(57)【要約】【課題】エンジン式の交流電源装置について、装置の大型化や大幅なコストアップを伴うことなく使用機器に応じて適切な交流電流を提供できるようにする。【解決手段】エンジン７駆動による交流発電機８と、その出力電流の変動に応じてエンジン吸気量調整手段としてのガバナ２を介してエンジン回転数を制御するためのガバナ制御手段として機能する電子制御ユニット１０とを備え、ガバナ制御手段によるガバナ制御で出力電圧及び出力周波数を所定範囲に維持するようにエンジン７を駆動制御しながら、電源端子１７，１８から交流電流を出力して電力供給を行う交流電源装置１において、その電力供給を、ガバナ制御のみによるものと、インバータ１２を介して電子制御ユニット１０が実行するインバータ制御によりガバナ制御された電流を更に電圧及び周波数を調整して供給するものとの２種類を行えるものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン駆動の発電機と、該発電機による出力電流の変動に応じて前記エンジンの吸気量調整手段を介してエンジン回転数を制御するガバナ制御手段とを備え、このガバナ制御手段によるガバナ制御で出力電圧及び出力周波数を所定範囲内に維持するように前記エンジンを駆動制御しながら電源端子より交流電流を出力して外部に電力を供給する交流電源装置において、前記ガバナ制御による電力供給手段と、インバータを介して電子的制御手段が実行するインバータ制御により前記ガバナ制御された電流の電圧及び周波数を調整して供給する電力供給手段の２種類の電力供給手段を備えたことを特徴とする交流電源装置。
【請求項２】
前記ガバナ制御による電流を出力する前記電源端子と、前記インバータ制御による電流を出力する前記電源端子とをそれぞれ別個に有していることを特徴とする請求項１記載の交流電源装置。
【請求項３】
前記電子的制御手段は、前記ガバナ制御手段を機能的に兼ねるとともに、前記電子的制御手段により前記ガバナ制御と前記インバータ制御の双方を実行できることを特徴とする請求項１または２に記載した交流電源装置。
【請求項４】
前記電子的制御手段が前記ガバナ制御と前記インバータ制御の双方を同時に実行できることを特徴とする請求項３に記載した交流電源装置。
【請求項５】
前記電子的制御手段による前記インバータの制御が、ＰＷＭ制御であることを特徴とする請求項１，２，３または４に記載した交流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源装置に関し、殊に、エンジン駆動による発電機から出力される電流を、使用する機器に応じた交流電流に調整して出力する交流電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジン駆動による発電機により発電される電流を所定周波数・所定電圧の交流電流に調整して出力する交流電源装置が広く普及しているが、このような交流電源装置において接続した機器による電気的負荷が変動した場合に、出力電圧の変動により接続した機器の作動を不安定にしてしまうという問題があった。
【０００３】
その対策として、例えば特開平６−３８４０８号公報に記載されているように、エンジン回転数等を検知している自動電圧調整器が、ガバナを用いてエンジン吸気量を調整してエンジン回転数をコントロールし、発電機からの出力電圧を一定に制御する方法が知られている。
【０００４】
しかしながら、前記公報に提示されている方法では応答遅れが生じる場合がある等の理由から、コンピュータのような精密機器に対する電源としては精度が不充分である。従って、その使用は比較的精度の低い電源でも問題が生じにくい機器に限定されていた。
【０００５】
そこで、例えば特開２０００―６０１３１号公報に記載されているように、安定化電源を加えて対応する方法も知られている。しかしながら、安定化電源等の安定化手段を加えることは新たな部品を複数追加することになって、大幅な価格の上昇に繋がるとともに、装置の大型化を招くことになる。
【０００６】
また、交流電源装置で複数の機器に電力を供給する場合に、総ての電源で高精度の電流を供給することは必ずしも必要ではない場合が殆どであるのに対し、総ての電源で高精度の電力を供給する手段を設けることは、上述した価格の上昇に加え、消費電力の無駄を生じてランニングコストの高騰に繋がることになってしまう。
