JPH0332320B2 - - Google Patents

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JPH0332320B2
JPH0332320B2 JP56195344A JP19534481A JPH0332320B2 JP H0332320 B2 JPH0332320 B2 JP H0332320B2 JP 56195344 A JP56195344 A JP 56195344A JP 19534481 A JP19534481 A JP 19534481A JP H0332320 B2 JPH0332320 B2 JP H0332320B2
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Japan
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circuit
output
generator
reference voltage
voltage
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Masayuki Sango
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Hokuetsu Industries Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0393Flexible materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はAVR保護回路に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an AVR protection circuit.

エンジン駆動型発電機においてはエンジンの回
転数にかかわらず一定の出力電圧を発生する必要
があるため、自動電圧調整器(以下、AVRとい
う)を設けて発電機の界磁巻線に供給する界磁電
流を制御し、出力電圧の安定化を図つている。
Engine-driven generators need to generate a constant output voltage regardless of the engine speed, so an automatic voltage regulator (hereinafter referred to as AVR) is installed to supply the field winding of the generator. The magnetic current is controlled to stabilize the output voltage.

第1図は従来のAVRの構成ブロツクを示した
ものであり、図中1はブラシレス交流発電機(以
下発電機という)、2は負荷、3は直流定電圧回
路、4は基準電圧発生回路、5は検出回路、6は
比較回路、7は制御回路、Q0は制御トランジス
タである。なお発電機1は主機Gと励磁機EXに
より構成されており、励磁機EXの界磁巻線Lに
は外部より直流電流が供給される。
Figure 1 shows the configuration block of a conventional AVR. In the figure, 1 is a brushless alternating current generator (hereinafter referred to as a generator), 2 is a load, 3 is a DC constant voltage circuit, 4 is a reference voltage generation circuit, 5 is a detection circuit, 6 is a comparison circuit, 7 is a control circuit, and Q 0 is a control transistor. The generator 1 is composed of a main machine G and an exciter EX, and a field winding L of the exciter EX is supplied with a direct current from the outside.

しかして、発電機1の発生電力は負荷2に供給
されると共に、その電圧はトランスT1、ダイオ
ードD1、抵抗R1,R2,R3、コンデンサC1等で構
成される検出回路5に加えられ、発電機1の出力
電圧(交流電圧)に対応した直流電圧に変換され
る。次いで比較回路6では検出回路5の出力電圧
と基準電圧発生回路4より得られる基準電圧との
比較が行われ、基準電圧との差に応じた誤差電圧
を出力する。制御回路7はこの誤差電圧を0にす
べく動作するもので、誤差電圧の極性および大小
に応じて適宜制御トランジスタQ0を駆動する。
一方、発電機1の出力の一部は直流定電圧回路3
で直流に変換された後、トランジスタQ0のコレ
クタ・エミツタを介して界磁巻線Lに界磁電流を
供給している。
Thus, the power generated by the generator 1 is supplied to the load 2, and the voltage is detected by the detection circuit 5, which includes a transformer T 1 , a diode D 1 , resistors R 1 , R 2 , R 3 , a capacitor C 1 , etc. , and is converted into a DC voltage corresponding to the output voltage (AC voltage) of the generator 1. Next, the comparison circuit 6 compares the output voltage of the detection circuit 5 with the reference voltage obtained from the reference voltage generation circuit 4, and outputs an error voltage according to the difference with the reference voltage. The control circuit 7 operates to reduce this error voltage to 0, and drives the control transistor Q 0 as appropriate depending on the polarity and magnitude of the error voltage.
On the other hand, part of the output of the generator 1 is supplied to the DC constant voltage circuit 3.
After being converted into direct current at , the field current is supplied to the field winding L via the collector-emitter of the transistor Q 0 .

今、何らかの原因により発電機1の出力電圧が
高くなると検出回路5の出力電圧が上昇し、これ
が予め設定されている基準電圧発生回路4の基準
電圧を上回ると比較回路6はその誤差電圧を出力
し、これを受けて制御回路7はトランジスタQ0
のベース電流を減らして界磁電流を減少せしめ、
発電電圧を低下させる。また逆に、発電機1の出
力電圧が低下して検出回路5の出力電圧が基準電
圧発生回路4の基準電圧を下回つた時には制御回
路7はトランジスタQ0のベース電流を増やして
界磁電流を増大せしめ、発電電圧を上昇させる。
そしてこれらの動作は極めて速く行われるため、
発電機1の出力電圧は一定に保たれることとな
る。
Now, when the output voltage of the generator 1 increases for some reason, the output voltage of the detection circuit 5 increases, and when this exceeds the preset reference voltage of the reference voltage generation circuit 4, the comparison circuit 6 outputs the error voltage. In response to this, the control circuit 7 switches the transistor Q 0
to reduce the field current by reducing the base current of
Reduce the generated voltage. Conversely, when the output voltage of the generator 1 decreases and the output voltage of the detection circuit 5 falls below the reference voltage of the reference voltage generation circuit 4, the control circuit 7 increases the base current of the transistor Q0 to generate a field current. increases the generated voltage.
And since these actions occur extremely quickly,
The output voltage of the generator 1 will be kept constant.

