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WO2016151800A1 - Power generating device - Google Patents

Power generating device Download PDF

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Publication number
WO2016151800A1
WO2016151800A1 PCT/JP2015/059131 JP2015059131W WO2016151800A1 WO 2016151800 A1 WO2016151800 A1 WO 2016151800A1 JP 2015059131 W JP2015059131 W JP 2015059131W WO 2016151800 A1 WO2016151800 A1 WO 2016151800A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
starter
phase
phase coils
engine
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/059131
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
公一 牧野瀬
芳和 伊賀
Original Assignee
タイム技研 株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by タイム技研 株式会社 filed Critical タイム技研 株式会社
Priority to PCT/JP2015/059131 priority Critical patent/WO2016151800A1/en
Publication of WO2016151800A1 publication Critical patent/WO2016151800A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator

Definitions

  • the present invention relates to a power generation apparatus including a starter generator connected to an engine output shaft.
  • an opposed piston engine in which a pair of pistons are accommodated in a cylinder so that their top surfaces face each other (see, for example, Patent Document 1).
  • the opposed piston engine the reciprocating motion of the pair of pistons is converted into the rotational motion of the pair of crankshafts via the connecting rod.
  • the output shaft of one generator is connected to one crankshaft.
  • the rotation directions of the pair of crankshafts are set to be opposite to each other.
  • the pair of crankshafts are connected to each other via an idle gear, a timing belt, or the like.
  • An object of the present invention is to provide a power generation apparatus that can reduce the number of power conversion units as compared with the number of starter generators.
  • a power generator includes a plurality of starter generators connected to a plurality of engine output shafts that are driven and connected to each other so as to be synchronously rotatable with each other.
  • a plurality of phase coils, and phase coils having the same phase in the plurality of starter generators are connected to each other, and the power generator is used in common for the plurality of starter generators. It has.
  • a plurality of starter generators can be driven by controlling one power conversion unit, and a plurality of engine output shafts connected to these starter generators can be rotationally driven. For this reason, it is not necessary to provide a power conversion unit for each starter generator.
  • phase coils having the same phase are connected in series with each other. According to this aspect, it is possible to suppress the AC power supplied to the phase coil of each starter generator from becoming unstable, and to reduce the phase shift of the rotating magnetic field and the torque difference of each starter generator. it can. Therefore, engine vibration can be effectively reduced.
  • the number of power conversion units can be made smaller than the number of starter generators.
  • FIG. 1 The perspective view of the engine to which the said apparatus is applied about one Embodiment of an electric power generating apparatus.
  • (A) is a schematic diagram centering on gears interposed between crankshafts
  • (b) is a cross-sectional view showing a plurality of gears interposed between crankshafts.
  • the circuit diagram of the electric power generating apparatus of the embodiment The schematic diagram which shows the winding state of the phase coil of the starter generator of the embodiment.
  • the engine 30 includes a block 38 having two cylinders 31 arranged in parallel to each other.
  • a pair of pistons 32A and 32B are accommodated, and the top surfaces of these pistons 32A and 32B are opposed to each other.
  • an intake port 35 and an exhaust port 36 communicating with each cylinder 31 are formed.
  • the block 38 is provided with an intake valve (not shown) for switching the communication between the intake port 35 and the cylinder 31 corresponding to each cylinder 31. Further, the block 38 is provided with an exhaust valve (not shown) corresponding to each cylinder 31 for switching between communication and shutoff between the exhaust port 36 and the cylinder 31.
  • Each block 31 is provided with a spark plug 37 for igniting an air-fuel mixture in which air sucked through the intake port 35 and fuel injected from a fuel injection valve (not shown) are mixed. Yes.
  • One end of a connecting rod 33A, 33B is connected to each piston 32A, 32B, a crankshaft 34A is connected to the other end of the two connecting rods 33A, and a crankshaft 34B is connected to the other end of the two connecting rods 33B.
  • a connecting rod 33A, 33B is connected to each piston 32A, 32B, a crankshaft 34A is connected to the other end of the two connecting rods 33A, and a crankshaft 34B is connected to the other end of the two connecting rods 33B.
  • output shafts 21A and 21B of starter generators 20A and 20B are connected to one ends of crankshafts 34A and 34B, respectively.
  • gears 41A and 41B are fixed to the outer peripheral surfaces of the output shafts 21A and 21B, respectively.
  • a plurality of gears 42, 43, 44, 45 that mesh with each other are interposed between the gears 41A, 41B.
  • These gears 41A, 42, 43, 44, 45, 41B meshing with each other drive-couple the two crankshafts 34A, 34B in opposite directions and in a synchronous manner.
  • the system power supply 11 is a three-phase AC power supply
  • the power conversion unit 12 is connected to the system power supply 11 via first connection lines 15 u, 15 v, and 15 w.
