JPH03256540A - エンジン発電機に付設したバッテリの充電装置の電源切換装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、コジェネレーション設備・ヒートポンプ設備
・非常用発電設備などのようにエンジン発電機を設けた
設備において、エンジン発電機に付設したバッテリにエ
ンジン発電機と商用電源との二系統の電源を選択して充
電する装置を装備し、このバッテリ充電装置に対して上
記の二系統の電源を切換える制御する装置に関する。

（前提となる基本構造） 本発明が対象とするバッテリの充電装置の電源切換装置
には、その基本的な構造が次のようになっているものが
ある。

例えば第１図と第２図、又は第４図と第５図に示すよう
に、 エンジン発電機１の交流発電機３の充電用出力端子３ａ
に、バッテリ充電制御装置１０の発電機側入力回路１２
・トランス１３・整流回路１４を順に介して、エンジン
発電機１に付設のバッテリ９を接続し、 商用電源の入力端子１６を、バッテリ充電制御装置１０
の商用側入力回路Ｉ７を介して、エンジン発電機ｌの充
電用出力端子３ａと並列にトランスＩ３に接続し、 発電機側入力回路Ｉ２に充電電源切換用電磁リレー１９
の発電機側リレー接点２３（６９ａ）を介装するととも
に、商用側入力回路１７に商用側リレー接点２５（６９
ｂ）を介装し、 各リレー接点２３（６９ａ）・２５（６９ｂ）を、充電
電源切換用電磁リレー１９の電磁コイル２２・２４（６
９）を介して、電源切換制御回路２７の電源切換信号で
開閉させるように構成し、電源切換制御回路２７は、少
なくともエンジン発電機１の定常発電期間Ａでは、発電
機側リレー接点２３（６９ａ）を開路するとともに商用
側リレー接点２５（６９ｂ）を開路させるのに対して、
定常発電期間への以前及び以後では、発電機側リレー接
点２３（６９ａ）を開路するとともに商用側リレー接点
２５（６９ｂ）を閉路させるように構成したものである
。

（従来の技術） 上記の基本構造において、従来では、発電機側と商用側
との二系統の電源を切換え操作する部分の構造が、次の
ように構成されていた。

即ち、第５図に示すように、充電７４源切換用電磁リレ
ー１９の電磁コイルは１つの電磁コイル６９からなり、
その１つの電磁コイル６９で発電機側リレー接点６９ａ
・６９ａと商用側リレー接点６９ｂ・６９ｂとを同時に
開閉するように構成したものである。これにより、第４
図に示すように、商用側バッテリ充電と発電機側バッテ
リ充電とが同時にきりかえ操作される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、電磁リレーでは、電磁コイルを付勢してから
接点の開閉作動の完了までには、一般に１０から３０　
ｍ、ｓｅｃ、程度の時間がかかる。

上記の従来技術では、両接点６９ａ・６９ａ及び６９ｂ
・６９ｂが１つの電磁コイル６９で同時に切換え操作さ
れるものであるため、そのリレー実作動時に、電磁力の
固体差やリレー接点の機械的復帰力の固体差によって、
２個の発電機側リレー接点６９ａのうちの一方が閉路す
るとともに２個の商用側リレー接点６９ｂのうちの一方
も開路していることが極微小時間ながら起こることがあ
る。

上記のような両接点６９ａ・６９ｂの両閉路状態が発生
したときには、発電機側入力回路１２と商用側入力回路
１７とが短絡してしまうので、両回路１２・１７に過電
流が流れて、接点６９ａ・６９ｂがアークで焼損しやす
（なる。その結果、充電電源切換用電磁リレー１９の寿
命が過度に短くなって、発電機側電源と商用側電源との
切換えに不都合が起きる。

本発明は、充電電源切換用電磁リレーの接点寿命を長期
間にわたって良好に保つことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、前記の基本構造
において、発電機側と商用側との二系統のＴｌｒＡを切
換え操作する部分の構造に、次の改良を加えたことを特
徴としている。

