JP2002204597A - インバータ制御式発電機 - Google Patents
インバータ制御式発電機Info
- Publication number
- JP2002204597A JP2002204597A JP2001000311A JP2001000311A JP2002204597A JP 2002204597 A JP2002204597 A JP 2002204597A JP 2001000311 A JP2001000311 A JP 2001000311A JP 2001000311 A JP2001000311 A JP 2001000311A JP 2002204597 A JP2002204597 A JP 2002204597A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- voltage
- value
- target
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 17
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 9
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 102100033029 Carbonic anhydrase-related protein 11 Human genes 0.000 description 1
- 101000867841 Homo sapiens Carbonic anhydrase-related protein 11 Proteins 0.000 description 1
- 101001075218 Homo sapiens Gastrokine-1 Proteins 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P9/305—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling voltage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータに入力される直流の平均電圧低下
分を修正して出力の大きい領域で発電機の特性を発揮で
きるようにすること。 【解決手段】 平均値算出部９５は、インバータ４に入
力される直流電圧の平均値を算出し、目標電圧（値）Ｖ
ＤＣと比較する。平均電圧偏差検出部９６で、目標値に
対して平均値が予定値以上低いと判定された場合は、修
正部９８で目標値を引き上げる修正を行う。導通角設定
部９３はインバータ４の入力電圧を、修正された目標値
ＶＤＣｍに近づけるためのサイリスタ導通角を決定す
る。サイリスタ駆動回路９４は前記サイリスタ導通角に
従ってコンバータ３内のサイリスタの導通を制御する。
こうして、引き上げられた目標値に従って直流電圧が低
下しない制御されるので、常に出力の大きい特性領域で
運転することができる。
分を修正して出力の大きい領域で発電機の特性を発揮で
きるようにすること。 【解決手段】 平均値算出部９５は、インバータ４に入
力される直流電圧の平均値を算出し、目標電圧（値）Ｖ
ＤＣと比較する。平均電圧偏差検出部９６で、目標値に
対して平均値が予定値以上低いと判定された場合は、修
正部９８で目標値を引き上げる修正を行う。導通角設定
部９３はインバータ４の入力電圧を、修正された目標値
ＶＤＣｍに近づけるためのサイリスタ導通角を決定す
る。サイリスタ駆動回路９４は前記サイリスタ導通角に
従ってコンバータ３内のサイリスタの導通を制御する。
こうして、引き上げられた目標値に従って直流電圧が低
下しない制御されるので、常に出力の大きい特性領域で
運転することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインバータ制御式発
電機に関し、特に、インバータ出力の変動に応じて、よ
り広い回転数範囲で効率よく運転できるようにしたイン
バータ制御式発電機に関する。
電機に関し、特に、インバータ出力の変動に応じて、よ
り広い回転数範囲で効率よく運転できるようにしたイン
バータ制御式発電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電源装置として使用されるエンジン
駆動発電機等には、出力周波数を安定化させるためにイ
ンバータ装置を使用するものが多くなってきている。図
６はインバータ装置を使用した発電装置の一例を示すブ
ロック図である。発電機１００で発生された３相交流
は、サイリスタを含む整流部１１０で一旦直流に変換さ
れた後、コンデンサ平滑部１２０を通じてインバータ装
置１３０に入力される。インバータ装置１３０は、入力
された直流を商用周波数の交流に変換して出力する。こ
のような発電装置において、エンジンで発電機を駆動す
るものが特開平１１−３０８８９６号公報、特開平６−
１２１５９７号公報等に記載されている。この種の、イ
ンバータを使用した発電機では、出力周波数がエンジン
回転数に依存しないので、エンジン回転数を制御するこ
とによって要求出力つまり負荷量に応じた出力制御を行
うことが可能である。
駆動発電機等には、出力周波数を安定化させるためにイ
ンバータ装置を使用するものが多くなってきている。図
６はインバータ装置を使用した発電装置の一例を示すブ
ロック図である。発電機１００で発生された３相交流
は、サイリスタを含む整流部１１０で一旦直流に変換さ
れた後、コンデンサ平滑部１２０を通じてインバータ装
置１３０に入力される。インバータ装置１３０は、入力
された直流を商用周波数の交流に変換して出力する。こ
のような発電装置において、エンジンで発電機を駆動す
るものが特開平１１−３０８８９６号公報、特開平６−
１２１５９７号公報等に記載されている。この種の、イ
ンバータを使用した発電機では、出力周波数がエンジン
回転数に依存しないので、エンジン回転数を制御するこ
とによって要求出力つまり負荷量に応じた出力制御を行
うことが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、インバ
ータ出力を負荷量に対応するよう制御する発電機におい
て、インバータに入力される直流電圧が目標値を超えな
