JPS6333371B2

JPS6333371B2 -

Info

Publication number: JPS6333371B2
Application number: JP57099627A
Authority: JP
Inventors: Haruo Abe
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1982-06-09
Filing date: 1982-06-09
Publication date: 1988-07-05
Also published as: JPS58215935A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、発電機回転軸の回転数を検出し、所
定回転数で内燃機関に直結した定格回転数の異な
る２以上の交流発電機を、その負荷に対応する極
数のものに自動的に切換える装置を備えた多速交
流発電機に関するものである。

デイーゼルエンジン等の内燃機関によつて駆動
される発電機は、従来１つの発電機を１台の内燃
機関で駆動していることから、負荷が変動しても
回転数を変えずに運転するか、あるいは低負荷運
転を長時間行う場合には、もう一台の低負荷用発
電機セツトを併設して運転することが行われてい
る。

ところが、このように常時２台の発電機セツト
を維持して行くことは、スペース的にも、経済的
にも無駄が多く、また、一台の発電機セツトで高
負荷・低負荷の双方に対応することは、低負荷長
時間の連続運転によつて内燃機関の寿命が短縮さ
れるのみならず、燃料消費量も割高につく欠点が
あつた。

そのため、本出願人は、かかる発電機セツトが
有していた問題点の解消を目的とし、実願昭55−
191550号（実開昭57−111079号公報）によつて定
格回定数の異なる２以上の交流発電機を同軸一体
に構成すると共に、これを内燃機関に直結し、負
荷に応じて、前記発電機を適宜使い分け得る多速
交流発電機を提案した。

本発明は、上記本出願人が先に提案した多速交
流発電機における発電機切換操作を自動的に行う
ことを目的としてなされたもので、その特徴とす
る構成は、多速交流発電機の回転軸に回転数を検
出する検出手段を設け、かつ、該検出手段と前記
各発電機に並設された励磁機との間に、前記検出
手段による検知回転数が所定の値に達したとき、
前記各励磁機への電源供給を択一的に切換える励
磁切換回路を設けた点にある。

以下本発明の内容を添付図面に示す実施例にも
とづいて詳細に説明する。

第１図は本発明多速交流発電機の一例である２
速交流発電機の制御系統図、第２図は同実施例に
適用可能な制御回路の結線図を示したもので、各
図において、１は、共通台床２上に載置された内
燃機関、３は該内燃機関１の操縦側に設けられた
燃料噴射ポンプ３のコントロールレバー５にリン
ク６を介して連結された電子ガバナであつて、該
電子ガバナ４は操縦者の手元位置、例えば船舶の
場合は操舵室等に配設されたガバナコントロール
スイツチ７の操作により、前記燃料噴射ポンプ３
の噴射量を加減し、機関を予め設定した回転数、
即ち、アイドリング回転数、1200r.p.m、1800r.p.
mのうちいずれかに設定維持するようになつてい
る。前記共通台床２上における内燃機関１の出力
軸突出側には、内部に６極、80KVA、1200R.P.
Mの定格を有する交流発電機８と、４極、
125KVA、1800R.P.Mの定格を有する交流発電機
９とを同軸配置して内蔵した発電機ケーシング１
０が設けられており、前記発電機８のフイールド
コイル８′と、発電機９のフイールドコイル９′と
が共通の回転軸１１によつて、所謂、串差し状態
に支承されており、該回転軸１１の一端が前記内
燃機関の出力軸に直結されている。

また、前記発電機ケーシング１０の外面には、
前記各発電機８，９のフイールドコイル８′，
９′を励磁するための励磁機１４，１５を内蔵し
た励磁機ケース１６が固設されていて、前記励磁
機１４，１５の各回転子１４′，１５′が前記発電
機８，９の回転軸１１の延設端に取付けられてい
ると共に、該回転軸１１の末端には、該回転軸１
１の回転数を検出し、これを発生電圧の増減とし
て出力するタコゼネレータ１７が取付けられてい
る。

