JPS63265599A - エンジン駆動定周波発電装置 - Google Patents
エンジン駆動定周波発電装置Info
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- JPS63265599A JPS63265599A JP62126176A JP12617687A JPS63265599A JP S63265599 A JPS63265599 A JP S63265599A JP 62126176 A JP62126176 A JP 62126176A JP 12617687 A JP12617687 A JP 12617687A JP S63265599 A JPS63265599 A JP S63265599A
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回転変動のあるエンジンの動力を利用して一
定周波数の電力を得るための発電装置に関するものであ
る。
定周波数の電力を得るための発電装置に関するものであ
る。
前記目的の発電装置の方式としては従来種々あるがその
うちで本発明はエンジンと同期発１ｔａの間に入力軸、
制御軸および出力軸の３つの軸を有する差動遊星歯車装
置を介在させ、回転数に変動のあるエンジンの動力をそ
の入力軸に加えるも、制御軸の回転数を可変速回転機を
用いて適当に制御することによって出力軸の回転数を一
定に保つようにし、これによって同期発ｆａ［３を駆動
させ、一定周波数の電力を得るようにする方式の発電装
置に屈するものであり、従来この方式の発電装置の代表
的なものとしては公開特許公報昭５７−１４８５９５お
よび昭６０−２６１３９８に基くものがあるが、これら
におけるエンジンの使用回転範囲内の定常時における差
動遊星歯車装置の使い方は次のようである。
うちで本発明はエンジンと同期発１ｔａの間に入力軸、
制御軸および出力軸の３つの軸を有する差動遊星歯車装
置を介在させ、回転数に変動のあるエンジンの動力をそ
の入力軸に加えるも、制御軸の回転数を可変速回転機を
用いて適当に制御することによって出力軸の回転数を一
定に保つようにし、これによって同期発ｆａ［３を駆動
させ、一定周波数の電力を得るようにする方式の発電装
置に屈するものであり、従来この方式の発電装置の代表
的なものとしては公開特許公報昭５７−１４８５９５お
よび昭６０−２６１３９８に基くものがあるが、これら
におけるエンジンの使用回転範囲内の定常時における差
動遊星歯車装置の使い方は次のようである。
制御軸の回転数を零（固定）にした場合における出力軸
回転数はこれにより直結駆動される同期発電機の定格回
転数に比して前者は第５図に示す如く高速領域内にあり
、後者は第６図に示す如く低速領域内にある。（但し、
エンジンの使用回転範囲は６０％〜１００％とし、また
、制御軸につながる可変速回転機の使用可能な最低速度
は零までとする。）別の言い方をすれば出力軸回転数を
定格値に保つために制御軸に要する入出力関係は前者は
制御軸より外部へエネルギーを出力する領域内（発電力
領域内）であり、後者は外部より制御軸へエネルギーを
入力する必要のある領域内（電動力領域内）である、そ
してこれら制御軸に要する前者の発電力または後者の電
動力の同期発電（］出力に対する割合は装置の損失を全
て無視すれば前者は第５図、後者は第６図より次の如く
求められる。即ち第５図では、エンジンの最高速度（１
００％）時においては、 また、第６図ではエンジンの一最低速度（６０％）時に
おいては、 となり、いづれも約１／２近くの高割合となる。
回転数はこれにより直結駆動される同期発電機の定格回
転数に比して前者は第５図に示す如く高速領域内にあり
、後者は第６図に示す如く低速領域内にある。（但し、
エンジンの使用回転範囲は６０％〜１００％とし、また
、制御軸につながる可変速回転機の使用可能な最低速度
は零までとする。）別の言い方をすれば出力軸回転数を
定格値に保つために制御軸に要する入出力関係は前者は
制御軸より外部へエネルギーを出力する領域内（発電力
領域内）であり、後者は外部より制御軸へエネルギーを
入力する必要のある領域内（電動力領域内）である、そ
してこれら制御軸に要する前者の発電力または後者の電
動力の同期発電（］出力に対する割合は装置の損失を全
て無視すれば前者は第５図、後者は第６図より次の如く
求められる。即ち第５図では、エンジンの最高速度（１
００％）時においては、 また、第６図ではエンジンの一最低速度（６０％）時に
おいては、 となり、いづれも約１／２近くの高割合となる。
従って、制御軸につながる可変速回転機およびその制８
