JPH084368B2 - Inverter generator - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、交流発電機の出力を整流したうえで、イン
バータにより所定周波数の交流出力を生じさせるように
したインバータ式発電機に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inverter generator that rectifies the output of an AC generator and then causes an AC output of a predetermined frequency to be generated by an inverter.

従来技術 一般に、例えば小形のガソリンエンジンと同期交流発
電機とを組み合せて商用周波数の交流電力を得るように
したレジャー用、屋外工事用などの電源または非常用電
源として広く用いられている可搬形もしくは携帯用のエ
ンジン発電機にあっては、その出力周波数ｆとエンジン
回転数ｎとの関係がｎ＝120f/p（ｐは発電機の磁極数）
となって、例えば２極機の場合には5Hz（または60Hz）
の交流出力を得るためにはエンジン回転数を3000rpm
（または3600rpm）に維持させるようにする必要がある
が、エンジンの回転数が比較的低くて運転効率が余りよ
くなく、また所定の出力を得るためには発電機を大形化
せざるを得ないものになっている。さらに、発電機の出
力周波数がエンジンの回転数に依存するものであるの
で、負荷変動，脈動などによって変動しやすいエンジン
回転数によって発電機の出力周波数を一定に保持させる
ことがむずかしいものになっている。2. Description of the Related Art Generally, for example, a portable type that is widely used as a power source for leisure, outdoor construction, etc. or an emergency power source that combines a small gasoline engine and a synchronous AC generator to obtain AC power at a commercial frequency. In a portable engine generator, the relationship between its output frequency f and engine speed n is n = 120f / p (p is the number of magnetic poles of the generator)
For example, 5Hz (or 60Hz) in the case of a bipolar machine
To obtain the AC output of, the engine speed is 3000 rpm
(Or 3600 rpm) should be maintained, but the engine speed is relatively low and the operating efficiency is not very good, and in order to obtain the prescribed output, the generator must be upsized. It's not there. Furthermore, since the output frequency of the generator depends on the engine speed, it becomes difficult to keep the output frequency of the generator constant by the engine speed, which is easily changed by load fluctuations and pulsations. There is.

そのため最近のエンジン発電機としては、エンジン回
転数を上げることにより運転効率を高めるとともに発電
機の小形化を図り、また発電機の出力周波数の安定化を
図るべく、発電機の出力をいったん整流したのちにイン
バータを用いてエンジン回転数とはかかわりのない任意
の周波数をもった交流出力を生じさせるようにしたイン
バータ式発電機が開発されている（実開昭59−132398号
公報または特開昭60−82098号公報参照）。Therefore, as a recent engine generator, the output of the generator was once rectified in order to improve the operating efficiency by increasing the engine speed, downsize the generator, and stabilize the output frequency of the generator. Later, an inverter-type generator was developed, which uses an inverter to generate an AC output having an arbitrary frequency irrespective of the engine speed (Japanese Utility Model Publication No. Sho 59-132398 or Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 63-132398). 60-82098 gazette).

このようなインバータ式発電機では、出力段のインバ
ータがパワートランジスタなどの半導体スイッチング素
子で構成されている場合にはそれを過電流から保護する
過電流保護回路を設けることが望ましく、通常、インバ
ータに流れる電流を検出してそれが所定値以上になった
ときにインバータ動作を停止させて過電流保護を行なわ
せるようにしている。In such an inverter type generator, when the output stage inverter is composed of semiconductor switching elements such as power transistors, it is desirable to provide an overcurrent protection circuit to protect it from overcurrent. The flowing current is detected, and when it exceeds a predetermined value, the inverter operation is stopped to perform overcurrent protection.

このようなインバータ式発電機にあっては、インバー
タの入力側の電圧が発電機の過回転あるいは電圧制御系
統の故障などによって異常に上昇すると、インバータに
おける各半導体スイッチング素子の耐圧負担が増大して
それが最終的に破壊されたり、負荷へ悪影響を与えたり
するおそれを生ずる場合があり得る。In such an inverter type generator, if the voltage on the input side of the inverter rises abnormally due to over rotation of the generator or failure of the voltage control system, the withstand voltage burden on each semiconductor switching element in the inverter increases. There is a possibility that it may be eventually destroyed or the load may be adversely affected.

また特にインバータの商用出力が商用電源に接続され
た際、あるいは他の発電機と並列運転された際、インバ
ータにおける各半導体スイッチング素子の過電流保護を
より有効に行なわせるべく、その各半導体スイッチング
素子に並列にそれぞれフライホール用のダイオードが接
続され、またインバータの出力側に限流用のリアクトル
が設けられている場合に、逆に、逆相時に各半導体スイ
ッチング素子に大電流が流れる。そのとき過電流検出が
なされて各半導体スイッチング素子がチョッパ制御され
ることになるが、そのときリアクトルに流れる電流は半
導体スイッチング素子のオン時にインバータ出力電圧と
商用電源電圧との和で加速されるために立上りが速く、
オン時間が短くなるが、オフ時にはその電圧差のみで減
衰するために各フライホイール用のダイオードを通して
出力側からインバータ側へ流れ込む逆流時間が長くな
り、インバータの出力電流よりも逆流電流が多くなって
インバータの入力側の電圧が上昇して、各半導体スイッ
チング素子に高電圧がかかってそれが破壊されてしまう
おそれを生ずる場合があり得る。Further, in particular, when the commercial output of the inverter is connected to a commercial power source or is operated in parallel with another generator, in order to more effectively perform overcurrent protection of each semiconductor switching element in the inverter, each semiconductor switching element When a diode for a flyhole is connected in parallel with each other and a reactor for current limiting is provided on the output side of the inverter, conversely, a large current flows through each semiconductor switching element during the reverse phase. At that time, overcurrent detection is performed and each semiconductor switching element is chopper-controlled, but at that time the current flowing in the reactor is accelerated by the sum of the inverter output voltage and the commercial power supply voltage when the semiconductor switching element is on. Rises quickly,
Although the on-time is shortened, when it is off, it is attenuated only by the voltage difference, so the backflow time that flows from the output side to the inverter side through the diodes for each flywheel becomes longer, and the backflow current becomes larger than the output current of the inverter. There is a possibility that the voltage on the input side of the inverter rises, a high voltage is applied to each semiconductor switching element, and it may be destroyed.

