JP2003102200A - インバータ式発電機 - Google Patents
インバータ式発電機Info
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- JP2003102200A JP2003102200A JP2002083857A JP2002083857A JP2003102200A JP 2003102200 A JP2003102200 A JP 2003102200A JP 2002083857 A JP2002083857 A JP 2002083857A JP 2002083857 A JP2002083857 A JP 2002083857A JP 2003102200 A JP2003102200 A JP 2003102200A
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- 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
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- 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
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/0085—Partially controlled bridges
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発電機自体の重量を高めることなく、エンジ
ン出力と発電体とで決まる最大出力以上の起動性を得る
ことができるインバータ式発電機を提供する。 【解決手段】 エンジンと、該エンジンに接続されて交
流出力電圧を発生する発電体１６と、該発電体１６から
の交流出力電圧をＡＣ／ＤＣ変換及び定電圧化を行う全
波整流回路２８と、該全波整流回路２８にて得られた直
流電圧を交流出力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部３０と、
高調波分を除去して必要な交流出力を得るフィルタ回路
３１とを有するインバータ式発電機において、前記全波
整流回路２８と前記ＤＣ／ＡＣ変換部３０との間に、バ
ッテリ３４をＤＣ／ＤＣコンバータ３７を介して接続
し、前記バッテリ３４からの直流電圧を前記ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３７にて昇圧して供給するようにした。
ン出力と発電体とで決まる最大出力以上の起動性を得る
ことができるインバータ式発電機を提供する。 【解決手段】 エンジンと、該エンジンに接続されて交
流出力電圧を発生する発電体１６と、該発電体１６から
の交流出力電圧をＡＣ／ＤＣ変換及び定電圧化を行う全
波整流回路２８と、該全波整流回路２８にて得られた直
流電圧を交流出力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部３０と、
高調波分を除去して必要な交流出力を得るフィルタ回路
３１とを有するインバータ式発電機において、前記全波
整流回路２８と前記ＤＣ／ＡＣ変換部３０との間に、バ
ッテリ３４をＤＣ／ＤＣコンバータ３７を介して接続
し、前記バッテリ３４からの直流電圧を前記ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３７にて昇圧して供給するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流発電体の交
流出力を全波整流し直流出力とした後、インバータによ
り任意周波数に変換して交流出力を取り出すインバータ
式発電機に関するものである。
流出力を全波整流し直流出力とした後、インバータによ
り任意周波数に変換して交流出力を取り出すインバータ
式発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からこの種のものとしては、特許第
２９３４６７５号公報に記載されたようなものがある。
２９３４６７５号公報に記載されたようなものがある。
【０００３】このインバータ式発電機によれば、各々独
立した複数の出力巻線とそれに対応したサイリスターブ
リッジ整流回路、およびその各整流出力を平滑化して直
列または並列接続に切り替えて重畳する重畳回路を設置
し、例えば海外において交流２４０Ｖ、又は、交流１２
０Ｖの電圧を必要とする場合には、前記整流出力を並列
に接続しインバーターを介して交流出力１２０Ｖを得、
或いは、前記整流出力を直列に接続しインバーターを介
して交流出力２４０Ｖを得るものがある。
立した複数の出力巻線とそれに対応したサイリスターブ
リッジ整流回路、およびその各整流出力を平滑化して直
列または並列接続に切り替えて重畳する重畳回路を設置
し、例えば海外において交流２４０Ｖ、又は、交流１２
０Ｖの電圧を必要とする場合には、前記整流出力を並列
に接続しインバーターを介して交流出力１２０Ｖを得、
或いは、前記整流出力を直列に接続しインバーターを介
して交流出力２４０Ｖを得るものがある。
【０００４】従って、このシステムによれば、
１）整流回路の出力電圧を直列に重畳することにより高
電圧を得る（２４０Ｖ）ため、回路部品の耐電圧を低く
押さえることができ、コスト低減ができ、また出力の定
電圧制御を簡単にできる。 ２）又高電圧でのスイッチングではないため電力損失が
少なく発電効率を高められる。
電圧を得る（２４０Ｖ）ため、回路部品の耐電圧を低く
押さえることができ、コスト低減ができ、また出力の定
電圧制御を簡単にできる。 ２）又高電圧でのスイッチングではないため電力損失が
少なく発電効率を高められる。
【０００５】３）各整流出力を平滑して直列または並列
接続に切り替えて重畳する重畳回路を設置を設置してい
るため、仕向地の異なる製品を同一の設計とすることが
できる。
接続に切り替えて重畳する重畳回路を設置を設置してい
るため、仕向地の異なる製品を同一の設計とすることが
できる。
【０００６】また、他の従来技術としては、特開２００
０−２７８９９８号公報に記載されたようなものがあ
