JP4240398B2 - Portable generator - Google Patents
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Description
本発明は、可搬型発電機に関し、特に、比較的大容量の直流でバッテリを充電するのに好適な可搬型発電機に関する。 The present invention relates to a portable generator, and more particularly to a portable generator suitable for charging a battery with a relatively large capacity direct current.
エンジン等で駆動される可搬型発電機は、従来から屋外作業やレジャーにおける活動等で使用される電気機器の電源として広く利用されている。さらに近年、コンピュータ用の無停電電源装置、いわゆるＵＰＳのバックアップ電源等にも用途が広がりつつある。この種の可搬型発電機を直流出力用発電機として構成する場合、機体は小型でありながらも、出力は比較的低電圧・大電流を供給可能であることが要求される傾向がある。このような大電流出力が要求される発電機においては、出力巻線の線径が太くなり、かつ巻線間の絶縁についても絶縁耐圧や絶縁材の材質等により一層高いレベルの配慮が必要となる。 2. Description of the Related Art A portable generator driven by an engine or the like has been widely used as a power source for electric devices used for outdoor work or leisure activities. Further, in recent years, the use is expanding to uninterruptible power supply devices for computers, so-called UPS backup power sources and the like. When this type of portable generator is configured as a generator for direct current output, there is a tendency for the output to be able to supply a relatively low voltage and large current even though the fuselage is small. In such a generator that requires a large current output, the wire diameter of the output winding becomes large, and a higher level of consideration is required for insulation between windings depending on the withstand voltage and material of the insulating material. Become.
そこで、本出願人は、出力巻線の線径を細くできたり、電力素子の容量を小さくできる可搬型発電機を提案している（実用新案登録第２５１１８４３号）。この登録実用新案に係る考案では、同一鉄心にそれぞれ独立して巻装される複数の出力巻線と、この複数の出力巻線に対応して設けられたサイリスタブリッジ整流回路とで互いに独立した複数の電源ユニットを形成し、それぞれの電源ユニットの出力を並列接続して、それぞれの出力を合体させるようにしている。
上記特許文献１に開示された可搬型発電機をバッテリ充電用として使用する場合つまりバッテリを負荷とする場合、接続されるバッテリの電圧仕様に応じて充電電圧を変更する必要がある。このために切り換えスイッチを設けて、接続されるバッテリ毎に発電機の出力を変更することが考えられる。しかし、バッテリが接続される毎に電圧仕様を確認して切り換えスイッチを操作するのは煩雑であるし、誤って出力を変更する操作を行うと、バッテリが過充電になったり十分に充電できなかったりするおそれがある。
When the portable generator disclosed in
本発明の目的は、上記問題点を解消して、切り換えスイッチの誤操作によるバッテリの過充電および充電不足を生じないようにすることができる可搬型発電機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a portable generator capable of solving the above-described problems and preventing the battery from being overcharged and insufficiently charged due to erroneous operation of the changeover switch.
上記目的を達成するための本発明は、発電機の出力巻線から出力される交流を整流回路で直流に変換して出力するバッテリ充電用の出力端子を有する可搬型発電機において、前記整流回路の出力電圧設定値を選択する切り換え手段と、前記出力端子に現れる負荷電圧を検出する負荷電圧検出手段と、前記負荷電圧が前記切り換え手段で選択された出力電圧設定値に対応して設定された許容負荷電圧範囲内であるときに前記出力端子への出力を可能にする負荷判別手段と、前記負荷電圧が前記許容負荷電圧範囲より低い場合に、強制的に前記出力端子への出力を可能にする強制出力スイッチとを具備した点に第１の特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention provides a portable generator having an output terminal for charging a battery that converts an alternating current output from an output winding of the generator into a direct current by a rectifier circuit and outputs the direct current. Switching means for selecting the output voltage setting value, load voltage detection means for detecting the load voltage appearing at the output terminal, and the load voltage is set corresponding to the output voltage setting value selected by the switching means Load determining means for enabling output to the output terminal when the load voltage is within the allowable load voltage range, and forcibly enabling output to the output terminal when the load voltage is lower than the allowable load voltage range The first feature is that a forced output switch is provided.
また、本発明は、前記強制出力スイッチが、前記負荷電圧が前記許容負荷電圧範囲より低い値に設定された値以上の電圧であるときに前記出力端子への出力を可能にするものである点に第２の特徴がある。 In the present invention, the forced output switch enables output to the output terminal when the load voltage is equal to or higher than a value set to a value lower than the allowable load voltage range. There is a second feature.
また、本発明は、前記強制出力スイッチが、自己復帰型の押しボタンスイッチであり、予め設定された回数操作することによって前記出力端子への出力を可能にするものである点に第３の特徴がある。 According to a third aspect of the present invention, the forced output switch is a self-return type push button switch, and enables output to the output terminal by operating a preset number of times. There is.