例えば、第１図と第２図、又は第３図に示すように、 充電電源切換用電磁リレー１９の電磁コイルは、発電機
側電磁コイル２２と商用側電磁コイル２４とからなり、 発電機側電磁コイル２２は、発電機側リレー接点２３を
開閉するとともに、商用側電磁コイル２４は商用側リレ
ー接点２５を開閉するように構成し、 電源切換制御回路２７は、商用側電磁コイル２４を介し
て商用側リレー接点２５を開路する商用側充電停止時期
Ｂと発電機側電磁コイル２２を介して発電機側リレー接
点２３を開路する発電機側充電開始時期Ｃとの間に、リ
レー接点両開き期間りを介在させるとともに、発電機側
リレー接点２３を開路する発電機側充電停止時期Ｅと商
用側リレー接点２５を開路する商用側充電開始時期Ｆと
の間にもリレー接点両開き期間Ｇを介在させるように構
成し、 各リレー接点向開き期間Ｄ−Ｇの時間長さは、リレー実
作動時に、商用側リレー接点２５と発電機側リレー接点
２３とが両方とも開いた状態を確保する時間長さに設定
し、 前記の発電機側充電開始時期Ｃを、エンジン発電機１の
立ち上がり検出時よりも後の時期に設定したものである
。

なお、エンジン発電機１の立ち上がり検出時としては、
発電機３の出力電圧が電圧確立値Ｖ、に到達した時や、
エンジン２の回転速度が３０％回転速度に到達した時な
どが考えられる。

（作用） 本発明は、例えば第１図と第２図に示すように、次のよ
うに作用する。

商用側バッテリ充電中においては、商用側リレー接点２
５が閉路するとともに発電機側リレー接点２３が開路し
、商用側電力がバッテリ９へ供給されている。

上記の商用側バッテリ充電中から商用側充電停止時期Ｂ
に至ると、商用側リレー接点２５が開路するとともに発
電機側リレー接点２３が開路状態に保たれ、バッテリ９
へは電力が供給されない。

このバッテリ充電の休止中にエンジン発電機１が始動し
て、発電機側充電開始時期Ｃに至ると、商用側リレー接
点２５が開路状態に保たれるのに対して発電機側リレー
接点２３か開路し、発電機側電力がバッテリ９へ供給さ
れる。

上記の発電機側バッテリ充電中から発電機側充電停止時
期Ｅに至ると、発電機側リレー接点２３が開路するとと
もに商用側リレー接点２３が開路状態に保たれ、バッテ
リ９へは電力が供給されない。このバッテリ充電の休止
中に、商用側充電開始時期Ｆに至ると、発電機側リレー
接点２３が開路状態に保たれるのに対して商用側リレー
接点２５が開路し、商用側電力がバッテリ９へ供給され
るのである。

上記のように、充電電源切換用電磁リレー１９は、発電
機側リレー接点２３と商用側リレー接点２５との両接点
が同時に閉路となる事態を回避できるので、発電機側入
力回路１２と商用側入力回路】７との短絡が防止され、
両接点２３・２５のアーク焼損を防止できる。その結果
、充Ｓ電源切換用電磁リレー１９の接点寿命を長期間に
わたって良好に保つことができ、発電機側電源と商用側
電源との切換えに支障が起こらない。

しかも、」１記の発電機側充電開始時期Ｃを、エンジン
発電機ｌの立ち上がり検出時よりも後の時期に設定した
ので、発電機側バッテリ充電がエンジン発電機１の立ち
上がりの障害となることはない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面で説明する。

第１図と第２図は、その一実施例を示している。

第２図の電気回路図に示すように、コ・ジェネレーショ
ン設備に設けたエンジン発電機１は、ガスエンジン２で
交流発電機３を駆動するように構成してなり、その電力
出力端子が配線用遮断器５（ＭＣＢ）・外部負荷用遮断
器のリレー接点６（５２Ｘ）を順に介して外部負荷用出
力端子７に接続されている。