る。
０−２７８９９８号公報に記載されたようなものがあ
る。
【０００７】このエンジン駆動溶接機は、エンジンで駆
動される発電体に複数の発電巻線を巻き、エンジンの高
速回転時には各発電巻き線を切り替え回路を介して並列
に接続し、又、エンジンの低速回転時には発生電圧が低
下した分を補うために、切り替え回路を介して直列に接
続し、整流回路で直流溶接電源に変換し、直流出力を溶
接棒に供給することを特徴とするものである。又、発電
体巻き線を中間タップ取り出しとし、高電圧を整流もし
くは低電圧を整流することからなるエンジン駆動溶接機
を特徴とするものである。
動される発電体に複数の発電巻線を巻き、エンジンの高
速回転時には各発電巻き線を切り替え回路を介して並列
に接続し、又、エンジンの低速回転時には発生電圧が低
下した分を補うために、切り替え回路を介して直列に接
続し、整流回路で直流溶接電源に変換し、直流出力を溶
接棒に供給することを特徴とするものである。又、発電
体巻き線を中間タップ取り出しとし、高電圧を整流もし
くは低電圧を整流することからなるエンジン駆動溶接機
を特徴とするものである。
【０００８】これら両発明は、いずれも複数巻き線の出
力を並列もしくは直列に接続して所用のＡＣ出力を得よ
うとするものである。
力を並列もしくは直列に接続して所用のＡＣ出力を得よ
うとするものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のものにあっては、誘導負荷等の起動性を考え
た時、エンジン出力と発電体とで決まる最大出力以上の
起動性は得る事ができなかった。
うな従来のものにあっては、誘導負荷等の起動性を考え
た時、エンジン出力と発電体とで決まる最大出力以上の
起動性は得る事ができなかった。
【００１０】従って、誘導負荷等の起動性を重要視した
顧客については、それに見合ったエンジン出力の発電機
を提供しているが、通常運転時はそれ程大きなエンジン
出力が必要ないことから、発電機自体の重量が必要以上
に増加してしまう、という問題があった。
顧客については、それに見合ったエンジン出力の発電機
を提供しているが、通常運転時はそれ程大きなエンジン
出力が必要ないことから、発電機自体の重量が必要以上
に増加してしまう、という問題があった。
【００１１】そこで、この発明は、発電機自体の重量を
高めることなく、エンジン出力と発電体とで決まる最大
出力以上の起動性を得ることができるインバータ式発電
機を提供することを課題とする。
高めることなく、エンジン出力と発電体とで決まる最大
出力以上の起動性を得ることができるインバータ式発電
機を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、エンジンと、該エンジ
ンに接続されて交流出力電圧を発生する発電体と、該発
電体からの交流出力電圧をＡＣ／ＤＣ変換及び定電圧化
を行う全波整流回路と、該全波整流回路にて得られた直
流電圧を交流出力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と、高調
波分を除去して必要な交流出力を得るフィルタ回路とを
有するインバータ式発電機において、前記全波整流回路
と前記ＤＣ／ＡＣ変換部との間に、バッテリをＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを介して接続し、前記バッテリからの直流
電圧を前記ＤＣ／ＤＣコンバータにて昇圧して供給する
ようにしたインバータ式発電機としたことを特徴とす
る。
めに、請求項１に記載の発明は、エンジンと、該エンジ
ンに接続されて交流出力電圧を発生する発電体と、該発
電体からの交流出力電圧をＡＣ／ＤＣ変換及び定電圧化
を行う全波整流回路と、該全波整流回路にて得られた直
流電圧を交流出力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と、高調
波分を除去して必要な交流出力を得るフィルタ回路とを
有するインバータ式発電機において、前記全波整流回路
と前記ＤＣ／ＡＣ変換部との間に、バッテリをＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを介して接続し、前記バッテリからの直流
電圧を前記ＤＣ／ＤＣコンバータにて昇圧して供給する
ようにしたインバータ式発電機としたことを特徴とす
る。
【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の構成に加え、負荷が大きいときに前記ＤＣ／ＤＣコン
バータを作動させて、前記バッテリからの直流電圧を前
記ＤＣ／ＤＣコンバータにて昇圧して供給するようにし
たことを特徴とする。
の構成に加え、負荷が大きいときに前記ＤＣ／ＤＣコン
バータを作動させて、前記バッテリからの直流電圧を前
記ＤＣ／ＤＣコンバータにて昇圧して供給するようにし
たことを特徴とする。
【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の構成に加え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、全波整流
回路の直後の直流電圧が所定電圧以下まで低下したとき
に負荷が大きいときと判断して作動し、又、当該所定電
圧より大きい状態では、不作動となるように設定されて
いることを特徴とする。
の構成に加え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、全波整流
回路の直後の直流電圧が所定電圧以下まで低下したとき
に負荷が大きいときと判断して作動し、又、当該所定電
圧より大きい状態では、不作動となるように設定されて
いることを特徴とする。
【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の構成に加え、出力電流を検出することにより、誘導負
荷起動時の過負荷電流を検出し、負荷が大きいときを判
断して前記ＤＣ／ＤＣコンバータを作動させるように設
定されていることを特徴とする。
の構成に加え、出力電流を検出することにより、誘導負
荷起動時の過負荷電流を検出し、負荷が大きいときを判
断して前記ＤＣ／ＤＣコンバータを作動させるように設
