JP2000209872A - Generator and generator system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発電機および発電
機装置に関し、特に、２系統のインバータ装置を有する
デュアル・ボルテージ・インバータを備えた発電機、お
よびこの発電機を並列に接続した発電機装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a generator and a generator, and more particularly, to a generator having a dual voltage inverter having two systems of inverters, and a generator having the generators connected in parallel. Related to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】直流を所望周波数の交流に変換するイン
バータ回路を備えた発電機が知られており、さらに、一
つの発電機に２台のインバータ回路を設けて、これらを
並列接続することによって２倍の電力を得るようにした
発電機も知られている。例えば、特開平８−２０５５４
３号公報には、２台のインバータ回路を安定的に並列運
転できるようにしたインバータの運転装置が記載されて
いる。2. Description of the Related Art A generator having an inverter circuit for converting a direct current into an alternating current having a desired frequency is known. Further, two inverter circuits are provided in one generator and these are connected in parallel. There is also known a generator which obtains twice as much electric power. For example, JP-A-8-20554
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3 (1999) -2003 discloses an inverter operating device that enables two inverter circuits to be stably operated in parallel.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記インバ
ータ回路を有する発電機において、２段階の出力電圧を
得たいという要請がある。インバータ回路を有する発電
機において２段階の出力電圧を得たい場合、整流器の出
力つまりインバータ回路に入力される直流電圧を２段階
に切換えることで、例えば１２０ボルトと２４０ボルト
の２種類の交流出力電圧を得ることが可能である。By the way, there is a demand for obtaining a two-stage output voltage in a generator having the inverter circuit. When it is desired to obtain a two-stage output voltage in a generator having an inverter circuit, the output of the rectifier, that is, the DC voltage input to the inverter circuit is switched to two stages, thereby providing two types of AC output voltages of, for example, 120 volts and 240 volts. It is possible to obtain
【０００４】しかし、このように直流電圧を２段階で切
換える場合、インバータの耐圧や出力電流容量は、高い
方の出力電圧つまり上述の例では２４０ボルトに対応さ
せなければならないため、インバータが大型化するし、
電解コンデンサやチョークコイル等のいわゆるパワー部
品も大型化するという問題点がある。However, when the DC voltage is switched in two stages as described above, the withstand voltage and the output current capacity of the inverter must correspond to the higher output voltage, that is, 240 volts in the above-described example. Do
There is a problem in that so-called power components such as an electrolytic capacitor and a choke coil also increase in size.
【０００５】また、出力電圧を２段階に切換えたり、電
力を２段階に切換えたりするだけでなく、多くの種類の
出力電力を得たいという要望もあるが、現状では、小型
で効率のよい方法でこれらの要望に応えることができな
い。There is also a demand not only for switching the output voltage in two stages or switching the power in two stages, but also for obtaining various types of output power. Cannot meet these demands.
【０００６】本発明は、上記課題に鑑み、効率よく複数
の出力電圧および電力を得ることができる発電機および
発電機装置を提供することを目的とする。[0006] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a generator and a generator device capable of efficiently obtaining a plurality of output voltages and powers.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、入力された交流を直流に
変換する直流電源回路と前記直流を所定周波数の交流に
変換するインバータ回路とを２系統有する発電機におい
て、前記インバータ回路の出力周波数を決定する目標波
形形成手段と、前記目標波形形成手段で生成された波形
を代表する基準波形クロック信号を他方の系統に送信す
る手段と、他方の系統から送信された基準波形クロック
信号を受信する手段と、前記他方の系統から受信した基
準波形クロック信号および自系統で生成された前記基準
波形クロック信号の位相差を検出する位相差検出手段
と、前記位相差検出手段で検出された位相差が予定範囲
内に収まるように前記出力周波数を変化させる周波数調
整手段と、前記２系統を直列または並列に接続切換えを
行う切換え手段とを具備した点に第１の特徴がある。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the object, the present invention provides a DC power supply circuit for converting input AC into DC and an inverter for converting the DC into AC of a predetermined frequency. In a generator having two circuits, a target waveform forming means for determining an output frequency of the inverter circuit, and a means for transmitting a reference waveform clock signal representing a waveform generated by the target waveform forming means to the other system. Means for receiving a reference waveform clock signal transmitted from the other system, and a phase difference detecting a phase difference between the reference waveform clock signal received from the other system and the reference waveform clock signal generated in the own system. Detecting means; frequency adjusting means for changing the output frequency so that the phase difference detected by the phase difference detecting means falls within a predetermined range; The has a first feature in that; and a switching means for performing series or connected in parallel switching.
【０００８】この第１の特徴によれば、２系統のインバ
ータ回路の出力を直列または並列接続することができ
る。また、接続された２系統のインバータ回路は、互い
に基準波形クロック信号を通信し合うことによってその
出力の同期をとることができる。According to the first feature, the outputs of the two inverter circuits can be connected in series or in parallel. The two connected inverter circuits can synchronize their outputs by communicating the reference waveform clock signal with each other.
【０００９】また、本発明は、前記第１の特徴を有する
発電機を２台並列に接続した発電機装置であって、前記
各発電機に内蔵されるそれぞれの系統が、該系統の出力
電流を検出する電流検出手段と、該系統の出力電圧を検
出する電圧検出手段と、前記出力電流および出力電圧の
位相差を検出する第２の位相差検出手段と、前記第２の
位相差検出手段で検出された位相差が予定範囲内に収ま
るように前記出力周波数を変化させる第２の周波数調整
手段とを具備し、基準波形クロック信号の位相差が予定
の範囲内に入ったときに前記インバータ回路を付勢して
発電を開始し、この発電開始に応答して前記第１の特徴
に含まれる周波数調整手段の機能を停止させるように構
成した点に第２の特徴がある。Further, the present invention is a generator device in which two generators having the first feature are connected in parallel, wherein each system built in each of the generators has an output current of the system. Current detecting means for detecting the output voltage of the system, a second phase difference detecting means for detecting a phase difference between the output current and the output voltage, and a second phase difference detecting means And a second frequency adjusting means for changing the output frequency so that the phase difference detected in step (b) falls within a predetermined range. A second feature is that the circuit is energized to start power generation, and the function of the frequency adjustment means included in the first feature is stopped in response to the start of power generation.
