点とに出力電圧検出
用の全波整流器Reco の入力端子が接続され、整流器R
ecoの出力端子間に抵抗R1 及R2 の直列回路からなる
抵抗分圧回路が接続されている。この分圧回路の出力端
子間(抵抗R2 の両端)にコンデンサC2 が接続され、
該コンデンサC2 の両端に得られる電圧検出信号がツェ
ナーダイオードZD1を通してNPNトランジスタTR2
のベースエミッタ間に印加されている。トランジスタ
TR2 のエミッタはトランジスタTR1 のエミッタに共
通接続され、該トランジスタTR2 のコレクタはトラン
ジスタTR1 のベースに接続されるとともに抵抗R3 を
通してエキサイタ出力整流用整流器Rec1 の正極側出力
端子に接続されている。トランジスタTR2 のベースエ
ミッタ間及びベースコレクタ間にはそれぞれ抵抗R4 及
びコンデンサC3 が接続されている。
In order to detect the output voltage of the generator, the input terminal of the full-wave rectifier Reco for detecting the output voltage is connected to the output terminal of the one-phase armature coil 2u and the neutral point.
A resistance voltage divider circuit consisting of a series circuit of resistors R1 and R2 is connected between the output terminals of eco. A capacitor C2 is connected between the output terminals (both ends of the resistor R2) of this voltage dividing circuit,
The voltage detection signal obtained across the capacitor C2 passes through the Zener diode ZD1 and the NPN transistor TR2.
Is applied between the base and the emitter. The emitter of the transistor TR2 is commonly connected to the emitter of the transistor TR1, and the collector of the transistor TR2 is connected to the base of the transistor TR1 and also connected to the positive output terminal of the exciter output rectifier Rec1 through the resistor R3. A resistor R4 and a capacitor C3 are connected between the base and emitter of the transistor TR2, respectively.

【0006】この例では、整流器Reco と抵抗R1 及び
R2 からなる抵抗分圧回路とコンデンサC2 とにより、
発電機の出力電圧を検出する出力電圧検出回路が構成さ
れ、ツェナーダイオードZD1 とトランジスタTR2 と
抵抗R3 及びR4 とコンデンサC3 とにより、発電機の
出力電圧が設定値以下のときに界磁電流制御用スイッチ
7をオン状態に保って界磁コイル3に界磁電流を流し、
発電機の出力電圧が設定値を超えたときに界磁電流制御
用スイッチ7をオフ状態にして界磁電流を遮断させる出
力電圧制御回路9が構成されている。
In this example, a rectifier Reco, a resistance voltage dividing circuit composed of resistors R1 and R2, and a capacitor C2
An output voltage detection circuit for detecting the output voltage of the generator is configured, and the Zener diode ZD1, the transistor TR2, the resistors R3 and R4, and the capacitor C3 are used for controlling the field current when the output voltage of the generator is less than the set value. Keep the switch 7 in the ON state and apply the field current to the field coil 3,
An output voltage control circuit 9 is configured to shut off the field current by turning off the field current control switch 7 when the output voltage of the generator exceeds a set value.