定されていることを特徴とする。
【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
の何れか一つに記載の構成に加え、前記バッテリは前記
エンジンの始動用モータのバッテリであることを特徴と
する。
の何れか一つに記載の構成に加え、前記バッテリは前記
エンジンの始動用モータのバッテリであることを特徴と
する。
【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の構成に加え、前記バッテリは前記発電体の一部に設け
られたバッテリ充電コイルに接続されていることを特徴
とする。
の構成に加え、前記バッテリは前記発電体の一部に設け
られたバッテリ充電コイルに接続されていることを特徴
とする。
【００１８】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６
の何れか一つに記載の構成に加え、前記ＤＣ／ＡＣ変換
部の制御は、外部負荷電流が定格電流値より大きくなる
と、出力電圧が徐々に低下するように設定された第１垂
下特性と、該第１垂下特性より大きな出力電圧が得られ
る第２垂下特性とのマップを備え、該第１垂下特性に基
づいて制御しているときに、過負荷を検出した時に第２
垂下特性に移行して制御するように構成されたことを特
徴とするインバータ式発電機。
の何れか一つに記載の構成に加え、前記ＤＣ／ＡＣ変換
部の制御は、外部負荷電流が定格電流値より大きくなる
と、出力電圧が徐々に低下するように設定された第１垂
下特性と、該第１垂下特性より大きな出力電圧が得られ
る第２垂下特性とのマップを備え、該第１垂下特性に基
づいて制御しているときに、過負荷を検出した時に第２
垂下特性に移行して制御するように構成されたことを特
徴とするインバータ式発電機。
【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の構成に加え、前記第２垂下特性に移行して制御する時
間は数秒に設定され、当該数秒後に前記第１垂下特性に
復帰して制御が行われるように構成したことを特徴とす
る。
の構成に加え、前記第２垂下特性に移行して制御する時
間は数秒に設定され、当該数秒後に前記第１垂下特性に
復帰して制御が行われるように構成したことを特徴とす
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２１】［発明の実施の形態１］図１乃至図６は、
この発明の実施の形態１を示す図である。
この発明の実施の形態１を示す図である。
【００２２】まずこの発明のインバータ式発電機の構成
を説明すると、図２中符号１１はエンジンで、このエン
ジン１１にキャブレター１２及びエアクリーナ１３が接
続され、そのキャブレター１２にはステッピングモータ
１４が設けられ、このステッピングモータ１４を駆動さ
れることにより、スロットル開度が制御されるようにな
っている。
を説明すると、図２中符号１１はエンジンで、このエン
ジン１１にキャブレター１２及びエアクリーナ１３が接
続され、そのキャブレター１２にはステッピングモータ
１４が設けられ、このステッピングモータ１４を駆動さ
れることにより、スロットル開度が制御されるようにな
っている。
【００２３】また、そのエンジン１１には、多極式発電
体１６が接続され、この多極式発電体１６にコントロー
ルユニット１７が接続され、このコントロールユニット
１７から交流出力が負荷装置１８に供給されるようにな
っていると共に、このコントロールユニット１７には、
エコノミーコントロールスイッチ１９が接続されてい
る。
体１６が接続され、この多極式発電体１６にコントロー
ルユニット１７が接続され、このコントロールユニット
１７から交流出力が負荷装置１８に供給されるようにな
っていると共に、このコントロールユニット１７には、
エコノミーコントロールスイッチ１９が接続されてい
る。
【００２４】そのコントロールユニット１７には、図３
に示すような、エンジン１１の回転数を検出するエンジ
ン回転数検出部２２が設けられると共に、図４に示すよ
うに、特性が記憶された電流・回転数マップ記憶部２３
が設けられ、この電流・回転数マップ記憶部２３に前記
エコノミーコントロールスイッチ１９が接続されてい
る。
に示すような、エンジン１１の回転数を検出するエンジ
ン回転数検出部２２が設けられると共に、図４に示すよ
うに、特性が記憶された電流・回転数マップ記憶部２３
が設けられ、この電流・回転数マップ記憶部２３に前記
エコノミーコントロールスイッチ１９が接続されてい
る。
【００２５】そして、そのエンジン回転数検出部２２及
び、電流・回転数マップ記憶部２３がスロットル制御演
算部２４に接続され、このスロットル制御演算部２４が
前記ステッピングモータ１４を制御するモータドライバ
部２５に接続されている。
び、電流・回転数マップ記憶部２３がスロットル制御演
算部２４に接続され、このスロットル制御演算部２４が
前記ステッピングモータ１４を制御するモータドライバ
部２５に接続されている。
【００２６】これにより、エコノミーコントロールスイ
ッチ１９がＯＮの時には、図４中実線の特性曲線に基づ
き、所定のエンジン回転数（スロットル開度）及び所定
のＡＣ出力電流（負荷電流）となるように、スロットル
制御演算部２４にてモータドライバ部２５が制御される
ようになっている。
ッチ１９がＯＮの時には、図４中実線の特性曲線に基づ
き、所定のエンジン回転数（スロットル開度）及び所定
のＡＣ出力電流（負荷電流）となるように、スロットル
制御演算部２４にてモータドライバ部２５が制御される
ようになっている。
【００２７】また、エコノミーコントロールスイッチ１
９がＯＦＦの時には、図４中破線の特性曲線に基づき、
所定のエンジン回転数（スロットル開度）及び所定のＡ
Ｃ出力電流（負荷電流）となるように、スロットル制御
演算部２４にてモータドライバ部２５が制御されるよう
になっている。
９がＯＦＦの時には、図４中破線の特性曲線に基づき、
所定のエンジン回転数（スロットル開度）及び所定のＡ
Ｃ出力電流（負荷電流）となるように、スロットル制御
演算部２４にてモータドライバ部２５が制御されるよう
になっている。
