特開 2024-31312 交流発電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024031312

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】交流発電機

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/04 20060101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

H02P9/04 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022134797

(22)【出願日】2022-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】509264132

【氏名又は名称】株式会社やまびこ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】南 祐介

【テーマコード（参考）】

5H590

【Ｆターム（参考）】

5H590AA01

5H590AB03

5H590CA07

5H590CC22

5H590CC24

5H590CC31

5H590CC36

5H590EA08

5H590FC26

5H590HA02

5H590HA04

5H590JA02

5H590JB02

5H590KK01

5H590KK04

(57)【要約】

【課題】交流発電機の残容量（使用可能な発電容量）を有効電力値で表示して、追加で接続される負荷の消費電力との関係を明確にする。
【解決手段】交流発電機は、電機子巻線に接続される出力端子から異なる複数の電源仕様で電力を取り出し可能なエンジン駆動の交流発電機であって、出力端子の端子間の電圧値と出力端子に流れる電流値とから残容量を求めて表示する演算処理装置を備え、演算処理装置は、電圧値と電流値から複数の電源仕様毎の残容量を皮相電力値で求める処理と、電圧値と電流値から複数の電源仕様毎の使用電力を有効電力値で求め、使用電力をエンジンの定格出力から差し引いた残電力を求める処理と、複数の電源仕様毎に、皮相電力値の残容量と有効電力値の残電力を比較し、より小さい方の値を有効電力値の残容量の表示値とする処理を行う。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電機子巻線に接続される出力端子から異なる複数の電源仕様で電力を取り出し可能なエンジン駆動の交流発電機であって、
前記出力端子の端子間の電圧値と前記出力端子に流れる電流値とから残容量を求めて表示する演算処理装置を備え、
前記演算処理装置は、
前記電圧値と前記電流値から前記複数の電源仕様毎の前記残容量を皮相電力値で求める処理と、
前記電圧値と前記電流値から前記複数の電源仕様毎の使用電力を有効電力値で求め、前記使用電力をエンジンの定格出力から差し引いた残電力を求める処理と、
前記複数の電源仕様毎に、皮相電力値の前記残容量と有効電力値の前記残電力を比較し、より小さい方の値を有効電力値の前記残容量の表示値とする処理を行うことを特徴とする交流発電機。

【請求項2】

前記演算処理装置は、
皮相電力値の前記残容量の表示と、前記表示値による有効電力値の前記残容量の表示を選択的に切り替える処理を行うことを特徴とする請求項１記載の交流発電機。

【請求項3】

前記演算処理装置は、
前記残容量を前記複数の電源仕様毎に切り替えて表示する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の交流発電機。

【請求項4】

前記電機子巻線は、三相巻線と、前記三相巻線の少なくとも一部を共通巻線部分として含む単相巻線とを有することを特徴とする請求項１記載の交流発電機。

【請求項5】

前記エンジンの定格出力は、前記電源仕様の周波数毎に設定されることを特徴とする請求項１記載の交流発電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交流発電機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の電源仕様で電力を負荷に供給可能な交流発電機が知られている。ここでの電源仕様は、電圧、周波数、相数等で特定される、供給電力のタイプを示している。このような交流発電機は、例えば、工事用機器の動力用電源である三相２００Ｖ電源の他に、照明機器や電動工具等の電源である単相１００Ｖ電源或いは単相２００Ｖ電源等が、５０Ｈｚと６０Ｈｚのいずれかの周波数を選択した上で供給可能になる。

【0003】

このような交流発電機は、例えば、単相１００Ｖの電源仕様で負荷に電力を供給中に、追加で単相１００Ｖの電源仕様の負荷や三相２００Ｖの電源仕様の負荷を接続することが可能になるが、この場合、交流発電機の定格出力を超えないように、追加の負荷を接続することが必要になる。ここで、追加接続できる負荷は、使用可能な発電容量の範囲内であり、この使用可能な発電容量を残容量と言う。