【0007】上記の発電装置の起動時には、回転子に取
り付けられた初期励磁用永久磁石によりエキサイタコイ
ル1及び電機子コイル2に電圧が誘起させられる。最初
は電機子コイル2の出力電圧は設定値以下であるため、
ツェナーダイオードZD1 が遮断状態にあり、トランジ
スタTR2 はオフ状態に保持されている。このときエキ
サイタコイル1から整流器Rec1 と抵抗R3 とを通して
トランジスタTR1 にベース電流が供給されるため、該
トランジスタTR1 が導通し、エキサイタコイル1から
整流器Rec1 とトランジスタTR1 (界磁電流制御用ス
イッチ)とブラシ6a,6b及びスリップリング5a,
5bとを通して界磁コイル3に界磁電流が与えられる。
これにより回転子鉄心が励磁され、電機子コイル2の電
圧が確立する。電機子コイル2の出力電圧が設定値を超
えるとツェナーダイオードZD1が導通状態になり、ト
ランジスタTR2 にベース電流が与えられるため、該ト
ランジスタTR2 がオン状態になり、トランジスタTR
1 がオフ状態になる。従って界磁電流が遮断され、電機
子コイル2に誘起する電圧が低下させられる。電機子コ
イル2の出力電圧が設定値以下になると、トランジスタ
TR1 がオフ状態になるため、再びトランジスタTR1
が導通し、界磁コイル3に界磁電流が供給される。これ
らの動作の繰り返しにより、電機子コイル2に誘起する
電圧がほぼ設定値に保たれる。
When the power generator is started, a voltage is induced in the exciter coil 1 and the armature coil 2 by the permanent magnet for initial excitation attached to the rotor. Initially, the output voltage of the armature coil 2 is below the set value, so
The Zener diode ZD1 is cut off and the transistor TR2 is kept off. At this time, since the base current is supplied from the exciter coil 1 to the transistor TR1 through the rectifier Rec1 and the resistor R3, the transistor TR1 becomes conductive, and the exciter coil 1 causes the rectifier Rec1, the transistor TR1 (field current control switch) and the brush. 6a, 6b and slip ring 5a,
A field current is applied to the field coil 3 through 5b.
As a result, the rotor core is excited and the voltage of the armature coil 2 is established. When the output voltage of the armature coil 2 exceeds the set value, the Zener diode ZD1 becomes conductive, and the base current is given to the transistor TR2, so that the transistor TR2 is turned on and the transistor TR2 is turned on.
1 goes off. Therefore, the field current is cut off and the voltage induced in the armature coil 2 is reduced. When the output voltage of the armature coil 2 falls below the set value, the transistor TR1 is turned off.
Are conducted, and a field current is supplied to the field coil 3. By repeating these operations, the voltage induced in the armature coil 2 is maintained at a substantially set value.

【0008】一般に自励式同期発電機は、大きな短時間
過負荷出力を得ることができるという特徴を有するが、
その出力特性は図2の曲線イまたはロのように、巻き込
み現象を伴う特性となる。図2において縦軸及び横軸は
それぞれ発電機の出力電圧E及び出力電流Iを示してお
り、同図に鎖線で示した曲線ロは、実線で示した曲線イ
の特性を有する同期発電機よりも励磁特性が改善された
同期発電機の特性を示している。また曲線に沿って示さ
れた矢印は、起動時からの出力電圧及び電流の推移を示
している。なおIo は初期励磁用永久磁石により生じさ
せられる電流を示している。
Generally, the self-excited synchronous generator has a feature that a large short-time overload output can be obtained.
The output characteristic is a characteristic accompanied by the entrainment phenomenon, as shown by the curves A and B in FIG. In FIG. 2, the vertical axis and the horizontal axis respectively show the output voltage E and the output current I of the generator, and the curve B shown by the chain line in the figure is from the synchronous generator having the characteristics of the curve A shown by the solid line. Also shows the characteristics of the synchronous generator with improved excitation characteristics. The arrows shown along the curve show the changes in the output voltage and current from the time of startup. Note that Io represents a current generated by the permanent magnet for initial excitation.

【0009】図2の曲線イ及びロのように、自励式の同
期発電機の出力特性は、最大出力点から巻き込みを生じ
て出力が低下する特性となる。特に、3相同期発電機の
場合には、負荷時の電機子反作用による減磁界が固定子
の全周に亘って生じるため、巻き込み現象が特に顕著に
生じる。
As indicated by the curves A and B in FIG. 2, the output characteristic of the self-excited synchronous generator is a characteristic in which the output is reduced due to entanglement from the maximum output point. In particular, in the case of a three-phase synchronous generator, a demagnetizing field due to an armature reaction at the time of load occurs over the entire circumference of the stator, so that the entrainment phenomenon occurs particularly remarkably.

【0010】このように出力の巻き込み現象が生じる同
期発電機では、負荷を駆動するために出力に余裕を持た
せておくことが必要になり、負荷の定格消費電力に比べ
て相当に大きな定格出力を持たせることが必要になる。
特に負荷が誘導電動機である場合には、起動時に定格電
流の数倍の電流が流れるため、発電機の定格出力に相当
の余裕がないと、起動に必要な電圧及び電流を維持する
ことができなくなって起動に失敗することになる。
In the synchronous generator in which the output entrainment phenomenon occurs as described above, it is necessary to allow the output to have a margin in order to drive the load, and the rated output is considerably larger than the rated power consumption of the load. It is necessary to have.
In particular, when the load is an induction motor, a current several times the rated current flows at startup, so the voltage and current required for startup can be maintained unless there is a sufficient margin in the rated output of the generator. It runs out and fails to start.

