(57)【要約】【課題】  発電装置の構成部品点数や組立工数の削減等を実現したディジタル式自動電圧調整装置を提供する。【解決手段】  ＡＶＲ１の面板４には、３桁の７セグメント表示器５の他、電圧や電流、周波数、調整を示すＬＥＤインジケータ６ａ〜６ｄと、Ｖ相、ＷＵ間およびＷ相を示すＬＥＤインジケータ７ａ〜７ｃと、アップスイッチ８ａおよびダウンスイッチ８ｂと、セレクトスイッチ９ａおよびセットスイッチ９ｂとが設置されている。セレクトスイッチ９ａを操作することにより、線間電圧や相電流、周波数を７セグメント表示器５に表示させる一方、アップスイッチ８ａあるいはダウンスイッチ８ｂとセットスイッチ９ｂとを操作することにより設定電圧を変更することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流発電機に付設され、当該交流発電機の出力電圧を予め設定した電圧に自動的に調整するための自動電圧調整装置であって、
前記交流発電機の出力情報を表示する出力情報表示手段と、前記出力情報表示手段の表示態様を切り換えるための表示切換手段と、前記出力情報表示手段の表示態様を指示する表示態様指示手段との少なくとも一つと、前記交流発電機の出力電圧を設定するための出力電圧設定手段とを前記自動電圧調整装置のハウジングに外部から目視または操作可能な状態で一体構造に取り付けたことを特徴とするディジタル式自動電圧調整装置。
【請求項２】
前記出力情報表示手段が、前記交流発電機の出力情報と、前記交流発電機の出力電圧設定値との少なくとも一方を表示する表示器であることを特徴とする、請求項１に記載のディジタル式自動電圧調整装置。
【請求項３】
前記出力情報表示手段が、前記表示切換手段からの入力に基づき、前記交流発電機の出力情報と、前記交流発電機の出力電圧設定値との少なくとも一方を表示することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のディジタル式自動電圧調整装置。
【請求項４】
前記自動電圧調整装置に、前記交流発電機の特性を切り換え制御するための制御機能切換手段を設けたことを特徴とする、請求項１乃至請求項３に記載のディジタル式自動電圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御箱の盤面等に取り付けられていたメータや切換スイッチ等を自動電圧調整装器のハウジングに一体構造に組み込んだ構造のディジタル式自動電圧調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設現場における電動工具や照明機器への電力供給源、工場や病院等における停電時の電力供給源、あるいは、コージェネレーションシステム用の電力供給源として、エンジン式の発電装置（以下、単に発電装置と記す）が広く用いられている。発電装置は、三相または単相の交流発電機と、この交流発電機を駆動するディーゼルエンジン（あるいは、ガソリンエンジン）とを備えたもので、燃料を供給するだけで安定した発電が実現できる。発電装置では、交流発電機の出力電圧を自動的かつ高精度に保つため、一般的にはＡＶＲ（Automatic Voltage Regulator：自動電圧調整装置)が付設されている（特許文献１参照）。ＡＶＲは、多数の電子部品が搭載された基板や、この基板を収納するハウジング等から構成されている。
【０００３】
一方、制御箱の盤面には、交流発電機の出力情報（出力電圧、出力電流、周波数等）を指示する指針式のメータ、これらメータの指示値の切換え（電流指示相の切換えや電圧指示線間の切換え）を行うための切換スイッチ、出力電圧を設定するための電圧調整器の調整抵抗器等が設置されている。そのため、発電装置には、メータに出力する指示値を生成するため、発電機の負荷電流を電流信号に変換するＣＴ（Current Transformer：変流器）が備えられている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−２１１８００号公報（段落００１３，図２）
