JP6982503B2 - Engine drive work machine - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンによって駆動される発電体で発電された電力を出力するエンジン駆動作業機に関する。 The present invention relates to an engine-driven working machine that outputs electric power generated by a power generator driven by an engine.
一般的に、アークエアガウジング(以下、単にガウジングという)では、ガウジング用のトーチに装着したカーボン電極と鉄板との間にアークを発生させて金属を溶融させると同時に、エア供給用のコンプレッサ(以下、単にエアコンプレッサという)からの圧縮エアを電極と平行に噴射する。これにより、溶融金属を吹き飛ばし、鉄板のハツリ、穴あけ、切断を行うことができる。 Generally, in arc air gouging (hereinafter, simply referred to as gouging), an arc is generated between a carbon electrode mounted on a gouging torch and an iron plate to melt metal, and at the same time, a compressor for air supply (hereinafter referred to as air supply compressor). , Simply referred to as an air compressor), injects compressed air parallel to the electrodes. As a result, the molten metal can be blown off, and the iron plate can be chipped, drilled, and cut.
特許文献1には、半自動溶接モジュールとアークエアガウジング(以下、単にガウジングという)を行うためのガウジング作業装置とを付け替えて接続可能な溶接用電源装置が開示されている。
また、特許文献2には、直流電源及び交流電源の供給が可能に構成されたエンジン駆動型溶接機が開示されている。
Further,
しかしながら、特許文献1の技術では、ガウジング用の電源装置(溶接用の直流電源装置)と、コンプレッサ用の電源装置(交流電源装置)とを別々に設ける必要があり、作業者にとって利便性が低いものであった。
However, in the technique of
特許文献2では、直流電源と交流電源とを供給可能に構成されているが、直流電源側の負荷(例えば、ガウジング)による電力消費と交流電源側の負荷(例えば、コンプレッサ)による電力消費とが重なって出力電力の総和が所定値を超えて過負荷状態になると、エンジンの回転数が下がり、交流電源の出力電圧が低下する場合がある。そうすると、交流電源側に接続された負荷に影響を与える場合がある。例えば、交流電源側コンプレッサのモータが接続されている場合に、モータが起動できずに、モータに過電流が流れ焼損する原因となる場合がある。
そこで、本発明では、直流電源と交流電源とが同時に使用された場合においても交流出力の低下を回避できるように構成されたエンジン駆動作業機を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an engine drive working machine configured to avoid a decrease in AC output even when a DC power supply and an AC power supply are used at the same time.
本発明の第1態様に係るエンジン駆動作業機は、エンジンと、前記エンジンによって駆動されて交流電力を発生する発電体と、前記発電体から発生する交流電力を出力するための交流出力端子と、前記交流出力端子から出力される交流出力電流を測定する第1電流測定手段と、前記発電体から発生する交流電力を直流電力に変換する整流器と、前記整流器で整流された直流電力を出力するための直流出力端子と、前記直流出力端子から出力される直流出力電流を測定する第2電流測定手段と、前記交流出力電流が所定の第1閾値を超えた場合に、前記直流出力電流を減少させるように前記整流器を制御する出力制御部とを備えていることを特徴とする。 The engine drive working machine according to the first aspect of the present invention includes an engine, a power generator driven by the engine to generate AC power, and an AC output terminal for outputting the AC power generated from the power generator. To output the first current measuring means for measuring the AC output current output from the AC output terminal, the rectifier for converting the AC power generated from the generator into DC power, and the DC power rectified by the rectifier. The DC output terminal, the second current measuring means for measuring the DC output current output from the DC output terminal, and the DC output current are reduced when the AC output current exceeds a predetermined first threshold value. As described above, it is characterized by including an output control unit that controls the rectifier.
本態様によると、出力制御部が、交流出力端子から出力される交流出力電流が所定の第1閾値を超えた場合に、直流出力端子から出力される直流出力電流を減少させるように整流器を制御している。これにより、エンジンが過負荷状態になって回転数が低下するのを回避できる。エンジンの回転数が低下すると交流出力が低下することが考えられるが、本態様の構成によると、エンジンの回転数低下を回避できるので、交流出力端子からの出力が低下するのを回避できる。これにより、交流出力端子に接続される機器の安定動作を確保できる。例えば、交流出力端子にモータが接続された場合に、直流電源を供給しつつ、モータを安定的に起動させることができるようになる。 According to this aspect, the output control unit controls the rectifier so as to reduce the DC output current output from the DC output terminal when the AC output current output from the AC output terminal exceeds a predetermined first threshold value. is doing. As a result, it is possible to prevent the engine from becoming overloaded and the number of revolutions decreasing. It is conceivable that the AC output decreases when the engine speed decreases, but according to the configuration of this embodiment, the engine speed decrease can be avoided, so that the output from the AC output terminal can be avoided. As a result, stable operation of the device connected to the AC output terminal can be ensured. For example, when a motor is connected to an AC output terminal, the motor can be stably started while supplying DC power.