第1図に示した従来のAVRは上述のように動
作するものであり非常に有用なものであるが、そ
の反面、次のような欠点を有していた。すなわ
ち、AVRはエンジンの回転数によらず常に動作
しているため、暖気運転等でエンジンを低速回転
すると、前記AVRによつて発電機の出力電圧を
一定に保とうとする作用が働き、発電機の界磁電
流を増大し続け、大電流が界磁コイルに流れる危
険があり、最悪の場合にはAVRを破壊したり、
発電機本体を焼損したりすることになる。これら
に対処する方法としては、AVRおよび発電機の
能力を上げる方法と、可飽和変流器、可飽和リア
クトル等とAVRを組み合わせて差動型とする方
法の2つが考えられるが、前者は装置全体の形状
が大きくなり高価となる欠点があり、一方、後者
は発電機の励磁が差動型のために励磁巻線が2種
類必要となつて構造が複雑になる欠点がある。
Although the conventional AVR shown in FIG. 1 operates as described above and is very useful, it has the following drawbacks. In other words, since the AVR is always operating regardless of the engine speed, when the engine is rotated at low speed during warm-up, etc., the AVR works to keep the output voltage of the generator constant, and the generator If the field current continues to increase, there is a risk that a large current will flow to the field coil, and in the worst case, it may destroy the AVR.
This may cause the generator body to burn out. There are two possible ways to deal with these problems: increasing the capacity of the AVR and generator, and combining the AVR with a saturable current transformer, saturable reactor, etc. to create a differential type. The latter has the disadvantage that the overall shape is large and expensive, and on the other hand, the latter has the disadvantage that the excitation of the generator is differential, requiring two types of excitation windings, resulting in a complicated structure.

本発明は上記の点に鑑み提案されたものであ
り、従来のAVRの構成に加え、発電機の出力電
圧からエンジンの回転数を検出する手段を設け、
規定回転数以下の場合には発電機の出力電圧を低
下させることによりAVRの出力電流を低下せし
め、大電流の発生によるAVRや発電機等の破壊
を防止すると共に、AVRや発電機自体の小容量
化、小型化を図り、コストの低減をも可能とした
AVR保護回路を提供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of the above points, and in addition to the conventional AVR configuration, a means for detecting the engine rotation speed from the output voltage of the generator is provided,
If the rotation speed is below the specified rotation speed, the output voltage of the generator is lowered to reduce the output current of the AVR, preventing damage to the AVR and generator due to the generation of large currents, and also reducing the damage to the AVR and generator itself. Increased capacity, miniaturization, and cost reduction
Aims to provide AVR protection circuit.

すなわち本発明は、発電機の出力電圧を検出す
る第1の検出回路と、定格出力電圧に対応して設
定した基準電圧を発生する第1の基準電圧発生回
路と、第1の検出回路および第1の基準電圧発生
回路の出力電圧を比較する第1の比較回路とを備
え、この第1の比較回路の出力に応じて前記発電
機の界磁電流を制御して発電機の出力電圧を一定
にするよう構成したAVRにおいて、発電機出力
の出力周波数を検出しその出力周波数に対応した
パルス信号を出力し、該出力信号を積分して直流
信号に変換する第2の検出回路と、前記発電機出
力の下限周波数に対応して設定した基準電圧を発
生する第2の基準電圧発生回路と、前記第2の検
出回路および第2の基準電圧発生回路の出力電圧
を比較する第2の比較回路とを設け、発電機の出
力周波数が前記下限周波数より低下したときの第
2の比較回路の出力によりホトカプラをオン・オ
フ制御して前記第1の検出回路の出力電圧を制御
し、発電機の出力電圧を低下若しくは定格電圧に
保持するように構成したことにより、上記目的を
達成しようとするものである。
That is, the present invention includes a first detection circuit that detects the output voltage of a generator, a first reference voltage generation circuit that generates a reference voltage set corresponding to the rated output voltage, a first detection circuit, and a first detection circuit that generates a reference voltage set corresponding to the rated output voltage. a first comparison circuit that compares the output voltages of the first reference voltage generation circuit, and controls the field current of the generator according to the output of the first comparison circuit to keep the output voltage of the generator constant. In the AVR configured to a second reference voltage generation circuit that generates a reference voltage set corresponding to the lower limit frequency of the machine output; and a second comparison circuit that compares the output voltages of the second detection circuit and the second reference voltage generation circuit. and when the output frequency of the generator falls below the lower limit frequency, the photocoupler is controlled on/off by the output of the second comparison circuit to control the output voltage of the first detection circuit, and the output voltage of the first detection circuit is controlled. The above object is achieved by configuring the output voltage to be lowered or maintained at the rated voltage.

