JPH0145276Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 内燃機関により駆動される発電機は、商業電源
不在箇所あるいは商業電源停電時の電源装置とし
て、ないしは可搬式電源装置として用いられてお
り、一般に内燃機関と直結されて内燃機関の所定
の回転数において定格の電圧、電流を負荷に対し
て出力すべくされているが、負荷に変動のある用
途に用いる場合には、負荷電流が所定の値より減
つたときは、内燃機関の回転数を低下せしめるス
ローダウンを行わせることがある。

負荷電流の変動を検出する方法として従来交流
発電機に使用されているものは、変流器の一次導
体に負荷電流を流し、変流器の二次線輪に流れる
二次電流によつて変流器の二次線輪に並列に接続
した抵抗に生ずる電圧降下を検出することにより
負荷電流を検出していたが、この方法ではスロー
ダウン指令を出力する電流値を任意に設定するこ
とは容易でない。

本考案は発電機から負荷に流れる微少な負荷電
流を検出し、かつ任意の負荷電流によりスローダ
ウン指令信号を発生することができ、かつ負荷電
流が増加しても検出回路を破壊することのないよ
うにすることを目的とするものであつて、負荷電
流を通ぜしめた一次導体と、該一次導体に巻かれ
た二次線輪とよりなる変流器により負荷電流を検
出すべくなし、かつ前記二次線輪を開放に近い状
態としたとき一次導体に微少な電流が流れても二
次電圧が急激に上昇する特性を利用して、前記二
次線輪の一方の出力端子を接地せしめ、他方の出
力端子を比較回路に結線して二次線輪に発生する
電圧を前記比較回路の一方の入力とし、基準電圧
発生回路からの基準電圧を前記比較回路の他方の
入力として、前記変流器に発生する電圧が基準電
圧より低いとき前記比較回路より信号を発生せし
めてこれをスローダウン信号とし、かつ複数のダ
イオードを順方向に直列に結線した電圧上昇阻止
回路を前記変流器の二次線輪に並列に結線せしめ
て、変流器の一次導体に流れる負荷電流が増加し
たとき、二次線輪に発生する電圧が前記電圧上昇
阻止回路の順方向阻止電圧を超えないようにした
ものである。

図面はデイーゼルエンジン駆動の交流発電機に
本考案を施したスローダウン指令回路の実施例を
示すものであつて、機台１上の交流発電機２は内
燃機関の一種のデイーゼルエンジン３により駆動
され、機台１に設けたターミナル４に結線した溶
接機等の負荷装置５，５…に電流を供給するよう
にされている。

変流器６は負荷装置５に供給される発電機２の
負荷電流が通ぜしめられる一次導体７と、該一次
導体７の周囲に捲回された二次線輪８とから成
り、一次導体７に電流が流れることにより二次線
輪８に交流電流が発生する。そこで二次線輪８に
ダイオードよりなる整流素子９を含む整流回路１
０を結線すると、二次線輪８の出力端子１１，１
２間に一次導体７に流れた交流電流に応じた直流
電圧が発生する。前記整流回路１０と出力端子１
１，１２との間において、ダイオード１３を複数
個順方向に直列に結線した電圧上昇阻止回路１４
を、前記整流素子９の順方向に、かつ二次線輪８
に並列に結線することにより検出回路１５を構成
する。

上記説明の検出回路において二次線輪８の出力
端子１１，１２を開放せしめて一次導体７に電流
を流すときは、一次電流が僅かに流れても変流器
の定電流特性のため二次線輪８の出力端子１１，
１２間に発生する二次電圧は急激に上昇し、一次
導体７に流れる電流が数アンペアでも、出力端子
１１，１２間には数ボルトないし十数ボルトの電
圧を発生し、この発生電圧を検出することによ
り、発電機２の数アンペア以下の負荷電流をも検
出可能とする。一次導体７に流れる電流が大容量
となれば出力端子１１，１２間に発生する二次電
圧は極めて大となるが、該二次電圧が前記電圧上
昇阻止回路１４中のダイオード１３の特性と数と
によつて定まる順方向阻止電圧を超えたときは該
電圧上昇阻止回路１４が導通し、出力端子１１，
１２間の電圧は前記順方向阻止電圧以上とならな
い。