【特許文献２】実用新案登録第３０２４９４０号公報（段落０００９〜００１１，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の発電装置では、交流発電機の出力電圧や周波数が、ＡＶＲ側で電圧の自動調整を行うために検出される一方、メータへの出力情報の指示を行うために検出されていた。そのため、発電装置には発電機の端子電圧や周波数を検出するための検出機器や検出回路が重複して必要となる他、これら検出機器や検出回路とメータ類とを接続する電気ハーネスも複雑かつコスト高となっていた。また、メータ等の機器には誤差があるため、メータの指示値と実際の出力電圧等との間にずれが生じる（すなわち、指示精度が悪くなる）ことが避けられなかった。また、指針式のメータには、指示誤差や読取誤差が少なからずあることや、制御箱への取り付けに工数が必要となる問題があった。また、三相交流発電機を備えた発電装置では、メータの指示を各相で切り換えるため等に摺動部を有する電流切換器や電圧切換器が必要となるが、長期間の使用（運転）によって摺動部が磨耗した場合、制御箱の盤面から脱着してこれらの切換器を交換する必要が生じる問題もあった。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、発電装置の構成部品点数や組立工数の軽減等を実現したディジタル式自動電圧調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明のディジタル式自動電圧調整装置は、交流発電機に付設され、当該交流発電機の出力電圧を予め設定した電圧に自動的に調整するための自動電圧調整装置であって、前記交流発電機の出力情報を表示する出力情報表示手段と、前記出力情報表示手段の表示態様を切り換えるための表示切換手段と、前記出力情報表示手段の表示態様を指示する表示態様指示手段との少なくとも一つと、前記交流発電機の出力電圧を設定するための出力電圧設定手段とを前記自動電圧調整装置のハウジングに外部から目視または操作可能な状態で一体構造に取り付けたことを特徴としている。
【０００７】
また、前記ディジタル式自動電圧調整装置において、前記出力情報表示手段が、前記交流発電機の出力情報と、前記交流発電機の出力電圧設定値との少なくとも一方を表示する表示器であることとすれば好適である。また、前記ディジタル式自動電圧調整装置において、前記出力情報表示手段が、前記表示切換手段からの入力に基づき、前記交流発電機の出力情報と、前記交流発電機の出力電圧設定値との少なくとも一方を表示することとすれば好適である。また、前記ディジタル式自動電圧調整装置において、前記自動電圧調整装置に、前記交流発電機の機能を切り換え制御するための制御機能切換手段を設けたこととすれば好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、出力情報表示手段と表示切換手段と表示態様指示手段との少なくとも一つと出力電圧設定手段とを自動電圧調整装置のハウジングに外部から目視または操作可能な状態で一体構造に取り付けたため、発電機出力電圧や周波数の表示や検出を行うためのメータや検出機器、検出回路を独立して設置する必要がなくなる他、電気ハーネスの構成も単純となり、発電装置の部品点数や組立工数が軽減される。また、出力電圧を自動調整するために検出した発電機出力電圧や周波数を用いて出力情報表示手段の表示を行うようにすれば、出力情報表示手段の表示値と実際の出力電圧等との間にずれが生じない。また、表示切換手段により出力情報表示手段の表示を切り換えるようにすれば、少ない（あるいは、１つの）出力情報表示手段で出力情報（線間電圧、相電流、周波数）や出力電圧設定値の表示が可能となる。