  • the power conversion unit 12 performs AC / AC conversion. Specifically, when power generation is performed by both starter generators 20A and 20B, the generated AC power is converted into system power.
  • the power generation apparatus 10 includes a control unit 13 that controls the power conversion unit 12.
  • the control part 13 is a processor provided with CPU, RAM, and ROM, for example.
  • the power converter 12 is connected to first ends of a plurality of phase coils 24uA, 24vA, 24wA provided in the first starter generator 20A via second connection lines 16u, 16v, 16w, respectively.
  • the first starter generator 20A includes a cylindrical stator 22A and a rotor 23A inserted in the stator 22A, and phase coils 24uA, 24vA, and 24wA are respectively provided on teeth of the stator 22A. It is wound.
  • the rotor 23A is connected to the output shaft 21A of the first starter generator 20A.
  • the first ends of the plurality of phase coils 24uB, 24vB, 24wB provided in the second starter generator 20B are connected to the second ends of the phase coils 24uA, 24vA, 24wA. They are connected via lines 17u, 17v, and 17w, respectively.
  • the second starter generator 20B has the same structure as the first starter generator 20A, and includes a stator 22B and a rotor 23B.
  • the phase coils 24uB, 24vB, and 24wB are wound around the teeth of the stator 22B.
  • the rotor 23B is connected to the output shaft 21B of the second starter generator 20B.
  • phase coils 24uB, 24vB, 24wB are connected to each other, and a neutral point n is formed. That is, in the present embodiment, the phase coils 24uA, 24vA, 24wA of the first starter generator 20A have the same phase in the second starter generator 20B via the third connection lines 17u, 17v, 17w. 24vB and 24wB are connected in series.
  • the power converter 12 includes, for example, a first inverter 12a connected to the first connection lines 15u, 15v, 15w, a second inverter 12b connected to the second connection lines 16u, 16v, 16w, and both inverters 12a, 12b. And a capacitor C connected in parallel to both inverters 12a and 12b.
  • Each inverter 12a, 12b includes switching elements Qa, Qb and freewheeling diodes Da, Db connected in parallel to the switching elements Qa, Qb. Note that when the switching elements Qa and Qb are, for example, IGBTs or power MOSFETs, these parasitic diodes may be used as the free-wheeling diodes Da and Db.
  • the control unit 13 performs desired power conversion by controlling the switching elements Qa and Qb of the inverters 12a and 12b. For example, when starting the engine 30, the control unit 13 drives the switching element Qb of the second inverter 12b.
  • control unit 13 turns off the switching element Qb of the second inverter 12b when the starter generators 20A and 20B are generating electric power due to the engine 30 being completely exploded and operating independently. .
  • control unit 13 always drives the switching element Qa of the first inverter 12a regardless of when the engine 30 is started and when both starter generators 20A and 20B generate power.
  • control unit 13 detects the rotation speeds of the crankshafts 34A and 34B for each predetermined period through a rotation sensor (not shown), and determines that the engine 30 has completely exploded when the rotation speed exceeds a predetermined rotation speed. .
  • both starter generators 20A and 20B are rotationally driven in synchronization. That is, both starter generators 20A and 20B are rotationally driven in a state where the electrical angles are aligned with each other.
  • Each starter generator 20A, 20B has a plurality (three) of phase coils 24uA, 24vA, 24wA, 24uB, 24vB, 24wB.
  • the plurality of phase coils of each starter generator 20A, 20B have different phases.
  • phase coils having the same phase that is, phase coils 24uA and 24uB, phase coils 24vA and 24vB, and phase coils 24wA and 24wB are connected to each other.
  • the power generation apparatus 10 includes a power conversion unit 12 that is commonly used for the plurality of starter generators 20A and 20B.
  • the two starter generators 20A and 20B can be driven by controlling one power conversion unit 12 common to the two starter generators 20A and 20B. For this reason, it is not necessary to provide the power converter 12 for each starter generator 20A, 20B. Therefore, the number of power conversion units 12 can be made smaller than the number of starter generators 20A and 20B. Therefore, it can suppress that the physique of the electric power generating apparatus 10 becomes large, or cost increases.
  • phase coils 24uA, 24vA, 24wA of the first starter generator 20A are connected in series with the phase coils 24uB, 24vB, 24wB having the same phase in the second starter generator 20B.
  • ⁇ Modification> in addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
  • a starter generator may be provided for each of the four crankshafts, and phase coils of the same phase in these four starter generators may be connected in series with each other.
  • the system power supply 11 can be changed to a single-phase AC power supply.
  • a storage battery may be employed instead of the capacitor C, and the system power supply 11 and the first inverter 12a may be omitted.
  • a power conversion unit that converts the DC power input from the storage battery into AC power and supplies it to the two starter generators 20A and 20B may be employed.
