JPH05292759A - Engine generator - Google Patents
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- JPH05292759A JPH05292759A JP4092555A JP9255592A JPH05292759A JP H05292759 A JPH05292759 A JP H05292759A JP 4092555 A JP4092555 A JP 4092555A JP 9255592 A JP9255592 A JP 9255592A JP H05292759 A JPH05292759 A JP H05292759A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンに連結された
交流発電機、順変換部と電解コンデンサおよび逆変換部
を有する電力変換装置、エンジン始動用バッテリを備
え、エンジン始動時、上記バッテリを電源として上記順
変換部をインバータ運転するとともにそのインバータ出
力により上記交流発電機を電動機運転するエンジン式発
電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises an AC generator connected to an engine, a power converter having a forward converter, an electrolytic capacitor and a reverse converter, and an engine starting battery. The present invention relates to an engine-type power generator that drives the forward conversion unit as a power source with an inverter and drives the alternating-current generator with a motor by the output of the inverter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は、従来の可搬タイプのエンジン式
発電装置の構成を示したものである。同図において、１
は燃料タンク、２は燃料供給装置（インジェクタ）、３
はガスタービンエンジン（以下、単に、エンジンとい
う）Ｅ、４は磁石形の３相同期発電機（以下、単に、発
電機という）ＳＧ、５は電力変換装置、ＬｏとＣｏはフ
ィルタ回路を構成するリアクトルとコンデンサである。
電力変換装置５は順変換部６と電解コンデサ７および逆
変換部８を備えている。９ｕと９ｗは出力端子である。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows the structure of a conventional portable engine-type power generator. In the figure, 1
Is a fuel tank, 2 is a fuel supply device (injector), 3
Is a gas turbine engine (hereinafter, simply referred to as an engine) E, 4 is a magnet type three-phase synchronous generator (hereinafter, simply referred to as a generator) SG, 5 is a power converter, and Lo and Co constitute a filter circuit. A reactor and a condenser.
The power converter 5 includes a forward converter 6, an electrolytic capacitor 7, and a reverse converter 8. 9u and 9w are output terminals.
【０００３】順変換部６は、図５に示すように、ブリッ
ジ接続された６箇のトランジスタＱ1 〜Ｑ6 と、それぞ
れに逆並列接続されたダイオードＤ1 〜Ｄ6 を有してい
る。また、逆変換部８は、図５に示すように、ブリッジ
接続された４箇のトランジスタＴr1〜Ｔr4と、それぞれ
に逆並列接続されたダイオードＤ7 〜Ｄ10を有してい
る。２５は逆変換部８の制御回路の要部を示したもの
で、偏差増幅器２６、ＰＷＭ信号発生器２７、デッドタ
イム回路２８と２９、ベースドライバ３０〜３３を備え
ている。As shown in FIG. 5, the forward conversion section 6 has six transistors Q 1 to Q 6 which are bridge-connected and diodes D 1 to D 6 which are respectively connected in anti-parallel to each other. Further, as shown in FIG. 5, the inverse conversion unit 8 has four transistors T r1 to T r4 which are bridge-connected and diodes D 7 to D 10 which are respectively connected in anti-parallel to each other. Reference numeral 25 denotes a main part of a control circuit of the inverse conversion unit 8, which includes a deviation amplifier 26, a PWM signal generator 27, dead time circuits 28 and 29, and base drivers 30 to 33.
【０００４】１０は公称電圧１２ボルトもしくは２４ボ
ルトのエンジンスタータ用のバッテリであって、電力変
換装置５の直流回路の正極と負極の間に降圧回路（降圧
チョッパ回路）１１を介して接続されている。１２はチ
ョッパ素子、１４はダイオード、１３はリアクトルであ
る。ＳＷはスイッチである。Reference numeral 10 is a battery for an engine starter having a nominal voltage of 12 or 24 volts, which is connected between a positive electrode and a negative electrode of a DC circuit of the power converter 5 via a step-down circuit (step-down chopper circuit) 11. There is. 12 is a chopper element, 14 is a diode, and 13 is a reactor. SW is a switch.