【００１０】第２の特徴によれば、直列または並列に接
続を切換えることができる２系統のインバータ回路を有
する発電機を並列に接続したので、多種類の出力（電
力）を得ることができる。また、並列接続された発電機
の同期がとれていないと、各発電機に含まれる各系統の
出力電流および出力電圧の位相差が予定の範囲内に収ま
らない。そこで、第２の特徴を有する本発明では、前記
出力電流および出力電圧の位相差が予定範囲内に収まる
ように周波数を調整することで同期をとっている。な
お、発電が開始されるまでは通信によって他方の系統の
基準周波数クロック信号との同期がとられるとともに、
発電開始後は出力電流および出力電圧の位相差を予定範
囲内に入れるように制御することによって、他方の発電
機との同期運転を可能にしている。According to the second feature, since a generator having two inverter circuits capable of switching connection in series or in parallel is connected in parallel, it is possible to obtain various types of outputs (power). Further, if the generators connected in parallel are not synchronized, the phase difference between the output current and the output voltage of each system included in each generator will not fall within the predetermined range. Therefore, in the present invention having the second feature, synchronization is achieved by adjusting the frequency so that the phase difference between the output current and the output voltage falls within a predetermined range. Until power generation is started, communication is synchronized with the reference frequency clock signal of the other system,
After the start of power generation, the phase difference between the output current and the output voltage is controlled so as to fall within a predetermined range, thereby enabling a synchronous operation with the other generator.
【００１１】また、本発明は、第２の特徴に加え、前記
第２の位相差検出手段で検出された位相差を同一発電機
の他方の系統に送信する手段と、他方の系統から送信さ
れた位相差を受信する手段と、前記第２の位相差検出手
段で検出された位相差および前記他方の系列から受信し
た位相差に応じて前記第２の周波数調整手段による調整
量を補正する補正手段とを具備した点に第３の特徴があ
る。Further, in addition to the second feature, the present invention provides a means for transmitting the phase difference detected by the second phase difference detecting means to the other system of the same generator, and a means for transmitting the phase difference from the other system. Means for receiving the phase difference, and correction for correcting the adjustment amount by the second frequency adjusting means according to the phase difference detected by the second phase difference detecting means and the phase difference received from the other series. There is a third feature in that the present invention is provided with means.
【００１２】第３の特徴によれば、第２の周波数調整手
段による調整量を固定することなく、他方の発電機との
位相差に応じて補正することができる。According to the third feature, it is possible to correct according to the phase difference with the other generator without fixing the adjustment amount by the second frequency adjusting means.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る発
電機の構成を示すブロック図である。同図に示した発電
機は２系統のインバータ装置を有している。発電機本体
１は固定子（図示しない）に巻回された３相出力巻線
２，２を有しており、この３相出力巻線２，２に対応し
て多極の永久磁石からなる回転子（図示しない）が設け
られる。この回転子はエンジン等の駆動源によって回転
させられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the generator according to the first embodiment of the present invention. The generator shown in the figure has two systems of inverter devices. The generator body 1 has three-phase output windings 2 and 2 wound around a stator (not shown), and is formed of a multi-pole permanent magnet corresponding to the three-phase output windings 2 and 2. A rotor (not shown) is provided. This rotor is rotated by a drive source such as an engine.
【００１４】３相出力巻線２，２の出力端は直流電源回
路としての整流平滑回路３，３にそれぞれ接続され、整
流平滑回路３，３の出力側はインバータ回路を含むパワ
ー部４，４の入力側にそれぞれ接続されている。また、
パワー部４，４の出力側ＴＡ，ＴＡならびにＴＢ，ＴＢ
は、直列・並列切換部５を介して外部出力端子Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３に接続されている。出力側ＴＡ，ＴＡならびに
ＴＢ，ＴＢには出力電流および出力電圧を検出するた
め、電流検出回路７０，７０ならびに電圧検出回路８
０，８０がそれぞれ設けられている。さらに、パワー部
４，４の制御部４Ｕ，４Ｕ間は通信線６で繋がれてい
て、互いを同期運転するための制御信号および同期信号
が送受される。The output terminals of the three-phase output windings 2 and 2 are connected to rectifying and smoothing circuits 3 and 3 as DC power supply circuits, respectively. Are connected to the input side of the Also,
Output sides TA, TA and TB, TB of power sections 4, 4
Are connected to the external output terminals T1 and T1 through the serial / parallel switching unit 5.
2, T3. The current detection circuits 70, 70 and the voltage detection circuit 8 are provided on the output sides TA, TA and TB, TB to detect the output current and the output voltage.
0 and 80 are provided respectively. Further, the control units 4U and 4U of the power units 4 and 4 are connected by a communication line 6, and a control signal and a synchronization signal for synchronously driving each other are transmitted and received.
【００１５】上記発電機の構成をさらに具体的に説明す
る。図２は発電機の要部構成を示すブロック図である。
なお、前記２つの整流平滑回路３，３や２つのインバー
タ装置つまりパワー部４，４はそれぞれ同一の機能を有
するので、一方のみについて説明する。エンジン７の出
力はスロットル７ａの開度によって制御され、このスロ
ットル７ａの開度はステッピングモータ７ｂによって設
定される。The configuration of the generator will be described more specifically. FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the generator.
