JP2012191803A

JP2012191803A - Inverter generator

Info

Publication number: JP2012191803A
Application number: JP2011054591A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Yokogawa; 成年横川; Tomoyuki Hoshikawa; 朋之星川; Kazumi Murata; 和美村田; Junichi Kanai; 潤一金井; Naoyuki Majima; 尚之真島
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd; Hokuetsu Industries Co Ltd
Current assignee: Hokuetsu Industries Co Ltd; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP5702196B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter generator which can be controlled so as not to let an engine stall even in overload.SOLUTION: A rotation number monitoring circuit 22 monitors the number of rotations of an engine 11. When the number of rotations falls below a gate-off rotation number, the inverter 15 is stopped to output a voltage. When the number of rotations of the engine 11 increases and exceeds a gate-on rotation number, the inverter 15 is enabled to output a voltage. Thereby, even when consumption power of a load increases, it is possible to prevent the engine 11 from stalling, and to prevent the circuit from being damaged by overcurrent.

Description

本発明は、エンジン等の原動機により駆動される同期モータで発電されたの交流電力を一旦直流電力に変換した後、インバータにより所定周波数の交流電力に変換するインバータ発電装置に関する。 The present invention relates to an inverter generator that converts AC power generated by a synchronous motor driven by a prime mover such as an engine into DC power and then converts the AC power into AC power having a predetermined frequency by an inverter.

エンジン等の原動機を駆動させて電力を発生させる発電機として、インバータ発電装置が多く用いられている。インバータ発電装置は、エンジンの出力軸に同期モータの回転軸を接続して該同期モータを回転駆動させ、この同期モータで発電された交流電力をコンバータで直流電力に変換し、更に、この直流電力をインバータで交流電力に変換して、所望する電圧及び周波数の電力を出力する。そして、インバータの後段側に設けられるモータ、ランプ等の負荷に交流電力を供給することができる。 Inverter generators are often used as generators that generate power by driving a prime mover such as an engine. The inverter power generator connects the rotary shaft of the synchronous motor to the output shaft of the engine to rotate the synchronous motor, converts the AC power generated by the synchronous motor into DC power by a converter, and further converts the DC power Is converted into AC power by an inverter, and power having a desired voltage and frequency is output. Then, AC power can be supplied to a load such as a motor or a lamp provided on the rear side of the inverter.

このような従来のインバータ発電装置では、負荷として誘導電動機等のモータ（以下「負荷モータ」という）を接続した場合に、負荷モータの起動時に生じる突入電流によりインバータの制御ユニットに設けられる半導体素子に最大定格電流を超えるような過大電流が流れ、制御ユニットを損傷する可能性がある。 In such a conventional inverter power generator, when a motor such as an induction motor (hereinafter referred to as “load motor”) is connected as a load, a semiconductor element provided in the control unit of the inverter is caused by an inrush current generated when the load motor is started. An excessive current exceeding the maximum rated current may flow and damage the control unit.

そこで、特開２００３−１１１４２８号公報（特許文献１）には、出力電流の大きさに応じて、出力電圧を垂下させることにより、負荷電流を抑制して制御ユニットに流れる電流を抑えることが開示されている。また、該特許文献１では、負荷に供給する電力が過大になった場合には、負荷電流が増加したことを検出してインバータのゲートを遮断し、負荷回路を過電流から保護することが開示されている。 Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-111428 (Patent Document 1) discloses that the output voltage is drooped according to the magnitude of the output current, thereby suppressing the load current and the current flowing through the control unit. Has been. Further, in Patent Document 1, when the power supplied to the load becomes excessive, it is disclosed that the load current is detected and the inverter gate is shut off to protect the load circuit from the overcurrent. Has been.

特開２００３−１１１４２８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-111428

しかしながら、特許文献１に開示された従来例では、省エネ運転のためにエンジンの回転数を低回転とした場合には、出力電流が増大しない場合であってもエンジンの回転数が低下して、最終的にはエンジンがストールするという問題が発生する。 However, in the conventional example disclosed in Patent Document 1, when the engine speed is set to a low speed for energy saving operation, the engine speed decreases even when the output current does not increase. Eventually, the engine will stall.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、負荷の消費電力が増大した場合においてもエンジンをストールさせることがないように制御することが可能なインバータ発電装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to control the engine so as not to stall even when the power consumption of the load increases. An object is to provide an inverter power generation device capable of performing the above-mentioned.

上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、原動機（１１）と、該原動機と連結した同期モータ（１３）と、該同期モータと連結したコンバータ（１４）と、該コンバータと連結したインバータ（１５）と、前記コンバータと前記インバータとの間に設けられる蓄電手段（例えば、主回路コンデンサ１９）と、を備え、前記原動機により前記同期モータを回転させて交流電力を出力し、該同期モータで発電された交流電力を前記コンバータで直流化し、この直流電力を前記インバータで所望周波数の交流電力に変換するインバータ発電装置において、前記原動機の回転数を監視する回転数監視手段（２２）を有し、前記回転数監視手段は、前記原動機の回転数が予め設定した第１閾値回転数（ゲートオフ回転数）以下となった場合に、前記インバータに出力停止指令（ゲートオフ信号）を出力し、前記インバータは、前記出力停止指令が与えられた際に、交流電力の出力を停止することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 of the present application includes a prime mover (11), a synchronous motor (13) coupled to the prime mover, a converter (14) coupled to the synchronous motor, the converter, A connected inverter (15), and storage means (for example, a main circuit capacitor 19) provided between the converter and the inverter, and outputs the AC power by rotating the synchronous motor by the prime mover, In the inverter power generation apparatus that converts the AC power generated by the synchronous motor into DC by the converter and converts the DC power into AC power having a desired frequency by the inverter, the rotation speed monitoring means (22) monitors the rotation speed of the prime mover. ), And the rotational speed monitoring means is configured such that when the rotational speed of the prime mover is equal to or lower than a first threshold rotational speed (gate-off rotational speed) set in advance. To, and outputs an output stop command (gate-off signal) to the inverter, the inverter, when the output stop command is given, characterized by stopping the output of the AC power.