【０００５】この装置において、エンジン３の始動にあ
たっては、スイッチＳＷを閉路し、逆変換部８を構成す
るトランジスタの１つとダイオードの１つおよびフィル
タ回路６のリアクトルＬｏを利用して昇圧回路を形成せ
しめ、バッテリ１０の電圧を昇圧するとともに順変換部
６のトランジスタＱ1 〜Ｑ6 を逆変換動作させて発電機
４を電動機運転する。In this apparatus, when the engine 3 is started, the switch SW is closed, and a booster circuit is formed by using one of the transistors and one of the diodes that form the inverse conversion unit 8 and the reactor Lo of the filter circuit 6. allowed, to operate the motor generator 4 is reversely converting operation the transistor Q 1 to Q 6 of the rectifier unit 6 as well as boosting the voltage of the battery 10.
【０００６】発電機４が所定速度に達すると、スイッチ
ＳＷを開路し、逆変換部８を駆動する。発電機４の発生
電圧Ｖｐは順変換部６のダイオードブリッジで直流に変
換されたのち、逆変換部８で所望の電圧／周波数の単相
交流に変換され、前記フィルタ回路を通して負荷に供給
される。なお、図６にトランジスタＴr1〜Ｔr4のＯＮ／
ＯＦＦシーケンスと逆変換部８の出力電圧ｖ0 を示す。When the generator 4 reaches a predetermined speed, the switch SW is opened to drive the inverse converter 8. The voltage Vp generated by the generator 4 is converted into direct current by the diode bridge of the forward conversion unit 6, then converted into single-phase alternating current of a desired voltage / frequency by the inverse conversion unit 8, and supplied to the load through the filter circuit. .. It should be noted that in FIG. 6, the transistors T r1 to T r4 are turned on / off.
The OFF sequence and the output voltage v 0 of the inverse conversion unit 8 are shown.
【０００７】また、バッテリ１０は、エンジン３の始動
が完了したのち、降圧チョッパ回路１１を作動させて充
電する。The battery 10 is charged by operating the step-down chopper circuit 11 after the start of the engine 3 is completed.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】この種の可搬タイプの
エンジン式発電装置は、可及的に低価格であることが要
求されるので、できるだけ部品点数を減らし、また安価
な部品を使用できるように設計努力を行なっている。Since this type of portable engine-type power generator is required to be as inexpensive as possible, the number of parts can be reduced as much as possible and inexpensive parts can be used. Are making design efforts.
【０００９】電力変換装置５の逆変換部８については、
従来、４箇のトランジスタＴr1〜Ｔr4と４箇のダイオー
ドＤ7 〜Ｄ10を使用する単相ブリッジ回路が当然のこと
として用いられてきたが、これらは高価であり、また、
そのベースドライバを基本的には４箇、ベース配線を８
本必要とする上、絶縁電源も３電位必要であるから、電
力変換装置５の全価格に占める割合が大きく、この逆変
換部８にかかるコストを下げることができれば、経済的
な発電装置とすることができる。Regarding the inverse converter 8 of the power converter 5,
Conventionally, a single-phase bridge circuit using four transistors T r1 to T r4 and four diodes D 7 to D 10 has been used as a matter of course, but these are expensive and
The base driver is basically 4 and the base wiring is 8
In addition to this requirement, the insulated power source also requires three potentials, so that it accounts for a large percentage of the total price of the power conversion device 5, and if the cost of the inverse conversion unit 8 can be reduced, it will be an economical power generation device. be able to.