Since the two rectifying / smoothing circuits 3 and 3 and the two inverter devices, that is, the power units 4 and 4, have the same function, only one of them will be described. The output of the engine 7 is controlled by the opening of a throttle 7a, and the opening of the throttle 7a is set by a stepping motor 7b.
【００１６】整流平滑回路３はサイリスタブリッジ回路
３ａおよび平滑回路３ｂからなる。平滑回路３ｂの後段
には、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ブリッジ８ａお
よび平滑回路としてのローパスフィルタ（ＬＰＦ）８ｂ
からなるインバータ回路８が設けられている。ローパス
フィルタ８ｂの出力側は直列・並列切換部５に接続され
ている。The rectifying and smoothing circuit 3 comprises a thyristor bridge circuit 3a and a smoothing circuit 3b. Subsequent to the smoothing circuit 3b, a field effect transistor (FET) bridge 8a and a low-pass filter (LPF) 8b as a smoothing circuit
Is provided. The output side of the low-pass filter 8b is connected to the series / parallel switching unit 5.
【００１７】制御部４Ｕには、発振部９、分周回路１
０、正弦波化回路１１、電子ボリューム１２、ローパス
フィルタ（ＬＰＦ）１３、パルス幅変調回路（ＰＷＭ回
路）１４、矩形波変換回路１５、位相差検出回路１６、
および起動回路１７が設けられている。なお、これらの
回路の具体例としては、特開平５−２４４７２６号公報
に開示されているものを用いることができる。The control unit 4U includes an oscillating unit 9 and a frequency dividing circuit 1.
0, a sine wave conversion circuit 11, an electronic volume 12, a low-pass filter (LPF) 13, a pulse width modulation circuit (PWM circuit) 14, a rectangular wave conversion circuit 15, a phase difference detection circuit 16,
And a start-up circuit 17. As specific examples of these circuits, those disclosed in JP-A-5-244726 can be used.
【００１８】発振部９の出力信号は分周回路１０で分周
され、クロック信号として正弦波化回路１１に入力され
る。正弦波化回路１１は前記クロック信号に基づいて階
段状の正弦波信号を発生し、その正弦波信号は電子ボリ
ューム１２およびＬＰＦ１３を介してＰＷＭ回路１４に
入力され、前記正弦波信号を目標波形信号としてパルス
幅変調されたパルスがＰＷＭ回路１４から出力される。The output signal of the oscillating unit 9 is frequency-divided by the frequency dividing circuit 10 and input to the sine wave converting circuit 11 as a clock signal. The sine wave generating circuit 11 generates a step-like sine wave signal based on the clock signal, and the sine wave signal is input to the PWM circuit 14 via the electronic volume 12 and the LPF 13 to convert the sine wave signal into a target waveform signal. The pulse width-modulated pulse is output from the PWM circuit 14.
【００１９】電子ボリューム１２は、後述するように、
過負荷の場合に前記正弦波信号の減衰度を制御し、ま
た、ＬＰＦ１３は電子ボリューム１２から出力される階
段状の正弦波を滑らかにする。ＰＷＭ回路１４から出力
されるパルスに従い、インバータ回路８のＦＥＴブリッ
ジ８ａを構成する各ＦＥＴのゲートが制御され、前記目
標波形信号である基準周波数の正弦波信号に応じた交流
が出力端子ＴＡ，ＴＡから出力される。The electronic volume 12 is, as described later,
In the case of overload, the attenuation of the sine wave signal is controlled, and the LPF 13 smoothes the step-like sine wave output from the electronic volume 12. In accordance with the pulse output from the PWM circuit 14, the gate of each FET constituting the FET bridge 8a of the inverter circuit 8 is controlled, and the alternating current corresponding to the sine wave signal having the reference frequency as the target waveform signal is output to the output terminals TA and TA. Output from
【００２０】矩形波変換回路１５はＬＰＦ１３の出力信
号を矩形波に変換し、この変換後の信号は通信ポート１
８に入力される。通信ポート１８に入力された信号つま
り基準正弦波クロックは通信線６を通じて他方のインバ
ータ装置の通信ポートに入力される。位相差検出回路１
６には、通信ポート１８を通じて他方のインバータ装置
（以下、「自機Ｂ」という）から受信した基準正弦波ク
ロックが入力されるとともに、自己（以下、「自機Ａ」
という）の基準正弦波クロックが矩形波変換回路１５か
ら入力される。The rectangular wave conversion circuit 15 converts the output signal of the LPF 13 into a rectangular wave, and outputs the converted signal to the communication port 1
8 is input. The signal input to the communication port 18, that is, the reference sine wave clock, is input to the communication port of the other inverter device via the communication line 6. Phase difference detection circuit 1
The reference sine wave clock received from the other inverter device (hereinafter, referred to as “own device B”) through the communication port 18 is input to the device 6 and its own device (hereinafter, “own device A”).
) Is input from the rectangular wave conversion circuit 15.
【００２１】位相差検出回路１６は自機Ａおよび自機Ｂ
の基準正弦波クロックの位相を比較して、位相の進みま
たは遅れを検出し、その検出結果を進相信号または遅相
信号として発振部９に入力する。発振部９は、進相信号
または遅相信号に基づき、位相が進んでいるときは、基
準正弦波クロックを予定パルス数（例えば１パルス）間
引いて周波数を微増させる一方、位相が遅れているとき
は基準正弦波クロックに予定パルス数（例えば１パル
ス）付加して周波数を微減させる。この周波数調整は自
機Ａおよび自機Ｂの双方で実施される。すなわち、自機
Ａと自機Ｂとが互いに歩み寄って出力を合わせるよう制
御される。The phase difference detection circuit 16 is composed of the own device A and the own device B.