いよう整流部をスイッチング制御する場合、次の問題点
がある。比較的小型の磁石発電機を使用した場合、イン
バータ出力が大きいときにインバータ出力のピークに対
応する電力供給が不足しがちである。例えば、出力３Ｋ
Ｗの発電機から２ＫＶＡのインバータ出力を得ようとす
ると、２ＫＶＡの交流出力のピーク電力は４ＫＶＡとな
る。このときの電力供給不足に対しては、コンデンサ平
滑部からの放電電力で対応するが、コンデンサの容量が
小さい場合に不足を補いきれない。直流電圧を目標値に
従って制御する場合、電力に余力がある領域でも、直流
電圧は目標値を超えないため、結果的に、補いきれない
コンデンサの容量不足により直流の平均電圧は目標値よ
り低くなってしまう。
ータ出力を負荷量に対応するよう制御する発電機におい
て、インバータに入力される直流電圧が目標値を超えな
いよう整流部をスイッチング制御する場合、次の問題点
がある。比較的小型の磁石発電機を使用した場合、イン
バータ出力が大きいときにインバータ出力のピークに対
応する電力供給が不足しがちである。例えば、出力３Ｋ
Ｗの発電機から２ＫＶＡのインバータ出力を得ようとす
ると、２ＫＶＡの交流出力のピーク電力は４ＫＶＡとな
る。このときの電力供給不足に対しては、コンデンサ平
滑部からの放電電力で対応するが、コンデンサの容量が
小さい場合に不足を補いきれない。直流電圧を目標値に
従って制御する場合、電力に余力がある領域でも、直流
電圧は目標値を超えないため、結果的に、補いきれない
コンデンサの容量不足により直流の平均電圧は目標値よ
り低くなってしまう。
【０００４】したがって、電圧の低い領域で発電機出力
が利用されることになり、特に、出力特性上、大きな出
力を取り出すための高回転数領域において、十分大きな
出力が得にくくなり、かつ運転効率が低下することにな
る。
が利用されることになり、特に、出力特性上、大きな出
力を取り出すための高回転数領域において、十分大きな
出力が得にくくなり、かつ運転効率が低下することにな
る。
【０００５】この点について、以下に具体的に説明す
る。図７は上記発電機として磁石発電機を使用した場合
の出力特性の一例を、回転数をパラメータにして示した
図である。同図において、特性Ａ，Ｂ，Ｃは、発電機の
発生電圧と電流との関係を示し、それぞれ回転数Ｈ，
Ｍ，Ｌ（Ｈ＞Ｍ＞Ｌ）に対応する。また、特性Ａｐ，Ｂ
ｐ，Ｃｐは、それぞれ特性Ａ，Ｂ，Ｃに対応する発電機
出力を示す。インバータ出力が負荷に対応するよう制御
する場合において、インバータ入力側の直流電圧は基準
電圧Ｖに維持するよう制御される。図から理解されるよ
うに、直流電圧を基準電圧Ｖに維持するよう制御した場
合、回転数Ｌ，Ｍ，Ｈに対応する発電機出力は曲線Ａ
ｐ，Ｂｐ，Ｃｐ上のｐ，ｑ，ｒで示される。
る。図７は上記発電機として磁石発電機を使用した場合
の出力特性の一例を、回転数をパラメータにして示した
図である。同図において、特性Ａ，Ｂ，Ｃは、発電機の
発生電圧と電流との関係を示し、それぞれ回転数Ｈ，
Ｍ，Ｌ（Ｈ＞Ｍ＞Ｌ）に対応する。また、特性Ａｐ，Ｂ
ｐ，Ｃｐは、それぞれ特性Ａ，Ｂ，Ｃに対応する発電機
出力を示す。インバータ出力が負荷に対応するよう制御
する場合において、インバータ入力側の直流電圧は基準
電圧Ｖに維持するよう制御される。図から理解されるよ
うに、直流電圧を基準電圧Ｖに維持するよう制御した場
合、回転数Ｌ，Ｍ，Ｈに対応する発電機出力は曲線Ａ
ｐ，Ｂｐ，Ｃｐ上のｐ，ｑ，ｒで示される。
【０００６】ところが、上述のように平均電圧が低下し
て目標電圧Ｖに達せず、図中Ｖ’にとどまっていると、
図示のように、出力はｐ’，ｑ’，ｒ’にとどまる。
て目標電圧Ｖに達せず、図中Ｖ’にとどまっていると、
図示のように、出力はｐ’，ｑ’，ｒ’にとどまる。
【０００７】本発明の目的は、上記課題を解消し、電圧
が高い領域で発電機出力が得られるようにしたインバー
タ制御式発電機を提供することにある。
が高い領域で発電機出力が得られるようにしたインバー
タ制御式発電機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の発電機は、磁石
発電機出力を整流する半導体整流素子よりなるコンバー
タから出力される直流をコンデンサ平滑手段で平滑し、
この平滑出力をインバータで所定周波数の交流に変換し
て出力するインバータ制御式発電機において、前記平滑
出力電圧を目標値に制御するため前記半導体整流素子の
導通を制御する半導体整流素子駆動手段と、前記平滑出
力電圧の平均値を算出する平均値算出手段と、前記平均
値が前記目標値よりも予定値以上低い場合に前記目標値
を引き上げる目標値修正手段とを具備した点に第１の特
徴がある。また、本発明は、前記平滑出力電圧の平均値
が、前記インバータの出力周期毎に算出される点に第２
の特徴がある。
発電機出力を整流する半導体整流素子よりなるコンバー
タから出力される直流をコンデンサ平滑手段で平滑し、
この平滑出力をインバータで所定周波数の交流に変換し
て出力するインバータ制御式発電機において、前記平滑
出力電圧を目標値に制御するため前記半導体整流素子の
導通を制御する半導体整流素子駆動手段と、前記平滑出
力電圧の平均値を算出する平均値算出手段と、前記平均
値が前記目標値よりも予定値以上低い場合に前記目標値
を引き上げる目標値修正手段とを具備した点に第１の特
徴がある。また、本発明は、前記平滑出力電圧の平均値
が、前記インバータの出力周期毎に算出される点に第２
の特徴がある。
【０００９】この特徴によれば、コンデンサ平滑手段か
ら出力される直流電圧の平均値が目標値よりも大きく低
下した場合にこの目標値が引き上げ修正され、修正され
た目標値に向かって平滑出力電圧が制御される。
ら出力される直流電圧の平均値が目標値よりも大きく低
下した場合にこの目標値が引き上げ修正され、修正され
た目標値に向かって平滑出力電圧が制御される。
【００１０】また、本発明は、前記半導体整流素子の導
通度合が、あらかじめ設定された目標導通度合に収斂す
るよう発電機駆動用エンジンの回転数を制御するエンジ
ン回転数制御手段とを具備し、前記エンジン回転数が、
前記エンジンへの燃料供給量を制御することにより制御
されるよう構成された点に第３の特徴がある。
通度合が、あらかじめ設定された目標導通度合に収斂す
るよう発電機駆動用エンジンの回転数を制御するエンジ
ン回転数制御手段とを具備し、前記エンジン回転数が、