  • a DC / DC converter may be employed instead of the first inverter 12a.
  • the first starter generator 20A of the embodiment has a so-called three-phase structure having three phase coils 24uA, 24vA, and 24wA, but is not limited thereto, and may be two-phase. The same applies to the second starter generator 20B.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power generation device, 11 ... System power supply, 12 ... Power conversion part, 12a ... 1st inverter, 12b ... 2nd inverter, Qa, Qb ... Switching element, Da, Db ... Freewheeling diode, C ... Capacitor, 13 ... Control part 15 ... first connection line, 16 ... second connection line, 17 ... third connection line, 20A ... first starter generator, 20B ... second starter generator, 21A, 21B ... output shaft, 22A, 22B ... stator, 23A , 23B ... rotor, 24uA, 24uB, 24vA, 24vB, 24wA, 24wB ... phase coil, 30 ...

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

A power generating device is provided with a plurality of starter generators connected to a plurality of respective crankshafts drivingly connected so as to be rotatable synchronously with each other. The starter generators each have the same number of a plurality of phase coils, wherein the phase coils having the same phase in the plurality of starter generators are connected to each other. The power generating device is also provided with a power conversion unit shared by the plurality of starter generators.

Description

発電装置Power generator
 本発明は、機関出力軸に連結されるスタータジェネレータを備えた発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation apparatus including a starter generator connected to an engine output shaft.
 従来、機関出力軸により回転駆動されることで発電を行なうことに加えて、機関始動時に機関出力軸を回転駆動するスタータモータとしても利用されるスタータジェネレータを備えた発電装置がある。こうした発電装置においては、系統電源からの交流電力をスタータジェネレータに対して供給する際に、インバータなどにより構成された電力変換部を通じて交流電力の周波数や電圧が変更される。また、スタータジェネレータにより発電された交流電力を系統電源に対して供給する際には、発電された交流電力が電力変換部を通じて系統電力に変換される。 2. Description of the Related Art Conventionally, in addition to generating electricity by being rotationally driven by an engine output shaft, there is a power generator equipped with a starter generator that is also used as a starter motor that rotationally drives the engine output shaft when the engine is started. In such a power generator, when AC power from the system power supply is supplied to the starter generator, the frequency and voltage of the AC power are changed through a power conversion unit configured by an inverter or the like. Further, when the AC power generated by the starter generator is supplied to the system power supply, the generated AC power is converted into system power through the power conversion unit.
 また、一対のピストンをそれらの頂面同士が対向するようにシリンダ内に収容した対向ピストンエンジンがある(例えば特許文献1参照)。対向ピストンエンジンにおいては、一対のピストンの往復動がコネクティングロッドを介して一対のクランクシャフトの回転運動にそれぞれ変換される。特許文献1に記載の対向ピストンエンジンでは、1つのクランクシャフトに対して1つの発電機の出力軸が連結されている。また、一対のクランクシャフトの回転方向が互いに逆方向となるように設定されている。また、一対のクランクシャフトは、アイドルギアやタイミングベルトなどを介して互いに駆動連結されている。一対のクランクシャフトが互いに逆方向に同期回転されることで、それらクランクシャフトがそれぞれ有する慣性力及びトルクが互いに打ち消しあって、エンジンの振動が低減される。 Also, there is an opposed piston engine in which a pair of pistons are accommodated in a cylinder so that their top surfaces face each other (see, for example, Patent Document 1). In the opposed piston engine, the reciprocating motion of the pair of pistons is converted into the rotational motion of the pair of crankshafts via the connecting rod. In the opposed piston engine described in Patent Document 1, the output shaft of one generator is connected to one crankshaft. Further, the rotation directions of the pair of crankshafts are set to be opposite to each other. The pair of crankshafts are connected to each other via an idle gear, a timing belt, or the like. When the pair of crankshafts are synchronously rotated in opposite directions, the inertial force and torque of the crankshafts cancel each other, and engine vibration is reduced.
特許第5508604号Japanese Patent No. 5508604
 ところで、上述した対向ピストンエンジンのように互いに同期回転可能に駆動連結された複数の機関出力軸にそれぞれスタータジェネレータが連結される発電装置においては、スタータジェネレータ毎に電力変換部が設けられる。そのため、発電装置を構成する部品が多くなり、発電装置の体格が大きくなるといった問題や、コストが増大するといった問題が生じる。 By the way, in a power generator in which a starter generator is connected to a plurality of engine output shafts that are driven and connected to each other so as to be able to rotate synchronously as in the above-described opposed piston engine, a power conversion unit is provided for each starter generator. For this reason, there are problems that the number of parts constituting the power generation device increases, the size of the power generation device increases, and the cost increases.