The phase of the reference sine wave clock is compared to detect the advance or delay of the phase, and the detection result is input to the oscillation unit 9 as a phase advance signal or a phase delay signal. The oscillating unit 9 thins the reference sine wave clock based on a predetermined number of pulses (for example, one pulse) to slightly increase the frequency when the phase is advanced, based on the leading or lagging signal, and when the phase is delayed. Adds a predetermined number of pulses (for example, one pulse) to the reference sine wave clock to slightly reduce the frequency. This frequency adjustment is performed by both the own device A and the own device B. That is, the own device A and the own device B are controlled so as to approach each other and adjust the output.
【００２２】起動回路１７は、スタート可否判断回路２
１からの検出信号が入力されたときにＰＷＭ回路１４を
付勢し、インバータ回路８を駆動して発電を行う。すな
わち、起動回路１７は、自機Ａおよび自機Ｂの発電準備
が完了したときに、前記基準正弦波クロックの立上がり
に応答してＰＷＭ回路１４に起動信号を出力する。さら
に、起動回路１７は、自機Ｂから入力された基準正弦波
クロックに基づいて該クロックの立上がりを検出して正
弦波化回路１１に起動信号を出力する。The start circuit 17 includes a start determination circuit 2.
When the detection signal from 1 is input, the PWM circuit 14 is energized, and the inverter circuit 8 is driven to generate power. That is, the activation circuit 17 outputs an activation signal to the PWM circuit 14 in response to the rise of the reference sine wave clock when the power generation preparation of the own device A and the own device B is completed. Further, the starting circuit 17 detects a rising edge of the reference sine wave clock input from the own device B based on the reference sine wave clock and outputs a starting signal to the sine wave generating circuit 11.
【００２３】スタート可否判断回路２１はエンジン７の
回転数および／または自機Ａおよび自機Ｂのそれぞれの
電源電圧が所定値に達し、さらに基準正弦波クロックの
同期がとれたときに発電準備完了の検出信号を出力す
る。自機Ｂの発電準備完了は、通信ポート１８から入力
される信号（後述）により判断する。また、スタート可
否判断回路２１は電圧検出回路８０で検出された出力電
圧および図示しないエンジン回転数検出回路で検出され
たエンジン回転数がいずれも所定値に達したときに通信
ポート１８に発電機準備完了の検出信号を出力する。The start possibility determination circuit 21 completes the power generation preparation when the rotation speed of the engine 7 and / or the respective power supply voltages of the own machine A and the own machine B reach a predetermined value and the reference sine wave clock is synchronized. Is output. Completion of the power generation preparation of the own device B is determined by a signal (described later) input from the communication port 18. When the output voltage detected by the voltage detection circuit 80 and the engine speed detected by the engine speed detection circuit (not shown) both reach predetermined values, the start possibility determination circuit 21 sets the generator ready in the communication port 18. Outputs a completion detection signal.
【００２４】比較回路１９は電流検出回路７０で検出さ
れた電流がしきい値より大きいときに検出信号を出力
し、その検出信号は電子ボリューム１２および保護回路
２０に入力される。保護回路２０は比較回路１９から前
記検出信号が予定時間経過したときに、過負荷検出信号
を起動回路１７に出力する。電子ボリューム１２は、過
負荷の場合に前記正弦波信号の減衰度を制御する。The comparison circuit 19 outputs a detection signal when the current detected by the current detection circuit 70 is larger than the threshold, and the detection signal is input to the electronic volume 12 and the protection circuit 20. The protection circuit 20 outputs an overload detection signal to the activation circuit 17 when the detection signal from the comparison circuit 19 has passed the scheduled time. The electronic volume 12 controls the degree of attenuation of the sine wave signal in the case of overload.
【００２５】図３は、自機Ａおよび自機Ｂの通信ポート
１８の対応関係を示す図である。同図において、各通信
ポート１８，１８は基準正弦波クロック送信ポート、基
準正弦波クロック受信ポート、緑発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）光送信ポート、緑ＬＥＤ光受信ポート、赤ＬＥＤ光
送信ポート、赤ＬＥＤ光受信ポート、マスタ／スレーブ
設定ポート、コモン（ＣＯＭ）ポート、グランド（ＧＮ
Ｄ）ポートを有している。なお、ここでは自機Ａがマス
タに、自機Ｂがスレーブに設定されている。これらのポ
ートは通信線６で接続されているのは上述のとおりであ
る。FIG. 3 is a diagram showing the correspondence between the communication ports 18 of the own device A and the own device B. In the figure, communication ports 18 are a reference sine wave clock transmission port, a reference sine wave clock reception port, and a green light emitting diode (LE).
D) Light transmission port, green LED light reception port, red LED light transmission port, red LED light reception port, master / slave setting port, common (COM) port, ground (GN)
D) It has a port. Here, own device A is set as a master, and own device B is set as a slave. These ports are connected by the communication line 6 as described above.
【００２６】上記緑と赤のＬＥＤポートは、緑ＬＥＤお
よび赤ＬＥＤの発光状態で自機Ａおよび自機Ｂの動作状
態をそれぞれ他方に通信するためのものである。自機Ａ
および自機Ｂが発電準備未完了では緑ＬＥＤおよび赤Ｌ
ＥＤともにロー（消灯）であり、発電準備完了時または
発電時にハイ（点灯）となる。また、過負荷が検出され
ると、赤ＬＥＤが点灯する。The green and red LED ports are used to communicate the operating states of the own device A and the own device B to the other with the light emitting states of the green LED and the red LED. Own machine A
And when own machine B is not ready for power generation, green LED and red L
Both EDs are low (unlit) and high (lit) upon completion of power generation preparation or power generation. When an overload is detected, the red LED is turned on.