Ｉ１７５の容量も割高になるという欠点があった。
Ｉ１７５の容量も割高になるという欠点があった。
本発明は前記欠点を解決するためのものであり、可変速
回転機としてサイクロコンバータ式可変速電動／発電機
の如（零もしくはその近（の回転まで制御でき且つ両方
向回転で一方向は電動機運転、他方向は発電機運転の両
モード運転のできるものを採用し、常時において、両モ
ード運転領域を使用することにより可変速回転機容量の
同期発電段出力に対する割合を大巾に低減している。
回転機としてサイクロコンバータ式可変速電動／発電機
の如（零もしくはその近（の回転まで制御でき且つ両方
向回転で一方向は電動機運転、他方向は発電機運転の両
モード運転のできるものを採用し、常時において、両モ
ード運転領域を使用することにより可変速回転機容量の
同期発電段出力に対する割合を大巾に低減している。
第１図および第３図はそれぞれ本発明の発電装置の実施
例の概要を示すものであり、第２図は同装置の差動遊星
歯車装置部分の説明図である。
例の概要を示すものであり、第２図は同装置の差動遊星
歯車装置部分の説明図である。
第１図および第２図において１はエンジン、１は差動遊
星歯車装置、１２は同期発電機、１０は可変速電動／発
電機、１３はその制御器、１５は回転センサー、１６は
関数発生器である。
星歯車装置、１２は同期発電機、１０は可変速電動／発
電機、１３はその制御器、１５は回転センサー、１６は
関数発生器である。
２は入力軸３、制御軸９および出力軸１１の３つの軸と
遊星ギヤー５、太陽ギヤー６およびリングギヤー７の３
つのギヤーを備えている。遊星ギヤー５は入力Ｉ！ｄＩ
３よりキャリヤー４を介して連結駆動される複数個のギ
ヤーより成り、太陽ギヤー６を中心とした周辺に位置し
、これをかみ幸い駆動させる。太陽ギヤー６は、出力軸
１１を介して同期発電機１２を直結駆動する。これら入
力軸３→キヤリヤー４→遊星ギヤー５＝太陽ギヤー６→
出力軸１１により構成される駆動ルートをＷＪｌルート
と呼ぶことにする。
遊星ギヤー５、太陽ギヤー６およびリングギヤー７の３
つのギヤーを備えている。遊星ギヤー５は入力Ｉ！ｄＩ
３よりキャリヤー４を介して連結駆動される複数個のギ
ヤーより成り、太陽ギヤー６を中心とした周辺に位置し
、これをかみ幸い駆動させる。太陽ギヤー６は、出力軸
１１を介して同期発電機１２を直結駆動する。これら入
力軸３→キヤリヤー４→遊星ギヤー５＝太陽ギヤー６→
出力軸１１により構成される駆動ルートをＷＪｌルート
と呼ぶことにする。
一方、遊星ギヤー５の外周辺にはリングギヤー７が内接
し、その外部にはビニオン８がかみ合い、その軸の延長
である制御軸９を介して可変速電動／発電ｔａＩＯに直
結されている。これら制御軸９→ビニオン８→リングギ
ヤー７→遊エギヤ−５→太陽ギヤー６＝出力軸１１によ
り構成される駆動ルートを第２ルートと呼ぶことにする
。
し、その外部にはビニオン８がかみ合い、その軸の延長
である制御軸９を介して可変速電動／発電ｔａＩＯに直
結されている。これら制御軸９→ビニオン８→リングギ
ヤー７→遊エギヤ−５→太陽ギヤー６＝出力軸１１によ
り構成される駆動ルートを第２ルートと呼ぶことにする
。
次に第３図において、１．、ｇ、３，４，５．６．７，
８．９．１０゜１１．１２．１３．１５．１６はすべて
第１図のものと同一であり、１７は不感帯設定器である
。
８．９．１０゜１１．１２．１３．１５．１６はすべて
第１図のものと同一であり、１７は不感帯設定器である
。
先づ、第１図の実施例において、エンジン１の回転数に
６０−１００％の変動を生じても同期発電機１２の回転
数は一定に保たれる作用につき説明する。
６０−１００％の変動を生じても同期発電機１２の回転
数は一定に保たれる作用につき説明する。
先づ可変速電動／発電ｌＲ１０の回転数を零（固定）に
した場合は、同期発電ｔｔｌ１２は第１ルートのみによ
って廻され、その回転数はエンジン１の回転数に正比例
するので、エンジンｌの回転数８０％時に同期発電ｆｉ
１２の回転数が１００％となるように第１ルート関係の
ギヤー比を選定すれば、エンジン１の回転数と同期発電
機１２の回転数（＝出力軸１１の回転数）の関係は第４
図の！直線の如くなる。
した場合は、同期発電ｔｔｌ１２は第１ルートのみによ
って廻され、その回転数はエンジン１の回転数に正比例
するので、エンジンｌの回転数８０％時に同期発電ｆｉ
１２の回転数が１００％となるように第１ルート関係の
ギヤー比を選定すれば、エンジン１の回転数と同期発電
機１２の回転数（＝出力軸１１の回転数）の関係は第４
図の！直線の如くなる。
次に可変速電動／発電機１０の回転を固定したままでエ