 本発明の目的は、スタータジェネレータの数よりも電力変換部の数を少なくすることのできる発電装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power generation apparatus that can reduce the number of power conversion units as compared with the number of starter generators.
 上記目的を達成するための発電装置は、互いに同期回転可能に駆動連結された複数の機関出力軸にそれぞれ連結される複数のスタータジェネレータを備えた発電装置において、前記スタータジェネレータの各々は、互いに同数の複数の相コイルを有し、複数の前記スタータジェネレータにおいて同一の相を有する相コイル同士が互いに接続されており、前記発電装置は、複数の前記スタータジェネレータに対して共通に用いられる電力変換部を備えている。 In order to achieve the above object, a power generator includes a plurality of starter generators connected to a plurality of engine output shafts that are driven and connected to each other so as to be synchronously rotatable with each other. A plurality of phase coils, and phase coils having the same phase in the plurality of starter generators are connected to each other, and the power generator is used in common for the plurality of starter generators. It has.
 同構成によれば、1つの電力変換部を制御することにより、複数のスタータジェネレータを駆動することができ、これらスタータジェネレータに連結される複数の機関出力軸を回転駆動することができる。このため、スタータジェネレータ毎に電力変換部を設けなくとも済む。 According to this configuration, a plurality of starter generators can be driven by controlling one power conversion unit, and a plurality of engine output shafts connected to these starter generators can be rotationally driven. For this reason, it is not necessary to provide a power conversion unit for each starter generator.
 この場合、前記同一の相を有する相コイル同士は互いに直列接続されている、といった態様が好ましい。
 同態様によれば、各スタータジェネレータの相コイルに対して供給される交流電力が不安定になることを抑制することができ、回転磁界の位相ずれや各スタータジェネレータのトルク差分を小さくすることができる。したがって、機関振動を効果的に低減することができる。
In this case, it is preferable that the phase coils having the same phase are connected in series with each other.
According to this aspect, it is possible to suppress the AC power supplied to the phase coil of each starter generator from becoming unstable, and to reduce the phase shift of the rotating magnetic field and the torque difference of each starter generator. it can. Therefore, engine vibration can be effectively reduced.
 本発明によれば、スタータジェネレータの数よりも電力変換部の数を少なくすることができる。 According to the present invention, the number of power conversion units can be made smaller than the number of starter generators.
発電装置の一実施形態について、当該装置が適用されるエンジンの斜視図。The perspective view of the engine to which the said apparatus is applied about one Embodiment of an electric power generating apparatus. (a)はクランクシャフト間に介在するギアを中心に示す模式図、(b)はクランクシャフト間に介在する複数のギアを示す断面図。(A) is a schematic diagram centering on gears interposed between crankshafts, (b) is a cross-sectional view showing a plurality of gears interposed between crankshafts. 同実施形態の発電装置の回路図。The circuit diagram of the electric power generating apparatus of the embodiment. 同実施形態のスタータジェネレータの相コイルの巻回状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the winding state of the phase coil of the starter generator of the embodiment.
 以下、図1~図4を参照して、一実施形態について説明する。
 まず、発電装置10が適用される対向ピストンエンジン(以下、エンジン30と略称する。)の構成について説明する。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of an opposed piston engine (hereinafter abbreviated as the engine 30) to which the power generation apparatus 10 is applied will be described.
 図1に示すように、エンジン30は、互いに平行に配置された2つのシリンダ31を有するブロック38を備えている。各シリンダ31内には、一対のピストン32A,32Bが収容されており、これらピストン32A,32Bの頂面同士は互いに対向している。 As shown in FIG. 1, the engine 30 includes a block 38 having two cylinders 31 arranged in parallel to each other. In each cylinder 31, a pair of pistons 32A and 32B are accommodated, and the top surfaces of these pistons 32A and 32B are opposed to each other.
 ブロック38には、各シリンダ31に連通する吸気ポート35及び排気ポート36がそれぞれ形成されている。また、ブロック38には、吸気ポート35とシリンダ31との連通及び遮断を切り換える図示しない吸気バルブが各シリンダ31に対応して設けられている。また、ブロック38には、排気ポート36とシリンダ31との連通及び遮断を切り換える図示しない排気バルブが各シリンダ31に対応して設けられている。また、ブロック38には、吸気ポート35を通じて吸入された空気と図示しない燃料噴射弁から噴射された燃料とが混合された混合気に対して点火を行なう点火プラグ37がシリンダ31毎に設けられている。 In the block 38, an intake port 35 and an exhaust port 36 communicating with each cylinder 31 are formed. The block 38 is provided with an intake valve (not shown) for switching the communication between the intake port 35 and the cylinder 31 corresponding to each cylinder 31. Further, the block 38 is provided with an exhaust valve (not shown) corresponding to each cylinder 31 for switching between communication and shutoff between the exhaust port 36 and the cylinder 31. Each block 31 is provided with a spark plug 37 for igniting an air-fuel mixture in which air sucked through the intake port 35 and fuel injected from a fuel injection valve (not shown) are mixed. Yes.