また、本発明は、前記負荷判別手段によって、前記負荷電圧が前記切り換え手段で選択された出力電圧設定値に対応して設定された負荷電圧範囲内であると判別されなかったときに警告をするための表示手段を具備した点に第４の特徴がある。 Further, the present invention warns when the load determination means does not determine that the load voltage is within the load voltage range set corresponding to the output voltage set value selected by the switching means. There is a fourth feature in that display means is provided.
第１の特徴を有する本発明によれば、接続された負荷電圧、つまり負荷として接続されるバッテリの電圧が、切り換えスイッチで選択された出力電圧設定値に対して設定された許容負荷電圧範囲で一致しているときにのみ整流回路からバッテリに対する出力の供給が可能になる。したがって、出力電圧と負荷電圧との不整合のまま出力開始されることはなくなり、切り換えスイッチの誤操作がされていても、バッテリに適合しない出力電圧でバッテリが充電されて過充電や充電不足が生じるのを防止できる。また、許容負荷電圧範囲に従っているので、バッテリの端子電圧がバッテリが放電深さの違いによって、ある程度異なっていても出力電圧との適合が判断される。 According to the present invention having the first feature, the connected load voltage, that is, the voltage of the battery connected as the load is within the allowable load voltage range set with respect to the output voltage set value selected by the changeover switch. Only when they match, the output from the rectifier circuit to the battery can be supplied. Therefore, the output is not started with the mismatch between the output voltage and the load voltage, and the battery is charged with the output voltage not suitable for the battery even if the changeover switch is erroneously operated, resulting in overcharging or insufficient charging. Can be prevented. Further, since the allowable load voltage range is complied with, the compatibility with the output voltage is determined even if the battery terminal voltage varies to some extent due to the difference in discharge depth of the battery.
さらに、バッテリ放電量が大きくて端子電圧の低下が大きい場合であっても、操作者が必要に応じてバッテリの充電作業を試みることが可能になる。また、緊急時に指定のバッテリがなくて代用のバッテリを使用する場合に、放電特性の違いで電圧低下が大きい場合であっても、救済措置として操作することで充電が可能になる。 Furthermore, even when the battery discharge amount is large and the terminal voltage is greatly reduced, the operator can try to charge the battery as necessary. Further, when there is no designated battery in an emergency and a substitute battery is used, even if the voltage drop is large due to a difference in discharge characteristics, charging can be performed by operating as a relief measure.
第２の特徴によれば、負荷が存在していることを確認することができるので、短絡状態等の故障状態や、バッテリが接続されない状態での強制出力が回避される。 According to the second feature, since it can be confirmed that a load exists, a forced output in a failure state such as a short-circuit state or a state in which a battery is not connected is avoided.
第３の特徴によれば、操作者が強制出力の意思をもってスイッチ操作を行った場合にのみ強制出力が可能になるので、誤操作による出力が防止される。 According to the third feature, forced output is possible only when the operator performs a switch operation with the intention of forced output, so that output due to an erroneous operation is prevented.
第４の特徴によれば、出力電圧設定値に対して負荷電圧が予定の範囲内にない場合は、警告灯や警告音等によって、出力電圧設定値と負荷電圧との不整合を容易に認識できる。 According to the fourth feature, when the load voltage is not within a predetermined range with respect to the output voltage setting value, a mismatch between the output voltage setting value and the load voltage is easily recognized by a warning light or a warning sound. it can.