【００２７】自機Ａおよび自機Ｂの双方が発電準備を完
了した場合、スタート可否判断回路２１は起動回路１７
に発電準備完了を通知するとともに緑ＬＥＤの点灯を維
持させる。すなわち、緑ＬＥＤ出力のアンド（ＡＮＤ）
条件が成立したときに発電準備完了である。また、発電
中に自機Ａおよび自機Ｂのいずれかで過負荷が検出され
たときは、起動回路１７からＰＷＭ回路１４に対して停
止指令が出力される。すなわち、赤ＬＥＤ出力のオア
（ＯＲ）条件が成立したときに発電は停止される。When both the own machine A and the own machine B have completed the preparation for power generation, the start determination circuit 21 determines whether the start
To the power generation preparation completion and keep the green LED on. In other words, green LED output AND
When the condition is satisfied, the power generation preparation is completed. Further, when an overload is detected in either the own device A or the own device B during power generation, a stop command is output from the start circuit 17 to the PWM circuit 14. That is, when the OR condition of the red LED output is satisfied, the power generation is stopped.
【００２８】次に、上記発電機の発電開始処理を図４の
フローチャートを参照して説明する。同図において、ス
テップＳ１では、自己のエンジン回転数および／または
電源電圧が予定値を超えている否かによって自己（自機
Ａ）の発電準備が完了しているか否かを判断する。この
判断が肯定であればステップＳ２に進んで自機Ｂからの
基準正弦波クロックを検出したか否かを判断する。この
判断が肯定ならば、ステップＳ３に進み、自機Ｂの基準
正弦波クロックのゼロクロス点（起点）に同期させて自
己（自機Ａ）の基準正弦波クロックを出力開始した後、
ステップＳ６に進む。また、自機Ｂからの基準正弦波ク
ロックが検出されないときは、ステップＳ４に進んで基
準正弦波クロックを出力開始する。ステップＳ５では自
機Ｂからの基準正弦波クロックを検出したか否かを判断
する。この判断が肯定ならば、ステップＳ６に進む。Next, a power generation start process of the power generator will be described with reference to a flowchart of FIG. In FIG. 5, in step S1, it is determined whether or not the self (own machine A) is ready for power generation based on whether or not its own engine speed and / or power supply voltage exceeds a predetermined value. If this determination is affirmative, the process proceeds to step S2 to determine whether or not the reference sine wave clock from the own device B has been detected. If this determination is affirmative, the process proceeds to step S3, where the output of the reference sine wave clock of the own device (own device A) is started in synchronization with the zero cross point (start point) of the reference sine wave clock of the own device B,
Proceed to step S6. If the reference sine wave clock from the own device B is not detected, the process proceeds to step S4 to start outputting the reference sine wave clock. In step S5, it is determined whether or not the reference sine wave clock from the own device B has been detected. If this determination is affirmative, the process proceeds to step S6.
【００２９】ステップＳ６では、自機Ａと自機Ｂとで基
準正弦波クロックの位相差が予定値以下であるか否かを
判断する。この判断が否定ならばステップＳ７に進み、
基準正弦波クロックの周波数を微調整して起点補正を行
う。起点補正がなされて、前記位相差が予定値以下にな
ったならば、ステップＳ８に進み、発電準備完了を表示
するため緑ＬＥＤを点灯する。ステップＳ９では、自機
Ｂからの緑ＬＥＤ光の状態を判別し、自機Ｂも発電準備
完了であるか否かを判断する。ステップＳ９が肯定なら
ばステップＳ１０に進み、基準正弦波クロックのゼロク
ロス点（起点）に同期させてＰＷＭ回路１４に起動指令
を出力する。In step S6, it is determined whether or not the phase difference of the reference sine wave clock between the own device A and the own device B is equal to or smaller than a predetermined value. If this determination is negative, the process proceeds to step S7,
The starting point is corrected by finely adjusting the frequency of the reference sine wave clock. When the starting point is corrected and the phase difference becomes equal to or less than the predetermined value, the process proceeds to step S8, and the green LED is turned on to display the completion of the power generation preparation. In step S9, the state of the green LED light from own device B is determined, and whether own device B is also ready for power generation is determined. If step S9 is affirmative, the process proceeds to step S10, in which a start command is output to the PWM circuit 14 in synchronization with the zero cross point (start point) of the reference sine wave clock.
【００３０】続いて、前記２つのインバータ回路の直列
・並列接続切換えについて説明する。図５は、インバー
タ回路８の直列・並列切換部５の詳細を示す回路図であ
る。同図において、直列・並列切換部５はトグルスイッ
チで構成することができ、該スイッチが接点ａ側に切換
えられているときは、出力端子Ｔ１およびＴ２間には、
自機Ａの出力電圧（例えば１２０Ｖ）が出力され、出力
端子Ｔ２およびＴ３間には自機Ｂの出力電圧（例えば１
２０Ｖ）が出力され、結果的に出力端子Ｔ１およびＴ３
間では自機Ａおよび自機Ｂの出力電圧の２倍の出力電圧
（２４０Ｖ）が得られる。すなわち、自機Ａおよび自機
Ｂは直列に接続されたことになる。Next, switching of the series / parallel connection of the two inverter circuits will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing details of the series / parallel switching unit 5 of the inverter circuit 8. In the figure, the series / parallel switching unit 5 can be constituted by a toggle switch. When the switch is switched to the contact a side, between the output terminals T1 and T2,
The output voltage of the own device A (for example, 120 V) is output, and the output voltage of the own device B (for example, 1 V) is output between the output terminals T2 and T3.
20V), and as a result, the output terminals T1 and T3
Between them, an output voltage (240 V) that is twice the output voltage of the own device A and the own device B is obtained. That is, the own device A and the own device B are connected in series.