【0011】例えば、図2に示したように、定格動作点
がa、起動時の負荷インピーダンス直線がRM1 で、起
動を維持するための最低動作点がb(起動最低維持電圧
がEm 、起動最低維持電流がIm )の誘導電動機を、曲
線イの特性を有する同期発電機の負荷とした場合を考え
ると、発電機は図2の負荷インピーダンス直線RM1と
曲線イとの交点cで動作することになるため、起動に必
要な最低電圧Em 及び電流Im を維持することができ
ず、電動機を起動させることができない。この場合の発
電機の出力電圧E及び出力電流Iの実効値の時間的な変
化の実測結果を図3(A)に示した。同図に示したよう
に、時刻t1 で誘導電動機を投入した場合、投入直後は
過渡リアクタンスの影響で電流Iが流れるが、その起動
点の電流を維持することはできず、最終的には出力電圧
E及び電流Iがほぼ零になってしまう。
For example, as shown in FIG. 2, the rated operating point is a, the load impedance straight line at startup is RM1, and the minimum operating point for maintaining startup is b (starting minimum maintenance voltage Em, starting minimum Considering a case where an induction motor having a sustaining current Im) is used as a load of a synchronous generator having the characteristic of curve a, the generator operates at the intersection point c between the load impedance straight line RM1 and the curve a in FIG. Therefore, the minimum voltage Em and the current Im necessary for starting cannot be maintained, and the electric motor cannot be started. FIG. 3 (A) shows the actual measurement results of the temporal changes in the effective values of the output voltage E and the output current I of the generator in this case. As shown in the figure, when the induction motor is turned on at the time t1, the current I flows due to the influence of the transient reactance immediately after the turning on, but the current at the starting point cannot be maintained, and the output is finally output. The voltage E and the current I become almost zero.

【0012】そこで従来は、同期発電機のエキサイタコ
イルの出力を増大させることにより、図2の曲線ロのよ
うな出力特性を持たせて、誘導電動機の起動時の動作点
を曲線ロと起動時の負荷インピーダンス直線RM1 との
交点d点とすることにより、起動最低維持電圧Em 及び
起動最低維持電流Im よりも大きい起動電圧及び起動電
流を得るようにしていた。
Therefore, conventionally, by increasing the output of the exciter coil of the synchronous generator, the output characteristic as shown by the curve B in FIG. 2 is provided, and the operating point at the time of starting the induction motor is changed to the curve B. By setting the point d to the load impedance straight line RM1 of, the starting voltage and the starting current larger than the starting minimum sustaining voltage Em and the starting minimum sustaining current Im are obtained.

【0013】一方エンジンにより駆動される同期発電機
としては、磁石発電機を励磁用の発電機として設けて、
該励磁用発電機から界磁コイルに界磁電流を供給するよ
うにした他励式の同期発電機も用いられており、この他
励式の同期発電機の出力特性は図2の曲線ハのようにな
る。この他励式の同期発電機によれば、誘導電動機の起
動時の負荷インピーダンス直線RM1 との交点がeとな
り、起動最低維持電圧Em 及び起動最低維持電流Im よ
りも大きな起動電圧及び電流を比較的容易に得ることが
できる。
On the other hand, as a synchronous generator driven by an engine, a magnet generator is provided as an exciting generator,
A separately excited synchronous generator in which a field current is supplied from the exciting generator to a field coil is also used, and the output characteristic of the separately excited synchronous generator is as shown by a curve C in FIG. Become. According to this separately-excited synchronous generator, the point of intersection with the load impedance straight line RM1 at the time of starting the induction motor is e, and a starting voltage and current larger than the starting minimum maintaining voltage Em and the starting minimum maintaining current Im are relatively easy. Can be obtained.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、エンジ
ンにより駆動される発電機として自励式の同期発電機を
用いる場合には、誘導電動機のように大きな起動電流を
必要とする負荷を駆動するために、発電機の出力に相当
の余裕を持たせることが必要であるが、発電機の出力に
余裕を持たせるためには、エキサイタコイルの出力を増
大させることが必要であるため、低速運転時に界磁電流
が増加して界磁巻線の焼損事故が生じるおそれがあっ
た。またこの場合、エキサイタコイル及び電機子コイル
の導体断面積を大きくする必要があり、それに伴って固
定子鉄心及び回転子鉄心を大形にする必要があるため、
発電機が大形になるのを避けられず、発電機のコストが
高くなるのを避けられなかった。
As described above, when a self-excited synchronous generator is used as a generator driven by an engine, a load that requires a large starting current, such as an induction motor, is driven. Therefore, it is necessary to have a considerable margin in the output of the generator, but in order to have a margin in the output of the generator, it is necessary to increase the output of the exciter coil, so low speed operation At times, the field current increased and there was a risk of a burnout accident of the field winding. Further, in this case, it is necessary to increase the conductor cross-sectional area of the exciter coil and the armature coil, and accordingly it is necessary to make the stator core and the rotor core large.
It was inevitable that the generator would be large, and the cost of the generator would be high.

