JPH023396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、船舶用電源装置、特に例えば漁船の
推進機駆動用エンジンによつて駆動される発電機
をそなえて、該発電機からの出力を順変換回路と
逆変換回路とによつて変換し、定周波数の交番電
圧を供給するようにした船舶用電源装置におい
て、エンジン回転数そのものが大幅に変化させら
れること、エンジン負荷や発電機負荷が大きく変
動することなどに起因する電圧変動の中から、障
害発生状態を適確に抽出するようにした船舶用電
源装置に関するものである。

従来、船舶用とくに漁船用の電源設備として
は、推進機を駆動する主エンジンによつて駆動さ
れる主発電機をそなえると共に、上記主エンジン
の回転数が全速運転などのために大きく変動する
こと考慮して、比較的小容量の補助エンジンとそ
れによつて駆動される補助発電機とをそなえてお
り、上記全速運転時などにおいては、補助発電機
からの安定した周波数の電源を用いるようにされ
ていた。しかし、上記の如く主発電機の外に、補
助エンジンと補助発電機とをもうけることは、設
備費もさることながら燃料費が経常経費として嵩
むこととなる。

この点を解決すべく、補助発電機をもうける必
要性が主発電機の周波数変動にあることに着目し
て、主発電機の出力を順変換回路を介して一旦直
流に変換し次いで逆変換回路を介して定周波数の
交番電圧にするシステムが考慮され、本願発明者
らによつて先に出願された。

このような改善されたシステムにおいても、交
番電圧の周波数は例えば発振器などによつて一定
に保たれるが、発電機自体に電圧調整回路がもう
けられているけれども、推進機クラツチの接・断
などの際にエンジン回転数が大きく変動して、一
時的に発電機の出力電圧が大幅に変化するという
問題が残つている。

第１図は漁船の運転態様に対応して、発電機回
転数（エンジンの回転数）と、発電機出力電圧と
が夫々変化する状態を概念的に示している。

即ち、エンジンの起動に対応して、発電機回転
数も増大してゆき、荷積込みなどのために例えば
インダクシヨン・モータなどが使用され、漁船自
体の発進・増速・航海航行・漁場到着・操業・帰
路増速・航海航行などの運転態様に対応して、発
電機の出力電圧が一時的に大きく変動する。

このようないわば非障害発生状態における発電
機出力電圧の変動の中から、電気系の漏電時や第
１図図示の例えば非所望な全力走行時など上記電
圧調整回路の調整能力を超える障害の発生を適確
に抽出して、対処することが必要となる。

このために、本発明の場合には、第１図図示の
如き運転態様を考慮して、 Ａ 発電機の出力電圧が例えば200V以上に達し
た後に、上記順変換回路と逆変換回路とを運転
状態にして、負荷に給電を開始する、 Ｂ 発電機の出力電圧が、上記エンジンの停止な
どの際に生じる電圧例えば120V以下に低下す
ると、上記順変換回路と逆変換回路とのゲート
信号をなくして夫々の回路を非運転状態に置
く、 Ｃ 発電機の出力電圧が例えば200Vないし240V
の範囲（第１図図示の範囲）内にあるときに
は、正常な運転状態にあるものとする、 Ｄ 発電機の出力電圧が第１図図示のの範囲を
超えての範囲内にあるとき、電圧変動許容範
囲として電圧調整回路の調整機能にゆだねる、 Ｅ 発電機の出力電圧が第１図図示のの範囲を
超えての範囲内にあるとき、当該状態が例え
ば２秒以上持続する場合に障害として検出す
る、 Ｆ 発電機の出力電圧が第１図図示の如く例えば
360V以上となると即時に障害として検出する、 の如く対処するようにしている。

第２図Ａと第２図Ｂとは、一緒になつて１つの
図を構成するものであり、本発明の一実施例構成
を示している。

図中の符号１は発電機であつてエンジンによつ
て駆動されるもの、２は遮断器、３は順変換回
路、４は逆変換回路、５は負荷用出力回路端子、
６は電源部、７は順変換制御部、９は逆変換制御
部を表わしている。またＧ１ないしＧ６は順変換
回路内サイリスタ用ゲート（又はゲート端子）、
GAないしGFは逆変換回路内サイリスタ用ゲー
ト（又はゲート端子）を表わしている。

発電機１からの出力電圧は、順変換電圧３によ
つて直流電圧に変換され、次いで逆変換回路４に
よつて定周波数の交番電圧に変換され、負荷に給
電される。一方発電機の出力電圧は電源部６に導
びかれ、該電源部６は、例えば定電圧化された＋
6V、グランド、−6Vの電圧を生成して、順変換
制御部７や逆変換制御部８に対する電源電圧を供
給する。