前記エンジンへの燃料供給量を制御することにより制御
されるよう構成された点に第３の特徴がある。
【００１１】第３の特徴によれば、広い範囲でエンジン
回転数を変化させて、導通度合を所望の値に制御するこ
とができる。
回転数を変化させて、導通度合を所望の値に制御するこ
とができる。
【００１２】さらに、本発明は、前記エンジン回転数制
御手段が、前記目標導通度合に対する導通度合の、偏差
の正負方向により、正の場合はエンジン回転数を低減
し、負の場合はエンジン回転数を増大させる手段を含
み、かつ、前記低減の程度よりも増大の程度を大きくす
るようにした点に第４の特徴がある。
御手段が、前記目標導通度合に対する導通度合の、偏差
の正負方向により、正の場合はエンジン回転数を低減
し、負の場合はエンジン回転数を増大させる手段を含
み、かつ、前記低減の程度よりも増大の程度を大きくす
るようにした点に第４の特徴がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。図１はエンジン駆動発電機
の構成を示すブロック図である。磁石式多極発電機（以
下、単に「発電機」という）１は（内燃）エンジン２で
駆動され、多相（代表的には３相）の交流を発生する。
発生した交流は半導体整流素子としてのサイリスタ（一
般的には半導体整流素子）をブリッジに組んだ整流回路
からなるコンバータ３で全波整流されて直流に変換され
る。この直流はコンデンサ平滑回路１１で平滑化されて
インバータ４に入力され、インバータ４は、その出力側
に接続された外部負荷５に商用周波数（例えば５０Ｈ
ｚ）の単相交流を供給する。エンジン２のスロットル弁
６の開度調節のためにステッピングモータ７が設けら
れ、このステッピングモータ７に供給されるパルス数に
よってスロットル開度が制御され、エンジン２の回転数
が決定される。なお、エンジン２は燃料噴射式のもので
もよく、その場合は燃料噴射時間制御により回転数を決
定する。
実施形態を詳細に説明する。図１はエンジン駆動発電機
の構成を示すブロック図である。磁石式多極発電機（以
下、単に「発電機」という）１は（内燃）エンジン２で
駆動され、多相（代表的には３相）の交流を発生する。
発生した交流は半導体整流素子としてのサイリスタ（一
般的には半導体整流素子）をブリッジに組んだ整流回路
からなるコンバータ３で全波整流されて直流に変換され
る。この直流はコンデンサ平滑回路１１で平滑化されて
インバータ４に入力され、インバータ４は、その出力側
に接続された外部負荷５に商用周波数（例えば５０Ｈ
ｚ）の単相交流を供給する。エンジン２のスロットル弁
６の開度調節のためにステッピングモータ７が設けら
れ、このステッピングモータ７に供給されるパルス数に
よってスロットル開度が制御され、エンジン２の回転数
が決定される。なお、エンジン２は燃料噴射式のもので
もよく、その場合は燃料噴射時間制御により回転数を決
定する。
【００１４】電圧検出部８はコンデンサ平滑部１１の出
力電圧を検出する。サイリスタ駆動部９は目標電圧（詳
細は後述）とコンデンサ平滑部１１の出力電圧とを比較
し、計測された実出力電圧が目標電圧に等しくなるよ
う、適宜の公知手法で、コンバータ３を構成するサイリ
スタの導通を制御する。このような構成により、前記サ
イリスタの導通角制御範囲に相応する出力電流範囲にお
いてはコンデンサ平滑部１１の出力電圧つまりインバー
タ４の入力電圧は目標電圧に保持される。
力電圧を検出する。サイリスタ駆動部９は目標電圧（詳
細は後述）とコンデンサ平滑部１１の出力電圧とを比較
し、計測された実出力電圧が目標電圧に等しくなるよ
う、適宜の公知手法で、コンバータ３を構成するサイリ
スタの導通を制御する。このような構成により、前記サ
イリスタの導通角制御範囲に相応する出力電流範囲にお
いてはコンデンサ平滑部１１の出力電圧つまりインバー
タ４の入力電圧は目標電圧に保持される。
【００１５】上記目標電圧は、インバータ４の入力電圧
の平均値が該目標電圧よりある程度以上低い場合に修正
して引き上げられる。図２は、平均電圧に応じて目標電
圧を変化させられるサイリスタ駆動部９の構成を示すブ
ロック図である。同図において、電圧偏差検出部９１は
電圧検出部８から入力される直流電圧つまりコンデンサ
平滑部１１の出力電圧と、修正目標値設定部９２に設定
された修正目標電圧ＶＤＣｍとを比較し、修正目標電圧
ＶＤＣｍに対する前記直流電圧の偏差を検出する。導通
角設定部９３は前記直流電圧の偏差を小さくするよう
に、コンバータ３を構成するサイリスタの導通角を設定
する。導通角の設定値はサイリスタ駆動回路９４に入力
され、サイリスタ駆動回路９４はこの設定値に従ってコ
ンバータのサイリスタの導通を制御する。
の平均値が該目標電圧よりある程度以上低い場合に修正
して引き上げられる。図２は、平均電圧に応じて目標電
圧を変化させられるサイリスタ駆動部９の構成を示すブ
ロック図である。同図において、電圧偏差検出部９１は
電圧検出部８から入力される直流電圧つまりコンデンサ
平滑部１１の出力電圧と、修正目標値設定部９２に設定
された修正目標電圧ＶＤＣｍとを比較し、修正目標電圧
ＶＤＣｍに対する前記直流電圧の偏差を検出する。導通
角設定部９３は前記直流電圧の偏差を小さくするよう
に、コンバータ３を構成するサイリスタの導通角を設定
する。導通角の設定値はサイリスタ駆動回路９４に入力
され、サイリスタ駆動回路９４はこの設定値に従ってコ
ンバータのサイリスタの導通を制御する。
【００１６】一方、電圧検出部８で検出された直流電圧
は、平均値算出部９５にも入力され、予定期間毎の平均
値が算出される。例えば、インバータ４の出力周期を前
記予定期間とし、この出力周期毎の平均値を算出する。
平均電圧偏差検出部９６は前記直流電圧の平均値と目標
値記憶部９７に記憶された目標電圧ＶＤＣとを比較し、
平均電圧の偏差を検出する。修正部９８は平均電圧が目
標電圧ＶＤＣよりも予定値以上低い場合、前記偏差を小
さくするよう、例えば、あらかじめ定めた値を加算する
ことによって目標電圧ＶＤＣを修正する。修正された目
標電圧ＶＤＣｍは前記修正目標値設定部９２に設定され
る。
は、平均値算出部９５にも入力され、予定期間毎の平均
値が算出される。例えば、インバータ４の出力周期を前
記予定期間とし、この出力周期毎の平均値を算出する。
平均電圧偏差検出部９６は前記直流電圧の平均値と目標