【００２８】そして、図５には、燃費とＡＣ出力電流と
の関係を示し、エコノミーコントロールスイッチ１９が
ＯＮの時には実線に示すように、又、エコノミーコント
ロールスイッチ１９がＯＦＦの時には破線に示すように
なる。
の関係を示し、エコノミーコントロールスイッチ１９が
ＯＮの時には実線に示すように、又、エコノミーコント
ロールスイッチ１９がＯＦＦの時には破線に示すように
なる。
【００２９】一方、図１に示すように、前記多極式発電
体１６は、全波整流回路２８に接続され、この全波整流
回路２８が電解コンデンサ２９を介してＤＣ／ＡＣ変換
部（インバータ回路）３０に接続され、このＤＣ／ＡＣ
変換部３０がフィルタ回路３１に接続され、このフィル
タ回路３１から前記負荷装置１８にＡＣ電流が出力され
るようになっている。
体１６は、全波整流回路２８に接続され、この全波整流
回路２８が電解コンデンサ２９を介してＤＣ／ＡＣ変換
部（インバータ回路）３０に接続され、このＤＣ／ＡＣ
変換部３０がフィルタ回路３１に接続され、このフィル
タ回路３１から前記負荷装置１８にＡＣ電流が出力され
るようになっている。
【００３０】また、図１中符号３４はバッテリで、この
バッテリ３４は始動用リレー３５を介して始動用モータ
３６に接続されると共に、このバッテリ３４が、ＤＣ／
ＤＣコンバータ３７に接続され、このＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３７が、電流逆流防止用ダイオード３８を介して、
前記全波整流回路２８と電解コンデンサ２９との間に接
続されている。さらに、このバッテリ３４には、多極式
発電体１６の一部に設けられたバッテリ充電コイル４２
が接続されている。
バッテリ３４は始動用リレー３５を介して始動用モータ
３６に接続されると共に、このバッテリ３４が、ＤＣ／
ＤＣコンバータ３７に接続され、このＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３７が、電流逆流防止用ダイオード３８を介して、
前記全波整流回路２８と電解コンデンサ２９との間に接
続されている。さらに、このバッテリ３４には、多極式
発電体１６の一部に設けられたバッテリ充電コイル４２
が接続されている。
【００３１】さらにまた、そのＤＣ／ＤＣコンバータ３
７とＤＣ／ＡＣ変換部３０とに制御部４０が接続され、
この制御部４０に電流センサ４１からの出力電流検出値
及び、フィルタ回路３１から出力電圧検出値が入力され
るようになっている。これらの値に基づいて、制御部４
０にてＤＣ／ＤＣコンバータ３７及びＤＣ／ＡＣ変換部
３０が制御されるように構成されている。
７とＤＣ／ＡＣ変換部３０とに制御部４０が接続され、
この制御部４０に電流センサ４１からの出力電流検出値
及び、フィルタ回路３１から出力電圧検出値が入力され
るようになっている。これらの値に基づいて、制御部４
０にてＤＣ／ＤＣコンバータ３７及びＤＣ／ＡＣ変換部
３０が制御されるように構成されている。
【００３２】次に、作用について説明する。
【００３３】エンジン１１の駆動により、多極式発電体
１６が駆動されて交流出力電圧が発生し、この発電体１
６からの交流出力電圧は、全波整流回路（サイリスター
ブリッジ整流回路）２８で整流された後、電解コンデン
サ２９にて平滑にされる。これにより実使用回転領域に
おいて必要な直流電圧が得られる。
１６が駆動されて交流出力電圧が発生し、この発電体１
６からの交流出力電圧は、全波整流回路（サイリスター
ブリッジ整流回路）２８で整流された後、電解コンデン
サ２９にて平滑にされる。これにより実使用回転領域に
おいて必要な直流電圧が得られる。
【００３４】そして、この直流電圧は、ＤＣ／ＡＣ変換
部３０により交流出力とされた後、フィルタ回路３１に
よって高調波分を除去して必要な交流出力が得られる。
また、フィルタ回路３１の出力電圧を検出し、制御部４
０に帰還させることで出力電圧の安定化をはかることが
できる。
部３０により交流出力とされた後、フィルタ回路３１に
よって高調波分を除去して必要な交流出力が得られる。
また、フィルタ回路３１の出力電圧を検出し、制御部４
０に帰還させることで出力電圧の安定化をはかることが
できる。
【００３５】同時に、起動性を必要とする負荷装置１８
が接続され、定格電流に対して十分大きな負荷電流が短
時間に増加した場合は、その増加比率を検出し、若しく
は、その絶対量を検出し、制御部４０からＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３７に制御信号を与える。
が接続され、定格電流に対して十分大きな負荷電流が短
時間に増加した場合は、その増加比率を検出し、若しく
は、その絶対量を検出し、制御部４０からＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３７に制御信号を与える。
【００３６】すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７の作
動は、図１に示す全波整流回路２８の直後の直流電圧
（Ｖｄｃ）が所定電圧、この実施の形態では図６に示す
ように１７０Ｖ以下まで低下したときを負荷が大きいと
きと判断して作動し、又、１７０Ｖより大きい状態で
は、不作動となるように設定している。
動は、図１に示す全波整流回路２８の直後の直流電圧
（Ｖｄｃ）が所定電圧、この実施の形態では図６に示す
ように１７０Ｖ以下まで低下したときを負荷が大きいと
きと判断して作動し、又、１７０Ｖより大きい状態で
は、不作動となるように設定している。
【００３７】なお、同一の機能を達成するために、出力
電流検出により、誘導負荷起動時の過負荷電流を検出
し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７を駆動させることも可能
である。
電流検出により、誘導負荷起動時の過負荷電流を検出
し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７を駆動させることも可能
である。
【００３８】そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７が作動