また、表示切換手段の一つとして、従来使われている線間電圧または相電流の切換器は必要としないため、摺動部の磨耗による損傷を防ぐことができる。また、出力情報表示手段に７セグメント表示器等の表示器を使用することで、出力情報の指示誤差や読取誤差を少なくすると同時に、表示切換手段により種々の表示を行わせることで、７セグメント表示器に多種の出力情報を表示させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための一形態（以下、「実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
[構成]
図１に示すように、ＡＶＲ１は、発電装置２の筐体の後面上部に取り付けられている。図２に示すように、ＡＶＲ１は、矩形断面を有するハウジング３と、ハウジング３の表面に固着された面板４とから外殻が形成されている。面板４には、四隅に取付孔４ａが穿設されており、発電装置２の制御箱の盤面への取り付けのための取付ねじ（図示せず）がこれら取付孔４ａに嵌挿される。
【００１１】
図２に示すように、面板４には、上部に３個の７セグメントＬＥＤを１組とする７セグメント表示器５が３桁表示の出力情報表示手段として設置され、７セグメント表示器５の直下には表示態様指示手段として４個のＬＥＤインジケータ６ａ〜６ｄが所定の間隔で左右に並んだ状態で設置されている。左端のＬＥＤインジケータ６ａの下には電圧を示す記号「Ｖ」が記され、ＬＥＤインジケータ６ａの右隣のＬＥＤインジケータ６ｂの下には電流を示す記号「Ａ」が記され、ＬＥＤインジケータ６ｂの右隣のＬＥＤインジケータ６ｃの下には周波数を示す記号「Ｈｚ」が記され、右端のＬＥＤインジケータ６ｄの下には電圧調整ができることを示す記号「Ａｄｊ」が記されている。
【００１２】
面板４には、ＬＥＤインジケータ６ａ〜６ｄの左下に表示態様指示手段として３個のＬＥＤインジケータ７ａ〜７ｃが所定の間隔で上下に並んだ状態で設置されている。上方のＬＥＤインジケータ７ａの左側にはＵＶの線間電圧を示す記号「ＵＶ」が記され、ＬＥＤインジケータ７ａの右側にはＵ相電流を示す記号「Ｕ」が記されている。また、中間のＬＥＤインジケータ７ｂの左側にはＶＷの線間電圧を示す記号「ＶＷ」が記され、ＬＥＤインジケータ７ｂの右側にはＶ相電流を示す記号「Ｖ」が記されている。そして、下方のＬＥＤインジケータ７ｃの左側にはＷＵの線間電圧を示す記号「ＷＵ」が記され、ＬＥＤインジケータ７ｃの右側にはＷ相電流を示す記号「Ｗ」が記されている。
【００１３】
一方、面板４には、ＬＥＤインジケータ７ａ〜７ｃの右側に、出力電圧設定手段としてアップスイッチ８ａとダウンスイッチ８ｂとが上下に並んだ状態で設置されている。アップスイッチ８ａの下側には上を示す記号「ＵＰ」が記され、ダウンスイッチ８ｂの下側には下を示す記号「ＤＯＷＮ」が記されている。また、面板４には、アップスイッチ８ａおよびダウンスイッチ８ｂの右側に、交流発電機の出力情報と出力電圧設定値のうち、何を７セグメント表示器５に表示させるかの表示態様を切り換えるための表示切換手段であるセレクトスイッチ９ａと交流発電機の出力電圧を設定するための出力電圧設定手段であるセットスイッチ９ｂとが上下に並んだ状態で設置されている。セレクトスイッチ９ａの下側には選択を示す記号「ＳＥＬＥＣＴ」が記され、セットスイッチ９ｂの下側には決定を示す記号「ＳＥＴ」が記されている。
【００１４】
一方、面板４には、最下方に、第１，第２ファンクションスイッチ１０ａ，１０ｂが設置されている。両ファンクションスイッチ１０ａ，１０ｂの上側にはそれぞれＬＥＤインジケータ１１ａ，１１ｂが配置され、第１ファンクションスイッチ１０ａの下側には第１機能を示す記号「Ｆ１」が記され、第２ファンクションスイッチ１０ｂの下側には第２機能を示す記号「Ｆ２」が記されている。
【００１５】