以下、実施例を示す図面に従つて本発明を詳述
する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing examples.

第2図は本発明の第1の実施例を示すブロツク
構成図であり、第1図で示した従来例と同じもの
には同一符号を付してある。以下、この構成およ
び機能を説明すと、第2図において発電機1の出
力端は負荷2に接続されて発生電力を供給すると
共に、直流定電圧回路3、制御トランジスタQ0
のコレクタ・エミツタを介して自己の界磁巻線L
に界磁電流を供給している。また発電機1の出力
電圧は、電圧を検出する第1の検出回路5′およ
び周波数を検出する第2の検出回路9の入力端に
加わるように接続され、発電機1の出力である交
流電圧に対応した直流電圧と、周波数に対応した
直流電圧とを得るように構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and the same parts as in the conventional example shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. The configuration and functions of this generator will be explained below. In FIG. 2, the output end of the generator 1 is connected to a load 2 to supply generated power, and also connects a DC constant voltage circuit 3 and a control transistor Q 0
own field winding L through the collector emitter of
The field current is supplied to the Furthermore, the output voltage of the generator 1 is connected to the input terminals of a first detection circuit 5' for detecting voltage and a second detection circuit 9 for detecting frequency. It is configured to obtain a DC voltage corresponding to the frequency and a DC voltage corresponding to the frequency.

第1の検出回路5′は発電機1の出力電圧を適
当な電圧に変換するトランスT1、整流用のダイ
オードD1、電流制限用抵抗R1、平滑コンテンサ
C1、分圧用抵抗R2,R3で構成され、更に抵抗R2
の両端には後述する発光ダイオードLEDと対に
なつてホトカプラを形成するホトトランジスタ
Q1のコレクタ・エミツタが接続されている。一
方、第2の検出回路9は入力部91、波形整形回
路92、積分回路93、時定数回路94の縦続接
続により構成されており、これらによつて発電機
の出力周波数を検出し、その出力周波数に対応し
たパルス信号を出力すると共に、この出力信号を
積分して直流信号に変換している。次に4,8は
夫々第1、第2の基準電圧発生回路であり、前記
第1、第2の検出回路5′,9の比較基準電圧を
発生するものであり、第1の基準電圧発生回路4
は定格出力電圧に対応する基準電圧を、他方、第
2の基準電圧発生回路8はAVRの動作を停止す
べき下限周波数に対応する基準電圧を夫々出力し
ている。
The first detection circuit 5' includes a transformer T 1 that converts the output voltage of the generator 1 into an appropriate voltage, a rectifying diode D 1 , a current limiting resistor R 1 , and a smoothing capacitor.
Consists of C 1 , voltage dividing resistors R 2 and R 3 , and further resistor R 2
At both ends of the
The collector and emitter of Q 1 are connected. On the other hand, the second detection circuit 9 is composed of an input section 91, a waveform shaping circuit 92, an integrating circuit 93, and a time constant circuit 94 connected in cascade, and detects the output frequency of the generator and outputs the In addition to outputting a pulse signal corresponding to the frequency, this output signal is integrated and converted into a DC signal. Next, reference numerals 4 and 8 are first and second reference voltage generation circuits, respectively, which generate comparison reference voltages for the first and second detection circuits 5' and 9. circuit 4
outputs a reference voltage corresponding to the rated output voltage, and on the other hand, the second reference voltage generating circuit 8 outputs a reference voltage corresponding to the lower limit frequency at which the operation of the AVR should be stopped.

また、6,10は夫々第1、第2の比較回路で
あり、第1の比較回路6は第1の検出回路5′と
第1の基準電圧発生回路4の出力電圧とを、他
方、第2の比較回路10は第2の検出回路9と第
2の基準電圧発生回路8の出力電圧とを夫々比較
するものである。7は制御回路であり、第1の比
較回路6の出力を受けて界磁巻線Lと直列に接続
された制御トランジスタQ0を駆動して一定出力
電圧を得るように制御すべく構成される。一方、
第2の比較回路10の出力端はエミツタを接地し
たトランジスタQ2のベースに直接接続されてお
り、比較回路10はトランジスタQ2のコレクタ
と電源Vccとの間に挿入された抵抗R6および発光
ダイオードLEDへの通電を制御している。
Further, 6 and 10 are first and second comparison circuits, respectively, and the first comparison circuit 6 compares the output voltage of the first detection circuit 5' and the first reference voltage generation circuit 4 with the output voltage of the first detection circuit 5' and the first reference voltage generation circuit 4. The second comparison circuit 10 compares the output voltages of the second detection circuit 9 and the second reference voltage generation circuit 8, respectively. 7 is a control circuit, which is configured to receive the output of the first comparator circuit 6 and drive the control transistor Q 0 connected in series with the field winding L to obtain a constant output voltage. . on the other hand,
The output terminal of the second comparator circuit 10 is directly connected to the base of the transistor Q 2 whose emitter is grounded, and the comparator circuit 10 is connected to the resistor R 6 inserted between the collector of the transistor Q 2 and the power supply Vcc and the light emitting Controls energization to the diode LED.