されると、バッテリ３４の直流電圧をそのＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３７にて昇圧し、電解コンデンサ２９に蓄電す
ることにより、ＤＣ／ＡＣ変換部３０により変換される
エネルギーが増大される。
されると、バッテリ３４の直流電圧をそのＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３７にて昇圧し、電解コンデンサ２９に蓄電す
ることにより、ＤＣ／ＡＣ変換部３０により変換される
エネルギーが増大される。
【００３９】従って、これにより従来エンジン出力と発
電体とで決まってしまっていた最大出力以上の起動性を
得ることができる。
電体とで決まってしまっていた最大出力以上の起動性を
得ることができる。
【００４０】特に、セルスタータ付エンジン携帯発電機
に搭載している始動用モータ３６は通常、直流直巻型モ
ータであり、１２Ｖのバッテリ３４を使用し、エンジン
１１を起動している。従って、この既存のバッテリ３４
の電力を起動頻度の少ない誘導性負荷（トラベルトレー
ラのエアコン等）の起動に使うことにより、別途バッテ
リを用意することなく、既存のバッテリ３４の有効利用
を図ることができる。
に搭載している始動用モータ３６は通常、直流直巻型モ
ータであり、１２Ｖのバッテリ３４を使用し、エンジン
１１を起動している。従って、この既存のバッテリ３４
の電力を起動頻度の少ない誘導性負荷（トラベルトレー
ラのエアコン等）の起動に使うことにより、別途バッテ
リを用意することなく、既存のバッテリ３４の有効利用
を図ることができる。
【００４１】一方、エコノミーコントロールスイッチ１
９をＯＮにした場合には、ＡＣ出力電流が少ない（軽負
荷）場合に、エンジン回転数を下げて、低騒音・低燃費
とすることができる。また、エコノミーコントロールス
イッチ１９をＯＦＦにした場合には、ＡＣ出力電流が０
アンペアから定格電流まで、エンジン回転数を一定に制
御することができる。発電機の使用負荷の特性によって
は、この方が使い勝手が良い場合がある。例えば、負荷
電流が頻繁に変わる電動グラインダ使用時等である。
９をＯＮにした場合には、ＡＣ出力電流が少ない（軽負
荷）場合に、エンジン回転数を下げて、低騒音・低燃費
とすることができる。また、エコノミーコントロールス
イッチ１９をＯＦＦにした場合には、ＡＣ出力電流が０
アンペアから定格電流まで、エンジン回転数を一定に制
御することができる。発電機の使用負荷の特性によって
は、この方が使い勝手が良い場合がある。例えば、負荷
電流が頻繁に変わる電動グラインダ使用時等である。
【００４２】さらに、通常エンジン発電機運転時には、
多極式発電体１６の一部に形成されたバッテリー充電コ
イル４２によって常時バッテリ３４を充電する。
多極式発電体１６の一部に形成されたバッテリー充電コ
イル４２によって常時バッテリ３４を充電する。
【００４３】そして、エンジン始動時及び上記起動電力
の大きな誘導性負荷を起動するときには、このバッテリ
３４を電源として電力を供給する。
の大きな誘導性負荷を起動するときには、このバッテリ
３４を電源として電力を供給する。
【００４４】このようにすれば、小型の出力のエンジン
１１と小型の多極式発電体１６を使い、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３７を付加することにより、誘導性負荷の起動性
能を向上させることができる。
１１と小型の多極式発電体１６を使い、ＤＣ／ＤＣコン
バータ３７を付加することにより、誘導性負荷の起動性
能を向上させることができる。
【００４５】従って、起動電力の大きな誘導性負荷の起
動を特に必要とする顧客に対して、軽量のエンジン発電
機を提供できる。すなわち、従来、誘導負荷等の起動性
を重要視した顧客については、それに見合ったエンジン
出力の発電機を提供していたが、この発明によればエン
ジン出力が１ランク小さいものでも起動が可能となり、
発電機の軽量化が可能となる。
動を特に必要とする顧客に対して、軽量のエンジン発電
機を提供できる。すなわち、従来、誘導負荷等の起動性
を重要視した顧客については、それに見合ったエンジン
出力の発電機を提供していたが、この発明によればエン
ジン出力が１ランク小さいものでも起動が可能となり、
発電機の軽量化が可能となる。
【００４６】しかも、所定電圧より低下したときにＤＣ
／ＤＣコンバータ３７を作動させるように設定すると、
通常運転領域では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７が動作し
ない領域を設けることが可能となるため、バッテリ３４
の放電を防止できると共に、過負荷領域においてＤＣ／
ＤＣコンバータ３７による電力のアシストを行うことが
できる。
／ＤＣコンバータ３７を作動させるように設定すると、
通常運転領域では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７が動作し
ない領域を設けることが可能となるため、バッテリ３４
の放電を防止できると共に、過負荷領域においてＤＣ／
ＤＣコンバータ３７による電力のアシストを行うことが
できる。
【００４７】なお、手動式スタータのみでエンジン１１
を始動させるものにおいても、エンジン１１のバッテリ
充電コイル４２によって少しずつ充電される、あるいは
商用電源を利用する充電器により充電されるバッテリ３
４を搭載させ、このバッテリ３４の出力を、起動電力の
大きな誘導負荷を起動する場合に、エンジン１１による
多極式発電体１６による出力に加えることにより、誘導
負荷の起動性能を高めることができる。一方、上記のよ
うに始動モータ３６を搭載するインバータ式発電機にお
いては、バッテリ３４にエンジン１１始動用及び誘導負
荷の起動性能向上用の両方の機能を持たせることができ
る。
を始動させるものにおいても、エンジン１１のバッテリ
充電コイル４２によって少しずつ充電される、あるいは
商用電源を利用する充電器により充電されるバッテリ３
４を搭載させ、このバッテリ３４の出力を、起動電力の
大きな誘導負荷を起動する場合に、エンジン１１による
多極式発電体１６による出力に加えることにより、誘導
負荷の起動性能を高めることができる。一方、上記のよ