値記憶部９７に記憶された目標電圧ＶＤＣとを比較し、
平均電圧の偏差を検出する。修正部９８は平均電圧が目
標電圧ＶＤＣよりも予定値以上低い場合、前記偏差を小
さくするよう、例えば、あらかじめ定めた値を加算する
ことによって目標電圧ＶＤＣを修正する。修正された目
標電圧ＶＤＣｍは前記修正目標値設定部９２に設定され
る。
【００１７】このように、コンデンサ平滑部１１から出
力される直流電圧の平均値が目標電圧ＶＤＣよりも低い
場合に目標電圧ＶＤＣを修正して修正目標電圧ＶＤＣｍ
とすることにより、出力が大きい領域で効率のよい運転
をすることができる。
力される直流電圧の平均値が目標電圧ＶＤＣよりも低い
場合に目標電圧ＶＤＣを修正して修正目標電圧ＶＤＣｍ
とすることにより、出力が大きい領域で効率のよい運転
をすることができる。
【００１８】前記燃料量制御部１０は次のように構成さ
れる。図３は、燃料量制御部１０の構成を示すブロック
図である。サイリスタ導通角検出部１０１はサイリスタ
駆動回路９３からコンバータ３に出力されている制御信
号に基づいてサイリスタの導通角を検出する。導通角は
予定周期で連続的に検出され、その平均導通角が算出さ
れる。平均導通角は予定回（例えば１０回分）の連続デ
ータを移動平均によって算出するのが好ましい。
れる。図３は、燃料量制御部１０の構成を示すブロック
図である。サイリスタ導通角検出部１０１はサイリスタ
駆動回路９３からコンバータ３に出力されている制御信
号に基づいてサイリスタの導通角を検出する。導通角は
予定周期で連続的に検出され、その平均導通角が算出さ
れる。平均導通角は予定回（例えば１０回分）の連続デ
ータを移動平均によって算出するのが好ましい。
【００１９】サイリスタ導通角検出部１０１で算出され
た平均導通角は偏差検出部１０２に入力され、目標導通
角に対する偏差が検出される。すなわち、発電機１が出
力に余裕のある状態で運転されているかどうかをサイリ
スタの平均導通角に基づいて判断する。そのために、目
標導通角は例えば８０％に設定してある。この目標導通
角は、一般的な制御目標値と同様、一定のヒステリシス
を有するのがよい。なお、目標導通角は固定値であって
もよいし、エンジン２の温度に応じて可変としてもよ
い。例えば、エンジン２の温度が低いときは、目標導通
角を小さくする。こうして、偏差検出部１０２で検出さ
れた偏差が「０」になるようにエンジン２が目標回転数
に調整され、発電機１に余裕がある状態が維持される。
た平均導通角は偏差検出部１０２に入力され、目標導通
角に対する偏差が検出される。すなわち、発電機１が出
力に余裕のある状態で運転されているかどうかをサイリ
スタの平均導通角に基づいて判断する。そのために、目
標導通角は例えば８０％に設定してある。この目標導通
角は、一般的な制御目標値と同様、一定のヒステリシス
を有するのがよい。なお、目標導通角は固定値であって
もよいし、エンジン２の温度に応じて可変としてもよ
い。例えば、エンジン２の温度が低いときは、目標導通
角を小さくする。こうして、偏差検出部１０２で検出さ
れた偏差が「０」になるようにエンジン２が目標回転数
に調整され、発電機１に余裕がある状態が維持される。
【００２０】図４は導通角８０％で制御されたときのサ
イリスタの出力電圧波形である。同図において、導通角
αはサイリスタが導通している時間に対応する電気角で
あり、既知の適宜の手段によって決定される。
イリスタの出力電圧波形である。同図において、導通角
αはサイリスタが導通している時間に対応する電気角で
あり、既知の適宜の手段によって決定される。
【００２１】目標回転数更新部１０３は偏差検出部１０
２から入力される偏差に応じて回転数調整量を出力する
よう、例えば、偏差を読み出しアドレスとして回転数調
整量を出力するテーブルで構成できる。
２から入力される偏差に応じて回転数調整量を出力する
よう、例えば、偏差を読み出しアドレスとして回転数調
整量を出力するテーブルで構成できる。
【００２２】図５は前記偏差と回転数調整量との関係を
示す図である。ここで、偏差は目標導通角に対する実導
通角の偏倚量つまり「実導通角−目標導通角」である。
同図において、前記偏差がプラスのときは、それがマイ
ナスのときよりも、偏差に対応する回転数調整量が大き
く設定されている。偏差がプラスのときは、導通角が目
標導通角（８０％）を超えている場合であるから発電機
１に余裕がないと判断され、負荷に相応する発電機１の
出力増加応答を早くする必要があるからであり、偏差が
マイナスのときは発電機１に余裕があると判断されるの
で、過度な応答によるオーバシュートによって起こり得
る回転数の頻繁な上下を避けるのが好ましいからであ
る。
示す図である。ここで、偏差は目標導通角に対する実導
通角の偏倚量つまり「実導通角−目標導通角」である。
同図において、前記偏差がプラスのときは、それがマイ
ナスのときよりも、偏差に対応する回転数調整量が大き
く設定されている。偏差がプラスのときは、導通角が目
標導通角（８０％）を超えている場合であるから発電機
１に余裕がないと判断され、負荷に相応する発電機１の
出力増加応答を早くする必要があるからであり、偏差が
マイナスのときは発電機１に余裕があると判断されるの
で、過度な応答によるオーバシュートによって起こり得
る回転数の頻繁な上下を避けるのが好ましいからであ
る。
【００２３】図３に戻って、目標回転数記憶部１０４は
目標回転数更新部１０３から入力される目標回転数調整
量を、すでに格納されている目標回転数に加算して新た
な目標回転数とする。目標回転数は最高・最低回転数設
定部１０５に設定されている最高回転数または最低回転
数の範囲内で更新される。前記目標回転数調整量を加算
した結果、目標回転数が前記範囲から外れるようなとき
は、目標回転数は前記最高回転数または前記最低回転数
に制限される。最低回転数を規定しているのは、サイリ
スタ導通角がわずかな回転数変化に反応することで無負
荷〜軽負荷での安定性を悪化させないためである。
目標回転数更新部１０３から入力される目標回転数調整
量を、すでに格納されている目標回転数に加算して新た
な目標回転数とする。目標回転数は最高・最低回転数設
定部１０５に設定されている最高回転数または最低回転
数の範囲内で更新される。前記目標回転数調整量を加算
した結果、目標回転数が前記範囲から外れるようなとき
