(57)【要約】【課題】自励式発電機の出力電圧の検出結果に応じて前記自励式発電機の励磁電流を制御する制御ユニットを備える自励式発電機用自動電圧調整装置において、部品点数の低減およびコストの低減を可能としつつ、過負荷状態の判定を可能とする。【解決手段】制御ユニット１５が、自励式発電機１０からサンプリングした前記出力電圧の無負荷状態からの変化量に基づいて、自励式発電機１０の過負荷状態を判定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自励式発電機（１０）の出力電圧の検出結果に応じて前記自励式発電機の励磁電流を制御する制御ユニット（１５）を備える自励式発電機用自動電圧調整装置において、前記制御ユニット（１５）が、前記自励式発電機（１０）からサンプリングした前記出力電圧の無負荷状態からの変化量に基づいて、前記自励式発電機（１０）の過負荷状態を判定することを特徴とする自励式発電機用自動電圧調整装置。
【請求項２】
前記制御ユニット（１５）に、該制御ユニット（１５）で点灯制御される表示装置（２０）が接続され、前記制御ユニット（１５）は、前記過負荷状態の判定に応じて過負荷状態であることを前記表示装置（２０）に表示させることを特徴とする請求項１に記載の自励式発電機用自動電圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自励式発電機の出力電圧の検出結果に応じて前記自励式発電機の励磁電流を制御する制御ユニットを備える自励式発電機用自動電圧調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自励式発電機において、その出力電圧を一定に保つために、自動電圧調整装置が出力電圧の検出結果に応じて励磁電流を調整するようにしたものが、特許文献１等で既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１１６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで自励式発電機が過負荷状態になっているか否かは、自励式発電機の出力電流に基づいて判定することが可能であるが、上記特許文献１には、検出用抵抗器や誘導コイルを用いて出力電流を検出することが開示されており、部品点数の増大を招くとともに、検出用抵抗器や誘導コイルに関連した回路および配線が必要となってコストの増大を招いている。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、出力電流を検出するための専用の電気部品を不要とすることで部品点数の低減およびコストの低減を可能としつつ、過負荷状態の判定を可能とした自励式発電機用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】
上記目的を達成するために、本発明は、自励式発電機の出力電圧の検出結果に応じて前記自励式発電機の励磁電流を制御する制御ユニットを備える自励式発電機用自動電圧調整装置において、前記制御ユニットが、前記自励式発電機からサンプリングした前記出力電圧の無負荷状態からの変化量に基づいて、前記自励式発電機の過負荷状態を判定することを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記制御ユニットに、該制御ユニットで点灯制御される表示装置が接続され、前記制御ユニットは、前記過負荷状態の判定に応じて過負荷状態であることを前記表示装置に表示させることを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の特徴によれば、自励式発電機における出力電圧および出力電流の間には、自励式発電機に接続される電気負荷に応じて定まる所定の特性を示す関係があり、制御ユニットが、出力電圧の無負荷状態からの変化量を算出することで前記特性から出力電流を推定することができ、前記出力電圧の無負荷状態からの変化量に基づけば自励式発電機の過負荷状態を判定することが可能となり、出力電流を専用の電気部品で検出して過負荷状態を判定する必要がなく、その電気部品の配設に伴う回路や配線も不要となるので、部品点数の低減およびコストの低減を可能としつつ、自励式発電機の過負荷状態を判定することができる。
【０００９】