具体的に、本態様に係るエンジン駆動作業機は、直流電力と交流電力の両方を出力できるように構成されているので、例えば、直流出力端子にガウジング作業装置(ガウジングトーチ、カーボン電極及び鉄板を含む)、交流出力端子にエアコンプレッサ(エアタンク、モータ、ポンプを含む)をそれぞれ接続することができる。すなわち、1台のエンジン駆動作業機で、ガウジング作業装置を動作させつつ、エアコンプレッサからガウジングトーチに圧縮エアを供給することができる。この場合において、エアコンプレッサのエアタンクに圧縮エアがなくなったときにモータが自動で起動するが、モータの起動電流は、通常の動作電流の数倍になる。このモータ起動時に、ガウジング作業を高能率で行っていると、ガウジング作業装置でも大きな電流を要するので、エンジンに重い負荷がかかる。その結果として、仮に、エンジンの回転数が低下すると、交流出力が低下してモータが起動できなくなり、モータに過電流が流れてモータ焼損の原因となり、同時にガウジングの出力も下がりガウジング作業が出来なくなる。本態様の構成によると、そのようなことがない。すなわち、エンジンの回転数低下を回避できるので、交流出力端子からの出力が低下するのを回避することができ、エアコンプレッサのモータを容易かつ安定的に起動させることができる。また、本態様では、交流出力電流が所定の第1閾値を超えた場合でも、直流出力電流を停止させるわけではないので、ガウジング作業を継続することができる。すなわち、本態様の構成によると、ガウジング作業の能率低下を最小限に抑えながら、ガウジング作業中でもモータを容易かつ安定的に起動させることができる。 Specifically, the engine drive work machine according to this embodiment is configured to be able to output both DC power and AC power. Therefore, for example, a gouging work device (gouging torch, carbon electrode and iron plate) is attached to the DC output terminal. An air compressor (including an air tank, motor, and pump) can be connected to the AC output terminal. That is, one engine-driven work machine can supply compressed air from the air compressor to the gouging torch while operating the gouging work device. In this case, the motor is automatically started when the air tank of the air compressor runs out of compressed air, but the starting current of the motor is several times the normal operating current. If the gouging work is performed with high efficiency at the time of starting the motor, a large current is required even in the gouging work device, so that a heavy load is applied to the engine. As a result, if the engine speed drops, the AC output drops and the motor cannot start, overcurrent flows through the motor, causing motor burnout, and at the same time, the gouging output drops and gouging work becomes impossible. .. According to the configuration of this aspect, there is no such thing. That is, since it is possible to avoid a decrease in the engine speed, it is possible to avoid a decrease in the output from the AC output terminal, and the motor of the air compressor can be started easily and stably. Further, in this embodiment, even if the AC output current exceeds a predetermined first threshold value, the DC output current is not stopped, so that the gouging work can be continued. That is, according to the configuration of this aspect, the motor can be started easily and stably even during the gouging work while minimizing the decrease in the efficiency of the gouging work.
前記出力制御部は、前記第1出力電流が前記第1閾値を超えた後で、前記交流出力電流が前記第1閾値よりも小さい第2閾値未満になった場合に、前記直流出力電流を復帰させるように前記整流器を制御してもよい。 The output control unit restores the DC output current when the AC output current becomes less than the second threshold value smaller than the first threshold value after the first output current exceeds the first threshold value. The rectifier may be controlled so as to cause the rectifier.
このように、整流器の出力を減少させるための第1閾値と、整流器の出力を復帰させるための第2閾値との間に差を設けることで、閾値近傍で出力特性が変化するような場合(用途)においても、エンジン駆動作業機を安定動作させることができる。 In this way, when a difference is provided between the first threshold value for reducing the output of the rectifier and the second threshold value for restoring the output of the rectifier, the output characteristics change in the vicinity of the threshold value ( Also in the application), the engine drive work machine can be operated stably.
また、前記出力制御部は、前記交流出力電流が前記第1閾値を超えてから所定時間の経過後に、前記直流出力電流を復帰させるように前記整流器を制御してもよい。 Further, the output control unit may control the rectifier so that the DC output current is restored after a predetermined time has elapsed after the AC output current exceeds the first threshold value.
交流出力端子に接続される機器には、大きな電流を必要とする時間がだいたい決まっているものがある。そこで、直流出力電流を減少させてから所定時間経過してから復帰させるようにすることで、エンジンが過負荷状態になって回転数が低下するのを回避できるようになる。 Some devices connected to the AC output terminal have a fixed time that requires a large current. Therefore, by reducing the DC output current and then recovering it after a predetermined time has elapsed, it is possible to avoid the engine becoming overloaded and the rotation speed decreasing.
前記出力制御部は、前記交流出力電流の増加量に応じて、前記直流出力電流の減少量を調節してもよい。さらに、前記出力制御部は、前記直流出力電流の減少量と前記交流出力電流の増加量との差分が小さくなるように、前記直流出力電流の減少量を調節してもよい。また、前記第1閾値は、離散的に値が上昇する複数の第1閾値からなり、前記出力制御部は、前記交流出力電流が前記各第1閾値を超えるのにしたがって、前記直流出力電流を段階的に減少させるように前記整流器を制御してもよい。 The output control unit may adjust the decrease amount of the DC output current according to the increase amount of the AC output current. Further, the output control unit may adjust the decrease amount of the DC output current so that the difference between the decrease amount of the DC output current and the increase amount of the AC output current becomes small. Further, the first threshold value is composed of a plurality of first threshold values whose values increase discretely, and the output control unit applies the DC output current as the AC output current exceeds each of the first threshold values. The rectifier may be controlled to gradually decrease.