【００３１】また、前記スイッチが接点ｂ側に切換えら
れているときは、出力端子Ｔ１およびＴ２間には電圧が
出力されず、出力端子Ｔ２およびＴ３間にのみ、自機Ａ
および自機Ｂによる出力電圧（例えば１２０Ｖ）が出力
される。結果的に出力端子Ｔ２およびＴ３間には自機Ａ
および自機Ｂのそれぞれの出力電圧（１２０Ｖ）が変化
されずに出力され、出力（例えば２ｋＷ）が２倍（４ｋ
Ｗ）になって現れる。すなわち、自機Ａおよび自機Ｂは
並列に接続されたことになる。When the switch is set to the contact "b" side, no voltage is output between the output terminals T1 and T2, and only the output of the own device A is connected between the output terminals T2 and T3.
And the output voltage (for example, 120 V) by the own machine B is output. As a result, the own device A is connected between the output terminals T2 and T3.
And the output voltage (120 V) of the own device B is output without change, and the output (for example, 2 kW) is doubled (4 k
W). That is, the own device A and the own device B are connected in parallel.
【００３２】次に、本発明の第２実施形態を説明する。
この第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に構成
された２つのインバータ装置（デュアル・ボルテージ・
インバータ装置）を含む発電機を、並列に接続して発電
機装置を構成した。デュアルインバータ装置を含む発電
機を並列に接続した場合、各インバータ装置間で出力電
圧の同期がとれていないと、各インバータ装置における
出力電流および出力電圧の位相が予定の関係（力率に応
じて予め設定しておく）からずれる。そこで、このずれ
を各インバータ装置で検出して、位相を制御する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, two inverter devices (dual-voltage inverters) configured in the same manner as the first embodiment are used.
Inverters) were connected in parallel to form a generator. If generators including dual inverters are connected in parallel and the output voltage is not synchronized between the inverters, the output current and the output voltage phase of each inverter will be in a predetermined relationship (according to the power factor). (Set in advance). Therefore, this shift is detected by each inverter device, and the phase is controlled.
【００３３】具体的には、各発電機（一方を「自機」と
よび、他方を「相手機」とよぶ）の各インバータ装置
（自機Ａ，自機Ｂならびに相手機Ａ，相手機Ｂ）の出力
線に現れる電流および電圧の位相に基づき、自機および
相手機が互いに他方に対して位相が遅れているか、進ん
でいるかを判断する。そして、この遅相および進相状態
を、それぞれの発電機内で互いにインバータ装置同士で
通信線を使用して通信し合い、周波数の微調整による位
相調整を行う。More specifically, each inverter device (own device A, own device B and other device A, opposite device B) of each generator (one is called "own device" and the other is called "other device"). Based on the phases of the current and the voltage appearing on the output line, it is determined whether the own device and the other device are behind or ahead of each other in phase. The lagging and leading phases are communicated with each other using a communication line between the inverters in the respective generators, and the phase is adjusted by finely adjusting the frequency.
【００３４】図６は、第２実施形態における発電機の概
略構成を示すブロック図である。同図において、発電機
Ｇ１，Ｇ２は２系統のインバータ装置を有しており、そ
れぞれは第１実施形態の発電機と同様に構成されてい
る。発電機Ｇ１，Ｇ２は直列・並列切換部５の出力端子
Ｔ１〜Ｔ３を通じて互いに接続されており、発電機Ｇ
１，Ｇ２が並列接続されている。また、各発電機Ｇ１．
Ｇ２内においてパワー部４は通信線６で接続されてい
る。各発電機のインバータ装置は、次に要部機能を説明
する部分を除き、第１実施形態のものと同様に構成する
ことができる。FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a generator according to the second embodiment. In the figure, generators G1 and G2 have two systems of inverter devices, each of which is configured similarly to the generator of the first embodiment. The generators G1 and G2 are connected to each other through output terminals T1 to T3 of the series / parallel switching unit 5, and
1 and G2 are connected in parallel. Each of the generators G1.
The power unit 4 is connected by a communication line 6 in G2. The inverter device of each generator can be configured in the same manner as that of the first embodiment, except for the parts whose main functions are described below.
【００３５】図７は、第２実施形態における発電機に含
まれる各インバータ装置の要部機能を示すブロック図で
あり、発電機Ｇ１の自機Ａに関するものである。なお、
自機Ｂ、ならびに発電機Ｇ２（相手機Ａ，Ｂ）も同様に
構成される。同図において、電流検出部７０および電圧
検出部８０はインバータ回路８の出力電流および出力電
圧を測定し、矩形波変換部３０，３１にそれぞれ入力す
る。矩形波変換部３０，３１で矩形波に変換された電流
および電圧波形は位相差検出部３２に入力され、互いの
位相差が検出される。FIG. 7 is a block diagram showing the main functions of each inverter device included in the generator according to the second embodiment, and relates to the generator A of the generator G1. In addition,
The own machine B and the generator G2 (the other machines A and B) are similarly configured. In the figure, a current detection unit 70 and a voltage detection unit 80 measure an output current and an output voltage of the inverter circuit 8 and input them to the rectangular wave conversion units 30 and 31, respectively. The current and voltage waveforms converted into rectangular waves by the rectangular wave conversion units 30 and 31 are input to the phase difference detection unit 32, and the phase difference between them is detected.
【００３６】前記電流波形および電圧波形は、自機（発
電機Ｇ１）と相手機（発電機Ｇ２）との間で同期がとれ
ていないときに、互いに位相差を生じる。位相差検出部
３２はこの位相差を検出し、位相差が進み側に生じてい
るか、遅れ側に生じているかに応じて進み信号および遅
れ信号をそれぞれ出力する。進み信号および遅れ信号は
通信ポート１８を通じて自機Ｂに送信されるとともに、
補正値決定部３３にも入力される。自機Ｂにおいても、
自機Ａと同様、位相差に基づく進み信号および遅れ信号
が出力され、通信ポート１８を通じて自機Ａの補正値決
定部３３に入力される。When the current waveform and the voltage waveform are not synchronized between the own machine (generator G1) and the other machine (generator G2), a phase difference occurs between them. The phase difference detection unit 32 detects this phase difference, and outputs an advance signal and a delay signal, respectively, depending on whether the phase difference is occurring on the leading side or on the lagging side. The advance signal and the delay signal are transmitted to the own device B through the communication port 18, and
It is also input to the correction value determination unit 33. In own machine B,
Similarly to the own device A, an advance signal and a delay signal based on the phase difference are output, and input to the correction value determination unit 33 of the own device A via the communication port 18.