【0015】他励式の同期発電機を用いれば、負荷とし
て誘導電動機を接続した場合に、その起動に必要な電圧
及び電流を比較的容易に得ることができるが、他励式の
同期発電機を用いた場合には、誘導電動機が起動した
後、負荷インピーダンス直線が図2の直線RM2 のよう
に変化した場合に、動作点がfとなり、電圧が上昇する
が電流は一定値を維持する特性となる。この場合、時刻
t1 で負荷が投入された後の発電機の出力電圧E及び出
力電流I(いずれも実効値)の実測結果は図3(B)の
通りであった。同図から明らかなように、他励式同期発
電機を用いて誘導電動機を駆動した場合には、発電機の
出力電圧及び電流が定格値に落ち着くまでに要する時間
(電動機の回転速度の立上り時間)が長くなって起動特
性が悪くなるのを避けられなかった。
If the separately excited synchronous generator is used, the voltage and current required for starting the induction motor can be obtained relatively easily when the induction motor is connected as a load. However, the separately excited synchronous generator is used. If the load impedance straight line changes as shown by the straight line RM2 in FIG. 2 after the induction motor starts, the operating point becomes f and the voltage rises but the current maintains a constant value. . In this case, the actual measurement results of the output voltage E and the output current I (both effective values) of the generator after the load was applied at time t1 were as shown in FIG. 3 (B). As is clear from the figure, when the induction motor is driven using the separately excited synchronous generator, the time required for the output voltage and current of the generator to settle to the rated values (rise time of the rotation speed of the motor) It was unavoidable that the start-up characteristics deteriorated due to the long time.

【0016】また他励式の同期発電機を用いる場合、発
電機の短時間過負荷出力を大きくしようとすると、励磁
用発電機として大形のものを用いる必要があるため、発
電機が大形化し、コストが高くなるのを避けられない。
When a separately excited synchronous generator is used, if the short-time overload output of the generator is to be increased, it is necessary to use a large-sized excitation generator, so the generator becomes large. , The cost is inevitable.

【0017】本発明の目的は、エキサイタコイルの出力
を特に増加させることなく、また特に大形の励磁用発電
機を用いることなく、誘導電動機のような、定格電流に
比べて起動電流が大きい負荷を支障なく駆動することが
できるようにしたエンジン駆動発電装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a load such as an induction motor, which has a large starting current as compared with the rated current, without particularly increasing the output of the exciter coil and without using a particularly large excitation generator. It is an object of the present invention to provide an engine-driven power generation device that can be driven without any trouble.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、エキサイタコ
イル及び電機子コイルを有する固定子と、界磁コイルを
有する回転子とを有して、エキサイタコイルからエキサ
イタ出力整流用整流器を通して界磁コイルに界磁電流を
供給する同期発電機と、該同期発電機を駆動するエンジ
ンとを備えたエンジン駆動発電装置に係わるもので、本
発明においては、エンジンにより駆動される励磁用発電
機を更に設けて、該励磁用発電機の出力電流を励磁機出
力整流用整流器を通して上記界磁電流に重畳するように
した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a stator having an exciter coil and an armature coil, and a rotor having a field coil, and the field coil is passed from the exciter coil through an rectifier for exciter output rectification. The present invention relates to an engine-driven power generator that includes a synchronous generator that supplies a field current to the engine and an engine that drives the synchronous generator. In the present invention, an excitation generator that is driven by the engine is further provided. Then, the output current of the exciting generator is superimposed on the field current through the rectifier for exciter output rectification.

【0019】一般にエンジンのクランク軸には、点火装
置やランプ負荷を駆動するために磁石発電機が取り付け
られているため、該磁石式発電機を上記の励磁用発電機
として用いることができる。
Since a crankshaft of an engine is generally equipped with a magnet generator for driving an ignition device and a lamp load, the magnet generator can be used as the excitation generator.