以下に図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る可搬型発電機の要部構成図である。図１において、発電機本体の固定子１は、それぞれ独立した４つの出力巻線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と、これら出力巻線Ｌ１〜Ｌ４とは独立している補助巻線Ｌ５とを単一の固定子鉄心（図示せず）の突極に巻装して構成される。出力巻線Ｌ１〜Ｌ４は、巻き数や線径等が同一のものが使用される。つまり同一仕様である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a portable generator according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the
固定子１の外周には、図示しない回転子が設けられる。回転子は環状に配置された複数の磁石を有するもので、いわゆるアウタロータである。この回転子は駆動源（ここでは、エンジンを想定する）に接続され、固定子１の外周に沿って回転するように駆動される。
A rotor (not shown) is provided on the outer periphery of the
出力巻線Ｌ１〜Ｌ４は、サイリスタ（制御端子付き整流素子）とダイオードとで構成される三相整流ブリッジ回路２、３，４，５にそれぞれ接続される。サイリスタならびにダイオードを示す図中の記号はいずれも周知であり、図の煩雑を回避するためこれらには参照符号を付していない。三相整流ブリッジ回路２〜５の出力側には、それぞれ平滑用コンデンサ６，７，８，９が設けられる。三相整流ブリッジ回路２〜５のプラス側出力線は一本に統合されてプラス側出力端子１０に接続され、マイナス側出力線は１本に統合されてマイナス側出力端子１１に接続される。
The output windings L1 to L4 are respectively connected to three-phase
前記各プラス側出力線の、１本に統合される前の位置には、シャント１２，１３，１４，１５が設けられる。シャント１２〜１５のそれぞれの両端の電位差、つまり三相整流ブリッジ回路２〜５の各出力電流Ｉｄ１，Ｉｄ２，Ｉｄ３，Ｉｄ４を示す信号がマイクロコンピュータつまりコントローラ（図２参照）１６に入力される。また、前記各コンデンサ６〜９の両端の電位差、つまり三相整流ブリッジ回路２〜５のそれぞれの出力電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄ３，Ｖｄ４がコントローラ１６に入力される。
Shunts 12, 13, 14, and 15 are provided at positions before the integration of the positive output lines into one. A potential difference between both ends of the
前記各プラス側出力線の、１本に統合された位置にはヒューズ１７が設けられる。ヒューズ１７は、三相整流ブリッジ回路２〜５の各出力電流の合算値の最大値を許容するものを選択して設ける。１本に統合された前記プラス側出力線の、ヒューズ１７の上流側と前記４本のマイナス側出力線のうちの少なくとも１本（図１では２本の例を示す）の線間にはダイオード１８が設けられる。このダイオード１８によって、例えば、負荷であるバッテリ１９が誤って正負逆接続された場合、負荷側からの電流は、このダイオード１８を介して１本に統合された出力線間に流れることになる。したがって、この出力線に比べて許容電流が小さい各三相整流ブリッジ回路２〜５側へ、逆接続された負荷からの電流が流入するのが防止される。
A
プラス側およびマイナス側の出力端子１０，１１にはバッテリ１９およびＵＰＳ２０が接続され、ＵＰＳ２０の出力側は図示しない電子機器、例えばコンピュータシステムに接続される。ＵＰＳ２０には、例えば、商用の交流電源２１が接続され、バッテリ１９は、この商用交流電源２１を使って常時充電（フロート充電）されている。本実施形態の可搬型発電機はＵＳＰ２０に接続されて、商用交流電源２１が停電時等にＵＳＰ２０およびバッテリ１９に電力を供給する。本可搬型発電機は、異なる定格電圧、例えば、４８ボルトと３６ボルトのバッテリ１９を接続することができるように構成されている。
A
図２は、コントローラとその周辺の接続図である。補助巻線Ｌ５は定電圧回路２２に接続される。定電圧回路２２は、正負（プラス５ボルトおよびマイナス５ボルト）それぞれの三端子レギュレータ２２１，２２２を含み、補助巻線Ｌ５の電圧に基づいて安定化された正負各５ボルトの直流電源電圧を発生する。この直流電源電圧はコントローラ１６の電源として使用される。補助巻線Ｌ５の出力波形はコントローラ１６に供給され、コントローラ１６はこの出力波形に基づいて発電機本体のアウタロータの回転状態を検出する。コントローラ１６には、コントローラ１６で使用されるデータを格納するためのＥＥＰ−ＲＯＭ２３が接続される。
FIG. 2 is a connection diagram of the controller and its surroundings. The auxiliary winding L5 is connected to the
コントローラ１６は、三相整流ブリッジ回路２，３，４，５の各サイリスタをオン・オフ制御するためのサイリスタ制御信号（ゲートパルス）１６ａ，１６ｂ，１６ｃを出力する。このゲートパルス１６ａ〜１６ｃは前記各サイリスタのゲート端子つまり制御端子に供給される。三相整流ブリッジ回路２〜５は、出力巻線Ｌ１〜Ｌ４のＵ，Ｖ，Ｗ各相に対応する三つのサイリスタを備えており、各相に対応するサイリスタは、三相整流ブリッジ回路２〜５に共通するこれらゲートパルス１６ａ〜１６ｃによって制御される。したがって、ゲートパルス１６ａ〜１６ｃによって三相整流ブリッジ回路２〜５は互いに同期して制御される。
The
アウタロータを駆動するエンジンのスロットル弁を図示しないステッピングモータで開閉制御するため、コントローラ１６はこのステッピングモータにモータ駆動信号１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを出力する。
The