第3図は第2の検出回路9、第2の基準電圧発
生回路8および比較回路10を具体的回路構成で
示したものである。入力部91はトランスT2
構成されており、2次巻線の一端は接地され、他
端はコンデンサC3、抵抗R9の直列回路を介して
波形整形回路92の増幅器A1の反転入力端子に
接続されている。増幅器A1はゼロクロス・コン
パレータとして働くものであり、増幅器A1の非
反転入力端子は電源Vcc、接地間に直列に接続さ
れた分圧用抵抗R7,R8の中点に抵抗R10を介して
接続され、更に抵抗R7,R8の中点と増幅器A1
出力端子との間にはヒステリシスをもたせるため
の抵抗R11が接続されている。増幅器A1の出力端
子と接地間には波高を一定にするために抵抗R12
と逆直列接続されたツエナーダイオードZ1,Z2
直列回路が接続されており、抵抗R12とツエナー
ダイオードZ1の接続点はダイオードポンプ回路を
構成するコンデンサC4の一端に接続されている。
FIG. 3 shows a specific circuit configuration of the second detection circuit 9, the second reference voltage generation circuit 8, and the comparison circuit 10. The input section 91 consists of a transformer T2 , one end of the secondary winding is grounded, and the other end is connected to the inverting input of the amplifier A1 of the waveform shaping circuit 92 via a series circuit of a capacitor C3 and a resistor R9 . connected to the terminal. Amplifier A1 works as a zero-cross comparator, and the non-inverting input terminal of amplifier A1 is connected to the midpoint of voltage dividing resistors R7 and R8 connected in series between the power supply Vcc and ground via resistor R10. Furthermore, a resistor R11 for providing hysteresis is connected between the midpoint of the resistors R7 and R8 and the output terminal of the amplifier A1 . A resistor R12 is connected between the output terminal of amplifier A1 and ground to keep the wave height constant.
A series circuit of Zener diodes Z 1 and Z 2 connected in anti-series with is connected, and the connection point of resistor R 12 and Zener diode Z 1 is connected to one end of capacitor C 4 that constitutes the diode pump circuit. .

コンデンサC4の他端はダイオードD3を介して
接地されると共にダイオードD4を介して増幅器
A2の反転入力端子に接続されており、増幅器A2
の非反転入力端子は接地されている。また、増幅
器A2の反転入力端子と出力端子間にはコンデン
サC5および抵抗R13が互いに並列に接続されてお
り、これらは前記コンデンサC4、ダイオードD3
D4と相俟つて積分回路93を構成している。こ
の積分回路93はコンデンサC4の一端に加えら
れるパルスの回数に応じて増幅器A2の帰還ルー
プ内にあるコンデンサC5に電荷を蓄積していく
ものであり、同時にコンデンサC5の電荷は抵抗
R13により放電していくので、その出力には入力
するパルス周波数に比例した電圧が得られること
となる。
The other end of capacitor C4 is grounded via diode D3 and connected to the amplifier via diode D4 .
A 2 is connected to the inverting input terminal of the amplifier A 2
The non-inverting input terminal of is grounded. Furthermore, a capacitor C 5 and a resistor R 13 are connected in parallel between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier A 2 , and these are connected to the capacitor C 4 , diode D 3 ,
Together with D4 , it constitutes an integrating circuit 93. This integrating circuit 93 accumulates charge in a capacitor C5 in the feedback loop of the amplifier A2 according to the number of pulses applied to one end of the capacitor C4 , and at the same time, the charge in the capacitor C5 is
Since it is discharged by R13 , a voltage proportional to the input pulse frequency is obtained at its output.

