(57)【要約】【課題】本発明は、交流電力又は直流電力のいずれかを出力するかを切替ることができ、昇圧回路や絶縁トランスを用いる必要がない安価かつ小型の発電装置を提供する。【解決手段】発電装置１００はハイブリッドカー（ＨＶ）等の図示しない車両に設けられている。前記発電機７は、前記車両の前記エンジン２の回転軸の動力によって動作する発電機及び前記車両の車軸を回転させるモータとしての機能を有している。前記発電機７は、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８に接続されている。前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８には、スイッチ機能９が接続されている。前記スイッチ機能９により、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８の出力が前記直流電力出力部１１か前記インバータ１０かのいずれかに接続されるように接続を切替られる。【選択図】図１
2017070094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機又はモータ（７）と、
前記発電機又はモータ（７）に接続され、前記発電機又はモータ（７）から出力された交流電力を整流して直流電力を出力するＡＣ／ＤＣコンバータ（８）と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（８）に接続されたスイッチ機能（９）と、
前記スイッチ機能（９）を介して前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（８）に接続されたインバータ（１０）と
を備え、
前記スイッチ機能（９）により前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（８）が前記インバータ（１０）に接続されないように切替られた場合には前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（８）が出力した第１の直流電力を直接出力し、前記スイッチ機能（９）により前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（８）が前記インバータ（１０）に接続されるように切替られた場合には前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（８）が前記第１の直流電力と異なる電圧の第２の直流電力を出力して前記インバータ（１０）に入力し、前記インバータ（１０）が前記第２の直流電力を交流電力に変換して出力するように構成した
ことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（８）から直接出力される前記第１の直流電力の電圧は６０Ｖ以下であり、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（８）から前記インバータ（１０）に出力される前記第２の直流電力の電圧は１５０Ｖであるとともに前記インバータ（１０）が前記第２の直流電力を実効値が１００Ｖの交流電力に変換して出力するように構成した
ことを特徴とする、請求項１に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は発電装置に関し、特に、直流電力出力と交流電力出力とを切替ることができる発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられてきた発電装置としては、例えば以下の特許文献などに記載された構成を図２として挙げることができる。すなわち、従来の発電装置１には、エンジン２と、前記エンジン２の駆動力により駆動される交流発電機３及び直流発電機４とが設けられており、前記交流発電機３が駆動されることで交流用電気機器５に交流電力を供給し、前記直流発電機４が駆動されることで直流用電気機器６に直流電力を供給することができる。
【０００３】
また、図２には図示されていないが、直流発電機を備え、交流電力を出力するか又は直流電力を出力するかを切替ることで、交流電力又は直流電力を出力する発電装置では、一般に昇圧回路が必要になる。さらに、図２には図示されていないが、交流発電機を備え、交流電力を出力するか又は直流電力を出力するかを切替ることで、交流電力又は直流電力を出力する発電装置では、降圧前の高電圧の交流電力からユーザを保護するために一般に絶縁トランスが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−６５８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような従来の発電装置１では、状況に応じて交流用電気機器５又は直流用電気機器６のいずれか一方を駆動するために、交流電力又は直流電力のいずれかを出力するように切替て使用する場合であっても、交流発電機３及び直流発電機４をそれぞれ設ける必要がある。また、直流発電機又は交流発電機のどちらかを備え、交流電力を出力するか又は直流電力を出力するかを切替る発電装置では、昇圧回路又は絶縁トランスが必要となる。そのため、発電装置が高価で大型になるという課題があった。
【０００６】
この発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、特に、交流電力又は直流電力のいずれかを出力するかを切替ることができ、また昇圧回路や絶縁トランスを用いる必要がない安価かつ小型の発電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】
【０００７】
この発明に係る発電装置は、発電機又はモータと、前記発電機又はモータに接続され、前記発電機又はモータから出力された交流電力を整流して直流電力を出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたスイッチ機能と、前記スイッチ機能を介して前記ＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたインバータとを備え、前記スイッチ機能により前記ＡＣ／ＤＣコンバータが前記インバータに接続されないように切替られた場合には前記ＡＣ／ＤＣコンバータが出力した第１の直流電力を直接出力し、前記スイッチ機能により前記ＡＣ／ＤＣコンバータが前記インバータに接続されるように切替られた場合には前記ＡＣ／ＤＣコンバータが前記第１の直流電力と異なる電圧の第２の直流電力を出力して前記インバータに入力し、前記インバータが前記第２の直流電力を交流電力に変換して出力する構成であり、また、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから直接出力される前記第１の直流電力の電圧は６０Ｖ以下であり、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから前記インバータに出力される前記第２の直流電力の電圧は１５０Ｖであるとともに前記インバータが前記第２の直流電力を実効値が１００Ｖの交流電力に変換して出力する構成である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の発電装置によれば、スイッチ機能によりＡＣ／ＤＣコンバータがインバータに接続されないように切替られた場合にはＡＣ／ＤＣコンバータが出力した第１の直流電力を直接出力し、スイッチ機能によりＡＣ／ＤＣコンバータがインバータに接続されるように切替られた場合にはＡＣ／ＤＣコンバータが第１の直流電力と異なる電圧の第２の直流電力を出力してインバータに入力するように構成されているので、発電装置が交流電力又は直流電力のいずれかを出力するかを切替ることができ、また昇圧回路や絶縁トランスを用いる必要がなくなり、発電装置を安価かつ小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態に係る発電装置の構成を示す概略図である。