【0020】[0020]

【作用】上記のように構成すると、大きな短時間過負荷
出力を得ることができる自励式同期発電機の特性と負荷
を起動させるために必要な最低電圧及び電流を容易に確
保できる他励式同期発電機の特性とを合わせ持つ特性を
得ることができるため、エキサイタコイルの出力を増加
させることなく、また特に大形の励磁用発電機を用いる
ことなく、負荷を満足に駆動することができる。
With the above construction, the characteristics of the self-excited synchronous generator capable of obtaining a large short-time overload output and the separately-excited synchronous generator capable of easily ensuring the minimum voltage and current necessary for starting the load. Since it is possible to obtain a characteristic having the characteristics of the machine together, it is possible to drive the load satisfactorily without increasing the output of the exciter coil and without using a particularly large-sized exciting generator.

【0021】特に励磁用発電機としてエンジンに取り付
けられている磁石発電機を利用するようにすれば、励磁
用発電機として新たに発電機を用意する必要がないた
め、コストの上昇を招くことなく特性を改善することが
できる。
In particular, if a magnet generator mounted on the engine is used as the excitation generator, it is not necessary to prepare a new generator as the excitation generator, so that the cost is not increased. The characteristics can be improved.

【0022】[0022]

【実施例】図1は本発明の実施例を示したもので、同図
において図4に示した従来の発電機の各部と同等の部分
にはそれぞれ同一の符号を付してある。本実施例におい
ては、エンジンの点火装置やランプ負荷を駆動するため
に、エンジンのクランク軸に取り付けられているフライ
ホイール磁石発電機を励磁用発電機10として用いてい
る。同期発電機の回転軸は、エンジンのクランク軸にベ
ルト等を用いた動力伝達機構を介して結合されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which the same parts as those of the conventional generator shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a flywheel magnet generator mounted on the crankshaft of the engine is used as the excitation generator 10 in order to drive the ignition device and the lamp load of the engine. The rotary shaft of the synchronous generator is coupled to the crank shaft of the engine via a power transmission mechanism using a belt or the like.

【0023】励磁用発電機10を構成する磁石発電機
は、フライホイールの内周に永久磁石を取り付けて磁石
界磁を構成したフライホイール磁石回転子10Aと、励
磁用の発電コイル10B及び点火装置駆動用の発電コイ
ル10Cを有する固定子とからなるもので、フライホイ
ール磁石回転子10Aはエンジンのクランク軸に取り付
けられ、固定子はエンジンのケース等の設けられた固定
子取り付け部に固定されている。この磁石発電機には、
必要に応じて更にランプ負荷などを駆動するための発電
コイルを設けることができる。
The magnet generator that constitutes the excitation generator 10 includes a flywheel magnet rotor 10A in which a permanent magnet is attached to the inner circumference of a flywheel to form a magnetic field, an excitation generator coil 10B, and an ignition device. The flywheel magnet rotor 10A is attached to the crankshaft of the engine, and the stator is fixed to a stator attachment portion such as a case of the engine. There is. This magnet generator has
If necessary, a magneto coil for driving a lamp load or the like can be further provided.

【0024】励磁用発電コイル10Bの出力電圧は、ダ
イオードをブリッジ接続してなる励磁機出力整流用整流
器Rec2 に入力され、該整流器Rec2 の正極側及び負極
側の出力端子はそれぞれエキサイタ出力整流用整流器R
ec1 の正極側及び負極側の出力端子に接続されている。
即ち、励磁機出力整流用整流器Rec2 の出力端子とエキ
サイタ出力整流用整流器Rec1 の出力端子とはそれぞれ
の極性を合わせて並列に接続されている。この実施例で
は、整流器Rec1 及びRec2 とコンデンサC1と界磁電
流制御用スイッチを構成するトランジスタTR1 とフラ
イホイールダイオードD1 とにより、界磁電流供給回路
8が構成されている。その他の点は図4に示した従来の
同期発電機と同様に構成されている。
The output voltage of the exciting generator coil 10B is input to an exciter output rectifier Rec2 having a diode bridge connection, and the positive and negative output terminals of the rectifier Rec2 are each an exciter output rectifier. R
It is connected to the positive and negative output terminals of ec1.
That is, the output terminal of the exciter output rectifier Rec2 and the output terminal of the exciter output rectifier Rec1 are connected in parallel with their polarities matched. In this embodiment, a field current supply circuit 8 is composed of rectifiers Rec1 and Rec2, a capacitor C1, a transistor TR1 which constitutes a field current control switch, and a flywheel diode D1. The other points are the same as those of the conventional synchronous generator shown in FIG.