次に、時定数回路94は逆流阻止用ダイオード
D2と抵抗R4,R5およびコンデンサC2の遅延回路
によつて構成され、R5≫R4の関係に設定するこ
とにより急速充電緩速放電特性を持たせ、モータ
等の負荷がかかつた時のエンジン回転数の一時的
な低下により本発明にかかる回路が誤動作して
AVRの動作を停止せしめないように考慮されて
いる。
Next, the time constant circuit 94 is a reverse current blocking diode.
It consists of a delay circuit consisting of D 2 , resistors R 4 and R 5 , and capacitor C 2 , and by setting the relationship R 5 ≫ R 4 , it has fast charging and slow discharging characteristics, and the load of the motor etc. The circuit according to the present invention malfunctions due to a temporary decrease in engine speed when
This is designed to prevent the AVR from stopping.

基準電圧発生回路8は電流制限用抵抗R14とツ
エナーダイオードZ3とにより構成され、ツエナー
ダイオードZ3の両端に接続された可変抵抗VRに
より所望の基準電圧を得ている。
The reference voltage generation circuit 8 includes a current limiting resistor R14 and a Zener diode Z3 , and obtains a desired reference voltage by a variable resistor VR connected across the Zener diode Z3 .

比較回路10は増幅器A3の反転入力端子を前
記時定数回路94の出力端子に接続してあり、非
反転入力端子は抵抗R15を介して基準電圧発生回
路8の可変抵抗VRの中間端子に接続され、更に
ヒステリシスを得るため抵抗R16を介して接地す
ると共に抵抗R17を介して自己の出力端子に接続
されている。ここでヒステリシスを持たせる理由
は、エンジンの回転ムラによる回路がオン・オフ
を繰り返すハンチング現象を防止するためであ
る。次いで、比較回路10の出力端子は抵抗R19
を介してトランジスタQ2のベースに接続されて
おり、トランジスタQ2のエミツタは接地され、
またコレクタと電源Vccとの間には抵抗R6と発光
ダイオードLEDの直列回路が接続されている。
なおこの発光ダイオードLEDは第1の検出回路
5′内のホトトランジスタQ1と共にホトカプラを
構成している。
The comparator circuit 10 has an inverting input terminal of the amplifier A3 connected to the output terminal of the time constant circuit 94, and a non-inverting input terminal connected to the intermediate terminal of the variable resistor VR of the reference voltage generating circuit 8 via a resistor R15 . Furthermore, in order to obtain hysteresis, it is grounded via a resistor R16 , and is also connected to its own output terminal via a resistor R17 . The reason for providing hysteresis here is to prevent the hunting phenomenon in which the circuit repeatedly turns on and off due to uneven rotation of the engine. Next, the output terminal of the comparison circuit 10 is connected to the resistor R 19
is connected to the base of transistor Q 2 through, and the emitter of transistor Q 2 is grounded,
Further, a series circuit of a resistor R6 and a light emitting diode LED is connected between the collector and the power supply Vcc.
Note that this light emitting diode LED constitutes a photocoupler together with the phototransistor Q1 in the first detection circuit 5'.

以下、第2図および第3図に基づいて動作を説
明する。なお、AVRの基本動作については従来
例の説明においてすでに述べたため、重複を避け
る意味でその説明を省略する。
The operation will be explained below based on FIGS. 2 and 3. Note that the basic operation of the AVR has already been described in the description of the conventional example, so the description thereof will be omitted to avoid duplication.

先ず、第2の検出回路9の入力部91に入力さ
れた発電機1の出力電圧は後の回路電圧と適合す
るようにトランスT2で適当な電圧に変換される。
次いで波形整形回路92では正弦波状の出力電圧
をゼロクロス・スイツチングし、振幅が一定の方
形波パルスに変換する。積分回路93はこの方形
波パルスを入力として周波数に比例した直流電圧
を出力し、時定数回路94を介して第2の比較回
路10に送出する。第2の基準電圧発生回路8
は、前述のようにエンジン回転数の低下により界
磁電流が増大し、装置の破壊を起こす以前に設定
された下限周波数に対応した電圧を発生してお
り、比較回路10は第2の検出回路9の出力電圧
が出力周波数の低下により減少して基準電圧を下
回るとその出力をハイレベルに転じ、トランジス
タQ2を駆動して発光ダイオードLEDを点灯する。
First, the output voltage of the generator 1 input to the input section 91 of the second detection circuit 9 is converted to an appropriate voltage by the transformer T2 so as to match the subsequent circuit voltage.
Next, the waveform shaping circuit 92 performs zero-cross switching on the sinusoidal output voltage to convert it into a square wave pulse with a constant amplitude. The integrating circuit 93 receives this square wave pulse as an input, outputs a DC voltage proportional to the frequency, and sends it to the second comparison circuit 10 via the time constant circuit 94. Second reference voltage generation circuit 8
generates a voltage corresponding to the lower limit frequency set before the field current increases due to a decrease in engine speed and causes destruction of the device as described above, and the comparator circuit 10 is a second detection circuit. When the output voltage of Q 9 decreases due to a decrease in the output frequency and falls below the reference voltage, the output is changed to a high level, driving the transistor Q 2 and lighting the light emitting diode LED.

