JPS61279740A - ガスエンジン発電機の回転数制御方法及びその装置 - Google Patents

ガスエンジン発電機の回転数制御方法及びその装置

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JPS61279740A
JPS61279740A JP60120518A JP12051885A JPS61279740A JP S61279740 A JPS61279740 A JP S61279740A JP 60120518 A JP60120518 A JP 60120518A JP 12051885 A JP12051885 A JP 12051885A JP S61279740 A JPS61279740 A JP S61279740A
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JP
Japan
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fuel
gas engine
load
engine
governor
Prior art date
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Pending
Application number
JP60120518A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Nishikawa
隆史 西川
Shunji Utsuyama
宇津山 俊二
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61279740A publication Critical patent/JPS61279740A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的 (産業上の利用分野) この発明は、空気と燃料ガスとの混合気を圧縮したもの
(以下「圧縮混合気」という。)に点火もしくは該圧縮
混合気に少量のリキ・ノド燃料を噴射して着火せしめる
いわゆるガスエンジン(以下「エンジン」という。)に
より駆動される発電機の技術分野において利用され、特
に負荷変動による回転数変動を制御する方法及びその装
置に関する。
(従来の技術) この種の方法及び装置としては、第5図に示されるごと
くのちのが知られている。
同図において、負荷3に変動があると、エンジン1が発
生するトルクの変動ΔT、と電気エネルギに変換される
発電機2のトルクの変動ΔTGとの間に差ΔT (=Δ
TE−Δ’re)が生じ、これがエンジン−発電機の回
転系の速度変動(回転数変化)ΔNとなってあられれる
上記回転系の速度Nを一定に保つために、速度変動ΔN
を検出し該速度変動ΔNの量に応じてエンジンへの燃料
を増減(負帰還制御)するガバナー5がエンジン1に接
続されている。同図ではその増減量ΔF、をΔNの関数
としてΔF + = f  (ΔN)で表されている。
しかしΔNによるガバナー5の応答には遅れがあるので
、制御系の応答速度を高めるために、フライホール等を
設けて回転系の慣性モーメント■を大きくしたり、さら
には必要に応じて、第5図に示されるように負荷変動、
例えば電流値変動Δiによって、上記ΔNの場合のガバ
ナーの作動時期よりも早期にガバナー5を作動せしめる
等の方策を講じてきた。
該Δiによる燃料の増減量ΔF2も、上記ΔF、と同様
、Δiの関数で例えば第6図にあるように比例関係にあ
る。第5図ではΔF2=f(Δi)で示されている。
その結果、第7図に示されるように発電機の回転数は、
破線のごとくΔNのみに基づくΔF1による制御の場合
に比して、Δiに基づ(ΔFzによっても制御される実
線の場合の方が速やかに設定値(定常値)Noに回復す
る。
以上のような速度変動ΔN、負荷変動Δiによってガバ
ナーの応答を早める手段がとられてきたが、これにも実
用上の限界があり、一層の改善が望まれていた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上述のような従来の方法・装置が有していた
問題点を解決し、一段と応答速度の高い制御系をもった
ガスエンジン発電機の回転数制御方法及びその装置を提
供するものである。
(2)発明の構成 (問題点を解決するための手段及び作用)本発明は、上
述の従来の問題点を解決するための、方法及びその方法
を実施するための装置について以下のごとく構成される
すなわち方法に関しては、             
   l・”°3“7’; 7T:”jA@8hlQt
@0)’fAm*      。
勅を検知し、 負荷変動が設定値に対し一定範囲内にある場合には、ガ
スエンジンへの噴射燃料量を負         l青
変動量に応じてガバナーのみで増減調整を行い、 負荷変動が上記一定範囲の上限を超える場      
   ii。
合には、上記ガバナーによる燃料調整に加え、    
    1□一定時間・一定量の追加燃料を噴射し、負
荷変動が上記一定範囲の下限を超える場合には、エンジ
ンの燃焼を一定時間停止する、ことにより構成される。
ここで、エンジンの停止は例えば二つの方式が考えられ