出力停止スイッチ２４は、可搬発電機の発電出力を停止させるためのスイッチであり、この出力停止スイッチ２４を押すとオン信号１６ｈがコントローラ１６に入力され、コントローラ１６はこのオン信号１６ｈが予定時間継続して入力されると、このスイッチのオン信号１６ｈによってゲートパルス１６ａ〜１６ｃが停止されて電力の出力が停止される。但し、発電出力を停止させるだけであり、この出力停止スイッチ２４の操作のみではエンジンは停止しない。
The output stop switch 24 is a switch for stopping the power generation output of the portable generator. When the output stop switch 24 is pressed, an on
電圧切り換えスイッチ２５は、接続される負荷（バッテリ１９等）に応じて出力電圧を設定するためのスイッチである。例えば、電圧切り換えスイッチ２５がオン（切換信号１６ｉがオン）のときは出力電圧として３６ボルトが設定され、電圧切り換えスイッチ２５がオフ（切換信号１６ｉがオフ）のときは、出力電圧として４８ボルトが設定される。
The
出力表示灯２６、過負荷表示灯２７、およびオイルアラート表示灯２８が設けられる。オイルアラート表示灯２８はオイルアラート回路２９を介してコントローラ１６に接続される。出力表示灯２６は、発電電力出力中に点灯される。過負荷表示灯２７は、過負荷時つまり過電流もしくは過電圧時に点灯される。
An
トランジスタ式マグネット点火装置の回路部（トラマグ回路）３０が設けられる。トランジスタ式マグネット点火装置の要部は周知のものを使用できる。トラマグ回路３０の接地線はオイルアラート回路２９のものと接続され、コントローラ１６の端子Ｇに接続される。トラマグ回路３０の他方の線は、点火装置のコイル部３１に接続される。コイル部３１の二次側には点火プラグ３２が接続される。オイルアラート回路２９の他方の端子はコントローラ１６の端子ＬＳに接続される。コントローラ１６の端子Ｇと端子ＬＳは点火停止のためにコントローラ１６の内部で短絡可能に構成される。
A circuit unit (tramag circuit) 30 of the transistor type magnet ignition device is provided. A well-known thing can be used for the principal part of a transistor type magnet ignition device. The ground wire of the
強制出力スイッチ３７は、可搬型発電機の発電出力を強制的に（「強制的に」の意味は後述する）出力させるためのものである。強制出力スイッチ３７はモーメンタリスイッチ、つまり操作者が押している時間だけオン側に切り替わり、手を離すとオフ側に戻る自己復帰型の押しボタンスイッチが好ましい。強制出力スイッチ３７は、オン側に切り替わっているときにオン信号１６ｊをコントローラ１６に入力し、コントローラ１６はこのオン信号１６ｊに基づいて可搬型発電機の発電出力を許可するかどうかを決定し、予め定めた条件が満足されれば発電出力を許可する。
The
上記発電機本体の動作を説明する。始動は、発電機本体の駆動源であるエンジンに連結されるリコイルスタータを用いて行うことができる。リコイルスタータを引くとエンジンのクランク軸が回転させられて、補助コイルＬ５が電圧を生じ、この電圧によって定電圧回路２２が所定の電圧を形成する。コントローラ１６は、この電圧が印加されると制御開始可能となる。
The operation of the generator body will be described. The starting can be performed using a recoil starter connected to an engine that is a drive source of the generator body. When the recoil starter is pulled, the crankshaft of the engine is rotated, and the auxiliary coil L5 generates a voltage. The
リコイルスタータでエンジンが回転されると、前記コイル部３１や点火プラグ３２を含む点火装置によってエンジンに点火されて発電機は始動される。発電機本体の巻線Ｌ１〜Ｌ４およびＬ５は、それぞれ発電を開始し、発生された電力は統合されて、出力端子１０，１１から発電電力として出力される。この電力はバッテリ１９およびＵＰＳ２０に供給される。
When the engine is rotated by the recoil starter, the engine is ignited by the ignition device including the
発電電力が出力されているときは、出力表示灯２６が付勢される。また、過電流や過電圧のときは過負荷表示灯２７が付勢される。さらに、周知の手法によってエンジンのオイルが基準値以下に低減していると判断されたときは、オイルアラート回路２９が作動してオイルアラート表示灯２８が付勢される。例えば、オイルアラート回路２９は、端子ＬＳからの信号によってオイルアラート表示灯２８に電流が流れるように構成されるスイッチング回路である。さらに、オイルが減少した時や、後述の発電系統異常時には、コントローラ１６は、端子ＬＳと端子Ｇとをコントローラ１６の内部で短絡して点火を停止する。
When the generated power is being output, the
本実施形態では、このように巻線および整流回路を含む４つの発電部（電源ユニット）の出力を統合つまり重畳して最終的な出力としている。そして、この出力によって、異なる電圧仕様のバッテリ１９を充電するのに都合がよいように、次のような制御手段を備えている。
In the present embodiment, the outputs of the four power generation units (power supply units) including the windings and the rectifier circuit are thus integrated, that is, superimposed to obtain a final output. The following control means is provided so that it is convenient to charge the