しかして、通常の回転数でエンジンが使用され
ている場合には、第2の検出回路9の出力電圧は
十分高く、基準電圧発生回路8による基準電圧を
下回ることはないため発光ダイオードLEDは点
灯せず、AVRは正常に動作している。一方、暖
気運転等でエンジンが低速回転となつた時には検
出回路9の出力電圧が低下し、これが基準電圧を
下回ると比較回路10の出力はハイレベルに転
じ、トランジスタQ2をオンさせて発光ダイオー
ドLEDを点灯する。前述のように発光ダイオー
ドLEDは、第1の検出回路5′内に設けられたホ
トトランジスタQ1とホトカプラを形成しており、
発光ダイオードLEDの点灯によつてホトトラン
ジスタQ1はオンし、分圧用抵抗R2の両端をシヨ
ートする。これにより第1の検出回路5′の出力
電圧は上昇し、見かけ上発電機1の出力電圧が上
昇したこととなり、発電機の出力電圧は低下する
ことになる。したがつて、エンジンの低速回転時
には界磁電流の供給量は低減され、大電流が流れ
て装置を破壊する危険は全くない。また、エンジ
ンの回転が正常になればAVRの機能停止は速や
かに解除され、その動作により発電機1の出力電
圧を一定値に保つべく正常の動作をするものであ
る。
However, when the engine is being used at a normal rotation speed, the output voltage of the second detection circuit 9 is sufficiently high and does not fall below the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit 8, so that the light emitting diode LED is turned on. Without it, the AVR is working properly. On the other hand, when the engine rotates at low speed due to warm-up, etc., the output voltage of the detection circuit 9 decreases, and when this falls below the reference voltage, the output of the comparison circuit 10 changes to high level, turning on the transistor Q 2 and switching on the light emitting diode. Turn on the LED. As mentioned above, the light emitting diode LED forms a photocoupler with the phototransistor Q1 provided in the first detection circuit 5'.
When the light emitting diode LED is turned on, the phototransistor Q1 is turned on and shoots both ends of the voltage dividing resistor R2 . As a result, the output voltage of the first detection circuit 5' increases, and the output voltage of the generator 1 appears to increase, so that the output voltage of the generator decreases. Therefore, when the engine rotates at low speed, the amount of field current supplied is reduced, and there is no risk of large current flowing and damaging the device. Further, when the engine rotation becomes normal, the AVR is immediately released from its functional stoppage, and the AVR operates normally to maintain the output voltage of the generator 1 at a constant value.

第4図は本発明の第2の実施例を示すものであ
り、エンジンの低速時に第1の検出回路の出力電
圧をレベルアツプするかわりに、第1の基準電圧
発生回路の基準電圧を強制的に低下させ、第1の
実施例と同様な効果を得るように構成されてい
る。すなわち、同図において第1の基準電圧発生
回路4′内のトランジスタQ3のコレクタは電源
Vccに接続され、エミツタは基準電圧の出力端子
となつており、かつベースは抵抗R20を介して自
己のコレクタに接続されると共にトランジスタ
Q4のコレクタ、エミツタおよびツエナーダイオ
ードZ4の直列回路を介して接地されている。ま
た、ツエナーダイオードZ4のカソードは抵抗R21
を介してトランジスタQ3のエミツタに接続され、
トランジスタQ4のベースはトランジスタQ3のエ
ミツタと接地間に接続された分圧用抵抗R22
R23の中間接続点に接続されており、抵抗R22
両端には前記発光ダイオードLEDと共にホトカ
プラを形成するホトトランジスタQ1のコレク
タ・エミツタが接続されている。その他、全体の
構成としては第2図と略同様であるが、第1の検
出回路5′内のホトトランジスタQ1は不要であ
る。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, in which the reference voltage of the first reference voltage generation circuit is forcibly increased instead of increasing the level of the output voltage of the first detection circuit when the engine is running at low speed. The structure is such that the same effect as in the first embodiment can be obtained. That is, in the figure, the collector of transistor Q3 in the first reference voltage generation circuit 4' is connected to the power supply.
Vcc, the emitter is the reference voltage output terminal, and the base is connected to its own collector via a resistor R20 , and the transistor
The collector of Q 4 is grounded through a series circuit of emitter and Zener diode Z 4 . Also, the cathode of the Zener diode Z 4 is connected to the resistor R 21
is connected to the emitter of transistor Q 3 through
The base of transistor Q 4 is a voltage dividing resistor R 22 connected between the emitter of transistor Q 3 and ground,
The collector-emitter of a phototransistor Q1 , which forms a photocoupler together with the light emitting diode LED, is connected to both ends of the resistor R22 . Other than that, the overall configuration is substantially the same as that in FIG. 2, but the phototransistor Q1 in the first detection circuit 5' is unnecessary.