図３に示すように、ＡＶＲ１には、三相４線式の交流発電機２０の電機子巻線ＡｒのＵ，Ｖ，Ｗの各線および中性線Ｏの電圧や、第１変流器ＣＴ１により検出されたＵ相の電流および第３変流器ＣＴ３により検出されたＷ相の電流とが入力されている。また、ＡＶＲ１からは、励磁機界磁巻線ＥｘＦｇには界磁電流が出力される。本実施形態の交流発電機２０では、２００Ｖ／４００Ｖの切換えを行うために各相の線が複数本必要となるが、図が煩雑になることを避けるため各１本のみ表記してある。なお、本実施形態では励磁機界磁巻線ＥｘＦｇの電源としてＯ−Ｗ間の相電圧を用いているが、Ｕ−Ｖ間等の線間電圧を用いるならば中性線Ｏは有っても無くてもよい。
【００１６】
[動作]
以下、図面を参照して、ＡＶＲの動作について説明する。
＜出力情報の表示＞
発電装置２が運転を開始すると、ＡＶＲ１では、ＵＶ間の線間電圧が電圧検出回路により検出され、図２に示すように、ＵＶ間の線間電圧値（図２では、２００ボルト）が７セグメント表示器５に表示されるとともに、７セグメント表示器５の現在値が電圧であることを示すＬＥＤインジケータ６ａとＵＶ間の線間電圧であることを示すＬＥＤインジケータ７ａとが点灯する。
【００１７】
７セグメント表示器５に表示されたＵＶ間の線間電圧値を確認した後、ＶＷ間の線間電圧値を続いて確認する場合、セレクトスイッチ９ａを１回押す。すると、ＡＶＲ１では、ＶＷ間の線間電圧値が７セグメント表示器５に表示されるとともに、電圧であることを示すＬＥＤインジケータ６ａとＶＷ間の線間電圧であることを示すＬＥＤインジケータ７ｂとが点灯する。続いてＷＵ間の線間電圧を確認する場合、７セグメント表示器５にＶＷ間の線間電圧値が表示された状態で、セレクトスイッチ９ａを１回押す。すると、ＡＶＲ１では、ＷＵ間の線間電圧値が７セグメント表示器５に表示されるとともに、電圧であることを示すＬＥＤインジケータ６ａとＷＵ間の線間電圧であることを示すＬＥＤインジケータ７ｃとが点灯する。
【００１８】
また、電流を確認する場合、７セグメント表示器５にＵＷ間の線間電圧値が表示された状態で、セレクトスイッチ９ａを１回押す。すると、ＡＶＲ１では、第１変流器ＣＴ１の検出結果に基づき、Ｕ相の電流値が７セグメント表示器５に表示されるとともに、電流であることを示すＬＥＤインジケータ６ｂとＵ相の電流であることを示すＬＥＤインジケータ７ａとが点灯する。続いてＶ相電流を確認する場合、７セグメント表示器５にＵ相の電流値が表示された状態で、セレクトスイッチ９ａを１回押す。すると、ＡＶＲ１では、第１変流器ＣＴ１および第３変流器ＣＴ３の検出結果に基づき、Ｖ相の電流値が７セグメント表示器５に表示されるとともに、電流であることを示すＬＥＤインジケータ６ｂとＶ相の電流であることを示すＬＥＤインジケータ７ｂとが点灯する。続いてＷ相電流を確認する場合、７セグメント表示器５にＶ相の電流値が表示された状態で、セレクトスイッチ９ａを１回押す。すると、ＡＶＲ１では、第３変流器ＣＴ３の検出結果に基づき、Ｗ相の電流値が７セグメント表示器５に表示されるとともに、電流であることを示すＬＥＤインジケータ６ｂとＷ相の電流であることを示すＬＥＤインジケータ７ｃとが点灯する。
【００１９】
また、交流発電機２０の周波数を確認する場合、７セグメント表示器５にＷ相の電流値が表示された状態で、セレクトスイッチ９ａを１回押す。すると、ＡＶＲ１では、電圧波形の周期に基づいて、周波数値が７セグメント表示器５に表示されるとともに、周波数であることを示すＬＥＤインジケータ６ｃが点灯する。
【００２０】
また、交流発電機２０の設定電圧を確認あるいは変更する場合、７セグメント表示器５に周波数値が表示された状態で、セレクトスイッチ９ａを１回押す。すると、ＡＶＲ１では、現在の設定電圧値が７セグメント表示器５に表示されるとともに、電圧であることを示すＬＥＤインジケータ６ａと調整であることを示すＬＥＤインジケータ６ｄとが点灯する。そして、この状態でセレクトスイッチ９ａを１回押すと、再びＵＶ間の線間電圧値が７セグメント表示器５に表示される。なお、ここでは、点灯しているＬＥＤインジケータのみを記載してあり、記載してないＬＥＤインジケータは消灯しているものとする。