【0004】

従来技術として、複数の電源仕様で電力を負荷に供給可能な交流発電機において、現在接続されている負荷に供給されている出力を交流発電機の定格出力から差し引くことで残容量を求め、求めた残容量を複数の電源仕様毎に表示する残容量表示部を設けたものが提案されている（下記特許文献１参照）。この従来技術によると、使用者が様々な電源仕様で追加の負荷を接続する場合に、残容量表示部の表示値が、容量オーバーになる負荷の接続を回避するための指標になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５４８７７９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述した従来技術では、発電体保護の観点から、残容量を皮相電力（ｋＶＡ）で表示して、交流発電機の定格出力との関係を明確にしている。これに対して、接続される負荷の電力（消費電力）は一般に有効電力（ｋＷ）で示されているので、残容量についても有効電力で表示して欲しいという要求が有る。

【0007】

一方、エンジン駆動の交流発電機では、皮相電力表示の残容量を超えない範囲で負荷を接続したとしても、負荷の総電力がエンジンの定格出力を超えてしまうことがある。そのような場合には、エンジンが過負荷になって安定した運転を行うことができなくなる。このため、使用者は、エンジンの定格出力との関係を考慮した上で追加の負荷を選択することが求められているが、皮相電力表示の残容量では、エンジンの定格出力との関係を即座に把握することができない問題がある。

【0008】

本発明は、このような事情に対処するために提案されたものである。すなわち、交流発電機の残容量（使用可能な発電容量）を有効電力値で表示して、追加で接続される負荷の消費電力との関係を明確にすること、エンジン駆動の交流発電機において、エンジンの定格出力との関係を気にすることなく、残容量の表示から追加する負荷を選択できるようにすること、などが本発明の課題である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
電機子巻線に接続される出力端子から異なる複数の電源仕様で電力を取り出し可能なエンジン駆動の交流発電機であって、前記出力端子の端子間の電圧値と前記出力端子に流れる電流値とから残容量を求めて表示する演算処理装置を備え、前記演算処理装置は、前記電圧値と前記電流値から前記複数の電源仕様毎の残容量を皮相電力値で求める処理と、前記電圧値と前記電流値から前記複数の電源仕様毎の使用電力を有効電力値で求め、前記使用電力をエンジンの定格出力から差し引いた残電力を求める処理と、前記複数の電源仕様毎に、前記残容量の皮相電力値と前記残電力の有効電力値を比較し、より小さい方の値を前記残容量の表示値とする処理を行うことを特徴とする交流発電機。

【発明の効果】

【0010】

このような特徴を有する本発明によると、交流発電機の残容量（使用可能な発電容量）を有効電力値で表示することで、追加で接続される負荷の消費電力との関係を明確にすることができる。また、エンジン駆動の交流発電機において、エンジンの定格出力との関係を気にすることなく、残容量の表示から追加する負荷を選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る交流発電機の構成例を示した説明図。

【図2】本発明の実施形態に係る交流発電機の電機子と演算制御装置との関係を示した説明図。

【図3】本発明の実施形態に係る交流発電機の電機子巻線の構成例を示した説明図。

【図4】演算処理装置の処理部を示した説明図。

【図5】演算処理装置における演算処理ユニットのハードウェア構成を示した説明図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

【0013】

図１に示すように、交流発電機１は、発電機１０と発電機１０を駆動するエンジン（一例としては、ディーゼルエンジン）２０を備えている。発電機１０は、図示省略の回転子と電機子（固定子）を備えており、エンジン２０の出力軸２１が回転子に接続され、電機子から引き出された出力配線が交流発電機１の出力端子１１に接続される。

【0014】

図１に示す交流発電機１には、エンジン２０に対して周波数切替スイッチ２２が設けられている。この周波数切替スイッチ２２は、エンジン２０の出力軸２１の回転数を２段階に切り替えるものであり、一つの回転数が交流発電機１の一つの周波数（例えば、５０Ｈｚ）に対応しており、もう一つの回転数が交流発電機１の他の周波数（例えば、６０Ｈｚ）に対応している。