 各ピストン32A,32Bにはコネクティングロッド33A,33Bの一端が連結されており、2つのコネクティングロッド33Aの他端にはクランクシャフト34Aが連結され、2つのコネクティングロッド33Bの他端にはクランクシャフト34Bが連結されている。 One end of a connecting rod 33A, 33B is connected to each piston 32A, 32B, a crankshaft 34A is connected to the other end of the two connecting rods 33A, and a crankshaft 34B is connected to the other end of the two connecting rods 33B. Are connected.
 図1及び図2(a)に示すように、クランクシャフト34A,34Bの一端には、スタータジェネレータ20A,20Bの出力軸21A,21Bがそれぞれ連結されている。
 図2(a)及び図2(b)に示すように、出力軸21A,21Bの外周面には、ギア41A,41Bがそれぞれ固定されている。これらギア41A,41Bの間には、互いに噛合する複数のギア42,43,44,45が介在している。これら互いに噛合するギア41A,42,43,44,45,41Bにより、2つのクランクシャフト34A,34Bが互いに逆方向に且つ同期回転可能に駆動連結されている。
As shown in FIGS. 1 and 2A, output shafts 21A and 21B of starter generators 20A and 20B are connected to one ends of crankshafts 34A and 34B, respectively.
As shown in FIGS. 2A and 2B, gears 41A and 41B are fixed to the outer peripheral surfaces of the output shafts 21A and 21B, respectively. A plurality of gears 42, 43, 44, 45 that mesh with each other are interposed between the gears 41A, 41B. These gears 41A, 42, 43, 44, 45, 41B meshing with each other drive-couple the two crankshafts 34A, 34B in opposite directions and in a synchronous manner.
 こうしたエンジン30においては、点火プラグ37により混合気に対して点火がなされると、混合気が燃焼するとともにその燃焼圧によって一対のピストン32A,32Bが各シリンダ31内を互いに離間する方向に移動する。そして、ピストン32A,32Bの往復直線運動がコネクティングロッド33A,33Bを介して一対のクランクシャフト34A,34Bの回転運動に変換される。 In such an engine 30, when the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 37, the air-fuel mixture burns and the pair of pistons 32 </ b> A and 32 </ b> B move in the directions away from each other in the cylinders 31 due to the combustion pressure. . The reciprocating linear motion of the pistons 32A and 32B is converted into rotational motion of the pair of crankshafts 34A and 34B via the connecting rods 33A and 33B.
 次に、発電装置10の構成について説明する。
 図3に示すように、系統電源11は三相交流電源であり、系統電源11には第1接続線15u,15v,15wを介して電力変換部12が接続されている。電力変換部12は、AC/AC変換を行うものであり、詳細には両スタータジェネレータ20A,20Bによって発電が行われている場合には発電された交流電力を系統電力に変換する。また、発電装置10は、電力変換部12を制御する制御部13を備えている。制御部13は、例えば、CPU、RAM及びROMを備えたプロセッサである。
Next, the configuration of the power generation device 10 will be described.
As shown in FIG. 3, the system power supply 11 is a three-phase AC power supply, and the power conversion unit 12 is connected to the system power supply 11 via first connection lines 15 u, 15 v, and 15 w. The power conversion unit 12 performs AC / AC conversion. Specifically, when power generation is performed by both starter generators 20A and 20B, the generated AC power is converted into system power. In addition, the power generation apparatus 10 includes a control unit 13 that controls the power conversion unit 12. The control part 13 is a processor provided with CPU, RAM, and ROM, for example.
 また、電力変換部12には、第2接続線16u,16v,16wを介して第1スタータジェネレータ20Aに設けられた複数の相コイル24uA,24vA,24wAの第1端がそれぞれ接続されている。図4に示すように、第1スタータジェネレータ20Aは、筒状のステータ22Aと同ステータ22Aに内挿されたロータ23Aとを備えており、相コイル24uA,24vA,24wAはステータ22Aのティースにそれぞれ巻回されている。また、ロータ23Aは第1スタータジェネレータ20Aの出力軸21Aに連結されている。 The power converter 12 is connected to first ends of a plurality of phase coils 24uA, 24vA, 24wA provided in the first starter generator 20A via second connection lines 16u, 16v, 16w, respectively. As shown in FIG. 4, the first starter generator 20A includes a cylindrical stator 22A and a rotor 23A inserted in the stator 22A, and phase coils 24uA, 24vA, and 24wA are respectively provided on teeth of the stator 22A. It is wound. The rotor 23A is connected to the output shaft 21A of the first starter generator 20A.