図３は、バッテリの電圧仕様に適合した出力を供給するためのコントローラ１６の機能を示すブロック図である。三相整流ブリッジ回路２〜５は同時に制御されるので、以下、三相整流ブリッジ回路２で代表して説明する。電圧設定部３３には、三相整流ブリッジ回路２の出力電圧Ｖｄ１の目標値Ｖｒｅｆが予め設定される。目標値Ｖｒｅｆは、電圧切り換えスイッチ２５の切り換えに従って切り換えられる。ここでは、３６ボルトおよび４８ボルトのいずれかを選択できるようにした例を挙げるが、この２段階の設定には限定されない。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the function of the
出力制御装置３４は、三相整流ブリッジ回路２の出力電圧Ｖｄ１が電圧設定部３３から供給される目標値Ｖｒｅｆに一致するように三相整流ブリッジ回路２のサイリスタを制御するゲートパルスを出力する。
The
負荷判別部３５は、三相整流ブリッジ回路２で充電される負荷としてのバッテリ１９の電圧（負荷電圧）ＶＬと電圧設定部３３に設定されている電圧の目標値Ｖｒｅｆとを比較し、負荷電圧ＶＬが目標値Ｖｒｅｆを基準として予定の範囲（後述する）内であるかどうかを判別する。なお、電圧Ｖｄ１とＶＬとは同じ検出手段で測定される電圧であるが、三相整流ブリッジ回路２が出力を開始した後の電圧を電圧Ｖｄ１と表し、バッテリ１９が接続されていて三相整流ブリッジ回路２が出力を開始していないときの電圧を電圧ＶＬとして表す。
The
負荷判別部３５は、キースイッチ（メインスイッチ）３６が出力開始位置に切り換えられていて、かつ電圧目標値Ｖｒｅｆに対して負荷電圧ＶＬが予定の範囲内にあるときに出力制御装置３４に出力許可を供給する。
The
負荷判別部３５が負荷電圧ＶＬを判別した結果、負荷電圧ＶＬが目標値Ｖｒｅｆに対して予定の範囲内にあるときは、三相整流ブリッジ回路２は出力開始を許可し、予定の範囲内にないときは出力を禁止するが、さらにこの判別結果を、オペレータが容易に認識できる装置が設けられる。
As a result of the
強制出力判別部３８は、負荷判別部３５によって負荷電圧ＶＬが所定の強制出力許可電圧範囲内にあるとき、強制出力スイッチ３７のオン信号１６ｊを監視する。そして、このオン信号１６ｊに基づいて強制出力スイッチ３７が、強制出力するように操作されたと判断したときに、出力制御装置３４に出力許可を供給する。
The forced
図４は、負荷判別部３５の処理を示すフローチャートであり、図５は、この処理結果を示す図である。図４において、ステップＳ１では、キースイッチ３６がオンか否かを判断し、キースイッチ３６がオンであればステップＳ２に進む。ステップＳ２では、出力電圧の目標値Ｖｒｅｆが３６ボルトか否かを判別する。目標値Ｖｒｅｆが３６ボルトならばステップＳ３に進む。目標値Ｖｒｅｆが３６ボルトでない、つまり４８ボルトであったならばステップＳ１５に進む。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the
ステップＳ３では負荷電圧ＶＬが２ボルト（第１電圧値）以上か否かを判別する。負荷電圧ＶＬが２ボルト以上でなければ、バッテリ１９が接続されていないか、バッテリ１９が過放電等、充電に適さない状態であると判断して、出力表示灯２６および過負荷表示灯２７を消灯にして、発電出力を禁止する（ステップＳ４、ステップＳ５およびステップＳ６）。負荷電圧ＶＬが第１電圧値として設定した低い電圧未満のときの処理結果は図５の最上段に示した通りである。なお、表示灯の数を多くしないために過負荷表示灯２７によって異常表示灯の機能を果たすようにしているが、負荷判別結果を専用に表示するものであってもよい。
In step S3, it is determined whether or not the load voltage VL is 2 volts (first voltage value) or more. If the load voltage VL is not 2 volts or more, it is determined that the
負荷電圧ＶＬが２ボルト以上であれば、ステップＳ７に進んで、負荷電圧ＶＬが２７ボルト（第２電圧値）以上か否かを判断する。負荷電圧ＶＬが２７ボルト以上であれば、ステップＳ８に進み、負荷電圧ＶＬが４２ボルト（第３電圧値）以上であるか判断する。負荷電圧ＶＬが４２ボルト以上であれば、異常であるとしてステップＳ９に進み、出力表示灯２６を消灯に維持し、ステップＳ１０で過負荷表示灯２７を警告のために点滅状態にし、ステップＳ６に進んで発電出力を禁止する。負荷電圧ＶＬが第３電圧値以上のときの処理結果は図５の最下段に示した通りである。
If the load voltage VL is 2 volts or more, the process proceeds to step S7 to determine whether or not the load voltage VL is 27 volts (second voltage value) or more. If the load voltage VL is equal to or greater than 27 volts, the process proceeds to step S8, where it is determined whether the load voltage VL is equal to or greater than 42 volts (third voltage value). If the load voltage VL is equal to or greater than 42 volts, it is determined that there is an abnormality, and the process proceeds to step S9, the
ステップＳ７が肯定であってステップＳ８が否定である場合、つまり負荷電圧ＶＬが２７ボルト以上であるが４２ボルト以上でない場合は、発電機の出力に対応した負荷つまりバッテリ１９が接続されていると判断される。そこで、ステップＳ１１に進んで出力表示灯２６を点灯し、ステップＳ１２で過負荷表示灯２７を消灯にし、さらにステップＳ１３で発電出力を許可する。負荷電圧ＶＬが第２電圧値および第３電圧値の間にあった場合の処理結果は図５の第３段目に示した通りである。