ンジン１の回転数を８０％より６０％に下げて行くと同
期発ｆｔ１機１２の回転数は１００％より７５％まで２
５％分（第４図のｂに相当）減速してしまうことになる
ので、同期９９ｖｉ１２の回転数は１００％より下った
領域では可変速電動／発電機１０を可変ｉ！！電動機と
して運転し第２ルートにより太陽ギヤー６を増速させ、
その増速分がエンジン１の回転数が６０％時では２５％
分となるように可変速電動機１０の回転数を制御器１３
で制御することによって同期発電ＩＪ１１２の回転数を
１００％一定に保つようにする。また、逆にエンジン１
の回転数を８０％より１００％に上げて行くと同期発電
ｆｉ１２の回転数は１００％より１２５％まで２５％分
（第４図のＣに相当）増速してしまうことになるので、
この領域では入力軸３−キャリヤー４−′ｉ！星ギヤー
５→リングギヤー７−ピニオン８−制御軸９により形成
される第３ルートにより可変速電動／発電機１０を前記
可変速電動機運転の場合とは逆方向に廻される可変速発
電機として運転し、太陽ギヤー６を減速させ、その減速
分がエンジン１の回転数が１００％時では２５ン６分と
なるように可変速発電機１０の回転数を制御器１３で制
御することによって同期発電機１２の回転数を１００％
一定に保つようにする。
ンジン１の回転数を８０％より６０％に下げて行くと同
期発ｆｔ１機１２の回転数は１００％より７５％まで２
５％分（第４図のｂに相当）減速してしまうことになる
ので、同期９９ｖｉ１２の回転数は１００％より下った
領域では可変速電動／発電機１０を可変ｉ！！電動機と
して運転し第２ルートにより太陽ギヤー６を増速させ、
その増速分がエンジン１の回転数が６０％時では２５％
分となるように可変速電動機１０の回転数を制御器１３
で制御することによって同期発電ＩＪ１１２の回転数を
１００％一定に保つようにする。また、逆にエンジン１
の回転数を８０％より１００％に上げて行くと同期発電
ｆｉ１２の回転数は１００％より１２５％まで２５％分
（第４図のＣに相当）増速してしまうことになるので、
この領域では入力軸３−キャリヤー４−′ｉ！星ギヤー
５→リングギヤー７−ピニオン８−制御軸９により形成
される第３ルートにより可変速電動／発電機１０を前記
可変速電動機運転の場合とは逆方向に廻される可変速発
電機として運転し、太陽ギヤー６を減速させ、その減速
分がエンジン１の回転数が１００％時では２５ン６分と
なるように可変速発電機１０の回転数を制御器１３で制
御することによって同期発電機１２の回転数を１００％
一定に保つようにする。
以上可変速電動／発電＆’ｌｌＯの電動機運転＝発電８
Ｍ運転の切り換えおよび回転数制御はエンジン１の回転
数を回転センサー１５により検出し、その検出信号を関
数発生器１６を通して同期発電ｔａ１２の回転数を一定
ならしめるに必要な信号量に変換して制御器１３に与え
ることにより行わせる。
Ｍ運転の切り換えおよび回転数制御はエンジン１の回転
数を回転センサー１５により検出し、その検出信号を関
数発生器１６を通して同期発電ｔａ１２の回転数を一定
ならしめるに必要な信号量に変換して制御器１３に与え
ることにより行わせる。
以上説明した実施例によれば差動遊星歯車装置２の制御
軸９に必要となる電動力および発電力（つまり可変速電
動／発電４機１０の８量）の同期発電機１２の出力に対
する割合は装置の損失をすべて無視すれば第４図よりエ
ンジン１の最低速度（６０％）時においては エンジンｌの最高速度（１００％）時においてはと、い
ずれも前述の従来方式のものより大巾に減小できる。
軸９に必要となる電動力および発電力（つまり可変速電
動／発電４機１０の８量）の同期発電機１２の出力に対
する割合は装置の損失をすべて無視すれば第４図よりエ
ンジン１の最低速度（６０％）時においては エンジンｌの最高速度（１００％）時においてはと、い
ずれも前述の従来方式のものより大巾に減小できる。
以上の説明は可変速電動／発電機゛１１としてその回転
数の使用範囲が完全に零回転まで可能とした場合（以後
Ａ方式と呼ぶ）について述べたが、ものによっては零回
転近くは使用不可または困難な場合もある。このような
場合の対応の手段としては第３図の実施例に示す如く不
感帯設定３１７を付加する方式（以後Ｂ方式と呼ぶ）を
採用すれば解決できる。
数の使用範囲が完全に零回転まで可能とした場合（以後
Ａ方式と呼ぶ）について述べたが、ものによっては零回
転近くは使用不可または困難な場合もある。このような
場合の対応の手段としては第３図の実施例に示す如く不
感帯設定３１７を付加する方式（以後Ｂ方式と呼ぶ）を
採用すれば解決できる。
即ち、Ａ方式ではエンジンの回転数に対する可変速電動