目的 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、インバ
ータの入力側の電圧が異常に上昇したときにはそれが正
常に復帰するまでインバータ動作を強制的に停止して、
インバータにおける各半導体スイッチング素子の破壊を
防ぐとともに、負荷へ悪影響を及ぼすことがないように
したインバータ式発電機を提供するものである。The present invention has been made in consideration of the above points, and when the voltage on the input side of the inverter rises abnormally, the inverter operation is forcibly stopped until it returns to normal,
It is an object of the present invention to provide an inverter-type generator that prevents damage to each semiconductor switching element in an inverter and that does not adversely affect a load.

構成 本発明はその目的達成のため、交流発電機の出力を整
流し、その整流出力をインバータに与えて所定周波数の
交流出力を生じさせるインバータ式発電機において、イ
ンバータの通電電流の検出値と予め設定された基準値と
を比較してインバータが過電流状態であるか否かを検出
する手段と、過電流状態検出時にインバータの駆動信号
を停止させる手段と、インバータの入力側の電圧が規定
値以上に上昇したことを検出して、そのときのインバー
タの通電電流がみかけ上過電流として検出されるように
その電流検出値のレベルを切り換える手段とを設けるよ
うにしている。In order to achieve the object, the present invention is an inverter generator that rectifies the output of an AC generator and gives the rectified output to an inverter to generate an AC output of a predetermined frequency. Means to detect whether the inverter is in the overcurrent state by comparing with the set reference value, means to stop the drive signal of the inverter when the overcurrent state is detected, and the voltage on the input side of the inverter is the specified value. A means for switching the level of the current detection value is provided so as to detect that the current has risen and detect the current flowing through the inverter at that time as an apparent overcurrent.

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について
詳述する。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

図は、本発明によるインバータ式発電機の回路構成を
示してる。図中、１はエンジン等によって駆動される交
流発電機で、三相交流を出力する出力巻線L₁および制御
用の補助巻線L₂を有しており、出力巻線L₁の三相交流出
力はサイリスタブリッジからなる三相整流回路２によっ
て全波整流されたのち、平滑用のコンデンサC₁を通して
パワートランジスタQ₁〜Q₄により構成されたブリッジ形
のインバータ３に与えられる。インバータ３における各
パワートランジスタQ₁〜Q₄には、それぞれフライホイー
ル用のダイオードD₁〜D₄が設けられている。また補助巻
線L₂の単相交流出力は、整流回路４で整流されたのちに
定電圧回路５で安定化され、インバータ３を駆動する発
振器６および駆動トランジスタQ₅,Q₆からなるドライバ
７に与えられる。上記定電圧回路５の出力側には比較器
CMPを有した定電圧制御回路８が設けられており、発電
機出力電圧の変動を検知して三相整流回路２における各
サイリスタの導通角を制御し、その整流出力を一定の電
圧レベルに保持している。具体的には、三相整流回路２
の出力電圧を比較器CMPにて予め設定された基準電圧と
比較し、その出力電圧が設定電圧と等しくなるように各
サイリスタの導通角を制御する。ここで、上記のように
制御系統を主回路系統と別個に設けており、発電機１の
出力電圧が低下しても制御系統には支障がないようにな
っている。The figure shows the circuit configuration of an inverter generator according to the invention. In the figure, 1 is an AC generator driven by an engine or the like, has an auxiliary winding L ₂ of the output winding L ₁ and the control for outputting a three-phase alternating current, three-phase output winding L ₁ The AC output is full-wave rectified by a three-phase rectifier circuit 2 composed of a thyristor bridge, and then given to a bridge type inverter 3 composed of power transistors Q _{1 to} Q ₄ through a smoothing capacitor C ₁ . The power transistors Q _{1 to} Q ₄ in the inverter 3 are provided with flywheel diodes D _{1 to} D ₄ , respectively. The single-phase AC output of the auxiliary winding L ₂ is rectified by the rectifying circuit 4 and then stabilized by the constant voltage circuit 5, and the oscillator 7 that drives the inverter 3 and the driver 7 including the driving transistors Q ₅ and Q _{6 are used.} Given to. The output side of the constant voltage circuit 5 is a comparator
A constant voltage control circuit 8 having a CMP is provided to detect fluctuations in the generator output voltage, control the conduction angle of each thyristor in the three-phase rectifier circuit 2, and maintain the rectified output at a constant voltage level. are doing. Specifically, the three-phase rectifier circuit 2
The output voltage of is compared with a preset reference voltage by the comparator CMP, and the conduction angle of each thyristor is controlled so that the output voltage becomes equal to the set voltage. Here, the control system is provided separately from the main circuit system as described above, so that the control system is not hindered even if the output voltage of the generator 1 decreases.