うに始動モータ３６を搭載するインバータ式発電機にお
いては、バッテリ３４にエンジン１１始動用及び誘導負
荷の起動性能向上用の両方の機能を持たせることができ
る。
【００４８】［発明の実施の形態２］図７には、発明の
実施の形態２を示す。
実施の形態２を示す。
【００４９】この実施の形態２は、バッテリ３４に直列
にバッテリ４３が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７
への入力電圧が２４Ｖとなり、実施の形態１の入力電圧
より高くなる。
にバッテリ４３が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７
への入力電圧が２４Ｖとなり、実施の形態１の入力電圧
より高くなる。
【００５０】これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７の
電流容量を低く押さえることができるため、１次側にお
ける熱損失を低減し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７の小型
化が可能となり、軽量化とコスト低減が可能となる。
電流容量を低く押さえることができるため、１次側にお
ける熱損失を低減し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７の小型
化が可能となり、軽量化とコスト低減が可能となる。
【００５１】他の構成及び作用は実施の形態１と同様で
あるので説明を省略する。
あるので説明を省略する。
【００５２】なお、上記実施の形態では、全波整流回路
２８の直後の直流電圧や出力電流を検出することによ
り、負荷が大きいか否かを判断し、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３７を制御するようにしているが、これに限らず、例
えば負荷装置がポンプ等の場合に、スイッチを入れた直
後は、負荷が大きいと判断して、電流や電圧を検知する
ことなく、スイッチを入れたことをトリガとして、ＤＣ
／ＤＣコンバータを所定時間作動させることもできる。
２８の直後の直流電圧や出力電流を検出することによ
り、負荷が大きいか否かを判断し、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３７を制御するようにしているが、これに限らず、例
えば負荷装置がポンプ等の場合に、スイッチを入れた直
後は、負荷が大きいと判断して、電流や電圧を検知する
ことなく、スイッチを入れたことをトリガとして、ＤＣ
／ＤＣコンバータを所定時間作動させることもできる。
【００５３】［発明の実施の形態３］図８には、発明の
実施の形態３を示す。
実施の形態３を示す。
【００５４】この実施の形態３は、上記各実施の形態と
同様な制御部４０により、図８に示すようなマップに従
ってＤＣ／ＡＣ変換部３０を制御しているところに特徴
がある。
同様な制御部４０により、図８に示すようなマップに従
ってＤＣ／ＡＣ変換部３０を制御しているところに特徴
がある。
【００５５】すなわち、そのマップは、外部負荷電流が
定格電流値より大きくなると、出力電圧が徐々に低下す
るように設定された第１垂下特性Ａと、この第１垂下特
性Ａより大きな出力電圧が得られる第２垂下特性Ｂとを
備えている。そして、その第１垂下特性Ａに基づいて制
御中に、過電流を検出した時には第２垂下特性Ｂに移行
し、この第２垂下特性Ｂに基づいて５秒間制御された
後、第１垂下特性Ａに復帰して制御するように構成され
ている。
定格電流値より大きくなると、出力電圧が徐々に低下す
るように設定された第１垂下特性Ａと、この第１垂下特
性Ａより大きな出力電圧が得られる第２垂下特性Ｂとを
備えている。そして、その第１垂下特性Ａに基づいて制
御中に、過電流を検出した時には第２垂下特性Ｂに移行
し、この第２垂下特性Ｂに基づいて５秒間制御された
後、第１垂下特性Ａに復帰して制御するように構成され
ている。
【００５６】その第１垂下特性Ａは、実負荷特性に合わ
せて、当該エンジン１１の能力の限界で、巻き込みがな
いよう滑らかに３．０ｋＷの出力点を結んだ特性とされ
ている。すなわち、図８に示すように、例えば、エンジ
ン出力が３．０ｋＷとなるように、負荷電流の定格電流
値が２５Ａでは出力電圧値が１２２Ｖ、負荷電流が３０
Ａでは出力電圧値が１００Ｖ、負荷電流が４０Ａでは出
力電圧値が７０Ｖとなるように設定されている。
せて、当該エンジン１１の能力の限界で、巻き込みがな
いよう滑らかに３．０ｋＷの出力点を結んだ特性とされ
ている。すなわち、図８に示すように、例えば、エンジ
ン出力が３．０ｋＷとなるように、負荷電流の定格電流
値が２５Ａでは出力電圧値が１２２Ｖ、負荷電流が３０
Ａでは出力電圧値が１００Ｖ、負荷電流が４０Ａでは出
力電圧値が７０Ｖとなるように設定されている。
【００５７】また、第２垂下特性Ｂは、例えば、エンジ
ン出力（３．０ｋＷ）とバッテリ出力（０．３ｋＷ）と
を加算した出力（３．３ｋＷ）となるように、負荷電流
が３０Ａでは出力電圧値が１１６Ｖ、負荷電流が４０Ａ
では出力電圧値が８７Ｖとなるように設定されている。
ン出力（３．０ｋＷ）とバッテリ出力（０．３ｋＷ）と
を加算した出力（３．３ｋＷ）となるように、負荷電流
が３０Ａでは出力電圧値が１１６Ｖ、負荷電流が４０Ａ
では出力電圧値が８７Ｖとなるように設定されている。
【００５８】このようなものにあっては、第１垂下特性
Ａに基づく制御のみでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７が
いかに効率よく補助しても、エンジン出力である３．０
ｋＷを越えることがなく、起動性が今一つ良好でなかっ
た。しかし、この発明では、第２垂下特性Ｂに移行する
ようにすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７からの補
助分を効率よく、第１垂下特性Ａに上乗せすることがで
き、より起動性を向上させることができる。
Ａに基づく制御のみでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７が
いかに効率よく補助しても、エンジン出力である３．０