これらの構成によると、直流出力電流の減少量を、交流出力電流の増加量に応じて設定するので、エンジン駆動作業機の出力をより効率的に活用することができる。すなわち、エンジン駆動作業機に安定動作をさせつつ、エンジン駆動作業機からより大きな出力を取り出すことができる。 According to these configurations, the amount of decrease in the DC output current is set according to the amount of increase in the AC output current, so that the output of the engine drive working machine can be utilized more efficiently. That is, it is possible to take out a larger output from the engine-driven work machine while allowing the engine-driven work machine to operate stably.
前記第2出力端子は、ガウジング作業装置を接続するための出力端子であることを特徴とする。 The second output terminal is an output terminal for connecting a gouging work device.
ガウジング作業装置は、非常に大きな電流を必要とすること、作業中に電流が減少したとしても作業は継続できることから、本態様に係るエンジン駆動作業機を好適に適用することができる。 Since the gouging work apparatus requires a very large current and the work can be continued even if the current decreases during the work, the engine drive work machine according to this embodiment can be suitably applied.
本発明に係るエンジン駆動作業機は、直流電源と交流電源とが同時に使用された場合においても交流出力端子の出力低下を回避できる。 The engine drive working machine according to the present invention can avoid a decrease in the output of the AC output terminal even when the DC power supply and the AC power supply are used at the same time.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of preferred embodiments is merely exemplary and is not intended to limit the invention, its applications or its uses.
本実施形態に係るエンジン駆動作業機は、エンジンによって駆動される発電体を有し、発電体が発生する交流電力を出力する機能と、発電体が発生する交流電力を整流した直流電力を直流出力端子から出力する機能とを備える。すなわち、直流電源及び交流電源を装備したエンジン駆動作業機である。そして、出力端子から出力される出力電流に応じた出力制御に特徴を有するエンジン駆動作業機である。 The engine-driven work machine according to the present embodiment has a power generator driven by an engine, has a function of outputting AC power generated by the power generator, and outputs DC power obtained by rectifying the AC power generated by the power generator. It has a function to output from the terminal. That is, it is an engine drive working machine equipped with a DC power supply and an AC power supply. The engine drive working machine is characterized by output control according to the output current output from the output terminal.
一般的に、発電機やエンジン駆動作業機等の保護機能は、自機内の回路や素子等を保護することを目的としている。すなわち、従来のエンジン駆動作業機(発電機)では、例えば、過負荷や過電流が検出された場合に、自機内の回路や素子等の損傷等を防ぐために、出力を停止したり、出力を絞ったりするように構成されている。これに対し、本実施形態に係るエンジン駆動作業機では、交流電源端子に接続された装置(特に、モータを備えた機器)を保護できる点に特徴がある。 Generally, the protection function of a generator, an engine drive work machine, or the like is intended to protect circuits, elements, or the like in the own machine. That is, in the conventional engine drive work machine (generator), for example, when an overload or an overcurrent is detected, the output is stopped or the output is output in order to prevent damage to the circuits and elements in the own machine. It is configured to squeeze. On the other hand, the engine drive working machine according to the present embodiment is characterized in that it can protect a device connected to an AC power supply terminal (particularly, a device equipped with a motor).
以下の説明では、本開示に係るエンジン駆動作業機の一例として、溶接用電源(以下、溶接電源という)及びガウジング用電源(以下、ガウジング電源という)を選択して供給できるように構成されたエンジン式の溶接機(以下、エンジン溶接機という)について説明する。詳細は後ほど説明するが、エンジン溶接機に本願発明に係る技術を適用することにより、特に顕著な効果が期待できる。ただし、本願発明の適用範囲は、エンジン溶接機に限定されるものではなく、直流電源及び交流電源を装備したエンジン駆動作業機に広く適用することが可能である。 In the following description, as an example of the engine drive working machine according to the present disclosure, an engine configured to be able to select and supply a welding power source (hereinafter referred to as a welding power source) and a gouging power source (hereinafter referred to as a gouging power source). A type welding machine (hereinafter referred to as an engine welding machine) will be described. Although the details will be described later, a particularly remarkable effect can be expected by applying the technique according to the present invention to the engine welder. However, the scope of application of the present invention is not limited to the engine welding machine, and can be widely applied to the engine drive working machine equipped with the DC power supply and the AC power supply.
−エンジン溶接機の構成−
図1は、本実施形態に係るエンジン駆動作業機として発電機兼用型のエンジン溶接機の概略構成を示す図である。
-Structure of engine welder-
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine welding machine that also serves as a generator as an engine driving working machine according to the present embodiment.