このようなインバータ式発電機にあって、特に過電流
からインバータ３を保護する過電流保護回路９が設けら
れている。In such an inverter generator, an overcurrent protection circuit 9 that protects the inverter 3 from an overcurrent is provided.

インバータ３は、ドライバ７における駆動トランジス
タQ₅,Q₆からの駆動信号にしたがってその各パワートラ
ンジスタQ₁〜Q₄かスイッチング制御されて転流動作が行
なわれ、それにより入力された直流を所定周波数の交流
に変換して接続負荷LDに出力する。それらの各駆動トラ
ンジスタQ₅,Q₆は、例えば商用周波数でパルス信号が交
互に出される発振器６の各出力パルス列信号にそれぞれ
したがってオン，オフされる。その際、発振器６から出
力される２つのパルス列信号が、過電流保護回路９にお
ける演算増幅器OPA1の出力に応じてゲート制御されるよ
うになっている。すなわち、駆動トランジスタQ₅,Q₆の
各ベースはそれぞれ、オアゲートOR1,OR2の出力側と抵
抗R₁,R₂を介して接続され、各オアゲートOR1,OR2の一方
の入力側は発振器６に、他方の入力側は演算増幅器OPA1
に出力側とそれぞれ接続されている。また、インバータ
３に直流電流が供給される直流母線には電流検出用の抵
抗（分流器）R₃が介装されており、この抵抗R₃の両端が
それぞれ抵抗R₄,R₅を介して演算増幅器OPA1の反転入力
側（−）および非反転入力側（＋）と接続されている。
また、抵抗R₄,R₅と直列にそれぞれ抵抗R₆,R₇が接続され
ており、更に抵抗R₅とR₇の直列回路と並列にダイオード
D₅が接続され、これらの並列回路と直列にコンデンサC₅
が接続されている。The inverter 3 performs switching operation on each of the power transistors Q _{1 to} Q ₄ according to the drive signals from the drive transistors Q ₅ and Q ₆ in the driver 7 to perform commutation operation, and thereby the input direct current has a predetermined frequency. It is converted into alternating current and output to the connected load LD. The respective drive transistors Q ₅ and Q ₆ are turned on / off in accordance with the respective output pulse train signals of the oscillator 6 in which pulse signals are alternately output at the commercial frequency, for example. At that time, the two pulse train signals output from the oscillator 6 are gate-controlled according to the output of the operational amplifier OPA1 in the overcurrent protection circuit 9. That is, the bases of the drive transistors Q ₅ and Q ₆ are respectively connected to the output sides of the OR gates OR ₁ and OR ₂ through the resistors R ₁ and R _2, and one input side of each OR gate OR ₁ or OR ₂ is connected to the oscillator 6. The other input side is an operational amplifier OPA1
Are connected to the output side respectively. A resistance (shunt) R ₃ for current detection is provided on the DC bus to which the DC current is supplied to the inverter 3. Both ends of this resistance R ₃ are connected via resistances R ₄ and R ₅ , respectively. It is connected to the inverting input side (-) and the non-inverting input side (+) of the operational amplifier OPA1.
Also, resistors R ₆ and R ₇ are connected in series with resistors R ₄ and R ₅ , respectively, and a diode is connected in parallel with the series circuit of resistors R ₅ and R _7.
D ₅ is connected and capacitor C _{5 in} series with these parallel circuits.
Is connected.

また演算増幅過OPA2が演算増幅器OPA1とともに過電流
検出手段として設けられており、その反転入力側（−）
は抵抗R₈を介して抵抗R₃の後段側と接続され、非反転入
力側（＋）は前述した直流母線と抵抗R₉を介して接続さ
れている。さらに、これらの入力側と直流母線との間に
は、それぞれコンデンサC₂,C₃が介装されている。そし
て、上記抵抗R₈と直列に抵抗R₁₀が接続されており、こ
れらの抵抗R₈,R₁₀によって分圧された電圧が基準電圧値
として演算増幅器OPA2に入力される。Further, an operational amplifier over OPA2 is provided together with the operational amplifier OPA1 as overcurrent detecting means, and its inverting input side (-)
Is connected to via a resistor R ₈ subsequent stage of the resistor R _3, the non-inverting input (+) is connected via a resistor R ₉ and the DC bus as described above. Further, capacitors C ₂ and C ₃ are provided between these input side and the DC bus. Then, the resistor R ₈ and the resistor R ₁₀ are connected in series, a voltage divided by the resistors R _8, R ₁₀ are inputted to the operational amplifier OPA2 as the reference voltage value.

上記演算増幅器OPA2の出力側は抵抗R₁₁とコンデンサC
₄の直列回路が接続され、その接続点は演算増幅器OPA3
の非反転入力側（＋）に接続されるとともに、ダイオー
ドD₇を通して電源ラインと接続されている。この演算増
幅器OPA3の反転入力側（−）は上記直流母線と抵抗R₁₂
を介して接続され、抵抗R₁₂と直列して抵抗R₁₃が接続さ
れている。また、演算増幅器OPA3の出力側は、抵抗R₁₄
を介して演算増幅器OPA1の非反転入力側（＋）は接続さ
れており、さらに上記演算増幅器OPA2の非反転入力側
（＋）は演算増幅器OPA1の出力側と抵抗R₁₅を介して接
続される。The output side of the operational amplifier OPA2 is a resistor R ₁₁ and a capacitor C.
₄ series circuits are connected, and the connection point is the operational amplifier OPA3
It is connected to the non-inverting input side (+) and is connected to the power supply line through the diode D ₇ . Inverting input of the operational amplifier OPA3 (-) the resistance R ₁₂ between the DC bus
And the resistor R ₁₃ is connected in series with the resistor R ₁₂ . Further, the output side of the operational amplifier OPA3 has a resistor R ₁₄
The non-inverting input of the operational amplifier OPA1 through a (+) is connected, further non-inverting input of the operational amplifier OPA2 (+) is connected via the output side and the resistor R ₁₅ of operational amplifier OPA1 .