ｋＷを越えることがなく、起動性が今一つ良好でなかっ
た。しかし、この発明では、第２垂下特性Ｂに移行する
ようにすることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３７からの補
助分を効率よく、第１垂下特性Ａに上乗せすることがで
き、より起動性を向上させることができる。
【００５９】また、第２垂下特性Ｂに移行して制御する
時間は数秒、ここでは５秒に設定され、５秒後に第１垂
下特性Ａに復帰して制御が行われるようにしている。こ
れは、エアコン等を起動させるのは５秒もあれば十分で
あると共に、出力の大きな状態が長時間続くのを防止
し、ＤＣ／ＡＣ変換部３０の素子に大きな負荷が掛から
ないようにしている。
時間は数秒、ここでは５秒に設定され、５秒後に第１垂
下特性Ａに復帰して制御が行われるようにしている。こ
れは、エアコン等を起動させるのは５秒もあれば十分で
あると共に、出力の大きな状態が長時間続くのを防止
し、ＤＣ／ＡＣ変換部３０の素子に大きな負荷が掛から
ないようにしている。
【００６０】なお、過負荷の状態は、過電流の状態、直
流電圧の低下、エンジン回転数の低下等を検出すること
により、認識することができる。
流電圧の低下、エンジン回転数の低下等を検出すること
により、認識することができる。
【００６１】他の構成及び作用は実施の形態１と同様で
あるので説明を省略する。
あるので説明を省略する。
【００６２】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載の発明によれば、エンジン出力と発電体とで決まって
しまっていた最大出力以上の起動性を得ることができ
る。従って、従来、誘導負荷等の起動性を重要視した顧
客については、それに見合ったエンジン出力の発電機を
提供していたが、当システムによればエンジン出力が１
ランク小さいものでも起動が可能となりなり、発電機の
軽量化が可能となる。
載の発明によれば、エンジン出力と発電体とで決まって
しまっていた最大出力以上の起動性を得ることができ
る。従って、従来、誘導負荷等の起動性を重要視した顧
客については、それに見合ったエンジン出力の発電機を
提供していたが、当システムによればエンジン出力が１
ランク小さいものでも起動が可能となりなり、発電機の
軽量化が可能となる。
【００６３】請求項２に記載の発明によれば、上記効果
に加え、負荷が大きいときにＤＣ／ＤＣコンバータを作
動させて、バッテリからの直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバ
ータにて昇圧して供給するようにしているため、バッテ
リの放電を防止できる。
に加え、負荷が大きいときにＤＣ／ＤＣコンバータを作
動させて、バッテリからの直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバ
ータにて昇圧して供給するようにしているため、バッテ
リの放電を防止できる。
【００６４】請求項３に記載の発明によれば、上記効果
に加え、全波整流回路の直後の直流電圧や発電機の出力
電流を検出することにより、負荷の大きさを判断してい
るため、負荷の大きさをより適切に判断することができ
る。
に加え、全波整流回路の直後の直流電圧や発電機の出力
電流を検出することにより、負荷の大きさを判断してい
るため、負荷の大きさをより適切に判断することができ
る。
【００６５】請求項５に記載の発明によれば、上記効果
に加え、バッテリをエンジンの始動用モータのバッテリ
とすることにより、別途バッテリを用意することなく、
既存のバッテリを有効に利用できる。
に加え、バッテリをエンジンの始動用モータのバッテリ
とすることにより、別途バッテリを用意することなく、
既存のバッテリを有効に利用できる。
【００６６】請求項６に記載の発明によれば、上記効果
に加え、バッテリは発電体の一部に設けられたバッテリ
充電コイルに接続されているため、エンジン駆動中に当
該バッテリを充電することができる。
に加え、バッテリは発電体の一部に設けられたバッテリ
充電コイルに接続されているため、エンジン駆動中に当
該バッテリを充電することができる。
【００６７】請求項７に記載の発明によれば、上記効果
に加え、過負荷の時に、第１垂下特性に基づく制御か
ら、第２垂下特性による制御に移行するようにすること
で、ＤＣ／ＤＣコンバータからの補助分を効率よく、第
１垂下特性に上乗せすることができ、より起動性を向上
させることができる。
に加え、過負荷の時に、第１垂下特性に基づく制御か
ら、第２垂下特性による制御に移行するようにすること
で、ＤＣ／ＤＣコンバータからの補助分を効率よく、第
１垂下特性に上乗せすることができ、より起動性を向上
させることができる。
【００６８】請求項８に記載の発明によれば、上記効果
に加え、第２垂下特性に移行して制御する時間は数秒に
設定され、数秒後に第１垂下特性に復帰して制御が行わ
れるようにしているため、エアコン等の起動時は数秒も
あれば十分であると共に、出力の大きな状態が長時間続
くのを防止し、ＤＣ／ＡＣ変換部の素子に大きな負荷が
掛からないようにすることができる。
に加え、第２垂下特性に移行して制御する時間は数秒に
設定され、数秒後に第１垂下特性に復帰して制御が行わ
れるようにしているため、エアコン等の起動時は数秒も
あれば十分であると共に、出力の大きな状態が長時間続
くのを防止し、ＤＣ／ＡＣ変換部の素子に大きな負荷が
掛からないようにすることができる。
【図１】この発明の実施の形態１にかかるインバータ式
発電機の回路図である。
発電機の回路図である。
【図２】同実施の形態１にかかるインバータ式発電機の
概略図である。
概略図である。
【図３】同実施の形態１にかかるインバータ式発電機の
コントロールユニット内の制御ブロック図である。
コントロールユニット内の制御ブロック図である。
【図４】同実施の形態１にかかるグラフ図で、エコノミ
ースイッチがＯＮ又はＯＦＦの場合における、スロット
ル開度及びエンジン回転数と、ＡＣ出力電流との関係を
示すグラフ図である。
ースイッチがＯＮ又はＯＦＦの場合における、スロット
ル開度及びエンジン回転数と、ＡＣ出力電流との関係を
示すグラフ図である。