／発電機１１の回転数の関係は第７図に示す如くエンジ
ン回転数の上昇過程ではｍｌ−”ｍｌ−ｍ、−ｍｂ、下
降過程ではｍ６→ｍ、→ｍｔ→ｍ１の経路、つまり零回
転を含んだ同一直線上をたどるようにしているのに対し
、Ｂ方式では、制御器１３へ入力する回転数指令信号お
よび電動機運転；発Ｑ Ｒ運転のモード切換え信号とし
て関数発生器１６を通したものを与えることにより第７
図に示す如くエンジンの回転数の８０％前後にΔＮ分（
可変速電動７発ｉ Ｉａｌ １の回転数においては零回
転前後にΔｍ分）の、不感帯を設けるようにし、エンジ
ン回転数に対する可変速電動／発電機１１の回転数の制
御を上昇過程ではｍ １−ｍ ｚ −ｍツーｍ５−４ｍ
−１下降過程ではｍｈ−”ｍ％→ｍ４−４ ｍ ｚ−ｍ
ｌの如き経路をたどるようにする。そして、この不感帯
巾ΔＮをエンジンの使用回転中（６０％〜１００％）に
対して極小とすれば、前述したＡ方式のもつ特長はほと
んどそこなわれることはない。
／発電機１１の回転数の関係は第７図に示す如くエンジ
ン回転数の上昇過程ではｍｌ−”ｍｌ−ｍ、−ｍｂ、下
降過程ではｍ６→ｍ、→ｍｔ→ｍ１の経路、つまり零回
転を含んだ同一直線上をたどるようにしているのに対し
、Ｂ方式では、制御器１３へ入力する回転数指令信号お
よび電動機運転；発Ｑ Ｒ運転のモード切換え信号とし
て関数発生器１６を通したものを与えることにより第７
図に示す如くエンジンの回転数の８０％前後にΔＮ分（
可変速電動７発ｉ Ｉａｌ １の回転数においては零回
転前後にΔｍ分）の、不感帯を設けるようにし、エンジ
ン回転数に対する可変速電動／発電機１１の回転数の制
御を上昇過程ではｍ １−ｍ ｚ −ｍツーｍ５−４ｍ
−１下降過程ではｍｈ−”ｍ％→ｍ４−４ ｍ ｚ−ｍ
ｌの如き経路をたどるようにする。そして、この不感帯
巾ΔＮをエンジンの使用回転中（６０％〜１００％）に
対して極小とすれば、前述したＡ方式のもつ特長はほと
んどそこなわれることはない。
以上述べたように本発明では差動遊星歯車装置の制御軸
につながる可変速回転機としてす・Ｃクロコンバータ式
可変速電動／発電機の如く両方向回転で且つ零回転もし
くは零回転近くまで制御でき、一方向は電動機運転、他
方向は発電機運転の両モード運転できる可変速電動／発
電機を採用しエンジンの使用回転範囲のうち、低速領域
では電動機運転を、高速領域では発電機運転をさせるこ
とにより、従来方式のものより容量を大巾に減少させる
ことができ、取付スペースの縮小とコスト安に役立て得
るという優れた特長を有する。
につながる可変速回転機としてす・Ｃクロコンバータ式
可変速電動／発電機の如く両方向回転で且つ零回転もし
くは零回転近くまで制御でき、一方向は電動機運転、他
方向は発電機運転の両モード運転できる可変速電動／発
電機を採用しエンジンの使用回転範囲のうち、低速領域
では電動機運転を、高速領域では発電機運転をさせるこ
とにより、従来方式のものより容量を大巾に減少させる
ことができ、取付スペースの縮小とコスト安に役立て得
るという優れた特長を有する。
なお、第４図の例では発電機運転と発Ｔｉ機運転の切換
え点はエンジンの使用回転範囲（６０〜１００％）の丁
度中間点（８０％）になっているが多少どちらかに片寄
っても本発明の効果は得られる。
え点はエンジンの使用回転範囲（６０〜１００％）の丁
度中間点（８０％）になっているが多少どちらかに片寄
っても本発明の効果は得られる。
第１図および第３図はそれぞれ本発明の実施例を示す発
電装置の概要図、第２図は同装置の差動遊星歯車装置部
分の説明図、第４図および第７図は同装置の特性図、第
５Ｔ！！Ｊおよび第６図は従来装置の特性図である。 １ ・−エンジン、２−・・・差動遊星歯車装置、３・
−・・入力軸、４・−・・キセリャー、５−・−・遊星
ギヤー、６ ・−・太陽ギヤー、７−・リングギヤー、
８−・−ビニオン、９−・制御軸、１０−・・−可変速
電動／発電機、１１ ・・−・出力軸、１２ ・−・間
期発電機、１３・・・−・制御器、１５ ・・・・回転
センサー、１６ ・−・・関数発生器、１７−・・不感
帯設定器。 猶１０ Ｊ 第２１１ １３回 −一−−−−−→−工２シｊシ〔口やムＭＬ工ンシ′シ
田転歇 一一一今 工”／ ’／ ’／ ＠転執１７図
電装置の概要図、第２図は同装置の差動遊星歯車装置部
分の説明図、第４図および第７図は同装置の特性図、第
５Ｔ！！Ｊおよび第６図は従来装置の特性図である。 １ ・−エンジン、２−・・・差動遊星歯車装置、３・
−・・入力軸、４・−・・キセリャー、５−・−・遊星
ギヤー、６ ・−・太陽ギヤー、７−・リングギヤー、
８−・−ビニオン、９−・制御軸、１０−・・−可変速