【特許文献１】特開平６−３８４０８号公報
【特許文献２】特開２０００―６０１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、エンジン式の交流電源装置において、装置の大型化や大幅なコストアップを伴うことなく使用する機器に応じて適切な交流電流を提供できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、エンジン駆動の発電機と、該発電機による出力電流の変動に応じて前記エンジンの吸気量調整手段を介してエンジン回転数を制御するガバナ制御手段とを備え、このガバナ制御手段によるガバナ制御で出力電圧及び出力周波数を所定範囲内に維持するように前記エンジンを駆動制御しながら電源端子より交流電流を出力して外部に電力を供給する交流電源装置において、前記ガバナ制御による電力供給手段と、インバータを介して電子的制御手段が実行するインバータ制御により前記ガバナ制御された電流の電圧及び周波数を調整して供給する電力供給手段の２種類の電力供給手段を備えた。
【０００９】
そのため、ガバナ制御による電力供給はヒータ装置等の高精度な電源を必要としない機器に使用し、インバータ制御を加えた電力供給はコンピュータ等の高精度な電源を必要とする機器に使用するものとすれば、安定化電源を加える場合と比べて低コストに抑えることが容易であるとともに、装置の小型化が容易なものとなり、しかも、高精度の電源を必要としない機器に高精度の電源で電力を供給する場合と比べて、電力消費量を低く抑えることもできる。
【００１０】
また、この交流電源装置は、電源端子を少なくとも２つ以上有していることから、ガバナ制御による電流を出力する電源端子と、インバータ制御による電流を出力する電源端子とを、別個に有しているものとすれば、高精度の電源を必要としない機器と高精度の電源を必要とする機器の使い分けが容易になる。
【００１１】
更に、交流電源装置を、その電子的制御手段がガバナ制御手段を機能的に兼ねるものとして、この電子的制御手段でガバナ制御とインバータ制御の双方を実行できるものとすれば、部品点数が削減されてコスト面で一層有利なものとなり、装置の小型化も一層容易になる。そして、この電子的制御手段がガバナ制御とインバータ制御の双方を同時に実行できるものとすれば、高精度の電源を必要としない機器と高精度の電源を必要とする機器を同時に使用できるようになり、一層利便性に優れた交流電源装置となる。
【００１２】
更にまた、上述した交流電源装置において、その電子的制御手段によるインバータの制御はＰＷＭ制御であるものとすれば、良好なインバータ制御を容易に実現できるものとなる。
【発明の効果】
【００１３】
ガバナ制御による電力供給と、ガバナ制御にインバータ制御を加えた電力供給の、２種類の電力供給を実現可能とした本発明によると、装置の大型化や大きなコストアップを伴うことなく、使用する機器に応じて適切な交流電流を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明における最良の実施の形態である、交流電源装置１の機能的な配置・接続関係を示す配置図である。エンジン７の駆動軸は発電機８に接続されてこれを直接駆動させるようになっており、発電機８に設けた点火ユニット６の出力信号で点火プラグ５の点火を行ないながらエンジン７を駆動させて、発電機８が交流電流を出力するようになっている。また、点火ユニット６による一次電圧信号は電子制御ユニット１０に入力され、また、発電機８の出力配線に電圧センサ９が設けられて、その出力信号が電子制御ユニット１０に入力されるようになっている。
【００１６】
エンジン７の吸気管１６に配設された燃料噴射弁３の上流側には吸気通路開閉手段としてのガバナ２が設けられ、アクチュエータ４でこれを開閉させることでエンジン７の吸入空気量を増減してエンジン回転数を調整するようになっている。そして、電子制御ユニット１０は、検知した点火ユニット６の一次電圧信号によるエンジン回転数と、検知した出力電流の電圧のデータを基に、ガバナ２を用いてエンジン回転数をフィードバック制御することにより、出力電流の電圧及び周波数を一定に保つ方向でコントロールするガバナ制御手段を構成している。
【００１７】