【００１０】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、逆変換部とその周辺回路にかかるコストを従
来に比し低減することができるエンジン式発電装置をを
提供することを目的とする。The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide an engine-type power generation device capable of reducing the cost of the inverse conversion unit and its peripheral circuits as compared with the prior art. To do.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１では、エンジンに連結された交流発
電機、順変換部と電解コンデンサおよび逆変換部を有す
る電力変換装置、エンジン始動用バッテリを備え、エン
ジン始動時、上記バッテリを電源として上記順変換部を
インバータ運転するとともにそのインバータ出力により
上記交流発電機を電動機運転するエンジン式発電装置に
おいて、上記逆変換部は正側と負側の２箇のダイオード
と正側と負側の２箇の電解コンデンサからなるブリッジ
回路であり、上記２箇の電解コンデンサの中間点が上記
発電機の中性点に接続されている構成とした。To achieve the above object, the present invention provides, in claim 1, an AC generator connected to an engine, a power converter having a forward converter, an electrolytic capacitor, and a reverse converter, and an engine. In an engine-type power generation device that includes a starting battery and drives the forward conversion unit with an inverter using the battery as a power source and drives the AC generator with a motor as an electric motor when the engine is started, the reverse conversion unit has a positive side. A bridge circuit composed of two diodes on the negative side and two electrolytic capacitors on the positive side and the negative side, in which the midpoint of the two electrolytic capacitors is connected to the neutral point of the generator. did.
【００１２】請求項２では、逆変換部もしくは逆変換部
の電解コンデンサアームが、フルブリッジの逆変換部も
しくはトランジスタアームと置換可能または切換え可能
な配線構造とした。According to a second aspect of the present invention, there is provided a wiring structure in which the inverse conversion unit or the electrolytic capacitor arm of the inverse conversion unit can be replaced or switched to the full bridge inverse conversion unit or the transistor arm.
【００１３】[0013]
【作用】本発明では、逆変換部の１つのアームを電解コ
ンデンサのアームとしたことにより、使用するスイッチ
ング素子の個数が半減し、これに伴いベース回路等の周
辺回路も半減するIn the present invention, since one arm of the inverse conversion unit is the arm of the electrolytic capacitor, the number of switching elements used is halved, and the peripheral circuits such as the base circuit are halved accordingly.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を参照して説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】図１において、電力変換装置５の逆変換部
８Ａは、図８の逆変換部８のトランジスタＴr1とＴr3を
それぞれ電解コンデンサＣ１とＣ３に置き換えた回路構
成となっている。また、発電機４の中性点４Ｏは中性点
リード４１を通して引出され、このリード端は電解コン
デンサＣ１とＣ３との接続点ａに接続されている。３４
R 、３４S 、３４T はコンタクタである。In FIG. 1, the inverse converter 8A of the power converter 5 has a circuit configuration in which the transistors T r1 and T r3 of the inverse converter 8 of FIG. 8 are replaced with electrolytic capacitors C1 and C3, respectively. Further, the neutral point 4O of the generator 4 is drawn out through the neutral point lead 41, and the lead end is connected to the connection point a between the electrolytic capacitors C1 and C3. 34
R , 34 S , and 34 T are contactors.
【００１６】この構成において、発電機４が発生する電
圧Ｖｐは順変換部６で直流に変換され、この直流電圧
（２×Ｅ、例えば２００ボルトとする）が電解コンデン
サＣ１とＣ３の直列回路に印加され、電解コンデンサＣ
１とＣ３は共に電圧Ｅに充電される。In this structure, the voltage Vp generated by the generator 4 is converted into direct current by the forward converter 6, and this direct current voltage (2 × E, for example, 200 V) is applied to the series circuit of the electrolytic capacitors C1 and C3. Applied, electrolytic capacitor C
Both 1 and C3 are charged to voltage E.
【００１７】本実施例のトランジスタＴr2とトランジス
タＴr4とは、例えば図２の（Ａ）と（Ｂ）に示すＯＮ／
ＯＦＦシーケンスで制御され、逆変換部８のａ−ｂ間に
は図２の（Ｃ）に示す電圧ｖ0 が現れ、出力端子９ｕと
９ｗから図２の（Ｄ）に示す正弦波単相交流が取り出さ
れる。The transistor T r2 and the transistor T r4 of this embodiment are turned on / off as shown in FIGS. 2A and 2B, for example.