また本発明の第２の特徴によれば、表示装置によって自励式発電機の過負荷状態を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】自動電圧調整装置の構成を示す回路図である。
【図２】出力電圧のサンプリングのタイミングを説明するための図である。
【図３】遅れ力率負荷が接続された状態での出力電流に対する出力電圧および励磁電流の関係を示す特性図である。
【図４】表示装置による表示状態の変化を示す図である。
【図５】制御ユニットによる制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付の図１〜図５を参照しながら説明すると、先ず図１において、自励式発電機１０は、たとえばエンジンで駆動されるエンジン発電機であり、この自励式発電機１０が備える出力端子１１Ａ，１１Ｂに、図示しない電気負荷が接続される。前記出力端子１１Ａ，１１Ｂから出力される出力電圧は自動電圧調整装置１２によって一定に調整される。
【００１２】
前記自動電圧調整装置１２は、前記自励式発電機１０から出力電圧検出線１６Ａ，１６Ｂを介して入力される出力電圧を整流する整流回路１３と、前記自励式発電機１０から延出される励磁電源線１７Ａ，１７Ｂならびに前記自励式発電機１０が備えるロータ１９の界磁巻線に接続される励磁電流線１８Ａ，１８Ｂ間のオン・オフを切替えるスイッチ回路１４と、前記整流回路１３で整流された前記出力電圧をサンプリングするとともにそのサンプリングした出力電圧に基づいてたとえばパルス幅変調（ＰＷＭ）制御によって前記スイッチ回路１４のオン・オフを実行する制御ユニット１５とを備え、前記制御ユニット１５で点灯制御される表示装置２０が前記制御ユニット１５に接続される。
【００１３】
前記整流回路１３はダイオードを含むように構成されており、この整流回路１３からは図２で示すように整流された波形の出力電圧が出力される。また前記スイッチ回路１４はトランジスタを含むように構成されており、前記制御ユニット１５からの制御信号でオン・オフする。
【００１４】
また前記表示装置２０は、たとえば単一で２色以上の発光が可能な複数色ＬＥＤを含むものであり、この表示装置１６の表示状態は、前記自励式発電機１０の運転状態に応じて前記制御ユニット１５の制御によって切替えられる。
【００１５】
ところで自励式発電機１０における出力電流と、出力電圧および励磁電流との間には、出力電流の増加に応じて出力電圧が低下し、出力電流の増加に応じて励磁電流も増加するような特性を示す関係があり、その特性は自励式発電機１０に接続される電気負荷によって定まり、遅れ力率負荷が自励発電機１０に接続されている場合には、出力電流、出力電圧および励磁電流は、図３で示すような特性を示す。
【００１６】
このような特性に従えば、前記制御ユニット１５は、前記整流回路１３を介してサンプリングした前記出力電圧によって出力電流を算出することができるだけでなく、励磁電流も算出することができ、前記制御ユニット１５は、接続される電気負荷の種類に応じて定まる特性に対応して図３で示したように定まるマップを、予め記憶している。
【００１７】
そして前記出力電圧の無負荷状態からの変化量ΔＶを算出することで自励式発電機１０が過負荷状態にあるか否かを判定することが可能であり、この実施の形態では、前記制御ユニット１５は、定格を超えて設定される過負荷状態判定しきい値ＴＨを超える出力電流に対応するまで前記出力電圧の前記変化量ΔＶが大きくなったことをもって、前記自励式発電機１０が過負荷状態にあると判定する。
【００１８】
また前記制御ユニット１５は、前記過負荷状態の判定に応じて前記表示装置２０の表示状態を変化させるものであり、この実施の形態では、たとえば図４で示すように表示装置２０の表示状態が変化する。すなわち無負荷状態から定格までの出力電流に対応した値に前記出力電圧の前記変化量ΔＶが在るときには自励式発電機１０が通常の運転状態にあることを表示するために前記表示装置２０は青色に点灯し、前記定格から前記過負荷状態判定しきい値ＴＨまでの準過負荷領域内の出力電流に対応した値に前記出力電圧の前記変化量ΔＶがあるときには自励式発電機１０が過負荷状態に入りつつ準過負荷状態であることを表示するために前記表示装置２０は青色⇔赤色の点滅を繰り返し、前記過負荷状態判定しきい値ＴＨを超える出力電流に対応した値に前記出力電圧の前記変化量ΔＶが在るときには自励式発電機１０が過負荷状態となったことを表示するために前記表示装置２０は赤色に点灯する。
【００１９】