【0015】

図２及び図３に示すように、発電機１０の電機子１０Ａは、出力端子１１から異なる複数の電源仕様で電力を取り出し可能な電機子巻線を備えている。この電機子巻線は、三相巻線又は単相巻線と、三相巻線又は単相巻線の少なくとも一部を共通巻線部分として含む単相巻線部とを有している。

【0016】

電機子１０Ａの電機子巻線の一例を図３に示す。この電機子１０Ａは、三相巻線１００を形成する巻き数が等しい３つの巻線ｍ１，ｍ２，ｍ３を有している。三相巻線１００は、各巻線ｍ１，ｍ２，ｍ３の巻始端が中性点Ｏでスター結線され、各巻線ｍ１，ｍ２，ｍ３の巻終端Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が、出力配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を介して、出力端子１１の三相出力端子１１Ａ（Ｕ端子，Ｖ端子，Ｗ端子）に接続されている。

【0017】

また、電機子１０Ａの電機子巻線は、巻線ｍ１，ｍ３の中間位置（巻始端から所定の同巻数分の位置）に、それぞれ接続点Ｔ１０，Ｔ３０が設けられ、その接続点Ｔ１０，Ｔ３０に枝巻線ｍ４，ｍ５が接続され、この枝巻線ｍ４，ｍ５は、巻線ｍ２に対して電気的に対称位相方向に巻き回されている。巻線ｍ１，ｍ３のうち、巻始端から接続点Ｔ１０，Ｔ３０までを共通巻線部分ｍ１０，ｍ３０とすると、共通巻線部分ｍ１０及び枝巻線ｍ４と、共通巻線部分ｍ３０及び枝巻線ｍ５とで単相巻線２００が形成されている。

【0018】

単相巻線２００は、中性点Ｏが出力配線Ｌ１０を介してＮ端子に接続され、巻線ｍ４の巻終端Ｔ１１が出力配線Ｌ１１を介してＵ１端子に接続され、巻線ｍ５の巻終端Ｔ３１が出力配線Ｌ１２を介してＷ１端子に接続されており、Ｎ端子とＵ１端子とＷ１端子が出力端子１１における単相出力端子１１Ｂを構成している。

【0019】

図３に示した電機子１０Ａは、接続点Ｔ１０，Ｔ３０が、それぞれ巻線ｍ１，ｍ３の中間点に設けられ、巻数を二等分している。また、共通巻線部分ｍ１０，ｍ３０の巻数と枝巻線ｍ４，ｍ５の巻数は、全て等しく設定されている。更に、枝巻線ｍ４，ｍ５は、それぞれ巻線ｍ３，ｍ１と電気的に逆相になるように巻き回されている。

【0020】

図２及び図３に示した発電機１０は、４つの電源仕様で負荷に電力を供給することができる。その一つの第１電源仕様は、三相出力端子１１Ａ（Ｕ端子，Ｖ端子，Ｗ端子）に負荷を接続する三相交流出力（例えば、定格出力２０ｋＶＡ、定格電流５８Ａ、定格電圧２００Ｖ）である。他の一つの第２電源仕様は、単相出力端子１１Ｂの端子Ｕ１－端子Ｗ１間に負荷を接続する単相交流出力（例えば、定格出力１１．６ｋＶＡ、定格電流５８Ａ、定格電圧２００Ｖ）である。他の二つの第３電源仕様と第４電源仕様は、単相出力端子１１Ｂの端子Ｕ１－端子Ｎ間に負荷を接続する単相交流出力（例えば、定格出力５．８ｋＶＡ、定格電流５８Ａ、定格電圧１００Ｖ）と単相出力端子１１Ｂの端子Ｗ１－端子Ｎ間に負荷を接続する単相交流出力（例えば、定格出力５．８ｋＶＡ、定格電流５８Ａ、定格電圧１００Ｖ）である。また、これらの第１～第４電源仕様は、それぞれ周波数を２形態（例えば、５０Ｈｚと６０Ｈｚ）に切り替えることができる。