【図５】同実施の形態１にかかるグラフ図で、エコノミ
ースイッチがＯＮ又はＯＦＦの場合における、燃費と、
ＡＣ出力電流との関係を示すグラフ図である。
ースイッチがＯＮ又はＯＦＦの場合における、燃費と、
ＡＣ出力電流との関係を示すグラフ図である。
【図６】同実施の形態１にかかる全波整流後の直流電圧
とＡＣ出力電流との関係を示すグラフ図である。
とＡＣ出力電流との関係を示すグラフ図である。
【図７】この発明の実施の形態２にかかる図１に相当す
るインバータ式発電機の回路図である。
るインバータ式発電機の回路図である。
【図８】この発明の実施の形態３にかかる制御用の垂下
特性を示すグラフ図である。
特性を示すグラフ図である。
11 エンジン
16 多極式発電体（発電体）
17 コントロールユニット
28 全波整流回路
29 電解コンデンサ
30 ＤＣ／ＡＣ変換部
31 フィルタ回路
34,34 バッテリ
36 始動用モータ
37 ＤＣ／ＤＣコンバータ
38 電流逆流防止用ダイオード
40 制御部
42 バッテリ充電コイル
Ａ 第１垂下特性
Ｂ 第２垂下特性
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H590 AA02 AA03 AA21 AA23 AB02
BB15 CA07 CA24 CC01 CD01
CD03 CD10 CE06 EA07 EA13
EB12 EB13 FA08 FB01 FC14
FC15 FC17 FC22 FC25 GA02
HA02 HA03 HA04 HA27
Claims (8)
- 【請求項１】 エンジンと、該エンジンに接続されて交
流出力電圧を発生する発電体と、該発電体からの交流出
力電圧をＡＣ／ＤＣ変換及び定電圧化を行う全波整流回
路と、該全波整流回路にて得られた直流電圧を交流出力
に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と、高調波分を除去して必
要な交流出力を得るフィルタ回路とを有するインバータ
式発電機において、 前記全波整流回路と前記ＤＣ／ＡＣ変換部との間に、バ
ッテリをＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続し、前記バ
ッテリからの直流電圧を前記ＤＣ／ＤＣコンバータにて
昇圧して供給するようにしたことを特徴とするインバー
タ式発電機。 - 【請求項２】 負荷が大きいときに前記ＤＣ／ＤＣコン
バータを作動させて、前記バッテリからの直流電圧を前
記ＤＣ／ＤＣコンバータにて昇圧して供給するようにし
たことを特徴とする請求項１に記載のインバータ式発電
機。 - 【請求項３】 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、全波整流
回路の直後の直流電圧が所定電圧以下まで低下したとき
に負荷が大きいときと判断して作動し、又、当該所定電
圧より大きい状態では、不作動となるように設定されて
いることを特徴とする請求項２に記載のインバータ式発
電機。 - 【請求項４】 出力電流を検出することにより、誘導負
荷起動時の過負荷電流を検出し、負荷が大きいときを判
断して前記ＤＣ／ＤＣコンバータを作動させるように設
定されていることを特徴とする請求項２に記載のインバ
ータ式発電機。 - 【請求項５】 前記バッテリは前記エンジンの始動用モ
ータのバッテリであることを特徴とする請求項１乃至４
の何れか一つに記載のインバータ式発電機。 - 【請求項６】 前記バッテリは前記発電体の一部に設け
られたバッテリ充電コイルに接続されていることを特徴
とする請求項５に記載のインバータ式発電機。 - 【請求項７】 前記ＤＣ／ＡＣ変換部の制御は、外部負
荷電流が定格電流値より大きくなると、出力電圧が徐々
に低下するように設定された第１垂下特性と、該第１垂
下特性より大きな出力電圧が得られる第２垂下特性との
マップを備え、該第１垂下特性に基づいて制御している
ときに、過負荷を検出した時に第２垂下特性に移行して
制御するように構成されたことを特徴とする請求項１乃
至６の何れか一つに記載のインバータ式発電機。 - 【請求項８】 前記第２垂下特性に移行して制御する時
間は数秒に設定され、当該数秒後に前記第１垂下特性に
復帰して制御が行われるように構成したことを特徴とす
る請求項７に記載のインバータ式発電機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002083857A JP4082657B2 (ja) | 2001-07-19 | 2002-03-25 | インバータ式発電機 |
| US10/198,205 US6819007B2 (en) | 2001-07-19 | 2002-07-17 | Inverter type generator |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-220119 | 2001-07-19 | ||
| JP2001220119 | 2001-07-19 | ||
| JP2002083857A JP4082657B2 (ja) | 2001-07-19 | 2002-03-25 | インバータ式発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003102200A true JP2003102200A (ja) | 2003-04-04 |
| JP4082657B2 JP4082657B2 (ja) | 2008-04-30 |
Family
ID=26619037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002083857A Expired - Fee Related JP4082657B2 (ja) | 2001-07-19 | 2002-03-25 | インバータ式発電機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6819007B2 (ja) |
| JP (1) | JP4082657B2 (ja) |
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