る。先ずエンジンが圧縮混合気に点火する形態の場合に
は点火を停止し、またエンジンが上記圧縮混合気に少量
のりキッド燃料を噴射して着火せしめる形態の場合に 
        1′は、このリキッド燃料の噴射を停
止すればよい。
また、上記方法を実施するための装置に関しては、 エンジンに、燃焼燃料を負荷変動量に応じて増Mffl
整するガバナーを接続したエンジンの回転数制御装置に
おいて、 負荷変動検出装置を有し、 上記負荷変動検出装置には、負荷変動が設定値に対して
一定範囲内にあるか否かを判別しかつ該一定範囲の上限
以上の場合には負荷過大信号をそして下限以下の場合に
は負荷過少信号を発する判別器が接続され、 エンジンには、上記負荷過大信号で作動して一定時間・
一定量の追加燃料を噴射する追加燃料噴射装置が取りつ
けられ、 さらに上記エンジンには、上記負荷過少信号によりエン
ジンの燃焼を一定時間だけ停止せしめるエンジン停止回
路が接続されている、により構成される。
(作用) 以上のごとくの本発明において回転数制御は次のように
行われる。
負荷に変動があると、回転系には速度変動ΔNが生ずる
負荷変動が設定値に対して一定範囲内にあるときには、
従来のように速度変動ΔNおよび負荷変動信号Δiにも
とづいてガバナーのみにより燃料調整を行う。この燃料
調整は負荷変動の大小によって燃料を増減する。
次に負荷変動が上記一定範囲の上限を超える場合、すな
わち速度変動が一定値を超えて速度低下側にある場合に
は、判別器がこれを知らせる負荷過大信号を発し、追加
燃料噴射装置を作動せしめる。この作動は、応答の遅い
ガバナーの作動の前になされる。そして追加燃料は一定
時間で一定量だけ噴射される。
そして負荷変動が上記一定範囲の下限を超える場合、す
なわち速度変動が一定値を超えて速度上昇側にある場合
には、判別器が負荷過少信号を発してエンジン燃焼を一
定時間停止する。この停止も、上記ガバナーの作動の前
になされる。
(実施例) 以下本発明の一実施例を第1図ないし第4図にもとづい
て説明する。
第1図は本実施例のブロック図で、第5図の従来のもの
と共通部分には同一符号を付しである。
エンジン1、発電機2、負荷3そしてガバナー4の具体
的構成は第5図の従来のものと同じであり、回転系の速
度変動ΔN及び負荷(電流)変動Δiによるガバナー5
の燃料調整ΔFI、ΔF2に加えて、さらに下達するΔ
F3.ΔF4で示される調整がなされている点に特徴が
ある。以下この点を詳細に説明する。
発電機側には図示しない負荷変動検出装置が設けられ、
その信号は判別器6に接続されている。図示の場合、信
号としては電流が用いられている。判別器6は、上記信
号が設定負荷値に対して一定範囲内にあるか否かを判別
する出力信号を発する。そして該範囲を超えるときには
、該範囲の上限にあっては負荷過大信号、そして下限に
あっては負荷過少信号を発する。
上記判別器6の一定範囲は、第2図に示されるように設
定されている。ΔNとΔiとは同図の直線で示される関
係がある。すなわち、負荷が設定値より上昇すると、負
荷電流はΔiだけ増加し、回転系の回転速度はΔNだけ
減少し、そして負荷が設定値より下降すればその逆の傾
向をとる。このような関係のもとにおいて、設定値(発
電機の設定回転数)Noに対して変動があった際、ガバ
ナーのみにて制御する範囲の速度変動の上限及び下限を
適切な値のΔN、及びΔNLとして定めると、同図のΔ
N−Δi直線上で該ΔNll及びΔNLに対応するΔi
イ及びΔiLがそれぞれ求められる。このΔiHとΔi
、を上限、下限として上記判別器6一定範囲は設定され
ている。
なお上記判別はきわめて迅速性を要求されるものであり
、コンピュータ10によりなされている。
上記判別器6は、Δiの上限値ΔiHにもとづく負荷過
大信号で作動される追加燃料噴射装置7、Δiの下限値
ΔiLにもとづく負荷過少信号で作動が停止されるエン
ジン停止回路8に接続されている。
追加燃料噴射装置7は、ΔiH信号を受けると瞬時に作
動し一定量の燃料ΔF、を一部時間τの間だけ追加的に
エンジンに噴射するように設定されていて、負荷変化が
上記上限値618以上の場合は直ちにエンジンに燃料を
噴射して回転数低下を防止する。この噴射はガバナーが
応答遅れ時間を経過して作動を開始するまで続けるオン
オフ制御として行われる。またガバナーが作動を開始す
るときには負荷に応じた燃料信号をガバナーが出してい
る必要があるため、第6図から得られるΔiに対するΔ
F信号をガバナーに送り、ガバナーの燃料信号を調整し
ておく必要がある。
一方、エンジン停止回路8は、上記信号ΔiLを受ける
と、圧縮混合気に点火する形式のエンジンにあっては一
部時間τの間点火を停止し、圧縮混合気にリキッド燃料
を噴射して着火する形式のエンジンにあってはリキッド
燃料の噴射を上記一定時間τの開停止するように設定さ
れている。かかるエンジンの燃焼停止による出力減少分
を第1図ではΔF4で示している。上記ΔiHによる燃
料噴射装置7の作動の場合と同様に、ΔiLにもとづく
エンジン停止回路8によるエンジン燃焼停止は応答が速
く、既述のΔNによるガバナー5の作動の作動前になさ
れ、ガバナー作動開始まで点火スイッチを切り、回転数
上昇を防ぐ。この場合ガバナーにΔF信号を送り、ガバ