そして、ガバナ制御された発電機８からの出力配線が、第１の電源用端子１７に接続されてヒータ２０等の比較的簡易な機器の電源として使用されるのに加え、その出力配線から配線が分岐し、ガバナ制御された交流電流を整流回路１３、電子制御ユニット１０で精密に制御されているインバータ１２を経由することでインバータ制御された交流電流として出力され、第２の電源用端子１８からコンピュータ３０等の比較的精密な機器の電源として使用されるようにしたことを特徴としている。
【００１８】
即ち、第１の電源用端子１７からはガバナ制御のみ実行され発電機８から直接出力された交流電流を供給するものとし、これには供給電流の精度の高さを要求しない機器に適した電源としている。一方、第２の電源用端子１８からはガバナ制御された交流電流を整流回路１３で直流化した後、インバータ１２を介した電子制御ユニット１０による制御で更に精密な電圧及び周波数に調整して電源用端子１８から供給することにより、供給電流の精度の高さを要求する機器に適した電源とした。
【００１９】
これは、ガバナ制御による電源のみでは電気的負荷の変動により出力電圧も変動して精密機器等に対応できない場合もあったことから、電流の精度を要しない機器に対応する電源に加え、ガバナ制御による電流を分岐してさらにインバータ制御を実行して高い精度を要する機器に対応できる電源を別途設け、電力供給を２系統として対応できるようにしたものである。
【００２０】
そして、本実施の形態では、そのガバナ制御とインバータ制御の双方を一つの電子制御ユニット１０で実行するものとして部品点数を削減している。また、必ずしも総ての電源にインバータ制御した精密な電流を必要としないことから、インバータ制御による電源を１系統のみとしてインバータ制御のための高価な部品の使用を最小限としたものであり、装置の低コスト化およびコンパクト化の観点で優れたものとなっている。
【００２１】
尚、電子制御ユニット１０は、ＣＰＵ、記憶・入出力制御手段等を一つのＩＣ上に有するマイコン１１を備えるとともに、入力回路１５、駆動信号出力回路１４等を備えた汎用の電子制御ユニットの記憶手段に、上述したガバナ制御及びインバータ制御等の各種制御を実行するためのプログラムを格納することで得ることができる。
【００２２】
また、電子制御ユニット１０は、上述したガバナ制御及びインバータ制御を同時に実行可能とされ、図に示すように第１の電源端子１７にヒータ２０を接続し、第２の電源端子１８にコンピュータ３０接続して、これらを同時に使用した場合でもこれらの機器が電気的に安定的に作動するように出力電流の電圧及び周波数を一定に制御するものである。
【００２３】
更に、この電子制御ユニット１０によるインバータ１２の制御は、例えば周知のＰＷＭ制御方法を用いて実行すればよく、整流回路１３で平滑化された電流を、インバータ１２を介したマイコンロジックにより正弦波に変換するものである。これにより、精度の高い出力電流（例えば５０Ｈｚ、１００Ｖ）を得ることができる。
【００２４】
一方、インバータ１２は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）やＦＥＴ（電解効果トランジスタ）等の比較的高価なパワートランジスタで構成されるものであるが、本実施の形態において、一方の電源のみにインバータ１２を使用したことで、総ての電源に使用する場合に比べて低コストで済むとともに、装置の過剰な大型化を伴うこともない。
【００２５】
以上、述べたように、エンジン式の交流電源装置において、本発明により安定化電源や多数のインバータを要さないものとなり、装置の大型化や大幅なコストアップを伴うことなく、使用する機器に応じて適切な交流電流を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図。
【符号の説明】
【００２７】
１  交流電源装置、２  ガバナ、３  燃料噴射弁、４  アクチュエータ、５  点火プラグ、６  点火ユニット、７  エンジン、８  発電機、９  電圧センサ、１０  電子制御ユニット、１１  マイコン、１２  インバータ、１３  整流回路、１４  駆動信号出力回路、１５  入力回路、１６  吸気管、１７，１８  電源端子、２０  ヒータ、３０  コンピュータ
【図１】
2008048548.tif 000003