このように構成されたものにあっては、交流発電機１
の出力は、上述したように三相整流回路２で直流に変換
され、コンデンサC₁によって平滑された後、インバータ
３に入力される。そして、このインバータ３がドライバ
７における駆動トランジスタQ₅,Q₆を介して与えられる
駆動信号にしたがって転流動作することにより、直流入
力が所定周波数の交流に変換されて出力される。その
際、駆動トランジスタQ₅,Q₆は発振器６の出力パルス列
信号によってオン，オフを交互に繰り返し、これととも
にインバータ３の各パワートランジスタQ₁〜Q₄がスイッ
チング制御され、所望の周波数による交流出力が得られ
る。また、インバータ３に流れる電流Iaは抵抗R₃の両端
の電圧降下となってあらわれ、この電圧値が設定値を越
えた時、つまりインバータ３に流れる電流値が設定値を
越えた時には過電流状態と判別され、直ちに演算増幅器
OPA1からの信号によりインバータ３への駆動信号がコン
デンサC₅の充電タイマによる所定時間のみ停止され、イ
ンバータ３が保護される。In the case of such a configuration, the AC generator 1
As described above, the output of is converted into direct current by the three-phase rectifier circuit 2, smoothed by the capacitor C ₁ , and then input to the inverter 3. Then, the inverter 3 commutates in accordance with the drive signal given through the drive transistors Q ₅ and Q ₆ in the driver 7, so that the DC input is converted into AC of a predetermined frequency and output. At that time, the drive transistors Q ₅ and Q ₆ are alternately turned on and off repeatedly by the output pulse train signal of the oscillator 6, and the power transistors Q _{1 to} Q _{4 of the} inverter 3 are switching-controlled at the same time, and the AC output at a desired frequency is output. Is obtained. Further, the current Ia flowing through the inverter 3 appears as a voltage drop across the resistor R ₃ , and when this voltage value exceeds the set value, that is, when the current value flowing through the inverter 3 exceeds the set value, an overcurrent state occurs. Immediately, the operational amplifier
The drive signal to the inverter 3 is stopped by the signal from OPA1 only for a predetermined time by the charging timer for the capacitor C ₅ , and the inverter 3 is protected.

その際、演算増幅器OPA2は演算増幅器OPA1とともにイ
ンバータ３の過電流状態を検出するが、演算増幅器OPA1
がインバータ３の通電電流の立ち上りに即応して尖頭値
を検出するのに対して、演算増幅器OPA2はコンデンサC₂
で平均化された通電電流の平均値を検出している。そし
て、各演算増幅器OPA1,OPA2は各々の検出値（電圧値）
を基準値（抵抗R₄,R₆および抵抗R₈,R₁₀で分圧された電
圧値）と比較し、検出値が設定値を越えていれば過電流
状態と判別する。この過電流状態が検出されと、上述し
たように何れの場合でも演算増幅器OPA1からの出力によ
りインバータ３が停止する。すなわち、負荷LDへの出力
電流が増加すると抵抗R₃を流れる電流Iaも増加し、この
電流値が所定値を越えると演算増幅器OPA1の出力が反転
してハイレベル信号となり、それによりオアゲートOR1,
OR2の出力が継続してハイレベルとなってドライバ７に
おける駆動トランジスタQ₅,Q₆がともにオフとなる。こ
のときコンデンサC₅およびダイオードD₅が演算増幅器OP
A1の出力側に接続されているので、尖頭電流が過電流と
なって出力が停止した場合には、所定時間（コンデンサ
C₅の充電時間）後にはインバータ動作が再開される。こ
のため、接続負荷がモータ，白熱ランプなどの突入電流
の大きいものであっても確実に始動させることができ
る。また演算増幅器OPA2の出力側に抵抗R₁₁,コンデンサ
C₄を接続してあるので、平均電流が過電流となってもイ
ンバータ動作は直ちに停止されることはなく、上記抵抗
R₁₁とコンデンサC₄の時定数によって決定される時間の
間、インバータ動作は継続され、コンデンサC₄による充
電タイマ時間後に停止される。そしてこの停止状態はOP
A2→OPA3→OPA1→OPA2の閉ループによって継続されるた
め自動復帰することができず、あたかもノーヒューズブ
レーカ的な機能を発揮する。さらに、尖頭電流が過電流
となって演算増幅器OPA1の出力によりインバータ動作が
所定時間のみ停止される場合において、この演算増幅器
OPA1の出力信号は抵抗R₁₅を介して演算増幅器OPA2の非
反転入力端子へ入力され、コンデンサC₃に蓄積される。
したがって尖頭電流の存在を示す演算増幅器OPA1からの
出力信号によるコンデンサC₃の充電蓄積量が多くなる
と、平均電流の過電流状態のいかんにかかわらず、演算
増幅器OPA2を動作させ、平均電流が過電流状態であると
同様に、インバータ動作を自動復帰できないように停止
させる。At that time, the operational amplifier OPA2 detects the overcurrent state of the inverter 3 together with the operational amplifier OPA1.
Detects the peak value in response to the rise of the current flowing through the inverter 3, whereas the operational amplifier OPA2 uses the capacitor C ₂
The average value of the energizing current averaged in is detected. Then, the operational amplifiers OPA1 and OPA2 have their respective detection values (voltage values).
Is compared with a reference value (voltage value divided by resistors R ₄ , R ₆ and resistors R ₈ , R ₁₀ ), and if the detected value exceeds the set value, it is determined as an overcurrent state. When this overcurrent state is detected, the inverter 3 is stopped by the output from the operational amplifier OPA1 in any case as described above. That is, when the output current to the load LD increases, the current Ia flowing through the resistor R ₃ also increases, and when this current value exceeds a predetermined value, the output of the operational amplifier OPA1 is inverted to become a high level signal, whereby the OR gate OR1,
Driving transistor Q ₅ in the driver 7 becomes the high level output is continuously in OR @ 2, Q ₆ are both turned off. At this time, the capacitor C ₅ and the diode D ₅ are connected to the operational amplifier OP.
Since it is connected to the output side of A1, if the peak current exceeds the current and the output is stopped,
After C ₅ charging time), the inverter operation is restarted. Therefore, even if the connected load is a motor, an incandescent lamp, or the like having a large inrush current, it can be reliably started. In addition, a resistor R ₁₁ and a capacitor are provided on the output side of the operational amplifier OPA2.
Since the C ₄ is connected, inverter operation even if the average current becomes an overcurrent is not possible to immediately stopped, the resistance
Inverter operation continues for a period of time determined by the time constant of R ₁₁ and capacitor C ₄ , and is stopped after the time of the charge timer by capacitor C ₄ . And this stopped state is OP
Since it is continued by the closed loop of A2 → OPA3 → OPA1 → OPA2, it cannot automatically recover, and it functions as if it were a no-fuse breaker. Furthermore, when the peak current becomes an overcurrent and the output of the operational amplifier OPA1 stops the inverter operation for a predetermined time, this operational amplifier OPA1
The output signal of OPA1 is inputted through a resistor R ₁₅ to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OPA2, it is stored in the capacitor C _3.
Therefore becomes much charge storage amount of the capacitor C ₃ by the output signal from the operational amplifier OPA1 indicating the presence of a peak current, regardless of the overcurrent state of the average current to operate the operational amplifier OPA2, the average current over As in the current state, the inverter operation is stopped so that it cannot be automatically restored.