ナーの燃焼信号を下げておくことは上述の場合と同様で
ある。
ここでガスエンジンの空燃比と出力の間には第4図に示
すような関係があり、一般には空気過剰率が1以上(1
,1〜1.2)で運転されているので、エンジンの緊急
出力増大のためには燃料のみを噴射して空気過剰率を低
下させることで十分な場合もある。一方、NOx放出量
低減のために触媒コンバータを付設する場合には空気過
剰率を常に1±0.05の範囲内に保持して運転される
ので、燃料のみ投入して空気過剰率を低下させても出力
増大は僅か  1である。し゛たがってこの場合には空
気・燃料混合気を噴射しなければならない。いずれに 
 ′しても負荷変動に応じたガス・空気混合気をエンジ
ンに噴射する。
このような本実施例による制御によると、ガバナー作動
前に追加燃料の噴射もしくは工  1ンジンの停止が直
時に一定時間だけなされる  ゛ので、第3図における
破線で示される従来の  ′ものに比して実線で示され
る本実施例によると回転系は速やかに設定値N0に制御
される。
(3)発明の効果 以上のように本発明によれば、発電装置の回転系の回転
数は、従来のものに比して速やかに設定値に制御される
ので、発電される電気の周波数もそれだけ安定化するこ
ととなり、周波数の安定を必要とする機器の運転におい
てきわめて好ましい結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例装置のブロック図、62図は
負荷変動Δiと速度変動ΔNとの関係及ブ第1図で使用
されている判別器の一定範囲を示「図、第3図は本実施
例における応答及びその効長を従来例のものと比較して
示す図、第4図は本趙施例での燃焼の際の出力と空気過
剰率との関係お示す図、第5図は従来装置のブロック図
、第64′″“*’AM、b=s°″″i″′t″1°
”214°    ;記動ΔFの関係を示す図、第7図
は第5図の従来装置における応答及びその効果を示す図
である。 1′1 1・・・・・・・・・ガスエンジン         
        、゛・:”1゜ 2・・・・・・・・・発電機            
         13・・・・・・・・・負荷 5・・・・・・・・・ガバナー 6・・・・・・・・・判別器 7・・・・・・・・・追加燃料噴射装置8・・・・・・
・・・エンジン停止装置特許出願人       日本
鋼管株式会社代 理 人  弁理士  藤  岡   
it/i第2図 第3図 メ米剖

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)空気と燃料ガスとの混合気を圧縮したものに点火
    もしくはこれに少量のリキッド燃料を噴射して着火する
    ガスエンジンで駆動される発電機の負荷変動を検知し、 負荷変動が設定値に対し一定範囲内にある 場合には、ガスエンジンへの噴射燃料量を負荷変動量に
    応じてガバナーのみで増減調整を行い、 負荷変動が上記一定範囲の上限を超える場 合には、上記ガバナーによる燃料調整に加え、一定時間
    ・一定量の追加燃料を噴射し、 負荷変動が上記一定範囲の下限を超える場 合には、ガスエンジンの燃焼を一定時間停止する、 こととするガスエンジン発電機の回転数制 御方法。
  2. (2)空気と燃料ガスとの混合気を圧縮したものに点火
    もしくはこれに少量のリキッド燃料を噴射することによ
    り着火するガスエンジンに、燃焼燃料を負荷変動量に応
    じて増減調整するガバナーを接続したガスエンジンの回
    転数制御装置において、 負荷変動検出装置を有し、 上記負荷変動検出装置には、負荷変動が設 定値に対して一定範囲内にあるか否かを判別しかつ該一
    定範囲の上限以上の場合には負荷過大信号をそして下限
    以下の場合には負荷過少信号を発する判別器が接続され
    、 ガスエンジンには、上記負荷過大信号で作 動して一定時間・一定量の追加燃料を噴射する追加燃料
    噴射装置が取りつけられ、 さらに上記ガスエンジンには、上記負荷過 少信号によりガスエンジンの燃焼を一定時間だけ停止せ
    しめるエンジン停止回路が接続されている、 ことを特徴とするガスエンジン発電機の回 転数制御装置。
JP60120518A 1985-06-05 1985-06-05 ガスエンジン発電機の回転数制御方法及びその装置 Pending JPS61279740A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000054879A (ja) * 1998-08-10 2000-02-22 Niigata Eng Co Ltd 発電装置の自動周波数制御装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS578357A (en) * 1980-06-20 1982-01-16 Hitachi Ltd Control method for engine provided with turbo charger
JPS6157460A (ja) * 1984-08-29 1986-03-24 松本 睦男 茶園用運搬車

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