トランジスタQ4は抵抗R22,R23により分圧さ
れた出力電圧とツエナーダイオードZ4のツエナー
電圧の差によつて駆動されるものであり、トラン
ジスタQ3のベース電流を制御して出力電圧を分
圧抵抗R22,R23によつて決まる一定値に導く機
能を有している。
Transistor Q 4 is driven by the difference between the output voltage divided by resistors R 22 and R 23 and the Zener voltage of Zener diode Z 4 , and the output voltage is controlled by controlling the base current of transistor Q 3. It has a function of leading to a constant value determined by the voltage dividing resistors R 22 and R 23 .

しかして、暖気運転時等におけるエンジンの低
速回転を検出してホトトランジスタQ1がオンす
ると、トランジスタQ4のベース電流が増大して
トランジスタQ3のベース電流を減少させ、基準
電圧出力を低下させてAVRの動作を停止せしめ、
界磁電流を減少させて発電機1を保護することが
できる。
When low-speed rotation of the engine is detected during warm-up, etc., and phototransistor Q 1 is turned on, the base current of transistor Q 4 increases, decreasing the base current of transistor Q 3 , and lowering the reference voltage output. to stop the AVR from operating,
The generator 1 can be protected by reducing the field current.

なお、以上の実施例では第1の検出回路5′の
出力電圧もしくは基準電圧発生回路4′における
基準電圧をホトカプラの動作により変化せしめる
ように構成してあるが、これに何ら限定されるも
のでなく、リレー等を用いても構成できるのは勿
論である。
In the above embodiments, the output voltage of the first detection circuit 5' or the reference voltage in the reference voltage generation circuit 4' is configured to be changed by the operation of the photocoupler, but the present invention is not limited to this. Of course, it can also be constructed using relays or the like.

以上のように本発明のAVR保護回路にあつて
は、発電機の出力電圧を検出する第1の検出回路
と、定格出力電圧に対応して設定した基準電圧を
発生する第1の基準電圧発生回路と、第1の検出
回路および第1の基準電圧発生回路の出力電圧を
比較する第1の比較回路とを備え、この第1の比
較回路の出力に応じて前記発電機の界磁電流を制
御して発電機の出力電圧を一定にするよう構成し
たAVRにおいて、発電機の出力の出力周波数を
検出しその出力周波数に対応したパルス信号を出
力し、該出力信号を積分して直流信号に変換する
第2の検出回路と、前記発電機出力の下限周波数
に対応して設定した基準電圧を発生する第2の基
準電圧発生回路と、前記第2の検出回路および第
2の基準電圧発生回路の出力電圧を比較する第2
の比較回路を設け、発電機の出力周波数が前記下
限周波数より低下したときの第2の比較回路の出
力によりホトカプラをオン・オフ制御して前記第
1の検出回路の出力電圧を制御し、発電機の出力
電圧を低下若しくは定格電圧に保持するように構
成したから、エンジンの低速回転時に界磁コイル
に大電流が流れる危険がなく、しかも周囲の雰囲
気温度等の外的要因による影響を全く受けること
がないため、AVRや発電機の破壊を完全に防止
することができる。また、かかる破壊の危険を見
込んでAVRおよび発電機の容量を予め大きく設
計する必要がないため、これら各機器の小容量
化、小型化が可能となり、コストの低減にも寄与
できる等の効果を有する。
As described above, the AVR protection circuit of the present invention includes a first detection circuit that detects the output voltage of the generator, and a first reference voltage generator that generates a reference voltage set corresponding to the rated output voltage. circuit, and a first comparison circuit that compares the output voltages of the first detection circuit and the first reference voltage generation circuit, and adjusts the field current of the generator according to the output of the first comparison circuit. An AVR that is configured to control the output voltage of the generator to keep it constant, detects the output frequency of the generator's output, outputs a pulse signal corresponding to that output frequency, integrates the output signal, and converts it into a DC signal. a second detection circuit for converting, a second reference voltage generation circuit for generating a reference voltage set corresponding to the lower limit frequency of the generator output, the second detection circuit and a second reference voltage generation circuit; The second to compare the output voltage of
A comparison circuit is provided, and when the output frequency of the generator falls below the lower limit frequency, the photocoupler is controlled on/off by the output of the second comparison circuit to control the output voltage of the first detection circuit, and the output voltage of the first detection circuit is controlled. Since the machine's output voltage is reduced or maintained at the rated voltage, there is no risk of large current flowing into the field coil when the engine rotates at low speed, and it is completely unaffected by external factors such as the surrounding ambient temperature. Therefore, destruction of the AVR and generator can be completely prevented. In addition, since there is no need to design the AVR and generator capacity to be large in advance in anticipation of the risk of destruction, it is possible to reduce the capacity and size of each of these devices, which has the effect of contributing to cost reduction. have