Controlled by the OFF sequence, the voltage v 0 shown in (C) of FIG. 2 appears between a and b of the inverse conversion unit 8, and the sinusoidal single-phase AC shown in (D) of FIG. 2 appears from the output terminals 9u and 9w. Is taken out.
【００１８】本実施例では、逆変換部８Ａのトランジス
タの個数が図４の逆変換部８の場合に比し、４箇から２
箇に低減し、これに伴い、ベースドライバの所要個数、
ベース配線の所要本数も半減し、制御信号系も１系統と
なる。また出力端子９ｗは中性点電位であるから安定電
位であり、絶縁電源も２電位で済むことになる。In this embodiment, the number of transistors in the inverse converter 8A is 4 to 2 as compared with the case of the inverse converter 8 in FIG.
The number of base drivers required,
The required number of base wirings is also halved, and the control signal system becomes one system. Further, since the output terminal 9w is at the neutral point potential, it is a stable potential, and the insulating power supply may be of two potentials.
【００１９】また、出力電圧・出力電流を前記従来のも
のと同一であると仮定した場合、電力変換装置５の電源
電圧は２倍となるので、順変換部６のダイオードの電流
容量が１／２で済むことになり、電流が１／２になる
と、電線径も細いものを使用することができ、コンタク
タ３４R 、３４S 、３４T の所要電流容量が低くて済
み、小形化できる。Further, assuming that the output voltage and the output current are the same as those of the conventional one, the power supply voltage of the power conversion device 5 is doubled, so that the current capacity of the diode of the forward conversion section 6 is 1 /. If the current is halved, the wire diameter can be reduced, and the required current capacity of the contactors 34 R , 34 S , and 34 T can be low, and the size can be reduced.
【００２０】また、出力端子９ｗは安定電位であるの
で、本発電装置の出力を例えばテレビの電源として利用
した場合、静電浮遊容量Ｃによるノイズの侵入を低減す
ることができる。Further, since the output terminal 9w has a stable potential, it is possible to reduce the intrusion of noise due to the electrostatic stray capacitance C when the output of the power generating device is used as a power source of a television, for example.
【００２１】また、図３に示すように、コンデンサ切離
し部３５とアームユニット接続部３６を設けて、電解コ
ンデンサＣ１とＣ３のアームユニットに代えてトランジ
スタＴr1とＴr3のアームユニットを接続可能にし、電解
コンデンサＣ１とＣ３のアームユニットは中性点４０Ｏ
から切り離すにようにしておけば、１００ボルト系から
２００ボルト系へ、またその逆に容易に切り換えること
ができる。また、フルブリッジの逆変換部を別に準備
し、逆変換部８Ａをフルブリッジの逆変換部と置換可能
にしても同様である。Further, as shown in FIG. 3, a capacitor separating portion 35 and an arm unit connecting portion 36 are provided so that the arm units of the transistors T r1 and T r3 can be connected in place of the arm units of the electrolytic capacitors C1 and C3. , The arm units of the electrolytic capacitors C1 and C3 have a neutral point of 40O.
It is possible to easily switch from the 100-volt system to the 200-volt system and vice versa by disconnecting from the system. The same applies to the case where a full-bridge inverse conversion unit is separately prepared and the inverse conversion unit 8A can be replaced with a full-bridge inverse conversion unit.