エンジン溶接機1は、交流電源2(図1の図面上側)及びガウジング電源として使用できる直流電源3(図1の図面下側)を備える。具体的に、エンジン溶接機1は、エンジン11と、エンジン11によって駆動されて交流電力を発生する発電体12と、直流電源3用の整流器31と、制御基板4とを備える。制御基板4には、交流電源2側の電力を演算する第1電力演算回路41と、直流電源3側の電力を演算する第2電力演算回路42と、整流器31の出力を制御する出力制御部43とが搭載されている。
The
さらに、エンジン溶接機1には、使用者の操作を受ける操作部16が設けられている。操作部16は、モード切替スイッチ16aと、出力調整ダイヤル16bとを含む。モード切替スイッチ16aは、直流電源3を、ガウジング電源として使用するか、溶接電源として使用するかを切り替えるためのスイッチである。出力調整ダイヤル16bは、直流電源3の出力を調整するためのダイヤル式の出力調整部である。
Further, the
発電体12は、交流電源2のための交流電力を発生する三相巻線(以下、交流電源用巻線12aという)と、直流電源3のための交流電力を発生する三相巻線(以下、直流電源用巻線12bという)とを備える。
The
交流電源2は、交流電源用巻線12aから発生する交流電力を、三相の交流配電線22を介して交流出力端子23から出力するように構成されている。各相の交流配電線22には、過電流等が生じた場合に交流配電線22の電路を遮断するブレーカ21が設けられている。
The
交流電源2において、交流配電線22のうちの少なくとも1つには、交流出力端子23から出力される交流出力電流IMを測定するための第1電流計CT1(第1電流測定手段に相当)が設けられている。交流出力電流IMの測定結果は、制御基板4の第1電力演算回路41に送られる。また、交流配電線22(交流出力端子23)のうちの二相間に、電圧測定用の配線が接続されていて、この配線が第1電力演算回路41に接続されている。第1電力演算回路41では、交流出力端子23から出力される交流出力電圧VMを測定する。また、第1電力演算回路41では、交流出力電流IM及び交流出力電圧VMの測定結果から交流出力電力PMの演算を行い、その演算結果を出力制御部43に出力する。
In the
直流電源3は、直流電源用巻線12bから発生する交流電力を整流器31によって整流し、整流された直流電力を単相の直流配電線32を介して直流出力端子33から出力するように構成されている。整流器31は、三相の交流を直流に変換できるものであれば、その構成は特に限定されないが、例えば、図1に示すようにダイオードのブリッジ回路で構成できる。
The
直流電源3において、直流配電線32の一方には、直流出力端子33から出力される直流出力電流IGを測定するための第2電流計CT2(第2電流測定手段に相当)が設けられている。直流出力電流IGの測定結果は、制御基板4の第2電力演算回路42に送られる。また、直流配電線32(直流出力端子33)に電圧測定用の配線が接続されていて、この配線が第2電力演算回路42に接続されている。第2電力演算回路42では、直流出力端子33から出力される直流出力電圧VGを測定する。また、第2電力演算回路42では、直流出力電流IG及び直流出力電圧VGの測定結果から直流出力電力PGの演算を行い、その演算結果を出力制御部43に出力する。
In the
制御基板4には、エンジン溶接機1の全体の動作を制御する機能を有するマイクロコントローラ(図示省略)及び電力演算回路41,42のような測定回路や演算回路等が搭載されている。なお、図1及び本実施形態では、制御基板4に搭載された構成要素のうち、本願発明に関連する要素について図示及び説明を行っている。
The control board 4 is equipped with a microcontroller (not shown) having a function of controlling the overall operation of the
出力制御部43は、第1電力演算回路41及び第2電力演算回路42の演算結果、並びに、操作部16からの操作情報に基づいて、整流器31の出力を制御する機能を有する。具体的な出力制御部43の動作については、以下の「エンジン溶接機の動作」において詳細に説明する。
The
−エンジン溶接機の動作(1)−
次に、エンジン溶接機1の動作及び制御について、図1〜図3を参照しつつ具体的に説明する。以下の説明では、図1に示すように、直流電源3にガウジング作業装置8が接続され、交流電源2に圧縮エア供給用のエアコンプレッサ7が接続されているものとする。
-Operation of engine welder (1)-
Next, the operation and control of the
具体的に、直流電源3において、直流出力端子33の正極にガウジングトーチ81が接続され、負極にガウジング対象の鉄板83が接続されている。そして、ガウジングトーチ81の先端には、カーボン電極82が装着されている。本実施形態では、ガウジングトーチ81、カーボン電極82及び鉄板83を含むガウジング作業に係る設備を総称して、ガウジング作業装置8と呼ぶものとする。
Specifically, in the
また、交流電源2に接続されたエアコンプレッサ7は、モータ71、エアタンク72及びポンプ73を備え、ガウジング作業中にガウジングトーチ81から射出される圧縮エア(図1右下の矢印参照)を供給するためのものである。具体的に、モータ71は、交流出力端子23に接続されていて、ポンプ73を駆動する。ポンプ73は、圧縮エアを生成してエアタンク72内に格納する。エアタンク72内の圧縮エアは、エアホース74を介してガウジングトーチ81に供給され、ガウジング作業が開始されるとガウジングトーチ81から射出される。
Further, the
なお、説明の起点とする時間T0の時点(図2の左端)において、エアタンク72内に十分な圧縮エアが格納された状態でガウジング作業が行われているものとして説明する。ここで、ガウジング作業中は、常にエアコンプレッサ7(モータ71)が稼働しているわけではなく、間欠運転をしている。すなわち、モータ71は、エアタンク72内の圧縮エアの残量(以下、単にエア残量という)が所定値以下になると起動して圧縮エアを生成し、圧縮エアが十分に生成されると運転を停止する間欠運転を行う。なお、モータ71は、起動時からの所定期間に非常に大きな起動電流を必要とし、その後の定常運転では起動時よりも小さい電流で運転することができる。
It is assumed that the gouging operation is performed with sufficient compressed air stored in the
以下の説明では、このモータの起動時における大電流を必要とする期間をモータ起動期間Tsと称し、それ以外の期間を定常運転期間と称して説明する場合がある。なお、モータ起動期間Tsは、エアポンプ73の容量やモータ71の能力等に依存する期間であり、特に限定されるものではないが、例えば、1〜数秒程度である。また、定常運転期間は、ガウジング作業装置8に流れる電流や、エアポンプ73の容量、圧縮エアの射出量等に依存する期間であり、特に限定されるものではないが、例えば、数十秒〜数分程度である。
In the following description, a period requiring a large current at the time of starting the motor may be referred to as a motor start period Ts, and other periods may be referred to as a steady operation period. The motor start-up period Ts is a period that depends on the capacity of the
まず、図2の時間T0では、モータ71は停止しているので、交流出力電流IMは流れておらず、エンジン溶接機1からガウジング作業装置8にのみ電流が供給される。具体的に、直流出力端子33に、カーボン電極82の太さと出力調整ダイヤル16bの設定値に応じた直流出力電流IG1が流れる一方で、交流出力端子23には電流が流れない。
First, at time T0 of FIG. 2, the
図3(a)は、図2の時間T0におけるエンジン溶接機1の出力状態を示している。直流出力PG1は、例えば、ガウジング作業装置8に対して電圧VG1が印加されているとすると、
PG1=VG1×IG1 ・・・(1)
となる。
FIG. 3A shows the output state of the
P G1 = V G1 x I G1 ... (1)
Will be.