【0021】

これら複数の電源仕様（第１～第４電源仕様）は、それぞれ単独で使用することができ、また、単一周波数の下で、任意の組み合わせで、同時に使用することができる。使用する電源仕様に応じて、出力端子１１の各端子に選択的に負荷が接続されると、負荷が接続された端子と電機子巻線を繋げる出力配線には電流が流れる。この際、同時に複数の電源仕様が使用された場合には、前述した共通巻線部分ｍ１０，ｍ３０には、使用する電源仕様に応じた電流が重畳して流れる場合がある。

【0022】

なお、前述した電機子１０Ａの構成は一例であり、本発明の実施形態に係る交流発電機１は、特に図３に示した電機子１０Ａの構成に限定されるものでは無い。発電機１０は、電機子巻線に接続される出力端子１１から異なる複数の電源仕様で電力を取り出し可能な構成であればよく、電機子１０Ａはどのような巻線形態であってもよい。

【0023】

交流発電機１における発電機１０は、電源仕様の使用に応じて、出力端子１１の端子間（出力配線間）の電圧値と出力端子１１において負荷が接続された端子に流れる電流値とから残容量を求めて表示する演算処理装置３０を備えている。図２に示した例では、前述した電圧値と電流値を得るために、出力配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２には、それぞれ電圧測定用の接続点ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４，ＶＴ５，ＶＴ６が設けられ、出力配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ１１，Ｌ１２には、それぞれ電流検出素子ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５が設けられている。

【0024】

図示の例では、接続端子ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４，ＶＴ５，ＶＴ６を介して測定された電圧は、トランス１２を介して演算処理装置３０に入力される。また、電流検出素子ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５によって検出された電流は、そのまま演算処理装置３０に入力される。

【0025】

演算処理装置３０は、発電機１０に搭載される制御基板によって構成することができる。演算処理装置３０には、演算処理によって求められる残容量を表示する表示装置３１と、表示装置３１の表示内容を選択した電源仕様毎に切り替える残容量表示選択スイッチ３２が設けられている。表示装置３１と残容量表示選択スイッチ３２は、前述した制御基板に実装して一体に設けてもよいし、制御基板とは別に設けて配線接続するようにしてもよい。

【0026】

また、演算処理装置３０は、図４に示すように、各種処理を実行する演算処理ユニット４０を備えている。演算処理ユニット４０は、後述する各部の処理を実行するようにプログラムが組み込まれたコンピュータであり、図５に示したハードウェア構成を備えている。

【0027】

図５において、演算処理ユニット４０は、演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）３００、メモリとして情報やプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）３０１とＲＡＭ（Random Access Memory）３０２、および外部Ｉ／Ｆ（Interface）３０３などを備え、これらの各ハードウェアは、バス３０４を介して相互に接続されている。

【0028】

ＣＰＵ３００は、ＲＯＭ３０１に記憶されている各種プログラムを実行することにより、演算処理ユニット４０の処理を制御する。ＲＯＭ３０１は、不揮発性メモリである。例えば、ＲＯＭ３０１は、ＣＰＵ３００により実行されるプログラム、ＣＰＵ３００がプログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。ＲＡＭ３０２は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の主記憶装置である。例えば、ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３００がプログラムを実行する際に利用する作業領域として機能する。外部Ｉ／Ｆ３０３は、一般には、外部に対する信号の送受信を制御するものであり、演算処理ユニット４０では、後述するＡ／Ｄ変換部４１として機能する。

【0029】

演算処理ユニット４０は、残容量を求めて表示する処理を実行するための機能部として、Ａ／Ｄ変換部４１、出力電圧値演算部４２、出力電流値演算部４３、残容量（ｋＶＡ）演算部４４、使用電力（ｋＷ）演算部４５、残電力（ｋＷ）演算部４６、エンジン定格出力（ｋＷ）記憶部４７、残容量（ｋＷ）演算部４８、残容量表示選択部４９を備えている。

【0030】

Ａ／Ｄ変換部４１は、トランス１２を介して入力される出力端子１１の端子間電圧のアナログ信号をデジタル信号に変換して出力電圧値演算部４２に出力し、出力端子１１に流れる検出電流のアナログ信号をデジタル信号に変換して出力電流値演算部４３に出力する。