順変換制御部７は、図示を省略したが上記電源
部６からの＋6V、グランド、−6Vの電圧を給電
されて運転状態に入り、相回転を検出するための
信号γ，ｓ，ｔを受信して、順変換回路内サイリ
スタ用ゲートＧ１ないしＧ６に信号を供給する。
また逆変換制御部８は、詳細については図示を省
略しているが上記電源部６からの＋6V、グラン
ド、−6Vの電圧を給電されて運転状態に入り、逆
変換回路内サイリスタ用ゲートGAないしGFに
信号を供給する。

電源部６においては、トランス９によつて逓減
された電圧が整流部１０によつて整流されて電源
電圧生成ユニツト１１に導びかれ、定電圧回路１
２によつて定電圧化された＋6V、グランド、−
6Vが生成される。

上記逆変換制御部８においては、発振機１３、
タイマー部１４、分周部１５、ゲート・アンプ部
１６によつて、上述の如くゲートGAないしGF
に対する信号を供給するが、図示実施例の場合に
は、あわせて、電圧異常検出部１７と逆相・欠相
制御部１８とをもうけてシステム内の異常状態を
検出して、ブレーカ・トリツプ制御部１９によつ
て上述の遮断器２を遮断する構成をもつている。

以下、電源部６における電源電圧生成ユニツト
１１と、逆変換制御部８における電圧異常検出部
１７とを参照しつつ、上述の運転態様Ａ）ないし
Ｆ）が得られることを説明する。

〔〕 運転態様Ａ）について。

電源電圧生成ユニツト１１内には演算増幅器２
０がもうけられ、抵抗２１と２２とによる分圧レ
ベルが抵抗２３とゼナーダイオード２４とによる
基準電圧レベルと比較される。そして、増幅器２
０は発電機の出力電圧が第１図図示の如く200V
に上昇したときに出力をハイ・レベルにする。こ
れによつて、ゼナーダイオード２５を介してトラ
ンジスタ２６がオンされ、ホトカプラ２７を介し
てトランジスタ２８がオンされかつホトカプラ２
９を介してトランジスタ３０がオンされる。トラ
ンジスタ２８と３０とが夫々一緒にオンされるこ
とによつて、定電圧回路１２によつて定電圧化さ
れた＋6V、グランド、−6Vが出力され、順変換
制御部７や逆変換制御部８に対する電源電圧とし
て供給される。換言すれば、順変換制御部７や逆
変換制御部８が夫々ゲートＧ１ないしＧ６やゲー
トGAないしGFに対応する信号を生成し、順変
換回路３と逆変換回路４とが動作を開始し、負荷
に対する給電が開始される。

〔〕 運転態様Ｂ）について。

上記演算増幅器２０には、抵抗３１，３２より
なる帰還回路がもうけられている。これによつ
て、演算増幅器２０の特性にヒステリシス特性が
与えられ、増幅器２０の出力が一旦ハイレベルに
達した後には、発電機の出力電圧が例えば120V
以下に低下するとき初めて増幅器２０の出力がロ
ーレベルにされる形となる。増幅器２０の出力が
ローレベルになる状態は発電機を駆動するエンジ
ンの回転が停止する場合に対応しており、増幅器
２０の出力がローレベルになるとトランジスタ２
６がオフされ、次いでトランジスタ２８，３０が
オフされ、出力電圧＋6V、グランド、−6Vが消
失される。この結果、順変換回路３と逆変換回路
４との動作が停止され、負荷への給電が停止され
る。この場合には、異常状態発生ではなく、上記
〔〕の如く、発電機の出力電圧が200V以上に上
昇すると自動的に、負荷への給電が行なわれる。

〔〕 運転態様Ｃ）およびＤ）について、 上述の電源電圧生成ユニツト１１には、発電機
の出力電圧にピーク・レベルに対応する電圧を抽
出する端子VVをそなえている。そして該端子
VVの電圧が後述する如く電圧異常検出部１７に
よつて監視されている。当該運転態様Ｃ）および
Ｄ）においては、電圧異常検出部１７は異常を検
出せず、発電機１にもうけられている図示しない
電圧調整回路の電圧調整機能によつて電圧を可能
な限ぎり一定に保つように働らく。

〔〕 運転態様Ｅ）について。

上述の端子VVの電圧は、電圧異常検出部１７
内に取込まれる。該電圧異常検出部１７内の演算
増幅器３３は、抵抗３４の分圧点である基準レベ
ルと端子VVの電圧とを比較し、発電機の出力電
圧が例えば180V以下に低下すると出力をハイレ
ベルにする。そして、このハイレベル状態が例え
ば２秒間以上持続されると、コンデンサ３５の電
圧が所定レベル以上となる。即ち本発明にいう第
１電圧以下限時検出回路が構成されている。