次に、図2の時間T10において、エアタンク72内のエア残量が所定値以下になると、モータ71が回転を開始し、交流出力電流IMが増加し始める。そして、時間T11において、交流出力電流IMが所定の第1閾値IM1を超えると、出力制御部43は、ガウジング作業装置8に供給されている直流出力電流をIG1からIG2(IG1>IG2)に減少させるように整流器31の出力を制御する。
Then, at time T10 in FIG. 2, the air remaining in the
図3(b),(c)には、図2の時間T11前後におけるエンジン溶接機1の出力状態の変化を示している。図3(b)は出力制御部43が整流器31を制御する直前の状態を示しており、図3(c)は出力制御部43が整流器31を制御した直後の状態を示している。図3(b)において、例えば、モータ71に対して電圧VM1が印加されているとすると、交流出力PM1は、
PM1=VM1×IM1 ・・・(2)
となる。
3 (b) and 3 (c) show changes in the output state of the
PM1 = VM1 × IM1 ... (2)
Will be.
ここで、例えば、第1閾値IM1は、直流出力PG1と交流出力PM1との和が、エンジン溶接機1の連続出力が可能な電力量PD1に対して所定のマージンを持って設定された設定電力PD2に基づいて設定される。具体的に、例えば、第1閾値IM1は、以下の式(3)を満たすような交流出力電流値に設定される。
Here, for example, the first threshold value IM1 is set by the sum of the DC output PG1 and the AC output PM1 with a predetermined margin with respect to the electric power PD1 capable of continuous output of the
PD2=PG1+PM1 ・・・(3)
その後、交流出力電流が所定の第1閾値IM1を超え、出力制御部43が整流器31を制御すると、直流出力電流IGがIG1からIG2に変化し、図3(c)に示すように直流出力PGがPG1からPG2に減少する。直流出力PG2は、例えば、ガウジング作業装置8に対して電圧VG2(VG2<VG1)が印加されているとすると、
PG2=VG2×IG2 ・・・(4)
となる。なお、エンジン溶接機1の直流出力電流IGの減少量(IG1−IG2)をどのように設定するのか、すなわち、図3(c)のPG5(PG5=PG1−PG2)をどのように設定するかについては後ほど説明する。
P D2 = P G1 + P M1 ... (3)
Thereafter, it exceeds the first threshold value I M1 AC output current is predetermined, when the
P G2 = V G2 x I G2 ... (4)
Will be. Incidentally, the amount of decrease in the DC output current I G of the
時間T11から時間T12では、モータ71で消費される電流が増える。すなわち、エンジン溶接機1の交流出力電流IMが増加する。そして、時間T12において、エンジン溶接機1の交流出力電流IMがピーク電流IM2になる。このとき、直流出力電流IGはIG2から変化しない、すなわち、直流出力PGはPG2のままである。
From time T11 to time T12, the current consumed by the
図3(d)は、図2の時間T12におけるエンジン溶接機1の出力状態を示している。図3(d)において、例えば、モータ71に対して電圧VM2(VM2<VM1)が印加されているとすると、交流出力PM2は、
PM2=VM2×IM2 ・・・(5)
となる。
FIG. 3D shows the output state of the
PM2 = VM2 x IM2 ... (5)
Will be.