【００２１】
＜設定電圧の変更＞
交流発電機２０の設定電圧の変更を行う場合、先ずセレクトスイッチ９ａを押して電圧を示すＬＥＤインジケータ６ａと調整を示すＬＥＤインジケータ６ｄとを点灯させ、しかる後にアップスイッチ８ａあるいはダウンスイッチ８ｂを押す。すると、７セグメント表示器５に表示された設定電圧値が所定値（例えば、１ボルト）ずつ増加あるいは減少する。そして、設定電圧値が所望の値となったことを確認した後、セットスイッチ９ｂを押す。これにより、更新された設定電圧値がＡＶＲ１内のメモリーに記憶され、交流発電機２０の出力電圧がこの設定電圧値を維持するように電圧制御が行われる。
【００２２】
＜機能切換＞
また一方、これはオプション仕様で、交流発電機２０の機能、すなわち、出力電圧の立上り／立下り特性および短絡電流発生時等の処理パターンを選択設定することができる。この場合、交流発電機２０の運転停止中に、第１ファンクションスイッチ１０ａと第２ファンクションスイッチ１０ｂとのどちらか一方または両方を押す。ＡＶＲ１には、第１ファンクションスイッチ１０ａに対応する複数個のパターン（第１モード）と、第２ファンクションスイッチ１０ｂに対応する複数個のパターン（第２モード）とが記憶されている。そして、第１ファンクションスイッチ１０ａを押すと、第１ファンクションスイッチ１０ａに対応する複数個のパターンから選択することで、第１モードに基づく運転が行われるとともに現在値を示すＬＥＤインジケータ１１ａが点灯し、第２ファンクションスイッチ１０ｂを押すと、第２ファンクションスイッチ１０ｂに対応する複数個のパターンから選択することで、第２モードに基づく運転が行われるとともに現在値を示すＬＥＤインジケータ１１ｂが点灯する。
【００２３】
このように、本実施形態では、ＡＶＲ１に３個の７セグメントＬＥＤを１組とする７セグメント表示器５を設置し、この７セグメント表示器５に線間電圧値や相電流値、周波数、設定電圧を表示させるようにしたため、発電装置に出力情報を表示するためのメータ等を設置する必要がなくなり、発電装置の構成部品点数や組立工数の大幅な削減等を図ることができた。
【００２４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、前記実施形態では、ＡＶＲに１組の７セグメント表示器を備えるようにしたが、２組以上備えるようにして、出力電圧、出力電流および周波数等を常時表示させてもよいし、７セグメント表示器に代えてＬＣＤ等の表示器を備えるようにしてもよい。また、表示手段に表示させる出力情報は前記のものに限られるものではないし、表示や電圧設定の具体的手順等についても適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】発電装置の斜視図である。
【図２】ＡＶＲの斜視図である。
【図３】交流発電機とＡＶＲとの結線図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      ＡＶＲ（自動電圧調整装置）
２      発電装置
３      ハウジング
５      ７セグメント表示器（出力情報表示手段）
６ａ〜６ｄ  ＬＥＤインジケータ（表示態様指示手段）
７ａ〜７ｃ  ＬＥＤインジケータ（表示態様指示手段）
８ａ    アップスイッチ（出力電圧設定手段）
８ｂ    ダウンスイッチ（出力電圧設定手段）
９ａ    セレクトスイッチ（表示切換手段）
９ｂ    セットスイッチ（出力電圧設定手段）
１０ａ  第１ファンクションスイッチ
１０ｂ  第２ファンクションスイッチ
１１ａ〜１１ｃ  ＬＥＤインジケータ
【図１】
2006042424.tif 000003
【図２】
2006042424.tif 000004
【図３】
2006042424.tif 000005