上記エンジン発電機１には、エンジン２のセルモータ２
ａとコ・ジェネレーション設備の制御ユニットへ直流電
力を供給するため、バッテリ９が付設される。即ち、交
流発電機３の充電用出力端子３ａに、バッテリ充電制御
装置１０の発電機側入力回路１２・トランス１３・整流
回路１４を順に介して、バッテリ９が接続される。また
、商用電源の入力端子１６が、バッテリ充電制御装置１
０の商用側入力回路１７を介して、交流発電機３の充電
用出力端子３ａと並列にトランス１３に接続される。

上記の発電機側電力と商用側電力との二系統の電力は、
電源切換制御回路２７て充電電源切換用電磁リレー１９
を介して切換え制御される。

即ち、充Ｎ電源切換用電磁リレー１９の電磁コイルは、
発電機側電磁コイル２２と商用側電磁コイル２４とから
なる。発電機側電磁コイル２２は、発電機側入力回路１
２に介装した発電機側リレー接点２３（２３ａ）を開閉
するように構成しである。

また、商用側電磁コイル２４は、商用側入力回路１７に
介装した商用側リレー接点２５（２５ａ）を開閉するよ
うに構成しである。なお、両電磁コイル２２・２４は、
他のリレー接点２５ｂ・２３ｂで互いにインターロック
しである。そして、各リレー接点２３（２３ａ）２３ｂ
２５（２５ａ）・２５ｂが、各電磁コイル２２・２４を
介して、電源切換制御回路２７の電源切換信号で開閉さ
れるようになっている。

上記の電源切換制御回路２７は、次のように構成される
。

主として第１図に示すように、少なくともエンジン発電
機Ｉの定常発電期間へでは、発電機側リレー接点２３（
ＣＨＸ２）を閉路するとともに商用側リレー接点２５（
ｃ＋−ｒｘｌ）を開路させるのに対して、定常発電期間
への以前及び以後では、発電機側リレー接点２３（ＣＨ
Ｘ２）を開路するとともに商用側リレー接点２５（ＣＨ
ＸＩ）を閉路させるように構成しである。さらに、この
電源切換制御回路２７は、商用側電磁コイル２４を介し
て商用側リレー接点２５（ＣＨＸＩ）を開路する商用側
充電停止時期Ｂと発電機側電磁コイル２２を介して発電
機側リレー接点２３（ＣＨＸ２）を開路する発電機側充
電開始時期Ｃとの間に、リレー接点両開き期間りを介在
させである。さらに、発電機側リレー接点２３（ＣＦ（
Ｘ２）を開路する発電機側充電停止時期Ｅと商用側リレ
ー接点２５（ＣＦ−（Ｘ＋）を開路する商用側充電開始
時期Ｆとの間にもリレー接点両開き期間Ｇを介在させる
ように構成しである。上記のリレー接点両開き期間Ｄ−
Ｇの各時間長さは、リレー実作動時に、商用側リレー接
点２５（ＣＨＸＩ）と発電機側リレー接点２３（ＣＨＸ
２）とが両方とも開いた状態を確保する時間長さに設定
しである。

次に、上記構成のエンジン発電機１の作動を、主として
第１図で説明する。

エンジン発電機１の待機中には商用側電源で商用側のバ
ッテリ充電が行われている。時期ｔ。で示すように、エ
ンジン発電機１に始動命令が入力された場合には、始動
命令の確認時限Δｔ１がカウントされると同時に、始動
準備用の各種補機が「ＯＮ」される。その確認時限Δ１
＋（ここでは２秒間程度）のカウントが終了する時期１
＋（商用側充電停止時期Ｂ）になると、商用側のバッテ
リ充電が停止され、始動電磁弁が開いてバッテリ９がセ
ルモータ２ａを始動して、ガスエンジン２を始動させる
とともに、セルモータ２ａを初期励磁する。次いで、エ
ンジン回転速度が３０％回転速度になったことを検出し
、その時期ｔ、に低速度継電器を動作させるとともに発
電機３は初期励磁されて発電を開始する。発電機３の出
力電圧が電圧確立値Ｖ、に達する時期ｔ３になると、設
定時間Δｊｚがカウントされ始め、その設定時間Δｔ、
後の時期ｔ１．（発電機側充電開始時期Ｃ）に発電機側
のバッテリ充電を開始する。また、前記の時期ｔ。