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のAVRの構成図、第2図は本発
明の第1の実施例を示す構成図、第3図は本発明
の要部の具体的な回路図、第4図は第2の実施例
を示す要部の回路図である。 1……発電機、2……負荷、3……直流定電圧
回路、4,4′……第1の基準電圧発生回路、5,
5′……第1の検出回路、6……第1の比較回路、
7……制御回路、8……第2の基準電圧発生回
路、9……第2の検出回路、91……入力部、9
2……波形整形回路、93……積分回路、94…
…時定数回路、10……第2の比較回路、Vcc…
…電源、A1〜A3……増幅器、Q1……ホトトラン
ジスタ、LED……発光ダイオード、Q0,Q2
Q3,Q4……トランジスタ、L……界磁巻線、D1
〜D5……ダイオード、Z1〜Z4……ツエナーダイ
オード、R1〜R23……抵抗、C1〜C5……コンデン
サ、T1,T2……トランス、VR……可変抵抗。
Fig. 1 is a block diagram of a conventional AVR, Fig. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, Fig. 3 is a specific circuit diagram of the main part of the present invention, and Fig. 4 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of main parts showing an embodiment of the present invention. 1... Generator, 2... Load, 3... DC constant voltage circuit, 4, 4'... First reference voltage generation circuit, 5,
5'...first detection circuit, 6...first comparison circuit,
7...Control circuit, 8...Second reference voltage generation circuit, 9...Second detection circuit, 91...Input section, 9
2... Waveform shaping circuit, 93... Integrating circuit, 94...
...Time constant circuit, 10...Second comparison circuit, Vcc...
...power supply, A1 to A3 ...amplifier, Q1 ...phototransistor, LED ...light-emitting diode, Q0 , Q2 ,
Q 3 , Q 4 ... Transistor, L ... Field winding, D 1
~ D5 ...Diode, Z1 - Z4 ...Zener diode, R1 - R23 ...Resistor, C1 - C5 ...Capacitor, T1 , T2 ...Transformer, VR...Variable resistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 発電機の出力電圧を検出する第1の検出回路
と、定格出力電圧に対応して設定した基準電圧を
発生する第1の基準電圧発生回路と、第1の検出
回路および第1の基準電圧発生回路の出力電圧を
比較する第1の比較回路とを備え、この第1の比
較回路の出力に応じて前記発電機の界磁電流を制
御して発電機の出力電圧を一定にするよう構成し
たAVRにおいて、前記発電機の出力周波数を検
出しその出力周波数に対応したパルス信号を出力
し、該出力信号を積分して直流信号に変換する第
2の検出回路と、前記発電機出力の下限周波数に
対応して設定した基準電圧を発生する第2の基準
電圧発生回路と、前記第2の検出回路および第2
の基準電圧発生回路の出力電圧を比較する第2の
比較回路とを設け、発電機の出力周波数が前記下
限周波数より低下すると第2の比較回路と出力が
ハイレベルに転じて発光ダイオードが点灯し、該
発光ダイオードとホトカプラを形成している前記
第1の検出回路のホトダイオードがオンし、出力
分圧抵抗の一つを短絡して第1の比較回路に加え
られる電圧を上昇させて、AVRの動作を中止さ
せるように構成したことを特徴とするAVR保護
回路。
1. A first detection circuit that detects the output voltage of the generator, a first reference voltage generation circuit that generates a reference voltage set corresponding to the rated output voltage, a first detection circuit, and a first reference voltage. a first comparison circuit that compares the output voltage of the generator circuit, and is configured to control the field current of the generator according to the output of the first comparison circuit to keep the output voltage of the generator constant. In the AVR, a second detection circuit detects the output frequency of the generator, outputs a pulse signal corresponding to the output frequency, integrates the output signal and converts it into a DC signal, and a lower limit of the generator output. a second reference voltage generation circuit that generates a reference voltage set in accordance with a frequency; the second detection circuit;
A second comparison circuit is provided to compare the output voltages of the reference voltage generation circuits, and when the output frequency of the generator falls below the lower limit frequency, the output of the second comparison circuit and the output changes to a high level and the light emitting diode lights up. , the photodiode of the first detection circuit forming a photocoupler with the light emitting diode is turned on, shorting one of the output voltage dividing resistors and increasing the voltage applied to the first comparison circuit. An AVR protection circuit characterized by being configured to stop operation.
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