【0031】

出力電圧値演算部４２は、デジタル信号に変換された端子間電圧によって、複数の電源仕様毎の電圧値を出力する。図２に示した例によると、出力電圧値演算部４２は、第１～第４電源仕様のそれぞれの端子間の電圧値を出力する。すなわち、第１電源仕様の三相交流出力では、接続点ＶＴ１－ＶＴ２間、接続点ＶＴ２－ＶＴ３間、接続点ＶＴ１－ＶＴ３間の各電圧の実効値を演算して出力する。また、第２電源仕様の単相交流出力では、接続点ＶＴ５－ＶＴ６間の電圧の実効値を演算して出力する。更に、第３電源仕様，第４電源仕様では、接続点ＶＴ４－ＶＴ５間、接続点ＶＴ４－ＶＴ６間の電圧の実効値をそれぞれ演算して出力する。また、単相交流出力における出力電圧は、接続点ＶＴ４における電圧をＶＴ４、接続点ＶＴ６における電圧をＶＴ６として、（ＶＴ４＋ＶＴ６）／２によって求めてもよい。

【0032】

出力電流値演算部４３は、デジタル信号に変換された検出電流によって、負荷が接続されている電源仕様毎の電流値を出力する。すなわち図２に示した例によると、出力電流値演算部４３は、第１～第４電源仕様のうち使用されている電源仕様毎に出力端子１１に流れる電流の実効値を演算して出力する。

【0033】

ここでは、第１電源仕様が使用されている場合には、端子Ｕと端子Ｗに流れる電流の実効値を出力し、第２電源仕様が使用されている場合には、端子Ｕ１と端子Ｗ１に流れる電流の実効値を出力し、第３電源仕様，第４電源仕様のいずれかが使用されている場合には、端子Ｕ１と端子Ｗ１のいずれかの電流の実効値が出力される。

【0034】

残容量（ｋＶＡ）演算部４４は、出力電圧演算部４２が出力する電圧値（実効値）と出力電流演算部４３が出力する電流値（実効値）から複数の電源仕様毎の残容量を皮相電力値（ｋＶＡ）で求める。

【0035】

ここでは、特定の電源仕様が使用されていることを前提にして、出力電圧演算部４２が出力する電圧値と出力電流演算部４３が出力する電流値の積によって皮相使用電力（ｋＶＡ）を求め、これを発電機１０の電源仕様毎の定格出力（ｋＶＡ）から差し引くことで、電源仕様毎の残容量（ｋＶＡ）が求められる。この際、当然ながら、現時点で使用されている電源仕様が無い場合には、出力電流演算部４３が出力する電流値はゼロになる。このため、現時点で使用されている電源仕様が無い場合は、皮相使用電力（ｋＶＡ）はゼロであり、全ての電源仕様における残容量（ｋＶＡ）は、その電源仕様における発電機１０の定格出力（ｋＶＡ）になる。

【0036】

使用電力（ｋＷ）演算部４５は、出力電圧演算部４２が出力する電圧値（実効値）と出力電流演算部４３が出力する電流値（実効値）から複数の電源仕様毎の使用電力を有効電力値（ｋＷ）で求める。ここでは、出力電圧演算部４２が出力する電圧値と出力電流演算部４３が出力する電流値の積に、力率ｃｏｓθを掛けることで、電源仕様毎の使用電力（ｋＷ）が求められる。

【0037】

ここでの力率ｃｏｓθは、出力電圧値演算部４２に入力される電圧検出値の周期変化と出力電流値演算部４３に入力される電流検出値の周期変化から位相差θを求め、この位相差θによって力率ｃｏｓθを求める。

【0038】

残電力（ｋＷ）演算部４６は、使用電力（ｋＷ）演算部４５から出力される電源仕様毎の使用電力（ｋＷ）を、エンジン定格出力（ｋＷ）記憶部４７に記憶されているエンジン定格出力（ｋＷ）から差し引くことで残電力（ｋＷ）を求めている。ここでの残電力（ｋＷ）は、これを超える消費電力（ｋＷ）の負荷が追加された場合には、エンジン２０の定格出力を超えてしまうことを示している。