また、インバータ３の出力側にはリアクトルＬが設け
られており、特に水銀灯などの進相負荷投入時に瞬時流
れる立上りの急峻な過大な突入電流を限流して、過電流
保護が確実に行なわれるようにしている。Further, a reactor L is provided on the output side of the inverter 3 so that an overcurrent protection can be surely performed by limiting a steep and excessively large inrush current that instantaneously flows when a leading load such as a mercury lamp is applied. I have to.

本発明では、このような過電流保護回路９において、
特に、インバータ３の入力側の電圧が規定値以上に上昇
したことを検出して、そのときのインバータ３の通電電
流がみかけ上過電流として検出されるようにその検出電
流のレベルを切り換える手段を設け、インバータ３の入
力側の電圧が異常に上昇したときに過電流保護回路９に
おいて過電流検出状態を強制的に作り出してインバータ
３の動作を停止させ、その入力側の電圧が規定値を下ま
わるように正常に復帰したときにインバータ３の動作を
再開させるようにしている。In the present invention, in such an overcurrent protection circuit 9,
In particular, a means for detecting that the voltage on the input side of the inverter 3 has risen above a specified value and switching the level of the detected current so that the energizing current of the inverter 3 at that time is detected as an apparent overcurrent is provided. When the voltage on the input side of the inverter 3 rises abnormally, the overcurrent protection circuit 9 forcibly creates an overcurrent detection state to stop the operation of the inverter 3 and the voltage on the input side falls below a specified value. The operation of the inverter 3 is restarted when it returns to normal so as to rotate.

その手段として、具体的には、インバータ３の入力側
の電圧を検出する分圧抵抗R₁₆,R₁₇およびその分圧点の
電位状態にしたがってオン，オフされるトランジスタQ₇
からなる回路を設け、インバータ３の入力側の電圧が異
常に上昇したときの分圧点の電位によってトランジスタ
Q₇をオンさせ、そのオン状態にあるトランジスタQ₇を介
して演算増幅器OPA1の過電流検出入力側である反転入力
側（−）の抵抗R₄を短絡させるようにしている。As the means, specifically, the voltage dividing resistors R ₁₆ and R ₁₇ for detecting the voltage on the input side of the inverter 3 and the transistor Q ₇ which is turned on and off according to the potential state of the voltage dividing point.
Is provided, and the potential of the voltage dividing point when the voltage on the input side of the inverter 3 rises abnormally
The Q ₇ is turned on, an overcurrent detection input is the inverting input of the operational amplifier OPA1 through the transistor Q ₇ is in its ON state - so that shorting the resistor R ₄ in ().