 図3及び図4に示すように、相コイル24uA,24vA,24wAの第2端には、第2スタータジェネレータ20Bに設けられた複数の相コイル24uB,24vB,24wBの第1端が第3接続線17u,17v,17wを介してそれぞれ接続されている。図4に示すように、第2スタータジェネレータ20Bは、第1スタータジェネレータ20Aと同一の構造を有するものであり、ステータ22B及びロータ23Bを備えている。また、相コイル24uB,24vB,24wBはステータ22Bのティースにそれぞれ巻回されている。また、ロータ23Bが第2スタータジェネレータ20Bの出力軸21Bに連結されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the first ends of the plurality of phase coils 24uB, 24vB, 24wB provided in the second starter generator 20B are connected to the second ends of the phase coils 24uA, 24vA, 24wA. They are connected via lines 17u, 17v, and 17w, respectively. As shown in FIG. 4, the second starter generator 20B has the same structure as the first starter generator 20A, and includes a stator 22B and a rotor 23B. The phase coils 24uB, 24vB, and 24wB are wound around the teeth of the stator 22B. The rotor 23B is connected to the output shaft 21B of the second starter generator 20B.
 3つの相コイル24uB,24vB,24wBの第2端同士は互いに接続されており、中性点nが形成されている。
 すなわち、本実施形態では、第3接続線17u,17v,17wを介して、第1スタータジェネレータ20Aの各相コイル24uA,24vA,24wAは、第2スタータジェネレータ20Bにおける同じ相を有する相コイル24uB,24vB,24wBと直列接続されている。
The second ends of the three phase coils 24uB, 24vB, 24wB are connected to each other, and a neutral point n is formed.
That is, in the present embodiment, the phase coils 24uA, 24vA, 24wA of the first starter generator 20A have the same phase in the second starter generator 20B via the third connection lines 17u, 17v, 17w. 24vB and 24wB are connected in series.
 電力変換部12は、例えば第1接続線15u,15v,15wに接続された第1インバータ12aと、第2接続線16u,16v,16wに接続された第2インバータ12bと、両インバータ12a,12bの間に設けられ、両インバータ12a,12bに対して並列に接続されたコンデンサCとを備えている。各インバータ12a,12bは、スイッチング素子Qa,Qbと、当該スイッチング素子Qa,Qbに対して並列に接続された還流ダイオードDa,Dbとを備えている。なお、スイッチング素子Qa,Qbが例えばIGBTやパワー型のMOSFETである場合には、これらの寄生ダイオードを還流ダイオードDa,Dbとして使用してもよい。 The power converter 12 includes, for example, a first inverter 12a connected to the first connection lines 15u, 15v, 15w, a second inverter 12b connected to the second connection lines 16u, 16v, 16w, and both inverters 12a, 12b. And a capacitor C connected in parallel to both inverters 12a and 12b. Each inverter 12a, 12b includes switching elements Qa, Qb and freewheeling diodes Da, Db connected in parallel to the switching elements Qa, Qb. Note that when the switching elements Qa and Qb are, for example, IGBTs or power MOSFETs, these parasitic diodes may be used as the free-wheeling diodes Da and Db.
 制御部13は、インバータ12a,12bのスイッチング素子Qa,Qbを制御することにより、所望の電力変換を行う。
 例えば、制御部13は、エンジン30を始動する際には、第2インバータ12bのスイッチング素子Qbを駆動する。
The control unit 13 performs desired power conversion by controlling the switching elements Qa and Qb of the inverters 12a and 12b.
For example, when starting the engine 30, the control unit 13 drives the switching element Qb of the second inverter 12b.
 また、制御部13は、エンジン30が完爆して自立運転することによって両スタータジェネレータ20A,20Bにて発電が行われている場合には、第2インバータ12bのスイッチング素子QbをOFF状態にする。 Further, the control unit 13 turns off the switching element Qb of the second inverter 12b when the starter generators 20A and 20B are generating electric power due to the engine 30 being completely exploded and operating independently. .
 なお、制御部13は、エンジン30の始動時及び両スタータジェネレータ20A,20Bにおける発電時に関わらず常に第1インバータ12aのスイッチング素子Qaを駆動している。 Note that the control unit 13 always drives the switching element Qa of the first inverter 12a regardless of when the engine 30 is started and when both starter generators 20A and 20B generate power.
 また、制御部13は、クランクシャフト34A,34Bの回転速度を図示しない回転センサを通じて所定期間毎に検出するとともに、同回転速度が所定回転速度以上になることをもってエンジン30が完爆したと判定する。 Further, the control unit 13 detects the rotation speeds of the crankshafts 34A and 34B for each predetermined period through a rotation sensor (not shown), and determines that the engine 30 has completely exploded when the rotation speed exceeds a predetermined rotation speed. .