そこで図に示すように前記二次線輪８の一方の
出力端子１１を後述する比較回路１６に接続し、
他方の出力端子１２を接地せしめると、比較回路
１６の入力抵抗は数KΩないし数MΩと非常に高
いため、出力端子１１から比較回路１６をみた場
合ほぼ開放状態とみなすことができ、そのために
変流器６からみた場合、前記電圧上昇阻止回路１
４が非導通の間は変流器６の二次側は開放状態と
みなすことができ、発電機２の僅かな負荷電流を
検出可能にするとともに、発電機２の負荷電流が
仮に数百Ａまで流れても、変流器２の二次線輪８
に発生する二次電圧を電圧上昇阻止回路１４の定
める順方向阻止電圧以上とすることがない。なお
上記検出回路１５には電圧上昇阻止回路１４に並
列に接続された抵抗１７および二次線輪８に直列
に設けた抵抗１８と二次線輪８に並列に設けたコ
ンデンサ１９とを含む平滑回路２０が包含されて
いる。

前記比較回路１６は、変流器６の二次電圧を入
力とするとともに、安定化電源２１に接続された
基準電圧発生回路２２の発生する基準電圧を入力
し、検出回路１５の出力電圧が基準電圧より低い
ときに出力信号を増幅器２３に出力するものであ
つて、該比較回路１６の出力信号は増幅器２３で
増幅され、電磁スイツチ２４を励磁して該スイツ
チ２４を導通せしめ、ソレノイド２５を励磁せし
める。ソレノイド２５が励磁せしめられると該ソ
レノイド２５のプランジヤ２６は吸引され、該プ
ランジヤ２６に連結された連杆２７を介してデイ
ーゼルエンジン３のエンジンガバナレバー２８を
スプリング２９の弾力に抗して図の右方に牽引
し、デイーゼルエンジン３の回転を低速回転に移
行せしめ、発電機２の回転を低下せしめるもので
前記電磁スイツチ２４、ソレノイド２５、連杆２
７、エンジンガバナレバー２８、スプリングによ
りスローダウン装置３０を構成する。

発電機２の負荷電流が増すと前記変流器６の二
次線輪８の出力端子１１，１２間の二次電圧が増
大し、その電圧値が基準電圧発生回路２２の発生
する基準電圧を超すときは、比較回路１６の発生
するスローダウン信号は止むので、電磁スイツチ
２４の励磁は止み、デイーゼルエンジン３のエン
ジンガバナレバー２８はスプリング２９の弾力に
より図の左方に牽引され、デイーゼルエンジン３
は所定の回転をなすに至り、発電機２は定格出力
に達するものである。なお図中符号３１はタイマ
であつて、発電機２の負荷電流に増減が小さく繰
返され、比較回路１６の信号発生および停止がく
り返されるいわゆるチヤタリング現象が生じた場
合に、設定時間信号発生または停止を維持して電
磁スイツチ２４およびソレノイド２５の焼損を防
止するためのものである。

上記実施例においては電圧上昇阻止回路１４と
してダイオード１３を順方向に複数個直列に接続
した回路を示したが、上記回路１４によると、変
流器６の二次線輪８の出力端子１１，１２に発生
する電圧の最高値はダイオードの順方向阻止電圧
の総和により定まり、二次線輪８に過大の電圧を
発生せしめて絶縁破壊を生ぜしめることがない。

以上本考案によるときは、発電機より負荷に流
れる負荷電流を通ぜしめた一次導体と該一次導体
に捲回された二次線輪とよりなる変流器を用い、
前記二次線輪の一方の出力端子を接地せしめ、他
方の出力端子を入力抵抗の極めて大なる比較回路
に接続せしめ、変流器の二次側を開放状態とした
ことによつて、一次導体に流れる僅かな負荷電流
をも検出し得る二次電圧を発生せしめ、該二次電
圧と基準電圧とを入力として前記二次電圧が基準
電圧より低いとき出力を発生する比較回路によ
り、内燃機関の回転数を低下せしめるスローダウ
ン装置にスローダウンの指令信号を出力せしめる
ものであるから、発電機の回転を低下せしめる負
荷電流の大きさを定めることを容易とし、かつ予
め定めた負荷電流の大きさを検出したとき内燃機
関の回転数を低下せしめるスローダウン装置を作
動させ、またはスローダウン状態から内燃機関お
よび発電機を定格出力運転状態に復帰せしめるこ
とができ、そのスローダウン装置の作動および復
帰を正確になすことを可能とするとともに、電圧
上昇阻止回路の設置により負荷電流がいかに増大
しても変流器の二次電圧を電圧上昇阻止回路の阻
止電圧に止めることによつて変流器の二次線輪の
絶縁破壊を防止する大なる特長を有するものであ
る。

負荷電流を変流器で検出することは一般的であ
るが、通常の変流器の使用態様は、変流器の二次
線輪の出力端子に電流計を接続して用いる場合が
ほとんどであり、この変流器の出力を他の回路に
て利用する場合には、負荷電流に応じて二次線輪
に発生する電流を電流検出用の抵抗に流し、この
抵抗における電圧降下を検出することにより電流
電圧変換を行うのが一般的である。