【００２２】なお、上記実施例は、順変換部６の６箇の
トランジスタをエンジン始動時に駆動するが、図７に示
すにように、エンジン始動用の逆変換器３７を別に設け
たものにも、本発明を実施することができる。図７にお
いて、３８はエンジン始動時に閉路されるスイッチ、３
９はバッテリ充電時に閉路されるスイッチ、４０は充電
抵抗、４１はダイオード整流器、４２はファン等の補機
である。In the above embodiment, the six transistors of the forward conversion unit 6 are driven at the time of starting the engine. However, as shown in FIG. 7, a reverse converter 37 for starting the engine may be separately provided. The present invention can be implemented. In FIG. 7, reference numeral 38 denotes a switch which is closed when the engine is started, and 3
Reference numeral 9 is a switch that is closed when the battery is charged, 40 is a charging resistor, 41 is a diode rectifier, and 42 is an auxiliary machine such as a fan.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、逆変換部の
１つのアームを電解コンデンサのアームとしたことによ
り、使用するスイッチング素子の個数が半減するので、
これに伴いベース回路等の周辺回路も半減するから、電
力変換装置の大幅なコストダウンおよび周辺回路のコン
パクト化を実現することができ、発電装置全体の価格低
減を実現することができる。As described above, according to the present invention, the number of switching elements to be used is halved by using one arm of the inverse converter as the arm of the electrolytic capacitor.
Along with this, the peripheral circuits such as the base circuit are also halved, so that the cost of the power converter can be significantly reduced and the peripheral circuits can be made compact, and the price of the entire power generator can be reduced.
【図１】本発明の実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】上記実施例の動作を説明するための逆変換部の
動作波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of an inverse conversion unit for explaining the operation of the above embodiment.
【図３】本発明の他の実施例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
【図４】従来のエンジン式発電装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional engine-type power generator.
【図５】上記従来のエンジン式発電装置における電力変
換装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a power conversion device in the conventional engine-type power generation device.
【図６】上記従来のエンジン式発電装置における電力変
換装置逆変換部の動作波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms of a power converter inverse converter in the conventional engine-type power generator.
【図７】従来のエンジン式発電装置の他の例を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing another example of a conventional engine-type power generator.
１ 燃料タンク ２ 燃料補給装置 ３ ガスタービンエンジン ４ 発電機 ５ 電力変換装置 ６ 順変換部 ７ 電解コンデンサ ８Ａ 逆変換部 １０ バッテリ ４１ 中性点リード Ｔr2、Ｔr4 トランジスタ Ｃ１、Ｃ３ 電解コンデンサ1 Fuel Tank 2 Refueling Device 3 Gas Turbine Engine 4 Generator 5 Power Converter 6 Forward Converter 7 Electrolytic Capacitor 8A Reverse Converter 10 Battery 41 Neutral Lead T r2 , T r4 Transistor C1, C3 Electrolytic Capacitor
Claims (2)
換部を有する電力変換装置、エンジン始動用バッテリを
備え、エンジン始動時、上記バッテリを電源として上記
交流発電機を電動機運転するエンジン式発電装置におい
て、上記逆変換部は正側と負側の２箇のスイッチング素
子と正側と負側の２箇の電解コンデンサからなるブリッ
ジ回路であり、上記２箇の電解コンデンサの中間点が上
記発電機の中性点に接続されていることを特徴とするエ
ンジン式発電装置。1. An engine-type power generator comprising an AC generator connected to an engine, a power converter having an inverse converter, and an engine starting battery, wherein the battery is used as a power source to drive the AC generator as a motor when the engine is started. In the device, the inverse conversion unit is a bridge circuit composed of two switching elements on the positive side and the negative side and two electrolytic capacitors on the positive side and the negative side, and the intermediate point of the two electrolytic capacitors is the power generation. An engine generator that is connected to the neutral point of the machine.
ンサアームが、フルブリッジの逆変換部もしくはトラン
ジスタアームと置換可能または切換え可能な配線構造と
なっていることを特徴とする請求項１記載のエンジン式
発電装置。2. The wiring structure in which the inverse conversion unit or the electrolytic capacitor arm of the inverse conversion unit is replaceable or switchable with the inverse conversion unit or transistor arm of the full bridge. Engine type power generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4092555A JPH05292759A (en) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Engine generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4092555A JPH05292759A (en) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Engine generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05292759A true JPH05292759A (en) | 1993-11-05 |
Family
ID=14057661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4092555A Pending JPH05292759A (en) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Engine generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05292759A (en) |
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-
1992
- 1992-04-13 JP JP4092555A patent/JPH05292759A/en active Pending
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