から設定時間Δｔｓ（ここでは０．３から３０秒間程度
）の経過後の時期ｔ４に保護回路が確立し、さらに前記
の時期ｔ１から△１１（ここでは１０から３０秒間程度
）の経過後の負荷投入時期ｔ、になると、負荷役人信号
が出力される。引き続いて、前記の外部負荷用遮断器の
リレー接点６（第２図上の５２Ｘ）が閉路して発電機１
から外部負荷へ電力が供給される。なお、何らかの原因
でエンジン２の始動か不調に終わった場合には、前記の
時期口から設定時間（ここでは１０から３０秒間程度）
の経過後に不着火信号で始動渋滞の信号が出力される。

上記のエンジン発電機１の運転中において、時期ｔ８に
外部からの停止命令が入力されると、停止命令の確認時
限Δｔ４がカウントされ始めて、そのカウント経過後の
時期ｔ７に外部負荷遮断信号が出力されることにより、
外部負荷への給電が停止される。次いで、無負荷運転時
限がカウントされ始め、そのカウント経過後の時期ｔ８
（発電機側充電停止時期Ｅ）にエンジン２の停止指令が
出力される。これにより、停止電磁弁が開かれるととも
に、発電機側のバッテリ充電が停止される。

これと同時に、停止時限Δ【、（ここでは１０から２０
秒間程度）がカウントされ始め、そのカウントの経過後
の時期ｔ、にエンジン２が停止する。

さらに、前記の時期ｔ８から設定時間Δ（８（ここでは
３０から６０秒間程度）の経過後の時期ｔ、。（商用側
充電開始時期Ｆ）に商用側のバ・ノテリ充電が開始され
る。

なお、エンジン発電機は、コ・ジェネレーション設備に
使用するものに代えて、非常用発電設備やヒートポンプ
設備に使用するものであってもよい 第３図は、上記実施例の変形例を示し、第１図に相当す
る図である。

これは、エンジン発電機１の始動命令が入力される時期
ｔ。を商用側充電停止時期Ｂとするとともに、エンジン
回転速度が３０％回転速度に到達する時期ｔ、から設定
時間Δｔｉｔ後の時期ｔ１．を発電機側充電開始時期Ｃ
としたものである。

なお、発電機側充電開始時期Ｃは、エンジン発電機１の
始動後の立ち上りを確実にするうえで、エンジン発電機
ｌの定常発電期間Ａ内に設定することが好ましいが、少
なくとも電圧確立時期ｔ。

や３０％回転速度に到達する時期ｔ、よりも後であれば
よい。

（発明の効果） 本発明は、上記のように構成され作用することから次の
効果を奏する。

充電電源切換用電磁リレーは、発電機側リレー接点と商
用側リレー接点との両接点が同時に閉路となる事態を回
避できるので、発電機側入力回路と商用側入力回路との
短絡を確実に防止でき、両接点のアーク焼損を防止でき
る。その結果、充電電源切換用電磁リレーの接点寿命を
長期間にわたって良好に保つことかでき、発電機側電源
と商用側電源との切換えに支障が起こらない。