 次に、本実施形態の作用について説明する。
 エンジン30を始動する際には、上記のように電力変換部12が制御されることにより、コンデンサCに蓄電されている電荷を用いて交流電力が生成され、当該交流電力が両スタータジェネレータ20A,20Bに供給される。これにより、両スタータジェネレータ20A,20Bが同期しながら回転駆動される。すなわち、両スタータジェネレータ20A,20Bは各々の電気角が互いに揃った状態で回転駆動される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When starting the engine 30, the power conversion unit 12 is controlled as described above, whereby AC power is generated using the electric charge stored in the capacitor C, and the AC power is converted into both starter generators 20 </ b> A, 20B. Thereby, both starter generators 20A and 20B are rotationally driven in synchronization. That is, both starter generators 20A and 20B are rotationally driven in a state where the electrical angles are aligned with each other.
 その後、エンジン30が完爆して自立運転に移行すると、コンデンサCの電荷を用いた交流電力の供給が停止される。そして、上記のように電力変換部12が制御されることにより、両スタータジェネレータ20A,20Bにて発生した交流電力が電力変換部12によって系統電力に変換される。この場合、コンデンサCは、第2インバータ12bの還流ダイオードDbによって変換された直流電力を平滑化している。 Thereafter, when the engine 30 completes explosion and shifts to a self-sustaining operation, the supply of AC power using the electric charge of the capacitor C is stopped. Then, by controlling power conversion unit 12 as described above, AC power generated by both starter generators 20A and 20B is converted into system power by power conversion unit 12. In this case, the capacitor C smoothes the DC power converted by the freewheeling diode Db of the second inverter 12b.
 以上説明した本実施形態に係る発電装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
 (1)各スタータジェネレータ20A,20Bは、複数(3つ)の相コイル24uA,24vA,24wA,24uB,24vB,24wBを有している。各スタータジェネレータ20A,20Bの複数の相コイルは互いに異なる相を有する。複数のスタータジェネレータ20A,20Bにおいて同一の相を有する相コイル同士、すなわち相コイル24uA,24uB同士、相コイル24vA,24vB同士、相コイル24wA,24wB同士、が互いに接続されている。発電装置10は、複数のスタータジェネレータ20A,20Bに対して共通に用いられる電力変換部12を備えている。
According to the power generator according to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Each starter generator 20A, 20B has a plurality (three) of phase coils 24uA, 24vA, 24wA, 24uB, 24vB, 24wB. The plurality of phase coils of each starter generator 20A, 20B have different phases. In the plurality of starter generators 20A and 20B, phase coils having the same phase, that is, phase coils 24uA and 24uB, phase coils 24vA and 24vB, and phase coils 24wA and 24wB are connected to each other. The power generation apparatus 10 includes a power conversion unit 12 that is commonly used for the plurality of starter generators 20A and 20B.
 こうした構成によれば、2つのスタータジェネレータ20A,20Bに共通の1つの電力変換部12を制御することにより、2つのスタータジェネレータ20A,20Bを駆動することができる。このため、スタータジェネレータ20A,20B毎に電力変換部12を設けなくとも済む。したがって、スタータジェネレータ20A,20Bの数よりも電力変換部12の数を少なくすることができる。よって、発電装置10の体格が大きくなることや、コストが増大することを抑制することができる。 According to such a configuration, the two starter generators 20A and 20B can be driven by controlling one power conversion unit 12 common to the two starter generators 20A and 20B. For this reason, it is not necessary to provide the power converter 12 for each starter generator 20A, 20B. Therefore, the number of power conversion units 12 can be made smaller than the number of starter generators 20A and 20B. Therefore, it can suppress that the physique of the electric power generating apparatus 10 becomes large, or cost increases.
 (2)第1スタータジェネレータ20Aの各相コイル24uA,24vA,24wAは、第2スタータジェネレータ20Bにおける同じ相を有する相コイル24uB,24vB,24wBと直列接続されている。 (2) The phase coils 24uA, 24vA, 24wA of the first starter generator 20A are connected in series with the phase coils 24uB, 24vB, 24wB having the same phase in the second starter generator 20B.
 こうした構成によれば、各スタータジェネレータ20A,20Bの相コイル24uA,24vA,24wA,24uB,24vB,24wBに対して供給される交流電力が不安定になることを抑制することができ、回転磁界の位相ずれや各スタータジェネレータ20A,20Bのトルク差分を小さくすることができる。したがって、エンジン30の振動を効果的に低減することができる。 According to such a configuration, it is possible to suppress the AC power supplied to the phase coils 24uA, 24vA, 24wA, 24uB, 24vB, and 24wB of the starter generators 20A and 20B from becoming unstable, and the rotating magnetic field The phase shift and the torque difference between the starter generators 20A and 20B can be reduced. Therefore, the vibration of the engine 30 can be effectively reduced.