【0025】図1の実施例において、励磁用発電機10
を設けなかったとした場合の出力特性が図2の曲線イの
通りであったとし、またエキサイタコイル1を設けず
に、励磁用発電機10のみから界磁コイル3に界磁電流
を供給した場合(他励式とした場合)の出力特性が図2
の曲線ハのようになるように、励磁用発電機10の出力
特性を設定しておくと、図1の発電機の出力特性は、無
負荷電圧が発生している状態から負荷電流を増加させた
場合に、図2のk→a→g→j→e→hのように推移す
る特性となる。このような特性が得られれば、起動時の
負荷インピーダンスが直線RM1 のようになる誘導電動
機を負荷とした場合に、起動時の動作点がeとなり、起
動最低維持電圧Em 及び起動最低維持電流Im 以上の起
動電圧及び電流を得て、電動機を支障なく起動させるこ
とができる。また起動後負荷インピーダンス特性がRM
2 のように変化した場合に、動作点がgとなり、定電圧
特性が得られるため、起動特性を良好にすることができ
る。
In the embodiment of FIG. 1, the excitation generator 10
If the output characteristic is as shown by the curve B in FIG. 2 when no field is provided, and if the exciter coil 1 is not provided and the field current is supplied to the field coil 3 only from the excitation generator 10. Figure 2 shows the output characteristics (when separately excited)
If the output characteristic of the generator 10 for excitation is set so as to be as shown by the curve C, the output characteristic of the generator of FIG. 1 is that the load current is increased from the state in which no load voltage is generated. In such a case, the characteristic changes as k → a → g → j → e → h in FIG. If such characteristics are obtained, when an induction motor whose load impedance at start-up is as shown by a straight line RM1 is used as the load, the operating point at start-up becomes e, and the minimum start-up voltage Em and the minimum start-up current Im By obtaining the above starting voltage and current, the electric motor can be started without any trouble. In addition, the load impedance characteristic after startup is RM
When it changes like 2, the operating point becomes g and the constant voltage characteristic is obtained, so that the starting characteristic can be improved.

【0026】また負荷電流が大きい範囲では自励式同期
発電機の特性が得られるため、短時間過負荷出力を大き
くすることができる。
Further, since the characteristics of the self-excited synchronous generator can be obtained in a range where the load current is large, the short-time overload output can be increased.

【0027】図1の発電機に誘導電動機を負荷した場合
の出力電圧E及び出力電流Iの実効値の時間的な変化の
実測結果は図3(C)に示した通りで、時刻t1 で負荷
を投入した後、出力電圧及び電流が短時間で定格値に収
束する特性が得られた。
The measured results of the temporal changes of the effective values of the output voltage E and the output current I when the induction motor is loaded on the generator of FIG. 1 are as shown in FIG. After turning on, the characteristic that the output voltage and the current converged to the rated value in a short time was obtained.

【0028】上記実施例では、励磁用発電機としてエン
ジンの点火装置などを駆動するためにエンジンに取り付
けられている磁石発電機を利用するようにしたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、同期発電機の回転
軸に励磁用発電機を構成する専用の磁石発電機を取り付
けるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the magnet generator installed in the engine is used as the exciting generator for driving the ignition device of the engine, but the present invention is not limited to this. Instead, a dedicated magnet generator that constitutes an excitation generator may be attached to the rotary shaft of the synchronous generator.

【0029】以上、本発明の好ましい実施例につき説明
したが、本願明細書に開示した発明の主な態様を挙げる
と下記の通りである。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. The main aspects of the invention disclosed in the present specification are as follows.