ここで、前述の直流出力の減少量PG5は、モータ71側における交流出力の増加量よりも大きくなるように、すなわち、モータ71側における交流出力の増加量に対して所定のマージンを有するように設定される。例えば、前述の式(3)のような関係が成立している場合には、以下の式(6)を満たすように、直流出力の減少量PG5を設定するとよい。
Here, the above-mentioned decrease amount of DC output PG5 is larger than the increase amount of AC output on the
PG5 ≧PM2−PM1 ・・・(6)
より好ましくは、例えば、ガウジング作業に使用されるエアコンプレッサ7の出力として推奨される推奨値がいくつかあるので、その推奨値のうちの最大出力のエアコンプレッサ7が接続された場合においても、上記式(6)の条件が満たされるように減少量PG5を設定するのが好ましい。そうすることで、幅広い仕様のエアコンプレッサ7に対応できる。
P G5 ≧ P M2- P M1 ... (6)
More preferably, for example, since there are some recommended values as the output of the
時間T12以降は、モータ71で消費される電流が減少する。すなわち、エンジン溶接機1の交流出力電流IMが減少する。そして、時間T14において、交流出力電流IMが所定の第2閾値IM3(IM3<IM1)よりも小さくなると、出力制御部43は、ガウジング作業装置8に供給されている直流出力電流IGをIG2からIG1に復帰させる(戻す)ように整流器31の出力を制御する。
After the time T12, the current consumed by the
図3(e)は、出力制御部43が整流器31に対して直流出力電流IGの復帰制御を行った後の状態を示している。なお、図3(e)において、例えば、モータ71に対して電圧VM3(VM2<VM3≦VM4)が印加されているとすると、交流出力PM3は、
PM3=VM3×IM3 ・・・(7)
となる。なお、VM4は定常運転期間内におけるモータ71運転中の交流出力電圧VMである。
FIG. 3 (e)
PM3 = V M3 x I M3 ... (7)
Will be. Incidentally, V M4 is an AC output voltage V M in the
時間T14以降で、モータ71で消費される電流はさらに減少し、定常運転状態になるとモータ71の消費電流(交流出力電流IM)はほぼ一定値のIM4となる。図3(f)は、モータ71の消費電流がIM4の状態を示している。そして、モータ71は、エアタンク72内の圧縮エアが所定量になると一旦停止する(図2の時間T16参照)。それ以降は、時間T10〜時間T16の動作及び制御が繰り返される。具体的に、エアタンク72内のエア残量が所定値以下になると、モータ71が回転を開始し、交流出力電流IMが増加し始め、時間T10からの動作(処理)が再開され、エアタンク72内の圧縮エアが所定量に達するとモータ71が一旦停止する。
After the time T14, the current consumed by the
−比較例−
図6は、比較例に係るモータ起動時における交流出力電流波形及び直流出力電流波形を示している。比較例では、図1と同様に直流電源と交流電源とを供給可能に構成されたエンジン駆動作業機に対して、ガウジング装置とエアコンプレッサを接続している。一方で、比較例では、上記実施形態のような出力制御部43による制御を行っていない。
-Comparative example-
FIG. 6 shows an AC output current waveform and a DC output current waveform at the time of starting the motor according to the comparative example. In the comparative example, the gouging device and the air compressor are connected to the engine drive working machine configured to be able to supply the DC power supply and the AC power supply as in FIG. On the other hand, in the comparative example, the control by the
図6に示すように、時間T10において、エアコンプレッサのモータが回転を開始し、エンジン駆動作業機の交流出力端子からの出力電流が増加した場合に、エンジンが過負荷の状態になる。そうすると、図示は省略しているが、交流出力端子の出力電圧が下がってエアコンプレッサのモータが起動できない。その結果、図6の時間T12以降に示すように、モータに起動時の電流IM7が流れ続けて、エアコンプレッサが故障する原因となる場合がある。さらに、エンジンの回転数が低下することにより、ガウジング装置への出力も低下するので、ガウジング作業の能率が低下する虞がある。これに対し、本態様の構成にすることで、図6のような事態になることを回避できる。 As shown in FIG. 6, at time T10, when the motor of the air compressor starts to rotate and the output current from the AC output terminal of the engine drive working machine increases, the engine becomes overloaded. Then, although not shown, the output voltage of the AC output terminal drops and the motor of the air compressor cannot be started. As a result, as shown after the time T12 in FIG. 6, the starting current IM7 may continue to flow in the motor, which may cause the air compressor to fail. Further, as the engine speed decreases, the output to the gouging device also decreases, so that the efficiency of the gouging work may decrease. On the other hand, by adopting the configuration of this aspect, it is possible to avoid the situation as shown in FIG.
以上のように、本実施形態によると、出力制御部43が、交流出力端子23から出力される交流出力電流IMが第1閾値IM1を超えた場合に、直流出力端子33から出力される直流出力電流IGをIG1からIG2(IG1>IG2)に減少させるように整流器31の出力を制御する。これにより、エンジン11が過負荷状態になって回転数が低下するのを回避できるので、交流出力端子23からの出力を確保できる。すなわち、交流出力端子23の出力電圧の低下を回避できる。これにより、直流出力端子33に接続されたガウジング装置8によるガウジング作業中であっても、交流出力端子23に接続されているエアコンプレッサ7のモータ71を容易かつ安定的に起動させることができる。
As described above, according to this embodiment, the
さらに、本実施形態によると、エンジン11のサイズに拘わらず、モータ71を容易かつ安定的に起動させることができる。具体的に、例えば、モータ71の消費電力に対してエンジン11のサイズが小さい場合に、エンジン11の回転数が低下しやすくなる。そういった場合には、モータ71の起動時における直流出力の減少量PG5を大きくしたり、その出力抑制時に交流出力端子33から出力される交流出力電流IMの基準値(上限値)を小さくしたりすることで、モータ71の過負荷防止の効果を高めることができる。このように本実施形態によると、エンジン11のサイズ(出力能力)やモータ71のサイズ(特に、モータ71による一時的な消費電力の増大)に応じた設定が可能であるという特徴がある。
Further, according to the present embodiment, the
−エンジン溶接機の制御動作(2)−
図1の構成において、出力制御部43は、直流出力端子33から出力される直流出力電流IGの減少量と、交流出力端子23から出力される交流出力電流IMの増加量との差分が小さくなるように、直流出力電流IGの減少量を調節するようにしてもよい。以下において、図4及び図5を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、「エンジン溶接機の制御動作(1)」との違いを中心に説明するものとし、共通部分について説明を省略する場合がある。