一方、１８は発電機近傍に付設される制御盤を
示し、該制御盤１８には、前記タコゼネレータ１
７の電圧変化によりリレー回路を動作させるスピ
ードリレー１９および該スピードリレー１９の動
作により前記励磁機１４，１５に設けた接点２
０，２１を一方に切換え、該励磁機１４，１５の
うちいずれかへ、択一的に電源を供給する励磁切
換回路２２が設けられていると共に、前記発電機
８，９と負荷側とを繋ぐ電源回路には、発電機８
側の出力電圧が所定値以上に達したとき接点２３
を投入するマグネツトスイツチ２４と、発電機９
側の出力電圧が所定値以上に達したとき接点２５
を投入するマグネツトスイツチ２６とを備えたイ
ンターロツク機構２７が組み込まれている。

なお、前記励磁切換回路２２には、前記ガバナ
コントロールスイツチ７の切換動作と連動して、
1200r.p.mにスイツチ７を投入したとき接点２８
が閉成し、1800r.p.m時は接点２９が閉成し、ア
イドリング時は両接点２８，２９が開放する速度
選択接点３０を設けている。また、第２図におい
て、３１，３２は各発電機８，９毎に設けられた
自動電圧調整器、３３，３４は夫々励磁機１４，
１５に初期励磁電流を流し、励磁機１４，１５を
促進するための初期励磁回路を示している。

本発明の多速交流発電機は、叙上の如き構成を
有するものであるが、次にその作用について説明
すると、先ず機関が1800R.P.Mで運転していると
きは、前記ガバナコントロールスイツチ７と連動
し、前記励磁切換回路２２における速度選択接点
３０の接点２９が投入されており、タコジエネレ
ータ１７が回転軸１１の回転数に対応する電圧を
発生しているため、スピードリレー１９の接点１
９ａ，１９ｂ，１９ｃがいずれもONとなり、補
助リレー３５，３６，３７が励磁されて、リレー
３５，３６の接点３５′，３６′がON、接点３
７′がOFFとなつて、リレー３８が消勢、リレー
３９が付勢される。従つて該リレー３９の励磁に
より、その接点３９′が開放され、自動電圧調整
器３２の端子３２ａに電圧がかかり、発電機９側
の励磁機１５が励磁されてフイールドコイル９′
に電流が流れ発電機９が電圧を発生し続けると共
に、該発電機９の発生電圧が規定以上である間は
マグネツトスイツチ２６が作用して接点２５が閉
成し負荷側に電力が供給される。

次に、この状態からガバナコントロールスイツ
チ７を操作して1200回転（1200r.p.m）側に切換
えると、電了ガバナ４がこれに連動して燃料噴射
ポンプ３のコントロールレバー５を減速側に回動
させるため機関が減速を始めると共に、励磁切換
回路２２の速度選択接点３０の接点２８が閉成す
る。そして、機関回転数が1530r.p.mまで下ると、
まずスピードリレー１９の接点１９ｂがOFFと
なり、補助リレー３６が消磁して接点３６′が開
放され、これに伴つてリレー３９が消磁し接点３
９′が閉成するため、前記自動電圧調整器３２の
端子３２ａは無電圧になり、発電機９側の励磁機
１５への電流が中断し、発電機９が発電を停止す
ると共に、マグネツトスイツチ２６が接点２５を
開放する。

そして、更に機関回転数が1380r.p.mまで下が
ると、タコジエネレータ１７の発生電圧低下によ
りスピードリレー１９の接点１９ｃがOFFとな
り、補助リレー３７が消磁して接点３７′が閉成
され、リレー３８が励磁されて接点３８′を開放
するため、発電機８側に設けた自動電圧調整器３
１側の端子３１ａに電圧がたち、励磁機１４が励
磁されてフイールドコイル８′に電流が流れ、発
電機８が発電を開始すると共に、該発電機８の発
生電圧が規定以上に達したとき、マグネツトスイ
ツチ２４が作動して接点２３が閉成し発電機８か
ら負荷側へ電力が供給されることになる。