は、目標回転数は前記最高回転数または前記最低回転数
に制限される。最低回転数を規定しているのは、サイリ
スタ導通角がわずかな回転数変化に反応することで無負
荷〜軽負荷での安定性を悪化させないためである。
【００２４】回転数検出部１０６は発電機１の回転数を
検出する。制御量演算部１０７は前記回転数検出部１０
６から入力される実回転数と前記目標回転数記憶部１０
４から読み込んだ目標回転数とに基づいて、目標回転数
に対する実回転数の偏差をゼロにするための制御量を、
既知の適宜の手法（例えば比例・積分・微分）によって
演算する。スロットル制御部１０８はステッフピングモ
ータ７を含み、制御量演算部１０７での演算結果に応じ
てステッピングモータ７を駆動するためのパルス数を出
力し、ステッピングモータ７はこれに応答して回動し、
スロットル開度を変化させる。
検出する。制御量演算部１０７は前記回転数検出部１０
６から入力される実回転数と前記目標回転数記憶部１０
４から読み込んだ目標回転数とに基づいて、目標回転数
に対する実回転数の偏差をゼロにするための制御量を、
既知の適宜の手法（例えば比例・積分・微分）によって
演算する。スロットル制御部１０８はステッフピングモ
ータ７を含み、制御量演算部１０７での演算結果に応じ
てステッピングモータ７を駆動するためのパルス数を出
力し、ステッピングモータ７はこれに応答して回動し、
スロットル開度を変化させる。
【００２５】上述のように、コンバータ３の出力を制御
するサイリスタブリッジ整流回路の平均導通角が予め設
定された値（例えば８０％）に維持されるようにエンジ
ン２の回転数を制御しているので、発電機１は常に余力
のある状態で負荷に電力を供給することができる。すな
わち、負荷が増大した場合、コンバータ３の出力電圧の
変動に応答してサイリスタの導通角を大きくして直ちに
負荷の増大に追従できると共に、その導通角の増大に見
合ってエンジン２の回転数が比較的緩やかに増大され
る。エンジン回転数の頻繁な変化を緩和してエンジンの
騒音や燃料消費量低減に有利に作用する。
するサイリスタブリッジ整流回路の平均導通角が予め設
定された値（例えば８０％）に維持されるようにエンジ
ン２の回転数を制御しているので、発電機１は常に余力
のある状態で負荷に電力を供給することができる。すな
わち、負荷が増大した場合、コンバータ３の出力電圧の
変動に応答してサイリスタの導通角を大きくして直ちに
負荷の増大に追従できると共に、その導通角の増大に見
合ってエンジン２の回転数が比較的緩やかに増大され
る。エンジン回転数の頻繁な変化を緩和してエンジンの
騒音や燃料消費量低減に有利に作用する。
【００２６】また、インバータの入力側でコンバータの
出力電圧を検出しているので、インバータの出力の有効
電力、インバータの変換効率、回転数毎の発電能力、な
らびに発電機および有効電力検出部の製品ばらつき等を
パラメータとして算出する必要がなくなり、制御が簡単
になる。なお、本実施形態では、発電機の出力電流を整
流するためにサイリスタブリッジを採用したコンバータ
を例に説明したが、他の電圧制御方式、例えば整流後の
スイッチングＤＣ電圧変換方式であってもよい。
出力電圧を検出しているので、インバータの出力の有効
電力、インバータの変換効率、回転数毎の発電能力、な
らびに発電機および有効電力検出部の製品ばらつき等を
パラメータとして算出する必要がなくなり、制御が簡単
になる。なお、本実施形態では、発電機の出力電流を整
流するためにサイリスタブリッジを採用したコンバータ
を例に説明したが、他の電圧制御方式、例えば整流後の
スイッチングＤＣ電圧変換方式であってもよい。
【００２７】なお、本実施形態では、引き上げられた目
標電圧に応じて増大された導通角が目標導通角と比較さ
れてエンジン回転数が制御され、負荷に応じた適当なエ
ンジン回転数を選択して運転することができる。
標電圧に応じて増大された導通角が目標導通角と比較さ
れてエンジン回転数が制御され、負荷に応じた適当なエ
ンジン回転数を選択して運転することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜請求項４の発明によれば、インバータの入力電圧の
平均値が目標値よりある程度以上低い場合、目標値を引
き上げて制御するので、前記電圧の平均値低下が修正さ
れる。したがって、この電圧低下による出力低下を防ぐ
ことができ、磁石発電機の出力が大きいところで効率の
よい運転が可能となる。このように出力の大きいところ
で運転できるので、出力のわりには発電機を小型化する
ことができる。
１〜請求項４の発明によれば、インバータの入力電圧の
平均値が目標値よりある程度以上低い場合、目標値を引
き上げて制御するので、前記電圧の平均値低下が修正さ
れる。したがって、この電圧低下による出力低下を防ぐ
ことができ、磁石発電機の出力が大きいところで効率の
よい運転が可能となる。このように出力の大きいところ
で運転できるので、出力のわりには発電機を小型化する
ことができる。
【００２９】また、負荷変動に対し、平滑コンデンサに
よってインバータ出力のピークに対応する電力供給不足
を補いきれない場合であっても、コンデンサ容量を大型
化せず良好に対応することができる。さらに、発電機の
回転数を変化させる制御においても、常に効率のよい運
転が可能である。
よってインバータ出力のピークに対応する電力供給不足
を補いきれない場合であっても、コンデンサ容量を大型
化せず良好に対応することができる。さらに、発電機の
回転数を変化させる制御においても、常に効率のよい運
転が可能である。
【図１】 本発明の一実施形態に係るエンジン発電機の
システム構成を示すブロック図である。
システム構成を示すブロック図である。
【図２】 サイリスタ駆動部の目標電圧修正のための要
部機能ブロック図である。
部機能ブロック図である。
【図３】 エンジン発電機の燃料量制御部の要部構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】 サイリスタの導通角の説明図である。
【図５】 導通角偏差と目標回転数調整量との関係を示
す図である。
す図である。
【図６】 インバータ装置を使用した従来の発電装置の
一例を示すブロック図である。
一例を示すブロック図である。
【図７】 電磁発電機の出力特性の一例を示す図であ
る。
る。
