特許ウォッチ

公開番号2025165670
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-05
出願番号2024069887
出願日2024-04-23
発明の名称エンジン駆動式発電装置およびエンジン駆動式発電システム
出願人西芝電機株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02J 9/08 20060101AFI20251028BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】エンジン始動用蓄電池と、始動用電動機の省略を可能とし、コスト削減と、省スペース化とを実現するエンジン駆動式発電装置を提供すること。
【解決手段】本発明のエンジン駆動式発電装置は、電源を供給する交流発電機、およびエンジン始動用の同期電動機として兼用される同期機と、同期機を、エンジン始動用の同期電動機として、低周波始動法により始動させる逆電力変換装置と、始動時および無停電時の電源装置として兼用される、エネルギー貯蔵体からなる蓄電池と、蓄電池の充放電制御を行う、双方向電力変換装置と、双方向電力変換装置の交流側と系統側とを切り替える双投式切換スイッチとを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電源を供給する交流発電機、およびエンジン始動用の同期電動機として兼用される同期機と、
前記同期機を、前記エンジン始動用の同期電動機として、低周波始動法により始動させる逆電力変換装置と、
始動時および無停電時の電源装置として兼用される、エネルギー貯蔵体からなる蓄電池と、
前記蓄電池の充放電制御を行う、双方向電力変換装置と、
前記双方向電力変換装置の交流側と系統側とを切り替える双投式切換スイッチと
を備えた、エンジン駆動式発電装置。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記交流発電機の駆動源は、ディーゼルエンジンとして、ガスタービンエンジンおよびガスレシプロエンジンのうちの少なくとも何れかを含み、
前記同期機は、前記同期電動機として、エンジン始動に使用することによって、無停電切換機能を実現しながら、前記交流発電機および前記同期電動機として兼用される、請求項１に記載のエンジン駆動式発電装置。
【請求項３】
前記エネルギー貯蔵体は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、および全個体電池のうちの何れかからなる二次電池を含んでなるか、または、電気エネルギーの充放電が可能な、電気二重層コンデンサの任意の組合せを含んでなる、請求項１に記載のエンジン駆動式発電装置。
【請求項４】
前記同期機は、前記交流発電機、およびエンジン始動用の同期電動機として兼用される回転機であり、
前記逆電力変換装置は、サイリスタ式インバータ、サイクロンコンバータ、またはサイリスタ式インバータとサイクロンコンバータとの組合せ、のうちの何れかである、請求項１に記載のエンジン駆動式発電装置。
【請求項５】
前記エネルギー貯蔵体のための双方電力変換装置は、充放電制御装置として、充電制御用の電力変換装置と、放電制御用の電力変換装置とを備えた、請求項１に記載のエンジン駆動式発電装置。
【請求項６】
前記充電制御用の電力変換装置は、整流器であり、
前記放電制御用の電力変換装置は、前記逆電力変換装置である、請求項５に記載のエンジン駆動式発電装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうち何れか１項に記載のエンジン駆動式発電装置を、複数備えてなる、エンジン駆動式発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置に関し、特に、発電機を始動電動機として兼用する無停電切換機能付きのエンジン駆動式発電装置およびエンジン駆動式発電システムに関する。
続きを表示（約 940 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、非常用のエンジン駆動式発電装置は、社会生活や産業活動において、不用意な停電や系統の電圧・周波数の変動等に備え、予備電源として使用されている。
【０００３】
この種のエンジン駆動式発電装置は、系統等の停電での始動が必要なため、圧縮空気や始動用直流電動機（セルモータ）等により始動されている。圧縮空気による始動は、タンクに蓄えられた圧縮空気により始動用エアモータを回転させる、あるいは機関のピストンを直接押下げ、エンジンを始動させる方法等がある。
【０００４】
しかし、圧縮空気を発生させるコンプレッサや圧縮空気を蓄えるタンクは、関連する法規の適用があり、その届出や保守等が必要となる。
【０００５】
このため、非常用のエンジン駆動式発電装置の多くは、ガスタービン機関やディーゼルレシプロ機関等、その種類を問わず、取扱いが容易な始動電動機による電気始動方法が広く採用されている。
【０００６】
一般的に始動電動機は、停止しているエンジンを起動させるため、大きなトルクが必要であり、蓄電池に接続された直流電動機（セルモータ）やインバータ駆動のかご形誘導電動機が採用される。
【０００７】
また、その始動するための電源として、外部電源や蓄電池等の別電源が必要で、蓄電池の充電を行う整流器（ＲＦ）、あるいは順方向の電力変換装置（ＣＯＮＶ）等の変換装置が必要である。
【０００８】
特にガスタービンエンジン（ＧＴ）や大型のディーゼルエンジン（ＤＥ）においては、起動に必要なトルクも大きく、大容量の始動電動機や始動用蓄電池が必要である。
【０００９】
エンジン駆動式発電装置は、大きな慣性力があり、その始動から起動完了、発電機による送電まで数十秒の時間を要する。さらには、ガスレシプロエンジンにおいては、その始動時間が数分となる場合もある。
【００１０】
これらエンジン駆動式発電装置で接続された電力系統は、発電機により送電するまでの間、負荷への給電はできず、停電となる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許