-Control operation of engine welder (2)-
In the configuration of FIG. 1, the
本態様(制御動作(2))では、図4及び図5に示すように、時間T11から時間T14における出力制御部43の制御が異なっている。
In this aspect (control operation (2)), as shown in FIGS. 4 and 5, the control of the
具体的に、出力制御部43は、交流出力端子23から出力される交流出力電流IMの増加量を第1電力演算部41から取得する。また、出力制御部43は、直流出力電流IGの情報をリアルタイムで第2電力演算部42から取得しているので、交流出力電流IMの増加量に応じて、直流出力電流IGが減少するように、整流器31を制御する。そのとき、交流出力電流IMの増加量と直流出力電流IGの減少量との差分が小さくなるように、すなわち、交流出力電流IMの増加量と直流出力電流IGの減少量とが等しくなるように制御する。なお、「等しくなるように」とは、実質的に等しくなることを指すものとする。すなわち、電流計の測定精度に基づいて電流の制御量が若干ずれたり、制御する電流量や制御時間が若干ずれたとしても、本開示における「等しくなるように」に含まれ、同様の効果が得られる。
Specifically, the
図4及び図5の時間T11から時間T14では、上記制御の様子を示しており、交流出力電流IMの増加量と直流出力電流IGの減少量とが等しくなっている。すなわち、
(交流出力電流IMの増加量) + (直流出力電流IGの減少量) = 一定
となるように制御されている。
4 and the time from the time T11 in FIG. 5 T14, shows a state of the control, the amount of increase in the AC output current I M and the reduction of the DC output current I G is equal. That is,
(Increase of the AC output current I M) + (the amount of decrease in the DC output current I G) = is controlled to be constant.
以上のように、本態様によると、出力制御部43が、交流出力電流IMの増加量と直流出力電流IGの減少量とが等しくなるように制御するので、エンジン溶接機1の出力をより効率的に活用することができる。すなわち、エンジン溶接機1の交流電源の出力電圧を確保してエアコンプレッサ7のモータ71の起動安定性を確保しつつ、ガウジング作業装置8に供給する電流を最大化できる。
As described above, according to this embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施形態及びその変形例について説明したが、本開示に係る技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え等を行った実施形態にも適用が可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention and its modification have been described above, the technique according to the present disclosure is not limited to this, and can be applied to an embodiment in which modifications, replacements, etc. are appropriately performed. It is also possible to combine the components described in the above embodiment to form a new embodiment.
<その他の実施形態>
例えば、上記実施形態では、エンジン溶接機1の制御動作について、(1)交流出力電流IMの上昇過程と下降過程のそれぞれに第1閾値IM1及び第2閾値IM3(IM3<IM1)をそれぞれ1つずつ設けて制御をする方法、及び、(2)直流出力電流IGの減少量と交流出力電流IMの増加量との差分を小さくするように制御する方法、について説明したが、これに限定されない。例えば、離散的に値が上昇するように第1閾値IM1を複数設けて、第1閾値IM1を超える毎に、超えた第1閾値IM1に応じて直流出力電流IGを減少させるように整流器31を制御するようにしてもよい。第2閾値IM3についても同様であり、例えば、離散的に値が下降するように第2閾値IM3を複数設けて、第2閾値IM3を下回る毎に、下回った第2閾値IM3に応じて直流出力電流IGを復帰させるように整流器31を制御してもよい。
<Other embodiments>
For example, in the above embodiment, the control operation of the
図7及び図8では、等ピッチで値が上昇するように2つの第1閾値IM11,IM12を設けるとともに、等ピッチで値が下降するように2つの第2閾値IM31,IM32を設けた場合の例を示している。図7及び図8では、時間T11から時間T14における出力制御部43の制御がこれまでの説明と異なっている。なお、図8(a)は、図3(b)と対応しており、時間T11において、出力制御部43が整流器31を制御する直前の状態を示している。また、図8(b)は、出力制御部43が整流器31を制御した直後の状態を示している。図8(b)では、図3(c)の場合と比較して、直流出力PGの減少量が半分になっている。そして、図8(c)に示すように交流出力電流IMがさらに増加して第1閾値IM12に達したときに、図8(d)に示すように直流出力PGをさらに減少させるようにしている。すなわち、それぞれの第1閾値IM11,IM12を超える毎に同じ量の直流出力電流IGを減少させるようにしている。直流出力PGの復帰についても同様であり、図8(d)〜図8(f)に示すように、それぞれの第2閾値IM31,IM32を下回る毎に同じ量の直流出力電流IGを復帰させるようにしている。図8(f)は、図3(e)(時間T14)と対応していて、それ以降の動作は前述の「エンジン溶接機の制御動作(1)」と同様である。このように、等ピッチで階段状に直流出力電流IGを減少させたり、復帰させたりすることで、エンジン溶接機1の出力をより効率的に活用することができる。
7 and 8, provided with a first threshold value I M11, I M12 two such values is increased at an equal pitch, the two second threshold I M31, I M32 as a value at an equal pitch is lowered An example of the case where it is provided is shown. In FIGS. 7 and 8, the control of the
また、第2閾値IM3を設定しないようにしてもよい。具体的に、交流出力電流IMが第1閾値IM1を超えてから所定時間の経過後に、直流出力電流IGを復帰させるようにしてもよい。例えば、前述のモータ起動期間Tsがあらかじめ分かっているような場合には、交流出力電流IMが第1閾値IM1を超えてからモータ起動期間Tsに応じた所定時間(例えば、Tsに所定のマージン期間を付与した時間)の経過後に、直流出力電流IGを復帰させるとよい。 Further, the second threshold value IM3 may not be set. Specifically, the AC output current I M is after a predetermined time exceeds a first threshold value I M1, may be to return the DC output current I G. For example, in case that the motor starting period Ts described above is known in advance, the AC output current I M is a predetermined time according to the motor starting period Ts after exceeding the first threshold value I M1 (e.g., a predetermined in Ts after the lapse of time to impart a margin period), it may be returned to the DC output current I G.