１…発電機、 ２…エンジン、 ３…コンバータ、 ４
…インバータ、 ７…スロットル開度制御用モータ、
８…電圧検出部、 ９…サイリスタ駆動回路、１０…燃
料量制御部、 １１…コンデンサ平滑回路、 ９１…
電圧偏差検出部、 ９５…平均値算出部、 ９８…修正
部、 １０１…導通角検出部、 １０２…偏差検出部、
１０３…目標回転数更新部、 １０６…回転数検出
部、 １０８…スロットル制御部
…インバータ、 ７…スロットル開度制御用モータ、
８…電圧検出部、 ９…サイリスタ駆動回路、１０…燃
料量制御部、 １１…コンデンサ平滑回路、 ９１…
電圧偏差検出部、 ９５…平均値算出部、 ９８…修正
部、 １０１…導通角検出部、 １０２…偏差検出部、
１０３…目標回転数更新部、 １０６…回転数検出
部、 １０８…スロットル制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G093 AA16 BA02 BA15 CA07 CA11 DA01 DB19 DB20 DB28 EA01 EA03 EA05 EB08 EB09 EC01 FA04 5H006 AA06 BB00 CA03 CB01 CC01 CC08 DA04 DB02 DB05 DB07 DC01 DC05 5H590 AA19 CA07 CC02 CD01 CD03 EB11 EB12 EB21 EB23 FA01 FA08 FB05 FC01 FC15 GA02 GA10 GB05 HA01 HA02 HA27 JA02 JA12 JA13 JA14
Claims (4)
- 【請求項１】 磁石発電機出力を整流する半導体整流素
子よりなるコンバータと、該コンバータから出力される
直流を平滑するコンデンサ平滑手段と、該コンデンサ平
滑手段の平滑出力を所定周波数の交流に変換するインバ
ータとを有するインバータ制御式発電機において、 前記平滑出力電圧を目標値に制御するため前記半導体整
流素子の導通を制御する半導体整流素子駆動手段と、 前記平滑出力電圧の平均値を算出する平均値算出手段
と、 前記平均値が前記目標値よりも予定値以上低い場合に前
記目標値を引き上げる目標値修正手段とを具備したこと
を特徴とするインバータ制御式発電機。 - 【請求項２】 前記平滑出力電圧の平均値が、前記イン
バータの出力周期毎に算出されることを特徴とする請求
項１記載のインバータ制御式発電機。 - 【請求項３】 前記半導体整流素子の導通度合を検出す
る導通度合検出手段と、 前記導通度合が、あらかじめ設定された目標導通度合に
収斂するよう前記発電機を駆動するエンジン回転数を制
御するエンジン回転数制御手段とを具備し、 前記エンジン回転数が、前記エンジンへの燃料供給量を
制御することにより制御されることを特徴する請求項１
または２記載のインバータ制御式発電機。 - 【請求項４】 前記エンジン回転数制御手段が、 前記目標導通度合に対する導通度合の、偏差の正負方向
により、正の場合はエンジン回転数を低減し、負の場合
はエンジン回転数を増大させる手段を含み、 かつ、前記低減の程度よりも増大の程度を大きくするよ
うにしたことを特徴とする請求項３記載のインバータ制
御式発電機。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000311A JP2002204597A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | インバータ制御式発電機 |
| US09/998,199 US6552515B2 (en) | 2001-01-05 | 2001-12-03 | Engine speed controlled generator set having an inverter and direct current output smoothing capacitor |
| TW090130468A TW546916B (en) | 2001-01-05 | 2001-12-10 | Inverter controlled power generator |
| DE60200150T DE60200150T2 (de) | 2001-01-05 | 2002-01-03 | Generatorsatz mit einem Wechselrichter |
| EP02000112A EP1221767B1 (en) | 2001-01-05 | 2002-01-03 | A generator set having an inverter |
| KR1020020000384A KR100550650B1 (ko) | 2001-01-05 | 2002-01-04 | 인버터제어식 발전기 |
| CNB021009198A CN1251396C (zh) | 2001-01-05 | 2002-01-04 | 逆变器控制式发电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000311A JP2002204597A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | インバータ制御式発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002204597A true JP2002204597A (ja) | 2002-07-19 |
Family
ID=18869124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001000311A Pending JP2002204597A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | インバータ制御式発電機 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6552515B2 (ja) |
| EP (1) | EP1221767B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002204597A (ja) |
| KR (1) | KR100550650B1 (ja) |
| CN (1) | CN1251396C (ja) |
| DE (1) | DE60200150T2 (ja) |