また、アイドリング運転時等において速度選択
接点３０の接点２８，２９が双方とも開放され、
かつ、機関回転数が1020r.p.m以下となつたとき
は、励磁機１４，１５が共に消磁しているため、
発電機８，９は発電を停止する。

なお、上記実施例においてはスピードリレー１
９による発電機の発電回転数を1380r.p.mおよび
1580r.p.mとし、発電機、励磁機および負荷の耐
力をオーバーする様な異常電圧等の発生を防止し
ているが、該発電機の発電回転数は、その許容範
囲内において任意に変更することが可能である。
また、上記実施例においては励磁切換回路２２の
速度選択接点３０としてガバナコントロールスイ
ツチ７と連動させたものが示されているが、該速
度選択接点３０は、負荷電流あるいは負荷容量の
変度に応じて切換わる接点に変更することも可能
で、例えば1800r.p.mで運転を行つている間に負
荷容量が下がり、1200r.p.mの発電容量で充分ま
かなえるとき、その変更点をあらかじめ設定して
おけば自動的に1200r.p.mの運転に移行させるこ
とが可能となる。

第３図は、上記の多速交流発電機における負荷
と、内燃機関の燃料消費量との関係を示したもの
で、曲線ｌは、４極、1800r.p.mの高負荷用発電
機９による特性を、曲線ｍは６極、1200r.p.mの
低負荷用発電機８による特性を夫々示したもの
で、前記曲線ｌ上の点Ｐが発電機９の定格状態を
示し、曲線ｍ上の点Ｑが発電機８の定格負荷を表
わしている。従つて点Ｐより負荷が大きい場合は
発電機９を利用した方が有利であり、また点Ｑよ
り負荷が小さいときは発電機８を利用した方が経
済的であることから、例えば点Ｒに相当するあた
りで発電機８，９を切換え、２本の燃費カーブを
満足する運転を行えば低負荷時における燃費を大
巾に改善し得ることになる。

以上述べた如く本発明の多速交流発電機は、定
格回転数の異なる２以上の交流発電機を備えた多
速交流発電機の回転軸に回転数を検出する検出手
段を設け、かつ、該検出手段と前記各交流発電機
に並設された励磁機との間に、前記検出手段によ
る検知回転数が所定の値に達したとき、前記各励
磁機への電源供給を択一的に切換える励磁切換回
路を設けることにより、機関回転数に応じて自動
的に発電機の作動を切換えるようにしたものであ
るから、例えば船舶の場合は、航海、出入港、荷
役時等の負荷状況に応じてガバナコントロールス
イツチを手動操作するだけで、回転数に応じた極
数の発電機側の励磁機を励磁し、発電機の切換え
を安全かつ確実に移行させることが出来るという
すぐれた効果を発揮すると共に、負荷に応じて定
格の適正な発電機を使い分けることが可能なた
め、内燃機関の燃費増大を抑制するという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明多速交流発電機の一例である２
速交流発電機の制御系統図、第２図は、同２速交
流発電機に適用可能な制御回路の結線図、第３図
は本発明多速交流発電機の作用を示す線図であ
る。１……内燃機関、８，９……交流発電機、１１
……回転軸、１４，１５……励磁機、１７……検
出手段（タコゼネレータ）、２２……励磁切換回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

１定格回転数の異なる２以上の同軸一体的に構
成された交流発電機を内燃機関に直結してなる多
速交流発電機であつて、該多速交流発電機は、そ
の回転軸に回転数を検出する検出手段を備え、か
つ、該検出手段と前記各発電機に並設された励磁
機との間に、前記検出手段による検知回転数が所
定の値に達したとき、前記各励磁機への電源供給
を択一的に切換える励磁切換回路を備えているこ
とを特徴とする多速交流発電機。