このようなものにあって、前述したように三相整流回
路２におけるサイリスタの熱暴走や電圧制御系統の故障
などによってインバータ３の入力側の電圧が異常に上昇
して、その入力側のコンデンサC₁の両端電圧Vcが規定値
（例えば正常電圧値の120％の値）を越えると、そのと
き分圧抵抗R₁₆,R₁₇の分圧点の電位にしたがってトラン
ジスタQ₇がオン状態となる。すなわち、Vcが高くなると
抵抗R₁₆と抵抗R₁₇との分圧により抵抗R₁₆の両端電圧が
高くなり、抵抗R₁₆と抵抗R₆とはプラス側を共通にして
いることからトランジスタQ₇のベース電位が低下してそ
れがオン状態になる。それにより抵抗R₄を短絡して、そ
れまで分圧抵抗R₄,R₆の分圧点の電位が加わっていた演
算増幅器OPA1の反転入力側（−）の電位を低下させる。In such a case, as described above, the voltage on the input side of the inverter 3 abnormally rises due to the thermal runaway of the thyristor in the three-phase rectifier circuit 2, the failure of the voltage control system, etc. _When the voltage Vc across ₁ exceeds a specified value (for example, a value of 120% of the normal voltage value), the transistor Q ₇ is turned on according to the potential at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors R ₁₆ and R ₁₇ . That is, when Vc becomes higher, the voltage across resistor R ₁₆ becomes higher due to the voltage division between resistor R ₁₆ and resistor R ₁₇ , and since the positive sides of resistor R ₁₆ and resistor R ₆ are in common, transistor Q ₇ The base potential drops and it turns on. As a result, the resistor R ₄ is short-circuited, and the potential on the inverting input side (−) of the operational amplifier OPA1 to which the potential at the voltage dividing point of the voltage dividing resistors R ₄ and R ₆ has been applied is reduced.

インバータ３の入力側の電圧がさらに上昇すると、ト
ランジスタQ₇のベース・エミッタ間およびコレクタ・ベ
ース間がダイオードの役目を果し、演算増幅器OPA1の反
転入力側（−）を０ボルトにする。したがって、過電流
保護回路９において、わずかなインバータ３の通電電流
で過電流検出によるインバータ３の動作停止の制御がな
されることになる。When the voltage on the input side of the inverter 3 further rises, the base and emitter and the collector and base of the transistor Q ₇ act as diodes, and the inverting input side (-) of the operational amplifier OPA1 becomes 0 volt. Therefore, in the overcurrent protection circuit 9, the operation stop of the inverter 3 is controlled by detecting the overcurrent with a small current flowing through the inverter 3.

またこのとき、C₅,R₇,R₅の回路によって演算増幅器OP
A1の非反転入力側（＋）に正帰還がかかり、この非反転
入力側（＋）が０ボルトに落ちるまでのあいだ演算増幅
器OPA1の出力がハイレベルとなって、ドライバ７からイ
ンバータ３に駆動信号が与えられないようにしてインバ
ータ３の動作を停止させる。そのあいだの時間は理論上
に無限大となるため、インバータ３の入力側の電圧が異
常に高い限りは事実上の出力停止状態となる。At this time, the operational amplifier OP is changed by the circuit of C ₅ , R ₇ , and R _5.
Positive feedback is applied to the non-inverting input side (+) of A1 and the output of the operational amplifier OPA1 becomes high level until the non-inverting input side (+) drops to 0 volt, and the driver 7 drives the inverter 3 The operation of the inverter 3 is stopped so that no signal is given. Since the time between them is theoretically infinite, as long as the voltage on the input side of the inverter 3 is abnormally high, the output is virtually stopped.

過電流検出は、電流検出用の抵抗R₃の両端電圧を演算
増幅器OPA1によって検出することによって行なわれ、そ
の演算増幅器OPA1における非反転入力側（＋）が０ボル
トで基準となり、その反転入力側（−）が０ボルトにな
ると過電流としてインバータ３の動作が停止されるの
で、抵抗R₁₆,R₁₇およびトランジスタQ₇の回路が機能す
るときのコンデンサＣの両端電圧Vcの条件としては、次
式のようになる。The overcurrent detection is performed by detecting the voltage across the resistor R ₃ for current detection by the operational amplifier OPA1, and the non-inverting input side (+) of the operational amplifier OPA1 serves as a reference at 0 V, and its inverting input side. Since the operation of the inverter 3 is stopped as an overcurrent when (−) becomes 0 volt, the condition of the voltage Vc across the capacitor C when the circuits of the resistors R ₁₆ and R ₁₇ and the transistor Q ₇ function is as follows. It becomes like a formula.

Vc＞（R₁₇/R₁₆）Vreg ＋｛（R₁₆＋R₁₇）/R₁₆｝V_BE …（１） ここで、Vregは定電圧制御回路８の出力電圧であり、
またV_BEはトランジスタＱのベース・エミッタ間の順方
向電圧である。Vc> (R ₁₇ / R ₁₆ ) Vreg + {(R ₁₆ + R ₁₇ ) / R ₁₆ } V _BE (1) where Vreg is the output voltage of the constant voltage control circuit 8,
V _BE is the forward voltage between the base and emitter of the transistor Q.

また過電流制御が零となり、事実上インバータ３が完
全に出力停止状態となるときのコンデンサC₁の両端電圧
Vcの条件としては、次式のようになる。Moreover, the voltage across the capacitor C ₁ when the overcurrent control becomes zero and the output of the inverter 3 is practically completely stopped.
The condition of Vc is as follows.