【0039】

エンジン定格出力（ｋＷ）は、交流出力において選択される周波数（例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）毎に設定され、周波数毎の設定値が、エンジン定格出力（ｋＷ）記憶部４７に記憶されている。これにより、周波数切替スイッチ２２の切り替えで周波数が選択されると、選択された周波数に対応するエンジン定格出力（ｋＷ）が、エンジン定格出力（ｋＷ）記憶部４７から残電力（ｋＷ）演算部４６に出力される。

【0040】

残容量（ｋＷ）演算部４８は、複数の電源仕様毎に、残容量（ｋＶＡ）演算部４４が出力する残容量の皮相電力値（ｋＶＡ）と残電力（ｋＷ）演算部４６が出力する残電力の有効電力値（ｋＷ）を比較し、より小さい方の値を残容量の有効電力表示値（ｋＷ）として残容量表示選択部４９に出力する。

【0041】

残容量表示選択部４９には、残容量（ｋＶＡ）演算部４４からの皮相電力値の残容量（ｋＶＡ）が電源仕様毎に入力されると共に、前述したように、残容量（ｋＷ）演算部４８からの有効電力値の残容量（ｋＷ）が入力される。そして、残容量表示選択部４９は、残容量表示選択スイッチ３２からのスイッチ入力に基づいて、表示装置３１の残容量表示部３１Ａに出力される表示値を選択的に切り替えると共に、表示装置３１の電源仕様表示部３１Ｂの表示を選択的に切り替える。

【0042】

残容量表示選択スイッチ３２によると、電源仕様の選択入力がなされると共に、残容量の皮相電力（ｋＶＡ）表示と使用電力（ｋＷ）表示の切り替えがなされる。図２に示す例で具体的に説明すると、表示装置３１の残容量表示部３１Ａには、表示値が皮相電力値であるか有効電力値であるかを表示する２つの表示部ｄ１，ｄ２が設けられると共に、表示値の数値を表示する表示部ｄ３が設けられている。また、表示装置３１の電源仕様表示部３１Ｂには、選択された電源仕様を表示する４つの表示部ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７が設けられている。

【0043】

そして、残容量表示選択スイッチ３２のスイッチ操作では、第１のスイッチ操作で、残容量表示部３１Ａの表示部ｄ１が点灯表示されると共に、電源仕様表示部３１Ｂの表示部ｄ４が点灯表示されて、表示部ｄ３には、第１電源仕様における皮相電力値の残容量（ｋＶＡ）が表示される。

【0044】

残容量表示選択スイッチ３２の第２のスイッチ操作では、残容量表示部３１Ａの表示部ｄ１が点灯表示されると共に、電源仕様表示部３１Ｂの表示部ｄ５が点灯表示されて、表示部ｄ３には、第２電源仕様における皮相電力値の残容量（ｋＶＡ）が表示される。

【0045】

残容量表示選択スイッチ３２の第３のスイッチ操作では、残容量表示部３１Ａの表示部ｄ１が点灯表示されると共に、電源仕様表示部３１Ｂの表示部ｄ６が点灯表示されて、表示部ｄ３には、第３電源仕様における皮相電力値の残容量（ｋＶＡ）が表示される。

【0046】

残容量表示選択スイッチ３２の第４のスイッチ操作では、残容量表示部３１Ａの表示部ｄ１が点灯表示されると共に、電源仕様表示部３１Ｂの表示部ｄ７が点灯表示されて、表示部ｄ３には、第４電源仕様における皮相電力値の残容量（ｋＶＡ）が表示される。

【0047】

そして、残容量表示選択スイッチ３２の第５のスイッチ操作では、残容量表示部３１Ａの表示部ｄ２が点灯表示されると共に、電源仕様表示部３１Ｂの表示部ｄ４が点灯表示されて、表示部ｄ３には、第１電源仕様における有効電力値の残容量（ｋＷ）が表示される。