【００３７】補正値決定部３３は、自機Ａおよび自機Ｂ
の進み信号および遅れ信号に基づいて自機Ａの出力周波
数を調整するときの微増または微減の程度を決定する。
すなわち、自機Ａのみが相手機と同期していない場合
は、基準正弦波クロックを、例えば１パルスだけ変化さ
せる。また、自機Ａおよび自機Ｂがいずれも相手機と同
期していない場合は、迅速に同期を合わせることが好ま
しいため、基準正弦波クロックを、前記自機Ａのみが相
手機と同期していない場合よりは多いパルス数、例えば
３パルス変化させる。但し、自機Ａが相手機からずれて
いる方向と、自機Ｂが相手機からずれている方向とが互
いに異なる場合は、基準正弦波クロックは変化させな
い。つまり補正値は「０」とする。具体的に、この補正
値は信号のパルス幅で表される。The correction value determination unit 33 includes the own device A and the own device B
The degree of slight increase or decrease when adjusting the output frequency of the own device A is determined based on the advance signal and the delay signal.
That is, when only the own device A is not synchronized with the other device, the reference sine wave clock is changed by, for example, one pulse. Further, when neither the own device A nor the own device B is synchronized with the partner device, it is preferable to quickly synchronize them. Therefore, the reference sine wave clock is synchronized only with the own device A with the partner device. The number of pulses, for example, three pulses is changed as compared with the case where there is no pulse. However, when the direction in which own device A is shifted from the other device is different from the direction in which own device B is shifted from the other device, the reference sine wave clock is not changed. That is, the correction value is “0”. Specifically, this correction value is represented by the pulse width of the signal.
【００３８】補正値決定部３３で基準正弦波クロックの
補正値が決定されたならば、その補正値は発振部９に入
力され、発振部９は、入力された補正値に応じて、出力
する発振周波数を増減する。When the correction value of the reference sine wave clock is determined by the correction value determination unit 33, the correction value is input to the oscillation unit 9, and the oscillation unit 9 outputs the correction value in accordance with the input correction value. Increase or decrease the oscillation frequency.
【００３９】なお、位相差検出回路１６は、自機Ａと自
機Ｂとを起動させるときの起点補正のためにのみ使用さ
れる。この第２実施形態では、発電開始された後は、自
機Ａおよび自機Ｂ間で通信される進み信号および遅れ信
号によって位相差補正が行われるからである。したがっ
て、起動回路１７は起動指令をＰＷＭ回路１４に出力し
たあと、位相差検出部１６からの出力が発振部９へ入力
されるのを禁止するための信号を切断部３４に入力す
る。The phase difference detection circuit 16 is used only for starting point correction when starting the own device A and the own device B. This is because, in the second embodiment, after the power generation is started, the phase difference is corrected by the advance signal and the delay signal communicated between the own device A and the own device B. Therefore, after the start-up circuit 17 outputs a start-up command to the PWM circuit 14, the start-up circuit 17 inputs a signal for prohibiting the output from the phase difference detection unit 16 from being input to the oscillation unit 9 to the cutting unit 34.
【００４０】以上のように、第２実施形態では、２系統
のインバータ装置を有する発電機（デュアル・ボルテー
ジ・インバータ装置）を２台並列に接続して大出力を得
られるようにした。また、各発電機ではインバータ装置
を直列または並列に任意に接続形態を変更することがで
きるので２種類の出力が得られる。As described above, in the second embodiment, a large output can be obtained by connecting two generators (dual voltage inverter devices) each having two inverters in parallel. Further, in each generator, the connection form can be arbitrarily changed in series or in parallel with the inverter device, so that two types of outputs are obtained.
【００４１】なお、２台のインバータ装置を並列に接続
した場合において自己の出力電圧および出力電流の位相
差に基づいて他のインバータ装置に対する出力電圧の位
相差を検出し、出力周波数を変化させて前記位相差を解
消ないしは予定範囲内に収めるようにした発電機は、本
出願人による先の特許出願（特開平５−２４４７２６号
公報参照）に、より詳細に開示している。When two inverters are connected in parallel, the phase difference between the output voltages of the other inverters is detected based on the phase difference between the output voltage and the output current of the inverter, and the output frequency is changed. A generator that eliminates the phase difference or falls within the predetermined range is disclosed in more detail in a previous patent application filed by the present applicant (see JP-A-5-244726).
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、２系統のインバータ回路の出力を直
列または並列に任意に切換えることができるので出力電
圧や出力電力を２段階で選択できる。したがって、切換
え手段を切換えるだけで用途や仕向け地に応じた出力を
選択することができ、汎用性が向上する。As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, the outputs of the two inverter circuits can be arbitrarily switched in series or in parallel, so that the output voltage and output power can be controlled in two stages. Can be selected with. Therefore, it is possible to select an output according to a use or a destination simply by switching the switching means, and the versatility is improved.
【００４３】請求項２の発明によれば、直列または並列
のいずれかを選択できる発電機を２台並列に接続したの
で、出力の種類を増やすことができる。例えば、１つの
インバータ回路の出力が２ｋＷであれば、総合した出力
は２ｋＷ〜８ｋＷの間で段階的に選択することができ
る。According to the second aspect of the present invention, since two generators which can be selected in series or in parallel are connected in parallel, the number of types of output can be increased. For example, if the output of one inverter circuit is 2 kW, the total output can be selected stepwise from 2 kW to 8 kW.