【図２】従来の発電装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１に基づいて説明する。なお、従来例と同一または同等部分には同一符号を付して説明する。
図１は、この発明の実施の形態に係る発電装置１００の構成の概略図である。発電装置１００は主として、エンジン２と、発電機７と、ＡＣ／ＤＣコンバータ８と、スイッチ機能９と、インバータ１０と、直流電力出力部１１と、交流電力出力部１２から構成されている。
【００１１】
図１に示すように、発電装置１００はハイブリッドカー（ＨＶ）等の図示しない車両に設けられている。前記発電機７は、前記車両の前記エンジン２の回転軸の動力によって動作する発電機及び前記車両の車軸を回転させるモータとしての機能を有している。前記発電機７は、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８に接続されている。
【００１２】
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８には、スイッチ機能９が接続されている。前記スイッチ機能９は電気的にスイッチングを行う装置であるが、説明のために機械的スイッチとして表現する。前記スイッチ機能９には、第１スイッチ９０及び第２スイッチ９１が設けられている。なお、前記スイッチ機能９の構成はハードウェアであってもよいし、ソフトウェアであってもよい。
【００１３】
前記第１スイッチ９０は第１共通接点９２と、第１出力接点９３と、第２出力接点９４と前記第１共通接点９２に設けられた第１切替片９５から構成されている。前記第１切替片９５は、一端が前記第１共通接点９２に接続されており、他端が前記第１出力接点９３又は前記第２出力接点９４のいずれかに接続されるので、前記第１スイッチ９０はスイッチとして機能する。
【００１４】
前記第２スイッチ９１は第２共通接点９６と、第３出力接点９７と、第４出力接点９８と前記第２共通接点９６に設けられた第２切替片９９から構成されている。前記第２切替片９９は、一端が前記第２共通接点９６に接続されており、他端が前記第３出力接点９７又は前記第４出力接点９８のいずれかに接続されるので、前記第２スイッチ９１はスイッチとして機能する。
【００１５】
前記第１出力接点９３と前記第３出力接点９７とが前記直流電力出力部１１に接続されており、前記第２出力接点９４と前記第４出力接点９８とが前記インバータ１０に接続されている。よって、前記第１スイッチ９０及び前記第２スイッチ９１により、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記直流電力出力部１１又は前記インバータ１０のいずれかに接続される。
【００１６】
前記インバータ１０は、前記交流電力出力部１２に接続されている。前記直流電力出力部１１は発電装置１００の外部に設けられた直流用電気機器６に接続され、前記交流電力出力部１２は発電装置１００の外部に設けられた交流用電気機器５に接続されている。前記直流用電気機器６は電圧６０Ｖの直流電力で動作し、前記交流用電気機器５は実効値が１００Ｖの交流電力で動作する。
【００１７】
次に、この実施の形態に係る発電装置の動作について説明する。
前記発電装置１００を動作させる際には、最初に前記スイッチ機能９により、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８の出力が前記直流電力出力部１１に接続されるか、前記インバータ１０に接続されるかが切替られる。
【００１８】
前記スイッチ機能９の第１スイッチ９０及び第２スイッチ９１は、前記発電装置１００の出力電力として、前記直流用電気機器６を稼働するために直流電力が必要か、又は前記交流用電気機器５を稼働するために交流電力が必要かに応じて、ユーザのスイッチ操作や車両の制御装置等の図示しない制御手段等によって切替られる。前記発電装置１００の出力電力として直流電力が必要な場合は、前記第１スイッチ９０が前記第１出力接点９３に接続され前記第２スイッチ９１が前記第３出力接点９７に接続されるように切替られて、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記直流電力出力部１１に接続される。また、前記発電装置１００の出力電力として交流電力が必要な場合は、前記第１スイッチ９０が前記第２出力接点９４に接続され前記第２スイッチ９１が前記第４出力接点９８に接続されるように切替られて、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記インバータ１０に接続される。
【００１９】
次に、前記第１スイッチ９０が前記第１出力接点９３に接続され前記第２スイッチ９１が前記第３出力接点９７に接続されるように切替られて、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記直流電力出力部１１に接続された場合の動作について説明する。前記発電装置１００で発電を開始するために、前記エンジン２が駆動される。前記エンジン２の駆動力により、前記発電機７の回転軸が回転されて、交流電力が出力される。前記発電機７から出力された交流電力は、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８に入力される。
【００２０】
次に、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８により、入力された交流電力があらかじめ設定された第１の直流電圧である６０Ｖの第１の直流電力に整流されて出力される。
【００２１】
次に、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８により整流された前記第１の直流電力は、直接に前記直流電力出力部１１から前記発電装置１００の外部に出力され、前記直流用電気機器６に供給される。
【００２２】