| TW (1) | TW546916B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010017062A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | インバータ装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077637A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-09-10 | Ebara Corporation | Power generating apparatus |
| JP4658468B2 (ja) * | 2003-11-13 | 2011-03-23 | デンヨー株式会社 | オーバーシュート抑制機能付自動電圧調整装置 |
| JP4501866B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2010-07-14 | 株式会社デンソー | 車両用発電機 |
| GB0820699D0 (en) * | 2008-11-12 | 2008-12-17 | Ulive Entpr Ltd | Static synchronous generators |
| GB2474447B (en) | 2009-10-13 | 2014-12-10 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Generating set preloader |
| JP5430672B2 (ja) * | 2009-11-20 | 2014-03-05 | 三菱電機株式会社 | 車両用交流発電機の制御装置 |
| US8471514B2 (en) * | 2010-09-30 | 2013-06-25 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Adaptive harmonic reduction apparatus and methods |
| RU2482596C1 (ru) * | 2012-01-23 | 2013-05-20 | Николай Сергеевич Говоров | Бесконтактный электродвигатель постоянного тока |
| US10294858B2 (en) | 2013-08-29 | 2019-05-21 | Polaris Industries Inc. | Portable generator |
| CN104122927B (zh) * | 2014-08-07 | 2016-01-20 | 苏州市东科电子有限公司 | 修调可控硅调压电路输出电压的方法和*** |
| CN113965121B (zh) * | 2021-11-16 | 2024-01-26 | 云南电力技术有限责任公司 | 一种可控硅整流电路导通角最值的确定方法及装置 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3262571B2 (ja) * | 1991-12-25 | 2002-03-04 | マツダ株式会社 | オルタネータ制御装置 |
| US5317498A (en) * | 1992-07-09 | 1994-05-31 | Sundstrand Corporation | Electrical power generation system |
| JP3173677B2 (ja) | 1992-10-06 | 2001-06-04 | 本田技研工業株式会社 | インバータ制御式発電機 |
| US5886504A (en) * | 1994-09-14 | 1999-03-23 | Coleman Powermate, Inc. | Throttle controlled generator system |
| JP3613845B2 (ja) * | 1995-07-17 | 2005-01-26 | 株式会社デンソー | 車両用発電装置 |
| US5751069A (en) * | 1996-07-01 | 1998-05-12 | General Motors Corporation | Heat engine generator control system |
| PT947042E (pt) * | 1996-12-20 | 2002-04-29 | Manuel Dos Santos Da Ponte | Aparelho gerador hibrido |
| DE19733212A1 (de) * | 1997-08-01 | 1999-02-04 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Regelung eines von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Generators |
| US5998880A (en) * | 1997-08-07 | 1999-12-07 | General Electric Company | AC locomotive operation without DC current sensor |
| JP3540152B2 (ja) | 1998-04-17 | 2004-07-07 | 本田技研工業株式会社 | エンジン駆動発電機 |
| JP2000115907A (ja) * | 1998-10-09 | 2000-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関型電気機関車用制御装置 |
| US6452358B1 (en) * | 1999-06-01 | 2002-09-17 | Seiko Epson Corporation | Electronic apparatus and control method for electronic apparatus |
| JP2001157487A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | 回転電機の制御装置 |