【００４４】請求項３の発明によれば、例えば、互いの
発電機同士の各インバータ回路間での位相差の大小や進
み遅れの方向により各インバータ回路の出力周波数の調
整速度を変化させることができる。したがって、適度な
速度で同期合わせを行うことができる。According to the third aspect of the present invention, for example, the adjustment speed of the output frequency of each inverter circuit can be changed according to the magnitude of the phase difference between the inverter circuits of the respective generators or the direction of the advance or delay. it can. Therefore, synchronization can be performed at an appropriate speed.
【図１】 第１の実施形態に係る発電機の全体構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a generator according to a first embodiment.
【図２】 第１の実施形態に係る発電機の１つの出力系
統の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of one output system of the generator according to the first embodiment.
【図３】 通信ポートの構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a communication port.
【図４】 インバータ回路の起動制御を示すフローチャ
ートである。FIG. 4 is a flowchart showing start control of the inverter circuit.
【図５】 直列・並列切換部の接続例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a connection example of a series / parallel switching unit.
【図６】 第２の実施形態に係る発電装置の全体構成を
示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an overall configuration of a power generation device according to a second embodiment.
【図７】 第２の実施形態に係る発電機の１つの出力系
統の要部構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a main configuration of one output system of a generator according to a second embodiment.
１…発電機本体、 ２…３相出力巻線、３…整流平滑回
路、 ４…パワー部、５…直列・並列切換部、 ６…通
信線、 １６…位相差検出回路、 １８…通信ポート、
７０…電流検出回路、 ８０…電圧検出回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Generator body, 2 ... 3-phase output winding, 3 ... Rectification smoothing circuit, 4 ... Power part, 5 ... Series / parallel switching part, 6 ... Communication line, 16 ... Phase difference detection circuit, 18 ... Communication port,
70: current detection circuit, 80: voltage detection circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G066 HA02 HA04 HB03 5H007 AA04 AA05 CC05 CC06 DA03 DA05 DA06 DB12 DC02 DC04 DC05 EA02 GA01 5H590 AA04 AA08 CA21 DD41 EA08 EA13 EA14 EA15 EB02 EB07 EB23 FA05 FB02 FC14 GA02 GA04 GA09 HA02 HA04 HA09 JA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) HA09 JA02
Claims (3)
源回路と前記直流を所定周波数の交流に変換するインバ
ータ回路とを２系統有する発電機において、 前記インバータ回路の出力周波数を決定する目標波形形
成手段と、 前記目標波形形成手段で生成された波形を代表する基準
波形クロック信号を他方の系統に送信する手段と、 他方の系統から送信された基準波形クロック信号を受信
する手段と、 前記他方の系統から受信した基準波形クロック信号およ
び自系統で生成された前記基準波形クロック信号の位相
差を検出する位相差検出手段と、 前記位相差検出手段で検出された位相差が予定範囲内に
収まるように前記出力周波数を変化させる周波数調整手
段と、 前記２系統を直列または並列に接続切換えを行う切換え
手段とを具備したことを特徴とする発電機。1. A generator having two systems, a DC power supply circuit for converting an input alternating current into a direct current and an inverter circuit for converting the direct current into an alternating current having a predetermined frequency, wherein a target waveform for determining an output frequency of the inverter circuit is provided. Forming means; means for transmitting a reference waveform clock signal representing the waveform generated by the target waveform forming means to the other system; means for receiving a reference waveform clock signal transmitted from the other system; Phase difference detection means for detecting a phase difference between the reference waveform clock signal received from the system and the reference waveform clock signal generated in the own system, and the phase difference detected by the phase difference detection means falls within a predetermined range. Frequency adjusting means for changing the output frequency, and switching means for switching connection of the two systems in series or in parallel. Generator.
した発電機装置であって、 前記各発電機に内蔵されるそれぞれの系統が、 該系統の出力電流を検出する電流検出手段と、 該系統の出力電圧を検出する電圧検出手段と、 前記出力電流および出力電圧の位相差を検出する第２の
位相差検出手段と、 前記第２の位相差検出手段で検出された位相差が予定範
囲内に収まるように前記出力周波数を変化させる第２の
周波数調整手段とを具備し、 基準波形クロック信号の位相差が予定の範囲内に入った
ときに前記インバータ回路を付勢して発電を開始し、こ
の発電開始に応答して請求項１記載の周波数調整手段の
機能を停止させるように構成したことを特徴とする発電
機装置。2. A generator device in which two generators according to claim 1 are connected in parallel, wherein each system built in each of the generators detects an output current of the system. Voltage detection means for detecting an output voltage of the system, second phase difference detection means for detecting a phase difference between the output current and output voltage, and phase difference detected by the second phase difference detection means And a second frequency adjusting means for changing the output frequency so as to fall within a predetermined range, and energizing the inverter circuit when a phase difference of a reference waveform clock signal falls within a predetermined range. A power generator, wherein power generation is started, and the function of the frequency adjusting means according to claim 1 is stopped in response to the start of power generation.
位相差を同一発電機の他方の系統に送信する手段と、 他方の系統から送信された位相差を受信する手段と、 前記第２の位相差検出手段で検出された位相差および前
記他方の系列から受信した位相差に基づいて、前記第２
の周波数調整手段による調整量を補正する補正手段とを
具備したことを特徴とする請求項２記載の発電機装置。3. A means for transmitting the phase difference detected by the second phase difference detecting means to the other system of the same generator, a means for receiving the phase difference transmitted from the other system, 2 based on the phase difference detected by the second phase difference detecting means and the phase difference received from the other series.
3. The generator device according to claim 2, further comprising a correction unit configured to correct an adjustment amount by the frequency adjustment unit.
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