If step S7 is positive and step S8 is negative, that is, if the load voltage VL is 27 volts or higher but not 42 volts or higher, the load corresponding to the output of the generator, that is, the
ステップＳ７が否定、つまり負荷電圧ＶＬが２ボルト以上２７ボルト未満である場合は、ステップＳ１４に進んで強制出力処理を行う。この処理は、負荷電圧ＶＬからして、バッテリ１９が必ずしも充電に最適でない状態、つまり放電量が大きくて端子電圧の低下が大きい状態であっても、強制的に発電機の出力を許可して充電を行えるようにする処理である。強制出力処理に移行するときの、出力可否状況並びに表示灯２６，２７の状態は図５の第２段目に示したとおりである。
If step S7 is negative, that is, if the load voltage VL is not less than 2 volts and less than 27 volts, the process proceeds to step S14 to perform forced output processing. This process allows the output of the generator to be forcibly permitted even when the
強制出力処理を要約する。過負荷表示灯２７が点滅され、この過負荷表示灯２７が点滅状態のときに強制的に発電機の発電出力を得る場合は次の操作をする。まず、強制出力スイッチ３７をオン側に第１の時間以上押し続ける。この操作に応答して、過負荷表示灯２７を消灯する。この消灯によって、負荷電圧ＶＬが第２電圧以上第３電圧未満であり、強制出力操作によって発電機出力を許可できることを操作者が認識することができる。つまり、操作者は現状が図５の最下段に示す状態ではなく、第２段目に示す状態であることを過負荷表示灯２７の状態変化によって認識できる。
Summarize forced output processing. When the overload indicator lamp 27 is flashed and the generator output is forcibly obtained when the overload indicator lamp 27 is flashing, the following operation is performed. First, the forced
そこで、操作者が一旦強制出力スイッチ３７をオフ側に戻す（このスイッチ３７はモーメンタリ型なので手を放せば自動的にオフ側に復帰する）。それから第２の時間が経過するまでに再び強制出力スイッチ３７をオン側に押して、このオン状態を第３の時間が経過するまで維持する。以上のスイッチ操作によって、出力表示灯２７は点灯し、発電機出力が許可される。
Therefore, the operator once returns the forced
図６は、要約した強制出力処理のフローチャートである。ステップＳ１４１では、出力表示灯２６を消灯にし、ステップＳ１４２では、過負荷表示灯２７を点滅させる。ステップＳ１４３では、強制出力スイッチ３７がオンになったか否かを判断する。強制出力スイッチ３７がオンでなければ、この処理を抜けて図４のステップＳ１に戻る。強制出力スイッチ３７がオンであれば、ステップＳ１４４に進んでタイマＴ１をスタートさせる。タイマＴ１のタイマ値は前記第１の時間であり、例えば５秒とする。
FIG. 6 is a flowchart of the summarized forced output process. In step S141, the
ステップＳ１４５では、タイマＴ１で計測される時間Ｔ１が経過したか否かを判断する。時間Ｔ１が経過したと判断された場合にステップＳ１４６に進んで強制出力スイッチ３７がオンか否かを判断する。ステップＳ１４６が肯定ならば、時間Ｔ１が経過するまで強制出力スイッチ３７が押されていたと判断してステップＳ１４７で過負荷表示灯２７を消灯する。
In step S145, it is determined whether time T1 measured by timer T1 has elapsed. When it is determined that the time T1 has elapsed, the process proceeds to step S146 to determine whether or not the forced
過負荷表示灯２７を消灯した後、ステップＳ１４８で強制出力スイッチ３７がオフに切り替わるのを待って（ステップＳ１４８が肯定）、ステップＳ１４９に進んでタイマＴ２をスタートさせる。タイマＴ２のタイマ値は前記第２の時間であり、例えば５秒とする。ステップＳ１５０では、タイマＴ２で計測される時間Ｔ２が経過したか否かを判断する。時間Ｔ２が経過するまではステップＳ１５１に進んで強制出力スイッチ３７がオンか否かを判断する。
After the overload indicator lamp 27 is turned off, the process waits for the forced
時間Ｔ２が経過するまでに時間Ｔ２が経過したならば、ステップＳ１５２に進んでタイマＴ３をスタートさせる。タイマＴ３は前記第３の時間であり、例えば５秒である。ステップＳ１５３で時間Ｔ３が経過したか否かが判断され、時間Ｔ３が経過したならば、ステップＳ１５４で強制出力スイッチ３７がオンか否かが判断される。ステップＳ１５４で強制出力スイッチ３７がオンと判断されれば、ステップＳ１５５に進んで出力表示灯２６を点灯し、ステップＳ１５６で、発電機出力を許可する。
If the time T2 has elapsed before the time T2 elapses, the process proceeds to step S152 to start the timer T3. The timer T3 is the third time, for example, 5 seconds. In step S153, it is determined whether time T3 has elapsed. If time T3 has elapsed, it is determined in step S154 whether the forced