また、前記第１スイッチ９０が前記第２出力接点９４に接続され前記第２スイッチ９１が前記第４出力接点９８に接続されるように切替られて、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記インバータ１０に接続された場合の動作について説明する。前記発電機７から出力された交流電力が、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８に入力されるまでの動作は前記第１スイッチ９０が前記第１出力接点９３に接続され前記第２スイッチ９１が前記第３出力接点９７に接続されるように切替られている場合と同じである。
【００２３】
次に、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８により、入力された交流電力が第２の直流電力に整流されて出力される。この時前記第２の直流電力の電圧が、あらかじめ設定された前記第２の直流電圧である１５０Ｖになるように整流される。
【００２４】
次に、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８から出力された前記第２の直流電力は、インバータ１０に入力される。前記第２の直流電力は、インバータ１０により実効値が１００Ｖの交流電力に変換される。前記交流電力は、前記交流電力出力部１２から前記発電装置１００の外部に出力され、前記交流用電気機器５に供給される。
【００２５】
このような前記発電装置１００では、前記発電機７と、前記発電機７に接続され、前記発電機７から出力された交流電力を整流して直流電力を出力する前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８と、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８に接続された前記スイッチ機能９と、前記スイッチ機能を介して前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８に接続された前記インバータ１０とを備え、前記スイッチ機能９が一方に切替った場合には前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が出力した第１の直流電力を直接出力し、前記スイッチ機能９が他方に切替った場合には前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記第１の直流電力と異なる電圧の前記第２の直流電力を出力して前記インバータ１０に入力し、前記インバータ１０が前記第２の直流電力を交流電力に変換して出力するように構成されているので、発電装置が交流電力又は直流電力のいずれかを出力するかを切替ることができ、また高電圧の交流電力にユーザが触れることがないため昇圧回路や絶縁トランスを用いる必要がなくなり、発電装置を安価かつ小型にすることができる。
【００２６】
なお、前記第１の直流電圧は６０Ｖに限定されず、前記直流用電気機器６が必要とする他の直流電圧値であってもよい。また、前記第２の直流電圧は１５０Ｖに限定されず、前記交流用電気機器５が必要とする交流電力の電圧の実効値よりも高い値になるという条件を満たす、他の直流電圧値であってもよい。
【００２７】
また、実施の形態では前記発電装置１００は車両に搭載されていたが、車両以外に設けられていてもよい。
【００２８】
また、実施の形態では前記発電機７は前記エンジン２の回転軸の動力によって駆動していたが、前記エンジン２の動力以外の動力で駆動してもよい。さらに、実施の形態では前記発電機７はモータとしての機能を有していたが、モータの機能を有さない発電機であってもよい。
【００２９】
尚、本発明による発電装置の要旨としては、以下の通りである。すなわち、前記発電機７と、前記発電機７に接続され、前記発電機７から出力された交流電力を整流して直流電力を出力する前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８と、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８に接続された前記スイッチ機能９と、前記スイッチ機能９を介して前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８に接続された前記インバータ１０とを備え、前記スイッチ機能９により前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記インバータ１０に接続されないように切替られた場合には前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が出力した第１の直流電力を直接出力し、前記スイッチ機能９により前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記インバータ１０に接続されるように切替られた場合には前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８が前記第１の直流電力と異なる電圧の第２の直流電力を出力して前記インバータ１０に入力し、前記インバータ１０が前記第２の直流電力を交流電力に変換して出力するように構成されており、また、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８から直接出力される前記第１の直流電力の電圧は６０Ｖ以下であり、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ８から前記インバータ１０に出力される前記第２の直流電力の電圧は１５０Ｖであるとともに前記インバータ１０が前記第２の直流電力を実効値が１００Ｖの交流電力に変換して出力ように構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明による発電装置では、発電機と、発電機に接続され、発電機から出力された交流電力を整流して直流電力を出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたスイッチ機能と、スイッチ機能を介してＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたインバータとを備え、スイッチ機能によりＡＣ／ＤＣコンバータがインバータに接続されないように切替られた場合にはＡＣ／ＤＣコンバータが出力した第１の直流電力を直接出力し、スイッチ機能によりＡＣ／ＤＣコンバータがインバータに接続されるように切替られた場合にはＡＣ／ＤＣコンバータが第１の直流電力と異なる電圧の第２の直流電力を出力してインバータに入力し、インバータが第２の直流電力を交流電力に変換して出力するように構成されているので、発電装置が交流電力又は直流電力のいずれかを出力するかを切替ることができ、また昇圧回路や絶縁トランスを用いる必要がなくなり、発電装置を安価かつ小型にすることができる。
【符号の説明】
【００３１】
７          発電機（発電機又はモータ）
８          ＡＣ／ＤＣコンバータ
９          スイッチ機能
１０        インバータ
１００      発電装置
【図１】
2017070094.tif 000003
【図２】
2017070094.tif 000004