また電圧異常検出部１７内には演算増幅器３６
がもうけられている。該増幅器３６は、抵抗３７
の分圧点である基準レベルと端子VVの電圧とを
比較し、発電機の出力電圧が例えば255V以上に
上昇すると出力をハイレベルにする。そして、こ
のハイレベル状態が例えば２秒間以上持続される
とコンデンサ３８の電圧が所定レベル以上とな
る。即ち本発明にいう第２電圧以上限時検出回路
が構成されている。

上記コンデンサ３５の電圧またはコンデンサ３
８の電圧が所定レベル以上になると、演算増幅器
３９の出力がハイレベルとなり、ブレーカ・トリ
ツプ制御部１９を発動せしめる。即ち、上述の遮
断器２を遮断する。

〔〕 運転態様Ｆ）について。

電圧異常検出部１７内には演算増幅器４０がも
うけられている。該増幅器４０は、抵抗４１の分
圧点である基準レベルと端子VVの電圧とを比較
し、発電機の出力電圧が例えば360V以上になる
と増幅器４０の出力は即時にハイレベルとなり、
ブレーカ・トリツプ制御部１９を発動し、遮断器
２を遮断せしめる。即ち、本発明にいう第３電圧
以上即時検出回路が構成されている。

以上説明した如く、本発明によれば、第１図に
関連して説明した如く電圧変動の激しい運転態様
の中から、異常状態（障害状態）を適確に抽出
し、かつ非異常状態のもとで発電機の出力電圧が
例えば120V以上に低下しても、遮断器を遮断せ
しめる形をとることなく即ち人為的にリセツトを
必要とする形をとることなく、ゲートＧ１ないし
Ｇ６やGAないしGFに対する信号供給を停止せ
しめて負荷への給電を停止せしめるようにしてい
る。したがつて、異常状態発生を適確に抽出し
て、遮断器によつて遮断しオペレータにその旨を
通知し、一方非異常状態のもとでの給電は発電機
の出力電圧レベルに応じて自動的に行なうように
なり、両者を区別することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は漁船の運転態様に対応して発電機の回
転数と発電機出力電圧とが夫々変化する状態を説
明する説明図、第２図Ａ，Ｂは本発明の一実施例
構成を示す。 図中、１は発電機、２は遮断器、３は順変換回
路、４は逆変換回路、５は負荷用出力回路端子、
６は電源部、７は順変換制御部、８は逆変換制御
器、１１は電源電圧生成ユニツト、１２は定電圧
回路、１７は電圧異常検出部、１９はブレーカ・
トリツプ制御部、３３を含む周辺回路は第１電圧
以下限時検出回路、３６を含む周辺回路は第２電
圧以上限時検出回路、４０を含む周辺回路は第３
電圧以上即時検出回路を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 船舶推進機駆動用エンジンによつて駆動され
   かつ電圧調整回路によつて出力電圧を制御されて
   いる発電機、該発電機からの出力電圧を整流する
   順変換回路、該順変換回路からの出力から予め定
   められた交番電圧を得る逆変換回路、上記順変換
   回路に対するゲート信号供給を含む制御を行なう
   順変換制御部、上記逆変換回路に対するゲート信
   号供給を含む制御を行なう逆変換制御部、および
   上記順変換制御部と上記逆変換制御部とに対する
   電源電圧を生成する電源部を有する船舶用電源装
   置において、上記電源部は、上記発電機からの出
   力電圧が電源動作開始電圧以上に上昇したときオ
   ンされかつ上記エンジン停止時に対応する電圧以
   下に低下したときオフされる電源電圧生成ユニツ
   トをそなえると共に、該電源電圧生成ユニツトか
   らの出力を定電圧化して少なくとも上記順変換制
   御部と上記逆変換制御部とに対して給電する定電
   圧回路をそなえてなり、かつ上記発電機からの出
   力電圧のピーク値を監視する電圧監視ユニツトが
   もうけられ、該電圧監視ユニツトは、予め定めら
   れた期間を超えて継続する形で上記発電機からの
   出力電圧のピーク値が第１の電圧値以下に低下し
   たことを検出する第１電圧以下限時検出回路と、
   予め定められた期間を超えて継続する形で上記発
   電機からの出力電圧のピーク値が第２の電圧値以
   上に上昇したことを検出する第２電圧以上限時検
   出回路と、上記発電機からの出力電圧のピーク値
   が第３の電圧値以上に達したときを検出する第３
   電圧以上即時検出回路とをそなえてなり、上記第
   １電圧以下限時検出回路と上記第２電圧以上限時
   検出回路と上記第３電圧以上即時検出回路とのい
   ずれかが動作した際に上記発電機から上記順変換
   回路に至る給電回路を遮断器によつて遮断するよ
   うにしたことを特徴とする船舶用電源装置。