前記制御ユニット１５は、図５で示す手順に従って、前記スイッチ回路１４のオン・オフを制御するとともに、自励式発電機１０の負荷状態を判定してその状態を表示装置２０に表示させつつ過負荷状態が所定時間継続したときには自励式発電機１０を駆動するエンジンの作動を停止するものであり、ステップＳ１では、前記整流回路１３からの出力電圧波形からたとえば３ｋＨｚの高周波数で図２の黒点で示すようにサンプリングし、ステップＳ２では、そのサンプリングに基づいて出力電圧Ｖを算出する。
【００２０】
ステップＳ３では、ステップＳ２で算出した前記出力電圧と、図３で示したような特性マップに従って出力電流および励磁電流を算出し、ステップＳ４では、ステップＳ３で得た出力電圧に基づいて前記スイッチ回路１４をオン・オフするためのスイッチング制御信号を出力する。
【００２１】
ステップＳ５では、前記出力電圧の無負荷状態からの変化量ΔＶを算出し、次のステップＳ６では、前記出力電圧の前記変化量ΔＶが、定格以下の出力電流に対応する値であるか否かを判定し、定格以下の状態にあると判定したときにはステップＳ７に進んで前記表示装置２０を青色の点灯による通常表示とした後に、ステップＳ１に戻る。
【００２２】
またステップＳ６において、定格を超える出力電流に対応した値に前記出力電圧の前記変化量ΔＶが在ると判定したときには、ステップＳ６からステップＳ８に進み、このステップＳ８では、前記過負荷状態判定しきい値ＴＨ以下の出力電流に対応した値に前記出力電圧の前記変化量ΔＶがあるか否かを判定し、前記過負荷状態判定しきい値ＴＨ以下の状態にあると判定したときには、ステップＳ８からステップＳ９に進んで前記表示装置２０を青色⇔赤色の点滅表示によって準過負荷状態にあることを示した後に、ステップＳ１に戻る。
【００２３】
ステップＳ８で、前記過負荷状態判定しきい値ＴＨ以下を超える出力電流に対応した値に前記出力電圧の前記変化量ΔＶが在るときには、ステップＳ８からステップＳ１０に進み、前記表示装置２０を赤色に点灯して過負荷状態にあることを示す。次のステップＳ１１では過負荷状態になってからの時間を計測し、ステップＳ１２で所定時間が経過していないと判断したときにはステップＳ１に戻り、所定時間が経過したことをステップＳ１２で確認したときには、ステップＳ１３でエンジンの作動を停止して自励発電機１０からの出力を停止する。
【００２４】
次にこの実施の形態の作用について説明すると、自動電圧調整装置１２が備える制御ユニット１５が、自励式発電機１０からサンプリングした出力電圧の無負荷状態からの変化量ΔＶに基づいて、自励式発電機１０の過負荷状態を判定するので、出力電流を専用の電気部品で検出して過負荷状態を判定する必要がなく、その電気部品の配設に伴う回路や配線も不要となるので、部品点数の低減およびコストの低減を可能としつつ、自励式発電機１０の過負荷状態を判定することができる。すなわち自励式発電機１０における出力電圧および出力電流の間には、自励式発電機１０に接続される電気負荷に応じて定まる所定の特性を示す関係があり、制御ユニット１５が、出力電圧の無負荷状態からの変化量を算出することで前記特性から出力電流を推定することができ、前記出力電圧の無負荷状態からの変化量ΔＶに基づけば自励式発電機１０の過負荷状態を判定することが可能となるのであり、出力電流を専用の電気部品で検出して過負荷状態を判定することが不要となるのである。
【００２５】
また出力電圧の無負荷状態からの前記変化量ΔＶに基づいて、自励式発電機１０の過負荷状態を判定することにより、出力端子１１Ａ，１１Ｂ間にたとえばポンプ等の遅れ力率負荷が接続されていても過大な励磁電流が流れることを防止することができる。
【００２６】
また制御ユニット１５に、該制御ユニット１５で点灯制御される表示装置２０が接続されており、制御ユニット１５は、前記過負荷状態の判定に応じて過負荷状態であることを前記表示装置２０に表示させるので、表示装置２０によって自励式発電機１０の過負荷状態を知ることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０・・・自励式発電機
１２・・・自動電圧調整装置
１５・・・制御ユニット
２０・・・表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015220809.tif 000006
【図５】
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