【0030】(1) エキサイタコイル及び3相結線さ
れた電機子コイルを有する固定子と、界磁コイルを有す
る回転子とを有して、前記エキサイタコイルからエキサ
イタ出力整流用整流器を通して前記界磁コイルに界磁電
流が供給される同期発電機と、前記同期発電機を駆動す
るエンジンとを備えたエンジン駆動発電装置において、
前記エンジンにより駆動される励磁用発電機が設けられ
て、該励磁用発電機の出力が励磁機出力整流用整流器に
入力され、前記励磁機出力整流用整流器の出力電流が前
記エキサイタコイルからエキサイタ出力整流用整流器を
通して供給される界磁電流に重畳されていることを特徴
とするエンジン駆動発電装置。
(1) The field coil has a stator having an exciter coil and an armature coil connected in three phases, and a rotor having a field coil, and the field coil is passed from the exciter coil through an exciter output rectifier. In an engine-driven power generator including a synchronous generator to which a field current is supplied, and an engine that drives the synchronous generator,
An exciter generator driven by the engine is provided, the output of the exciter generator is input to an exciter output rectifier rectifier, and the output current of the exciter output rectifier rectifier is an exciter output from the exciter coil. An engine-driven power generator, which is superimposed on a field current supplied through a rectifier for rectification.

【0031】(2) 固定子鉄心と、該固定子鉄心に巻
回されたエキサイタコイル及び3相の電機子コイルを有
する固定子と、回転子鉄心と該回転子鉄心に巻回された
界磁コイルとを有してエンジンにより駆動される回転子
と、前記エキサイタコイルからエキサイタ出力整流用整
流器と界磁電流制御用スイッチとを通して前記界磁コイ
ルに界磁電流を供給する界磁電流供給回路と、前記電機
子コイルの出力電圧をほぼ設定値に保つように前記界磁
電流制御用スイッチを制御する出力電圧制御回路とを備
えたエンジン駆動発電装置において、前記エンジンによ
り駆動される励磁用発電機が設けられ、前記界磁電流供
給回路は、前記励磁用発電機の出力を整流する励磁機出
力整流用整流器を更に備えて、該励磁機出力整流用整流
器の出力が前記エキサイタ出力整流用整流器の出力とと
もに界磁電流として前記界磁コイルに供給されているこ
とを特徴とするエンジン駆動発電装置。
(2) A stator iron core, a stator having an exciter coil and a three-phase armature coil wound around the stator iron core, a rotor iron core, and a field wound around the rotor iron core. A rotor having a coil and driven by an engine, a field current supply circuit that supplies a field current to the field coil from the exciter coil through an exciter output rectifier and a field current control switch. And an output voltage control circuit for controlling the field current control switch so as to keep the output voltage of the armature coil at a substantially set value, in an engine-driven power generator, the excitation generator driven by the engine. The field current supply circuit further includes an exciter output rectifier for rectifying the output of the excitation generator, and the output of the exciter output rectifier is the exhaust rectifier. An engine-driven power generator, which is supplied to the field coil as a field current together with the output of the rectifier for sita output rectification.

【0032】(3) 固定子鉄心と、該固定子鉄心に巻
回されたエキサイタコイル及び3相の電機子コイルを有
する固定子と、回転子鉄心と該回転子鉄心に巻回された
界磁コイルとを有してエンジンにより駆動される回転子
と、前記エキサイタコイルからエキサイタ出力整流用整
流器と界磁電流制御用スイッチとを通して前記界磁コイ
ルに界磁電流を供給する界磁電流供給回路と、前記電機
子コイルの出力電圧をほぼ設定値に保つように前記界磁
電流制御用スイッチを制御する出力電圧制御回路とを備
えたエンジン駆動発電装置において、前記エンジンによ
り駆動される励磁用発電機が設けられ、前記界磁電流供
給回路は、前記励磁用発電機の出力を整流する励磁機出
力整流用整流器を更に備えて、該励磁機出力整流用整流
器の正極側及び負極側の出力端子がそれぞれ前記エキサ
イタ出力整流用整流器の正極側及び負極側出力端子に接
続されていることを特徴とするエンジン駆動発電装置。
(3) Stator core, a stator having an exciter coil wound around the stator core and a three-phase armature coil, a rotor core, and a field wound around the rotor core. A rotor having a coil and driven by an engine, a field current supply circuit that supplies a field current to the field coil from the exciter coil through an exciter output rectifier and a field current control switch. And an output voltage control circuit for controlling the field current control switch so as to keep the output voltage of the armature coil at a substantially set value, in an engine-driven power generator, the excitation generator driven by the engine. The field current supply circuit further comprises an exciter output rectifier rectifier for rectifying the output of the excitation generator, and the positive electrode side and the negative electrode of the exciter output rectifier rectifier are provided. Side output terminals are connected to the positive and negative side output terminals of the exciter output rectifier, respectively.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、固定子
側に設けたエキサイタコイルから界磁コイルに界磁電流
を供給するとともに、エンジンにより駆動される励磁用
発電機からも界磁電流を供給するようにしたので、大き
な短時間過負荷出力を得ることができる自励式同期発電
機の特性と負荷を起動させるために必要な最低電圧及び
電流を容易に確保できる他励式同期発電機の特性とを合
わせ持つ発電機を得ることができ、エキサイタコイルの
出力を増加させることなく、また特に大形の励磁機を用
いることなく、起動電流が大きい負荷を満足に駆動する
ことができる利点がある。
As described above, according to the present invention, a field current is supplied from the exciter coil provided on the stator side to the field coil, and the field generator is also driven by the engine. Since the current is supplied, the characteristics of the self-excited synchronous generator that can obtain a large short-time overload output and the separately excited synchronous generator that can easily secure the minimum voltage and current required to start the load It is possible to obtain a generator that also has the characteristics of, and it is possible to satisfactorily drive a load with a large starting current without increasing the output of the exciter coil and without using a particularly large exciter. There is.