このように、本実施形態によれば、必要に応じて所定の操作を行うことにより、負荷電圧ＶＬが最適でない場合でも発電機の出力を強制的に許可させることができる。なお、強制出力スイッチ３７を上述のように２回操作することによって強制出力を可能にするのに限らず、種々の操作によるものが想定される。例えば、更に操作回数を増やしてもよいし、１回の操作時間つまり第１時間や第３時間を変更したものであってもよい。要は、操作者が確かな意思で指示を与えることができるように、換言すれば、誤操作を生じないように操作回数や時間を設定してあればよい。
Thus, according to the present embodiment, by performing a predetermined operation as necessary, the output of the generator can be forcibly permitted even when the load voltage VL is not optimal. It should be noted that the forced
図４のステップＳ２が否定、つまり目標値Ｖｒｅｆが４８ボルトであった場合のステップＳ１５の処理は、ステップＳ７で負荷電圧ＶＬが４２ボルト以上かどうかの判断を行い、ステップＳ８で負荷電圧ＶＬが５５ボルト以上かどうかの判断を行うように図４のフローチャートを変更する以外は、目標値Ｖｒｅｆが３６ボルトであった場合（ステップＳ２が肯定の場合）の処理と同様である。したがって、フローチャートは省略し、図７を参照して処理結果のみを説明する。 When step S2 in FIG. 4 is negative, that is, when the target value Vref is 48 volts, the process of step S15 determines whether or not the load voltage VL is 42 volts or more in step S7, and the load voltage VL is determined in step S8. Except for changing the flowchart of FIG. 4 so as to determine whether or not the voltage is 55 volts or higher, the process is the same as that when the target value Vref is 36 volts (when step S2 is affirmative). Therefore, the flowchart is omitted, and only the processing result will be described with reference to FIG.
図７の、目標値Ｖｒｅｆが４８ボルトの場合、つまり切り換えスイッチ２５が４８ボルト側に切り換わっているときは次のとおりである。図７の最上段に示すように負荷電圧ＶＬが２ボルト未満である場合は、出力は禁止されて出力表示灯２６および過負荷表示灯２７はともに消灯される。また、図７の第２段目に示すように負荷電圧ＶＬが２ボルト以上４２ボルト未満の範囲にあるときは、発電機出力つまり三相整流ブリッジ回路２の出力は強制出力操作によって許可される。そして、出力表示灯２６は消灯され、過負荷表示灯２７は警告のために点滅される。さらに、図７の最下段に示すように、負荷電圧ＶＬが４２ボルト以上５５ボルト未満の範囲にあるときは、三相整流ブリッジ回路２の出力は許可される。そして、出力表示灯２６は点灯され、過負荷表示灯２７は消灯される。
When the target value Vref of FIG. 7 is 48 volts, that is, when the
なお、切り換えスイッチ２５の位置にかかわらず、負荷電圧ＶＬが図５や図７に示した電圧値のいずれにも該当していない場合は、出力表示灯２６は消灯されたままで、過負荷表示灯２７は警告のため点滅させる。
When the load voltage VL does not correspond to any of the voltage values shown in FIGS. 5 and 7 regardless of the position of the
上述の電圧範囲は、次の点に鑑みて設定される。まず、バッテリ１９は複数のバッテリによって所望の電圧を得るようにしている。例えば、４８ボルトのものは４個、３６ボルトのものは３個の単位バッテリを直列に使用する。そして、寿命を考慮すると、各単位バッテリは１０．５ボルト以下に放電しないように使用するのがよい。そこで、使用可能な４８ボルトのバッテリ１９の最低電圧は４２ボルト（＝１０．５ボルト×４）である。そして、この４２ボルトの最低電圧を３個の単位バッテリからなる３６ボルトのバッテリ１９にあてはめると、一個当たりの単位バッテリの電圧は１４ボルト（＝４２ボルト÷３）である。つまり、３６ボルトのバッテリ１９の場合、最高電圧を４２ボルトとすれば、単位バッテリの電圧は１４ボルトとなり、ＵＳＰ２０によるフロート充電電圧範囲（１３．６ボルト）を大きく超えるものではない。したがって、この４２ボルトを境界にして３６ボルトのバッテリ１９と４８ボルトのバッテリ１９の負荷電圧ＶＬを判別することにしている。
The voltage range described above is set in view of the following points. First, the
３６ボルトのバッテリ１９の、強制出力ではないときの電圧範囲の最低電圧値（２７ボルト）および４８ボルトのバッテリ１９の最高電圧値（５５ボルト）は、それぞれ、充電不足および過充電にならないように設定される。
The minimum voltage value (27 volts) of the voltage range when the