しかも、発電機側充電開始時期を、エンジン発電機の立
ち上がり検出時よりも後の時期に設定したので、発電機
側バッテリ充電がエンジン発電機の立ち上がりの障害と
なることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の実施例を示している。第１
図と第２図は、その一実施例を示し、第１図はタイムチ
ャート、第２図は電気回路図である。第３図は、変形例
を示し、第１図に相当する図である。 第４図と第５図は従来例を示し、第４図は第１図に相当
する図で、第５図は第２図に相当する図である。 １・・・エンジン発電機、３・・・交流発電機、３ａ・
・・充電用出力端子、９・・・バッテリ、１０・・・バ
ッテリ充電制御装置、１２・・・発電機側入力回路、１
３・・・トランス、１４・・・整流回路、１６・・・商
用電源の入力端子、Ｉ７・・・商用側入力回路、１９・
・・充電電源切換用電磁リレー、２２・・・発電機側電
磁コイル、２３・・・発電機側リレー接点、２４・・・
商用側電磁コイル、２５・・・商用側リレー接点、２７
・・・電源切換制御回路、Ａ・・・定常発電期間、Ｂ・
・・商用側充電停止時期、Ｃ・・・発電機側充電開始時
期、Ｄ・・・リレー接点両開き期間、Ｅ・・・発電機側
充電停止時期、Ｆ・・・商用側充電開始時期、Ｇ・・・
リレー接点両開き期間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジン発電機（１）の交流発電機（３）の充電用
   出力端子（３ａ）に、バッテリ充電制御装置（１０）の
   発電機側入力回路（１２）・トランス（１３）・整流回
   路（１４）を順に介して、エンジン発電機（１）に付設
   のバッテリ（９）を接続し、 商用電源の入力端子（１６）を、バッテリ充電制御装置
   （１０）の商用側入力回路（１７）を介して、エンジン
   発電機（１）の充電用出力端子（３ａ）と並列にトラン
   ス（１３）に接続し、発電機側入力回路（１２）に充電
   電源切換用電磁リレー（１９）の発電機側リレー接点（
   ２３）を介装するとともに、商用側入力回路（１７）に
   商用側リレー接点（２５）を介装し、各リレー接点（２
   ３）（２５）を、充電電源切換用電磁リレー（１９）の
   電磁コイルを介して、電源切換制御回路（２７）の電源
   切換信号で開閉させるように構成し、 電源切換制御回路（２７）は、少なくともエンジン発電
   機（１）の定常発電期間（Ａ）では、発電機側リレー接
   点（２３）を閉路するとともに商用側リレー接点（２５
   ）を開路させるのに対して、定常発電期間（Ａ）の以前
   及び以後では、発電機側リレー接点（２３）を開路する
   とともに商用側リレー接点（２５）を閉路させるように
   構成した、 エンジン発電機に付設したバッテリの充電装置の電源切
   換装置において、 充電電源切換用電磁リレー（１９）の電磁コイルは、発
   電機側電磁コイル（２２）と商用側電磁コイル（２４）
   とからなり、 発電機側電磁コイル（２２）は、発電機側リレー接点（
   ２３）を開閉するとともに、商用側電磁コイル（２４）
   は商用側リレー接点（２５）を開閉するように構成し、 電源切換制御回路（２７）は、商用側電磁コイル（２４
   ）を介して商用側リレー接点（２５）を開路する商用側
   充電停止時期（Ｂ）と発電機側電磁コイル（２２）を介
   して発電機側リレー接点（２３）を閉路する発電機側充
   電開始時期（Ｃ）との間に、リレー接点両開き期間（Ｄ
   ）を介在させるとともに、発電機側リレー接点（２３）
   を開路する発電機側充電停止時期（Ｅ）と商用側リレー
   接点（２５）を閉路する商用側充電開始時期（Ｆ）との
   間にもリレー接点両開き期間（Ｇ）を介在させるように
   構成し、 各リレー接点両開き期間（Ｄ）（Ｇ）の時間長さは、リ
   レー実作動時に、商用側リレー接点（２５）と発電機側
   リレー接点（２３）とが両方とも開いた状態を確保する
   時間長さに設定し、前記の発電機側充電開始時期（Ｃ）
   を、エンジン発電機（１）の立ち上がり検出時よりも後
   の時期に設定した、 ことを特徴とする、エンジン発電機に付設したバッテリ
   の充電装置の電源切換装置。