【0034】特に請求項2に記載した発明によれば、点
火装置を駆動するためにエンジンに取り付けられている
磁石発電機を励磁用発電機として利用することにより、
励磁用発電機として新たに発電機を用意する必要がない
ようにしたため、コストの上昇を招くことなく特性を改
善することができる。
In particular, according to the invention described in claim 2, by utilizing the magnet generator attached to the engine for driving the ignition device as the excitation generator,
Since it is not necessary to prepare a new generator as the excitation generator, the characteristics can be improved without increasing the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】自励式及び他励式の同期発電機の出力特性曲線
を負荷インピーダンス直線とともに示した線図である。
FIG. 2 is a diagram showing output characteristic curves of self-excited and separately-excited synchronous generators together with a load impedance straight line.

【図3】(A)及び(B)はそれぞれ従来のエンジン駆
動発電機に用いられていた自励式同期発電機及び他励式
同期発電機の出力電圧及び出力電流の時間的変化の実測
結果を示した線図である。(C)は本発明の実施例で用
いる同期発電機の出力電圧及び出力電流の時間的変化の
実測結果を示した線図である。
3 (A) and 3 (B) show measured results of temporal changes in output voltage and output current of a self-excited synchronous generator and a separately excited synchronous generator used in a conventional engine-driven generator, respectively. FIG. (C) is a diagram showing an actual measurement result of output voltage and output current of the synchronous generator used in the example of the present invention.

【図4】従来のエンジン駆動発電装置の構成を示した回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional engine-driven power generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキサイタコイル 2 電機子コイル 3 界磁コイル 5a,5b スリップリング 6a,6b ブラシ 7 界磁電流制御用スイッチ 8 界磁電流供給回路 9 出力電圧制御回路 1 Exciter coil 2 Armature coil 3 Field coil 5a, 5b Slip ring 6a, 6b Brush 7 Field current control switch 8 Field current supply circuit 9 Output voltage control circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エキサイタコイル及び電機子コイルを有
する固定子と、界磁コイルを有する回転子とを有して、
前記エキサイタコイルからエキサイタ出力整流用整流器
を通して前記界磁コイルに界磁電流が供給される同期発
電機と、前記同期発電機を駆動するエンジンとを備えた
エンジン駆動同期発電機において、 前記エンジンにより駆動される励磁用発電機が更に設け
られて、該励磁用発電機の出力電流が励磁機出力整流用
整流器を通して前記界磁電流に重畳されていることを特
徴とするエンジン駆動発電装置。
1. A stator having an exciter coil and an armature coil, and a rotor having a field coil,
In an engine-driven synchronous generator including a synchronous generator in which a field current is supplied to the field coil from the exciter coil through an exciter output rectifier, and an engine that drives the synchronous generator, the engine-driven synchronous generator being driven by the engine. An engine-driven power generator, further comprising: an excitation generator, wherein an output current of the excitation generator is superimposed on the field current through a rectifier for exciter output rectification.
【請求項2】 前記エンジンには該エンジンの点火装置
を駆動する磁石発電機が取り付けられ、該磁石発電機が
前記励磁用発電機を兼ねていることを特徴とするエンジ
ン駆動発電装置。
2. An engine-driven power generator, wherein a magnet generator for driving an ignition device of the engine is attached to the engine, and the magnet generator also serves as the generator for excitation.
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