しかしながら、発電機の負荷電流は負荷状態に
よつて０〜数百アンペアまで変化するのに対し、
無負荷状態または極小負荷状態を検知して発動機
のスローダウンを指令するためには０〜数アンペ
ア程度の微小な負荷電流を正確に検出する必要が
あることから、変流器の二次電流を抵抗によつて
検出しようとしても、変流器の一次導体に流れる
負荷電流が０〜数アンペア程度ではその二次電流
は微弱なものであるので、前記抵抗における電圧
降下は極めて小さく、従つて増幅しなければ検出
不可能であり、また増幅したとしても誤差が大き
いため正確な制御が不可能である。

本考案においては、変流器の二次側を開放状態
とした場合に、数アンペア程度の微小な一次電流
でも二次側に数ボルトの電圧が発生する（変流器
の定電流効果）との知見に基づき、変流器の二次
線輪の出力端子間が微小電流領域では開放状態
（比較器の入力抵抗を無限大とみなして）となる
ようにし、また大電流領域では短絡状態となるよ
うにして微小電流を確実に検知しようとするもの
であつて、これを実現するために、変流器の二次
線輪の出力端子間に二次線輪と並列に、複数のダ
イオードを順方向に直列接続した電圧上昇阻止回
路を接続したことにより、通常変流器では検出し
得ない微小な負荷電流を、変流器およびその二次
側回路の破壊を招くことなく可能にしたものであ
る。ここで電圧上昇阻止回路は、所定の電圧、即
ちその順方向阻止電圧未満では非導通状態で、順
方向阻止電圧以上の電圧が印加されると導通状態
となるように作用するものであつて、負荷電流が
検出すべき数アンペア程度よりもやや高めに設定
された値よりも低い場合には、変流器の二次線輪
に発生する電圧がその順方向阻止電圧に達せず、
非導通状態となつて二次線輪の出力端子間を開放
状態に維持して変流器が微小電流に反応し得る状
態にし、無負荷または極小負荷状態の検出を可能
にするとともに、負荷電流が前記設定値を超える
場合には、二次線輪に発生する電圧がその順方向
阻止電圧に達し、導通状態となつて二次線輪の出
力端子間を接続せしめ、そこに閉回路を構成して
二次線輪に過大な電圧が発生するのを防止し、二
次線輪および二次回路を保護している。

また、電圧上昇阻止回路は、変流器の二次線輪
の一方の出力端子を介して接地されることとな
り、導通時に二次線輪の端子間電圧を発電機の定
常運転時においても一定値に保つため、一時的に
発電機に過大負荷がかかつて大電流が流れた場合
であつても、変流器の二次側回路は一定電圧に保
たれ、回路保護の見地からも信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すものであつて、 図中、２は発電機、３は内燃機関、６は変流
器、７はその一次導体、８はその二次線輪、１０
は整流回路、１１，１２は前記二次線輪の出力端
子、１４は電圧上昇阻止回路、１６は比較回路、
２２は基準電圧発生回路、２３は増幅器、３０は
スローダウン装置をそれぞれ示すものである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃機関により駆動される発電機の負荷電流
   を検出して該負荷電流が予め定めた値より低下
   したとき内燃機関の回転数を低下せしめるため
   のスローダウン信号を発生する指令回路におい
   て、 発電機より負荷に流れる負荷電流を通ぜしめ
   た一次導体と、該一次導体に捲回された二次線
   輪とよりなる変流器を有し、 該変流器の二次線輪の一方の出力端子を接地
   せしめ、 前記変流器の二次線輪の他方の出力端子に発
   生する電圧と、基準電圧発生回路からの基準値
   の電圧とを入力とし、変流器に発生する電圧が
   基準値以下のとき前記スローダウン信号の出力
   を発生する比較回路を具備し、 前記変流器の二次線輪に並列に、複数のダイ
   オードを順方向に直列に結線した電圧上昇阻止
   回路を接続せしめ、前記変流器の一次導体に流
   れる負荷電流が増加したとき、前記二次線輪に
   発生する電圧は前記電圧上昇阻止回路の順方向
   阻止電圧を超えないようにしたことを特徴とす
   る内燃機関駆動発電機のスローダウン指令回
   路。 (2) 前記変流器の二次線輪は整流装置を介して前
   記比較回路に結線され、前記電圧上昇阻止回路
   は前記整流装置と比較回路との間において前記
   変流器の二次線輪に並列に結線されていること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の内燃機関駆動発電機のスローダウン指令
   回路。