 <変形例>
 なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
 ・例えば4つのクランクシャフトを有するエンジンの場合には、4つのクランクシャフトそれぞれにスタータジェネレータを設け、これら4つのスタータジェネレータにおける同一相の相コイル同士を互いに直列接続してもよい。
<Modification>
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
For example, in the case of an engine having four crankshafts, a starter generator may be provided for each of the four crankshafts, and phase coils of the same phase in these four starter generators may be connected in series with each other.
 ・系統電源11を単相交流電源に変更することもできる。
 ・例えば車載用エンジンなどにおいては、コンデンサCに代えて蓄電池を採用してもよく、更に系統電源11及び第1インバータ12aを省略してもよい。この場合、蓄電池から入力される直流電力を交流電力に変換して2つのスタータジェネレータ20A,20Bに対して供給する電力変換部を採用すればよい。具体的には、第1インバータ12aに代えてDC/DCコンバータを採用してもよい。
The system power supply 11 can be changed to a single-phase AC power supply.
For example, in an in-vehicle engine, a storage battery may be employed instead of the capacitor C, and the system power supply 11 and the first inverter 12a may be omitted. In this case, a power conversion unit that converts the DC power input from the storage battery into AC power and supplies it to the two starter generators 20A and 20B may be employed. Specifically, a DC / DC converter may be employed instead of the first inverter 12a.
 ・複数のスタータジェネレータの相コイル同士を互いに並列接続することもできる。
 ・実施形態の第1スタータジェネレータ20Aは3つの相コイル24uA,24vA,24wAを有する所謂三相構造であったが、これに限られず、二相であってもよい。第2スタータジェネレータ20Bについても同様である。
-Phase coils of a plurality of starter generators can be connected in parallel to each other.
The first starter generator 20A of the embodiment has a so-called three-phase structure having three phase coils 24uA, 24vA, and 24wA, but is not limited thereto, and may be two-phase. The same applies to the second starter generator 20B.
 10…発電装置、11…系統電源、12…電力変換部、12a…第1インバータ、12b…第2インバータ、Qa,Qb…スイッチング素子、Da,Db…還流ダイオード、C…コンデンサ、13…制御部、15…第1接続線、16…第2接続線、17…第3接続線、20A…第1スタータジェネレータ、20B…第2スタータジェネレータ、21A,21B…出力軸、22A,22B…ステータ、23A,23B…ロータ、24uA,24uB,24vA,24vB,24wA,24wB…相コイル、30…エンジン、31…シリンダ、32A,32B…ピストン、33A,33B…コネクティングロッド、34A,34B…クランクシャフト(機関出力軸)、35…吸気ポート、36…排気ポート、37…点火プラグ、38…ブロック、41A,41B…ギア、42~45…ギア。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power generation device, 11 ... System power supply, 12 ... Power conversion part, 12a ... 1st inverter, 12b ... 2nd inverter, Qa, Qb ... Switching element, Da, Db ... Freewheeling diode, C ... Capacitor, 13 ... Control part 15 ... first connection line, 16 ... second connection line, 17 ... third connection line, 20A ... first starter generator, 20B ... second starter generator, 21A, 21B ... output shaft, 22A, 22B ... stator, 23A , 23B ... rotor, 24uA, 24uB, 24vA, 24vB, 24wA, 24wB ... phase coil, 30 ... engine, 31 ... cylinder, 32A, 32B ... piston, 33A, 33B ... connecting rod, 34A, 34B ... crankshaft (engine output) Shaft), 35 ... intake port, 36 ... exhaust port, 37 ... spark plug, 38 ... block 41A, 41B ... gear, 42-45 ... gear.

Claims (2)

  1.  互いに同期回転可能に駆動連結された複数の機関出力軸にそれぞれ連結される複数のスタータジェネレータを備えた発電装置において、
     前記スタータジェネレータの各々は、互いに同数の複数の相コイルを有し、
     複数の前記スタータジェネレータにおいて同一の相を有する相コイル同士が互いに接続されており、
     前記発電装置は、複数の前記スタータジェネレータに対して共通に用いられる電力変換部を備えている、
     発電装置。
    In a power generator including a plurality of starter generators coupled to a plurality of engine output shafts that are driven and coupled to each other so as to be synchronously rotatable,
    Each of the starter generators has the same number of phase coils.
    In the plurality of starter generators, phase coils having the same phase are connected to each other,
    The power generation device includes a power conversion unit that is commonly used for a plurality of the starter generators.
    Power generation device.
  2.  前記同一の相を有する相コイル同士は互いに直列接続されている、
     請求項1に記載の発電装置。
    The phase coils having the same phase are connected in series with each other,
    The power generation device according to claim 1.
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