電動／発電機、１１ ・・−・出力軸、１２ ・−・間
期発電機、１３・・・−・制御器、１５ ・・・・回転
センサー、１６ ・−・・関数発生器、１７−・・不感
帯設定器。 猶１０ Ｊ 第２１１ １３回 −一−−−−−→−工２シｊシ〔口やムＭＬ工ンシ′シ
田転歇 一一一今 工”／ ’／ ’／ ＠転執１７図
Claims (1)
- 回転変動のあるエンジンの出力を差動遊星歯車装置の入
力軸に入れ、その制御軸の回転数を可変速回転機を用い
て適当に制御することによってその出力軸により駆動さ
れる同期発電機の回転数を一定に保つようにする定周波
発電装置において、前記制御軸を制御する可変速回転機
として両方向且つ零回転もしくは零回転近くまで制御で
き、一方向は電動機運転、他方向は発電機運転の両モー
ド運転のできる可変速電動／発電機を採用し、前記エン
ジンの使用回転範囲の中間点を境として、または、この
境の部分に若干の不感帯を設けて、低速領域内では電動
機運転、高速領域内では発電機運転とし、前記エンジン
の回転数に応じて、電動機運転＝発電機運転の切り換え
、および回転数制御を適当に行わせ前記同期発電機の周
波数を一定に保たせるようにすることを特徴とするエン
ジン駆動定周波発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62126176A JPS63265599A (ja) | 1986-05-26 | 1987-05-23 | エンジン駆動定周波発電装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-120887 | 1986-05-26 | ||
| JP12088786 | 1986-05-26 | ||
| JP62126176A JPS63265599A (ja) | 1986-05-26 | 1987-05-23 | エンジン駆動定周波発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265599A true JPS63265599A (ja) | 1988-11-02 |
Family
ID=26458384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62126176A Pending JPS63265599A (ja) | 1986-05-26 | 1987-05-23 | エンジン駆動定周波発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63265599A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007135301A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Denso Corp | 車両用交流発電機 |
| JP2012065521A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Kinki Sharyo Co Ltd | 鉄道車両の駆動システム |
| US8294431B2 (en) * | 2009-07-13 | 2012-10-23 | Generac Power Systems, Inc. | Method of controlling a variable speed constant frequency generator |
| JP2015217921A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 本田技研工業株式会社 | 電動発電機装置 |
Citations (3)
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| JPS57145600A (en) * | 1981-03-02 | 1982-09-08 | Shinko Electric Co Ltd | Main shaft driving generating device |
| JPS60211512A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-23 | Takashi Takahashi | 発電装置 |
-
1987
- 1987-05-23 JP JP62126176A patent/JPS63265599A/ja active Pending
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