電圧範囲は、上述の基準によるのがよいが、この具体的な数値に限定されるものではない。要は、切り換えスイッチによって出力電圧を設定できるようになっている場合に、設定された電圧と接続された負荷の電圧とが整合するように基準を設けてあればよい。また、両電圧が整合しない場合の警告は表示灯によるものに限らず、ブザーや電子合成音による案内等であってもよい。 The voltage range is preferably based on the above-mentioned criteria, but is not limited to this specific value. In short, when the output voltage can be set by the changeover switch, it is only necessary to provide a reference so that the set voltage matches the voltage of the connected load. Further, the warning when the two voltages do not match is not limited to that by an indicator lamp, but may be guidance by a buzzer or electronic synthesized sound.
本実施形態では、複数の独立した巻線とそれらに対応する複数の整流回路とからなる複数の電源ユニットを備えた可搬型発電機を例に挙げて本発明を説明した。しかし、本発明は、電源ユニットの数には限定されない。また、単一のサイリスタ制御信号で複数の整流回路を同期して制御するようにしたが、これに限らず、整流回路を個別のサイリスタ制御信号で制御してもよい。 In the present embodiment, the present invention has been described by taking as an example a portable generator provided with a plurality of power supply units including a plurality of independent windings and a plurality of rectifier circuits corresponding thereto. However, the present invention is not limited to the number of power supply units. Further, the plurality of rectifier circuits are controlled in synchronization with a single thyristor control signal. However, the present invention is not limited to this, and the rectifier circuit may be controlled with individual thyristor control signals.
１…発電機本体、 ２〜５…三相整流ブリッジ回路、 １９…負荷（バッテリ）、 ２５…切り換えスイッチ、 ２６…出力表示灯、 ２７…過負荷表示灯（異常表示灯）、 ３３…電圧設定部、 ３４…出力制御装置、 ３５…負荷判別部、 ３６…キースイッチ、 ３７…強制出力スイッチ、 ３８…強制出力判別部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記整流回路が、制御信号に応じてオン・オフされる制御端子付き整流素子を含む三相整流ブリッジ回路であり、
前記整流回路の出力電圧設定値を複数の値から選択する切り換え手段と、
前記切り換え手段で選択された出力電圧設定値に出力電圧を制御するための制御信号を前記整流回路に入力するコントローラと、
前記出力端子に現れる負荷電圧を検出する負荷電圧検出手段と、
前記負荷電圧が前記出力電圧設定値に対応して設定された許容負荷電圧範囲内であるときに前記出力端子への出力を可能にする負荷判別手段と、
前記負荷電圧が前記許容負荷電圧範囲より低い場合に、強制的に前記出力端子への出力を可能にする強制出力スイッチとを具備したことを特徴とする可搬型発電機。 In the portable generator that converts the alternating current output from the output winding of the generator into direct current by the rectifier circuit and outputs it from the output terminal for battery charging ,
The rectifier circuit is a three-phase rectifier bridge circuit including a rectifier element with a control terminal that is turned on / off according to a control signal,
Switching means for selecting an output voltage set value of the rectifier circuit from a plurality of values ;
A controller that inputs a control signal for controlling the output voltage to the output voltage set value selected by the switching means to the rectifier circuit ;
Load voltage detecting means for detecting a load voltage appearing at the output terminal;
A load determination means for enabling the output to the output terminal when the load voltage is within the allowable load voltage range is set corresponding to the output voltage set value,
A portable generator comprising a forced output switch that forcibly enables output to the output terminal when the load voltage is lower than the allowable load voltage range.
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