【0048】

残容量表示選択スイッチ３２の第６のスイッチ操作では、残容量表示部３１Ａの表示部ｄ２が点灯表示されると共に、電源仕様表示部３１Ｂの表示部ｄ５が点灯表示されて、表示部ｄ３には、第２電源仕様における有効電力値の残容量（ｋＷ）が表示される。

【0049】

残容量表示選択スイッチ３２の第７のスイッチ操作では、残容量表示部３１Ａの表示部ｄ２が点灯表示されると共に、電源仕様表示部３１Ｂの表示部ｄ６が点灯表示されて、表示部ｄ３には、第３電源仕様における有効電力値の残容量（ｋＷ）が表示される。

【0050】

残容量表示選択スイッチ３２の第８のスイッチ操作では、残容量表示部３１Ａの表示部ｄ２が点灯表示されると共に、電源仕様表示部３１Ｂの表示部ｄ７が点灯表示されて、表示部ｄ３には、第４電源仕様における有効電力値の残容量（ｋＷ）が表示される。

【0051】

このように、残容量表示選択スイッチ３２のスイッチ操作が入力されると、残容量表示選択部４９は、表示装置３１の残容量表示部３１Ａ及び電源仕様表示部３１Ｂの表示を切り替えて、選択された電源仕様に応じて、残容量表示選択部４９で選択された残容量の表示値を残容量表示部３１Ａの表示部ｄ３に表示する。この際、残容量表示選択スイッチ３２によって、表示部ｄ１が点灯する皮相電力表示が選択された場合には、表示部ｄ３には、残容量（ｋＶＡ）演算部４４から出力された残容量（ｋＶＡ）の値が表示される。

【0052】

そして、残容量表示選択スイッチ３２によって、表示部ｄ２が点灯する有効電力表示が選択された場合には、表示部ｄ３には、残容量（ｋＷ）演算部４８から出力された表示値が表示される。すなわち、選択された電源仕様毎に、残容量（ｋＶＡ）演算部４４が出力する残容量の皮相電力値（ｋＶＡ）と残電力（ｋＷ）演算部４６が出力する残電力の有効電力値（ｋＷ）のうち、より小さい方の値が表示部ｄ３に表示される。

【0053】

残容量表示選択スイッチ３２の操作方法を具体的に説明すると、使用者は、現在使用されていない電源仕様に対して追加の負荷を接続することを前提にして、残容量表示選択スイッチ３２のスイッチ操作を行い、これから使用する（現時点では使用されていない）電源仕様の残容量を表示させる。

【0054】

この際、表示部ｄ２が点灯する有効電力表示が選択された場合に、表示部ｄ３に表示された表示値が、残電力（ｋＷ）演算部４６が出力する残電力（ｋＷ）である場合には、使用者は、表示部ｄ３に表示された表示値と、これから追加しようとする負荷の消費電力（ｋＷ）とを比較して、追加しようとする負荷がエンジンの定格出力と発電機の定格出力の両方で容量オーバーにならないかの判断を速やかに行うことができる。

【0055】

また、表示部ｄ２が点灯する有効電力表示が選択された場合に、表示部ｄ３に表示された表示値が、残容量（ｋＶＡ）演算部４４が出力する残容量（ｋＶＡ）である場合（残容量（ｋＶＡ）演算部４４から出力される残容量（ｋＶＡ）の値が、残電力（ｋＷ）演算部４６から出力される残電力（ｋＷ）の値より小さい場合）には、使用者は、残容量（ｋＶＡ）の表示値と追加しようとする負荷の消費電力（ｋＷ）とを比較することになる。この場合には、負荷を接続する前の段階では負荷を接続した後の力率ｃｏｓθを正確に把握することができないため、この表示値を一つの指標にして、エンジンの定格出力と発電機１０の定格出力の両方で容量オーバーにならない負荷の選択を行う。