Vc＞｛（R₁₇/R₁₆）＋（R₁₇/R₆）Vreg ＋｛（R₁₆＋R₁₇）/R₁₆｝V_BE …（２） コンデンサＣの両端電圧Vcが（１）式の領域にあって
も演算増幅器OPA1の反転入力側（−）がトランジスタQ₇
のコレクタ・エミッタ間の飽和電圧となり、それがほぼ
零であるために（１）式の条件が満足された段階でイン
バータ３が出力停止状態となる。Vc> {(R ₁₇ / R ₁₆ ) + (R ₁₇ / R ₆ ) Vreg + {(R ₁₆ + R ₁₇ ) / R ₁₆ } V _BE (2) The voltage Vc across capacitor C is in the region of formula (1) However, the inverting input side (-) of the operational amplifier OPA1 is a transistor Q ₇
The saturation voltage between the collector and the emitter of the inverter is 0, and since it is almost zero, the output of the inverter 3 is stopped when the condition of the equation (1) is satisfied.

このように本発明によるインバータ式発電機によれ
ば、インバータ３の各パワートランジスタQ₁〜Q₄を過電
流から保護する過電流保護回路９中に分圧抵抗R₁₆,R₁₇
およびトランジスタQ₇からなる簡単な回路を追加するだ
け、交流発電機１の過回転や電圧制御系統の故障などの
内部要因や、他電源との並列使用などによってコンデン
サC₁の両端電圧Vcが高くなってインバータ３の入力側の
電圧が異常に上昇した場合、その電圧上昇が規定値を越
えた時点でトランジスタQ₇がオンすることによりインバ
ータ３の過電流検出レベルを切り換えて、過電流保護回
路９において強制的に過電流検出状態を作り出してイン
バータ３を動作停止状態とし、インバータ３の動作停止
によりコンデンサC₁の両端電圧がさらに上昇してインバ
ータ３を完全に動作停止状態に保持させることができ
る。As described above, according to the inverter type generator of the present invention, the voltage dividing resistors R ₁₆ and R ₁₇ are provided in the overcurrent protection circuit 9 that protects the power transistors Q _{1 to} Q ₄ of the inverter 3 from overcurrent.
And merely adding a simple circuit consisting of transistors Q _7, the or internal factors such as overspeed and voltage control system failure AC generator 1, a high voltage Vc across the capacitor C ₁ is such as by the parallel use with other power supply If the voltage on the input side of the inverter 3 rises abnormally, the transistor Q ₇ is turned on when the voltage rise exceeds a specified value, and the overcurrent detection level of the inverter 3 is switched, and the overcurrent protection circuit It is possible to forcibly create an overcurrent detection state in 9 to put the inverter 3 into the inoperative state, and by stopping the operation of the inverter 3, the voltage across the capacitor C ₁ further rises to keep the inverter 3 in the inactive state. it can.

したがって、本機の故障時に負荷へ悪影響を及ぼすよ
うなことが防止される。Therefore, it is possible to prevent the load from being adversely affected when the machine malfunctions.

インバータ３の入力側の電圧が異常に上昇したことを
検出する際の規定値は、レギュレータ電圧Vregと分圧抵
抗R₁₆,R₁₇の各値によってほぼ決定され、その設定を容
易になすことができる。The specified value for detecting the abnormal increase in the voltage on the input side of the inverter 3 is substantially determined by the regulator voltage Vreg and each value of the voltage dividing resistors R ₁₆ and R ₁₇ , and the setting can be facilitated. it can.

インバータ３の入力側の電圧が異常に上昇してインバ
ータ３が出力停止状態になっても、R₁₁,C₄の時定数で設
定された時間内であれば、その後インバータ３の入力側
の電圧が規定値以下になって正常に復帰すれば、トラン
ジスタQ₇がオフして過電流保護回路９が自動的にリセッ
ト状態になり、格別な操作を何ら必要とすることなく、
過電流保護回路９における通常動作によって過電流が検
出されない限りインバータ３が正常の動作状態に戻るこ
とになる。Even if the voltage on the input side of the inverter 3 rises abnormally and the output of the inverter 3 is stopped, if the voltage is within the time set by the time constant of R ₁₁ and C ₄ , then the voltage on the input side of the inverter 3 When the value returns below the specified value and returns to normal, the transistor Q ₇ turns off and the overcurrent protection circuit 9 automatically enters the reset state, without requiring any special operation.
Unless the overcurrent is detected by the normal operation of the overcurrent protection circuit 9, the inverter 3 returns to the normal operation state.

ただし、停止状態が長くなった場合にはエンジン停止
等による入力電源のしゃ断によってリセットする必要が
あり、このように構成することによりノーヒューズブレ
ーカ的な機能をもたせている。However, when the stopped state becomes long, it is necessary to reset it by cutting off the input power source due to engine stop or the like, and such a configuration provides a fuseless breaker function.

また、インバータ３の商用出力を商用電源に接続した
り、他の発電機と並列運転したりして逆相時にインバー
タの出力側から大電流が流れ込んでインバータ３の入力
側の電圧が異常に上昇した場合にも、前述と同様にして
過電流保護回路９において強制的に過電流検出状態を作
り出してインバータ３における各パワートランジスタQ₁
〜Q₄を全てオフ状態にするため、インバータ３の出力側
に設けられたリアクトルＬに流れる電流を増加させる要
因がなくなってインバータ３の入力側の電圧の異常上昇
が止まり、各パワートランジスタQ₁〜Q₄の耐圧負担を軽
減させることができるようになる。In addition, when the commercial output of the inverter 3 is connected to a commercial power source or operated in parallel with another generator, a large current flows from the output side of the inverter during reverse phase and the voltage on the input side of the inverter 3 rises abnormally. In this case, the overcurrent protection circuit 9 forcibly creates an overcurrent detection state in the same manner as described above, and each power transistor Q ₁ in the inverter 3 is
Since all of ~ Q ₄ are turned off, there is no factor that increases the current flowing through the reactor L provided on the output side of the inverter 3, and the abnormal increase of the voltage on the input side of the inverter 3 is stopped, and each power transistor Q ₁ ~ It will be possible to reduce the pressure burden of Q ₄ .