| US6456514B1 (en) * | 2000-01-24 | 2002-09-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Alternator jump charging system |
| JP3866013B2 (ja) * | 2000-06-07 | 2007-01-10 | 三菱電機株式会社 | オルタネータの電圧制御装置 |
| JP3784243B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2006-06-07 | 本田技研工業株式会社 | エンジン駆動発電装置 |
| JP3969623B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2007-09-05 | 本田技研工業株式会社 | エンジン駆動発電装置 |
-
2001
- 2001-01-05 JP JP2001000311A patent/JP2002204597A/ja active Pending
- 2001-12-03 US US09/998,199 patent/US6552515B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-10 TW TW090130468A patent/TW546916B/zh active
-
2002
- 2002-01-03 EP EP02000112A patent/EP1221767B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-03 DE DE60200150T patent/DE60200150T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-04 KR KR1020020000384A patent/KR100550650B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-01-04 CN CNB021009198A patent/CN1251396C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010017062A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | インバータ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100550650B1 (ko) | 2006-02-08 |
| TW546916B (en) | 2003-08-11 |
| CN1251396C (zh) | 2006-04-12 |
| DE60200150D1 (de) | 2004-02-05 |
| DE60200150T2 (de) | 2004-10-14 |
| US6552515B2 (en) | 2003-04-22 |
| KR20020057819A (ko) | 2002-07-12 |
| EP1221767A1 (en) | 2002-07-10 |
| EP1221767B1 (en) | 2004-01-02 |
| US20020089311A1 (en) | 2002-07-11 |
| CN1363989A (zh) | 2002-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3540152B2 (ja) | エンジン駆動発電機 | |
| JP3969623B2 (ja) | エンジン駆動発電装置 | |
| US7420351B2 (en) | Power-factor correction device for variable speed drive | |
| US6771522B2 (en) | Inverter parallel operation system | |
| JP3784243B2 (ja) | エンジン駆動発電装置 | |
| JP2001314084A (ja) | 電源装置と、電動機駆動装置および空気調和機 | |
| JP4072993B2 (ja) | エンジン発電機 | |
| JP2003314324A (ja) | エンジン発電機 | |
| JPH05316792A (ja) | 誘導電動機制御装置および制御方法 | |
| JP2002204597A (ja) | インバータ制御式発電機 | |
| JPH11187662A (ja) | Ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| JP2002204596A (ja) | インバータ制御式発電機 | |
| JP4065375B2 (ja) | モータ駆動装置及びモータ駆動方法 | |
| JPH10201248A (ja) | 電源装置 | |
| JP2000217398A (ja) | 発電機 | |
| JP2002374696A (ja) | モータの駆動装置 | |
| WO2019026729A1 (ja) | 電源装置、駆動装置、制御方法、及びプログラム | |
| JPH0799800A (ja) | インバータ駆動空気調和機 | |
| JPH04351492A (ja) | 誘導電動機制御装置 | |
| JP2003222417A (ja) | 空気調和機 | |
| JP2512411Y2 (ja) | 主機軸駆動発電装置 | |
| KR20210023009A (ko) | 전압 조절 장치 | |
| JPH06153588A (ja) | 交流誘導電動機用電力制御装置 | |
| JP2004254442A (ja) | モータの運転制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041203 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061204 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061213 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070418 |