本発明は、交流出力端子の出力電圧の低下を回避できることから、交流出力端子に接続された機器を保護できるので、極めて有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is extremely useful because it is possible to protect the device connected to the AC output terminal because it is possible to avoid a decrease in the output voltage of the AC output terminal.
1 エンジン溶接機(エンジン駆動作業機)
11 エンジン
12 発電体
23 交流出力端子
31 整流器
33 直流出力端子
43 出力制御部
CT1 第1電流計(第1電流測定手段)
CT2 第2電流計(第2電流測定手段)
1 Engine welder (engine drive work machine)
11
CT2 2nd ammeter (2nd current measuring means)
Claims (7)
前記エンジンによって駆動され、交流電源のための交流電力を発生する交流電源用巻線と直流電源のための交流電力を発生する直流電源用巻線とを有する発電体と、
前記交流電源用巻線から発生する交流電力を出力するための交流出力端子と、
前記交流出力端子から出力される交流出力電流を測定する第1電流測定手段と、
前記直流電源用巻線から発生する交流電力を直流電力に変換する整流器と、
前記整流器で整流された直流電力を出力するための直流出力端子と、
前記直流出力端子から出力される直流出力電流を測定する第2電流測定手段と、
前記エンジンが動作し、前記交流電源用巻線及び前記直流電源用巻線からそれぞれ交流電力が発生されかつ前記交流出力電流が所定の第1閾値を超えた場合に、前記直流出力電流を減少させるように前記整流器を制御する出力制御部とを備えている
ことを特徴とするエンジン駆動作業機。 With the engine
A generator driven by the engine and having an AC power winding for generating AC power for an AC power source and a DC power source winding for generating AC power for a DC power source .
An AC output terminal for outputting AC power generated from the AC power winding
A first current measuring means for measuring an AC output current output from the AC output terminal,
A rectifier that converts AC power generated from the DC power supply winding into DC power,
A DC output terminal for outputting DC power rectified by the rectifier,
A second current measuring means for measuring the DC output current output from the DC output terminal, and
When the engine operates, AC power is generated from the AC power supply winding and the DC power supply winding, respectively, and the AC output current exceeds a predetermined first threshold value, the DC output current is reduced. An engine-driven working machine including an output control unit that controls the rectifier.
前記出力制御部は、前記交流出力電流が前記第1閾値を超えた後で、前記交流出力電流が前記第1閾値よりも小さい第2閾値未満になった場合に、前記直流出力電流を復帰させるように前記整流器を制御する
ことを特徴とするエンジン駆動作業機。 In claim 1,
The output control unit restores the DC output current when the AC output current exceeds the first threshold value and then becomes less than the second threshold value smaller than the first threshold value. An engine drive working machine characterized by controlling the rectifier as described above.
前記出力制御部は、前記交流出力電流が前記第1閾値を超えてから所定時間の経過後に、前記直流出力電流を復帰させるように前記整流器を制御する
ことを特徴とするエンジン駆動作業機。 In claim 1,
The output control unit is an engine drive working machine characterized in that the rectifier is controlled so as to restore the DC output current after a lapse of a predetermined time after the AC output current exceeds the first threshold value.
前記出力制御部は、前記交流出力電流の増加量に応じて、前記直流出力電流の減少量を調節する
ことを特徴とするエンジン駆動作業機。 In claim 1,
The output control unit is an engine drive working machine characterized in that the decrease amount of the DC output current is adjusted according to the increase amount of the AC output current.
前記出力制御部は、前記直流出力電流の減少量と前記交流出力電流の増加量との差分が小さくなるように、前記直流出力電流の減少量を調節する
ことを特徴とするエンジン駆動作業機。 In claim 4,
The output control unit is an engine drive working machine characterized in that the decrease amount of the DC output current is adjusted so that the difference between the decrease amount of the DC output current and the increase amount of the AC output current becomes small.
前記直流出力端子は、ガウジング作業装置を接続するための出力端子である
ことを特徴とするエンジン駆動作業機。 In claim 1,
The DC output terminal is an engine drive work machine characterized by being an output terminal for connecting a gouging work device.
前記第1閾値は、離散的に値が上昇する複数の第1閾値からなり、
前記出力制御部は、前記交流出力電流が前記各第1閾値を超えるのにしたがって、前記直流出力電流を段階的に減少させるように前記整流器を制御する
ことを特徴とするエンジン駆動作業機。 In claim 1,
The first threshold is composed of a plurality of first thresholds whose values increase discretely.
The engine drive working machine is characterized in that the output control unit controls the rectifier so that the DC output current is gradually reduced as the AC output current exceeds each of the first threshold values.
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