効果 以上、本発明によるインバータ式発電機にあっては、
交流発電機の出力を整流し、その整流出力をブリッジ形
のインバータに与えて所定周波数の交流出力を生じさせ
るようにしたものにおいて、前記ブリッジ形のインバー
タの各アームを構成するスイッチング素子に並列にそれ
ぞれフライホイール用のダイオードを接続し、前記イン
バータの出力側には限流用のリアクトルを設けるととも
に、前記インバータの通電電流の検出値と予め設定され
た基準値とを比較してインバータの通電電流が過電流状
態であるか否かを検出する手段と、過電流状態検出時に
インバータの駆動信号を停止させる手段と、インバータ
の入力側の直流電圧が規定値以上に上昇したことを検出
して、そのときのインバータの通電電流がみかけ上過電
流状態として検出されるように前記過電流検出の基準レ
ベルを切り換える手段とを設けるようにしたもので、イ
ンバータの入力側の電圧が異常に上昇した場合、その電
圧上昇が規定値を越えた時点で過電流検出状態を疑似的
に作り出し直ちにインバータを動作停止状態とすること
ができ、インバータを確実に保護することができるとと
もに、負荷へ悪影響を及ぼすことがないようにすること
ができるという優れた利点を有している。As described above, in the inverter type generator according to the present invention,
In the one in which the output of the AC generator is rectified and the rectified output is given to the bridge type inverter to generate the AC output of a predetermined frequency, in parallel with the switching elements constituting each arm of the bridge type inverter. Each is connected to a diode for a flywheel, and a reactor for current limiting is provided on the output side of the inverter, and the conduction current of the inverter is compared by comparing the detected value of the conduction current of the inverter with a preset reference value. Means for detecting whether or not it is in an overcurrent state, means for stopping the drive signal of the inverter when the overcurrent state is detected, and detecting that the DC voltage on the input side of the inverter has risen above a specified value, and At this time, the reference level of the overcurrent detection is switched so that the current flowing through the inverter is detected as an apparent overcurrent state. When the voltage on the input side of the inverter rises abnormally, the overcurrent detection state is artificially created when the voltage rise exceeds the specified value, and the inverter is immediately stopped. Therefore, the inverter can be reliably protected, and the load can be prevented from being adversely affected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図は、本発明によるインバータ式発電機の一実施例を示
す電気回路図である。 １……交流発電機、２……三相整流回路、３……インバ
ータ、４……整流回路、５……定電圧回路、６……発振
器、７……ドライバ、８……定電圧制御回路、９……過
電流保護回路FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of an inverter type generator according to the present invention. 1 ... AC generator, 2 ... Three-phase rectifier circuit, 3 ... Inverter, 4 ... Rectifier circuit, 5 ... Constant voltage circuit, 6 ... Oscillator, 7 ... Driver, 8 ... Constant voltage control circuit , 9 ...... Overcurrent protection circuit

フロントページの続き (72)発明者 片瀬 繁 埼玉県飯能市南町10番13号 新電元工業株 式会社工場内 (56)参考文献 特開 昭62−16066（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−2390（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭58−44249（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭62−22334（ＪＰ，Ｂ１)Front page continuation (72) Inventor Shigeru Katase 10-13 Minamimachi, Hanno City, Saitama Prefecture Inside the factory of Shindengen Industrial Co., Ltd. (56) References JP 62-16066 (JP, A) Shoukai 60- 2390 (JP, U) Japanese Patent Sho 58-44249 (JP, B1) Japanese Patent 62-22334 (JP, B1)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】交流発電機の出力を整流し、その整流出力
をブリッジ形のインバータに与えて所定周波数の交流出
力を生じさせるインバータ式発電機において、前記ブリ
ッジ形のインバータの各アームを構成するスイッチング
素子に並列にそれぞれフライホイール用のダイオードを
接続し、前記インバータの出力側には限流用のリアクト
ルを設けるとともに、前記インバータの通電電流の検出
値の予め設定された基準値とを比較してインバータの通
電電流が過電流状態であるか否かを検出する手段と、過
電流状態検出時にインバータの駆動信号を停止させる手
段と、インバータの入力側の直流電圧が規定値以上に上
昇したことを検出して、そのときのインバータの通電電
流がみかけ上過電流状態として検出されるように前記過
電流検出の基準レベルを切り換える手段とを設けたこと
を特徴とするインバータ式発電機。1. An inverter type generator for rectifying the output of an AC generator and applying the rectified output to a bridge type inverter to generate an AC output of a predetermined frequency, wherein each arm of the bridge type inverter is configured. Flywheel diodes are connected in parallel with the switching elements, respectively, and a reactor for current limiting is provided on the output side of the inverter, and a comparison is made with a preset reference value of the detected value of the energizing current of the inverter. A means to detect whether the current supplied to the inverter is in an overcurrent state, a means to stop the drive signal of the inverter when an overcurrent state is detected, and a check that the DC voltage on the input side of the inverter has risen above a specified value. The reference level of the overcurrent detection is detected so that the current flowing through the inverter at that time is detected as an apparent overcurrent state. Inverter generator, characterized in that a means for switching the Le.