【0056】

仮に、負荷を接続した後の力率ｃｏｓθが１よりかなり小さくなるような場合には、残容量（ｋＶＡ）の表示値より小さい消費電力（ｋＷ）の負荷を接続したとしても、容量オーバーになってしまう場合が起こり得る。これに対しては、図２及び図４に示すように、配線遮断器１３，１４を設けて、電機子１０Ａの損傷を未然に抑止している。

【0057】

配線遮断器１３は、三相出力端子１１Ａに接続される出力配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に対して設けられ、遮断器１３ａ，１３ｂ，１３ｃの作動で出力配線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を遮断する。配線遮断器１４は、単相出力端子１１Ｂに接続される出力配線Ｌ１１，Ｌ１２に対して設けられ、遮断器１４ａ，１４ｂの作動で出力配線Ｌ１１，Ｌ１２を遮断する。

【0058】

配線遮断器１３，１４の動作は、出力電流値演算部４３の出力を遮断判定部５０にて遮断電流５１と比較し、負荷接続後の出力電流値演算部４３の出力が遮断電流５１を超えた場合に、配線遮断器駆動部３３が配線遮断器１３，１４の作動部１３０，１４０を動作させる。作動部１３０，１４０が動作すると、前述した遮断器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ又は遮断器１４ａ，１４ｂが動作して、電機子１０Ａに流れる過電流を未然に抑止する。

【0059】

なお、負荷を接続した後の容量オーバーに対しては、表示部ｄ１が点灯する皮相電力表示が選択されている場合と表示部ｄ２が点灯する有効電力表示が選択された場合の両方で、表示部ｄ３の表示を「－」表示にするなどして、使用者に容量オーバーを視認させる。このような表示を行うことで、配線遮断器１３，１４の作動前に使用者に容量オーバーの状況を把握させることができる。これによって、電機子１０Ａの焼失や配線遮断器１３，１４による突然の配線遮断を抑止することができる。

【0060】

このように、本発明の実施形態に係る交流発電機１は、残容量の有効電力表示によって、残容量と追加する負荷の消費電力との関係が明確になり、容量オーバーになる負荷の接続を未然に抑止することができる。また、残容量の有効電力表示において、エンジンの定格出力から残容量を求めることで、過負荷によるエンジンの回転数低下や停止を未然に抑止することができる。また、エンジンの過負荷を未然に抑止することで、製品の長寿命化を図ることができる。

【0061】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0062】

１：交流発電機，１０：発電機，１０Ａ：電機子，
１１：出力端子，１１Ａ：三相出力端子，１１Ｂ：単相出力端子，
１２：トランス，１３，１４：配線遮断器，
１３ａ～１３ｃ，１４ａ，１４ｂ：遮断器，１３０，１４０：作動部，
２０：エンジン，２１：出力軸，２２：周波数切替スイッチ，
３０：演算処理装置，３１：表示装置，
３１Ａ：残容量表示部，３１Ｂ：電源仕様表示部，
３２：残容量表示選択スイッチ，３３：配線遮断器駆動部，
４０：演算処理ユニット，
４１：Ａ／Ｄ変換部，４２：出力電圧値演算部，４３：出力電流値演算部，
４４：残容量（ｋＶＡ）演算部，４５：使用電力（ｋＷ）演算部，
４６：残電力（ｋＷ）演算部，４７：エンジン定格出力（ｋＷ）記憶部，
４８：残容量（ｋＷ）演算部，４９：残容量表示選択部，
５０：遮断判定部，５１：遮断電流，１００：三相巻線，２００：単相巻線，
３００：ＣＰＵ，３０１：ＲＯＭ，３０２：ＲＡＭ，３０３：外部Ｉ／Ｆ，
ｍ１，ｍ２，ｍ３：巻線，ｍ４，ｍ５：枝巻線，
ｍ１０，ｍ３０：共通巻線部分，Ｏ：中心点，
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１１，Ｔ３１：巻終端，Ｔ１０，Ｔ３０：接続点，
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２：出力配線，
ＶＴ１～ＶＴ６：接続点，ＣＴ１～ＣＴ５：電流検出素子，
ｄ１～ｄ７：表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】