請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記回転数監視手段は、前記インバータが出力を停止している際に、前記原動機が予め設定した第２閾値回転数（ゲートオン回転数）以上となった場合に、前記インバータに、出力開始指令（ゲートオン信号）を出力することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the rotation speed monitoring means is configured such that when the inverter stops outputting, the motor sets a second threshold rotation speed (gate-on rotation speed) preset by the prime mover. ) When the above is reached, an output start command (gate-on signal) is output to the inverter.

請求項３に記載の発明は、請求項２の発明において、前記第２閾値回転数は、前記第１閾値回転数よりも大きいことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the second threshold rotational speed is greater than the first threshold rotational speed.

請求項４に記載の発明は、請求項２の発明において、前記第２閾値回転数と前記第１閾値回転数は、同一の値であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the second threshold rotational speed and the first threshold rotational speed are the same value.

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の発明において、前記出力停止指令が出力された際に、過負荷が発生していることをユーザに報知する報知手段を備えたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the present invention, when the output stop command is output, a notification means for notifying a user that an overload has occurred is provided. And

本発明に係るインバータ発電装置では、原動機の回転数が第１閾値回転数以下に低下した場合には、インバータに出力停止指令を出力して、該インバータによる電力の出力を停止させるので、負荷が過負荷状態となった場合には、速やかに電力供給を停止して、負荷回路全体を保護することができると共に、原動機がストールすることを防止することができる。また、インバータによる出力が停止された後、原動機の回転数が第２閾値回転数以上に上昇した場合には、インバータによる電力出力が可能とされるので、再度インバータを駆動させて負荷に電力を供給することが可能となる。 In the inverter power generator according to the present invention, when the rotational speed of the prime mover falls below the first threshold rotational speed, an output stop command is output to the inverter and the output of power by the inverter is stopped. In the case of an overload state, it is possible to quickly stop power supply to protect the entire load circuit and to prevent the prime mover from stalling. In addition, after the output by the inverter is stopped, when the motor speed increases to the second threshold speed or higher, power output by the inverter is enabled, so the inverter is driven again to supply power to the load. It becomes possible to supply.

本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、インバータの詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the inverter of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、ＰＷＭ信号生成部、及び電流検出変換部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the PWM signal generation part and current detection conversion part of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、電圧指令生成部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the voltage command production | generation part of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、ローパスフィルタの詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the low-pass filter of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、周波数指令生成部の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the frequency command generation part of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置で用いられる回転数対応テーブルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the rotation speed corresponding | compatible table used with the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、各信号の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows change of each signal of an inverter power generator concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、インバータより出力される電流の変化を示すタイミングチャートであり、電圧指令の変更を実施した場合と実施しない場合の特性を示す。It is a timing chart which shows the change of the electric current output from an inverter of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and shows the characteristic when not implementing when the change of a voltage command is implemented. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、インバータより出力される電流の変化を示すタイミングチャートであり、周波数倍率を変化させた場合の特性を示す。It is a timing chart which shows the change of the electric current output from an inverter of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and shows the characteristic at the time of changing a frequency magnification. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、スイッチング回路の詳細な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the switching circuit of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、エンジンの回転数と各種信号の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the engine speed and the change of various signals of the inverter power generator concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置の、処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows processing operation | movement of the inverter electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るインバータ発電装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、このインバータ発電装置１００は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等のエンジン（原動機）１１と、エンジン１１の回転によりＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流の誘起電圧を発生する同期モータ１３と、エンジン１１の出力軸と同期モータ１３の回転軸を結合するカップリング１２と、同期モータ１３に接続され該同期モータ１３より出力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各誘起電圧をＰＮ直流電圧に変換するコンバータ１４と、該コンバータ１４より出力されるＰＮ直流電圧からＲ相、Ｓ相、Ｔ相の３相交流電圧を生成するインバータ１５と、コンバータ１４とインバータ１５とを接続するＰＮ結線の間に介置される主回路コンデンサ１９（蓄電手段）と、前記インバータに接続されスイッチングノイズを軽減するためのＬＣフィルタ１６と、を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an inverter power generation device 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the inverter power generation device 100 generates an induced voltage of an engine (prime mover) 11 such as a diesel engine or a gasoline engine, and U-phase, V-phase, and W-phase alternating current by rotation of the engine 11. Each of the U-phase, V-phase, and W-phase connected to the synchronous motor 13 and output from the synchronous motor 13. A converter 14 that converts the induced voltage into a PN DC voltage; an inverter 15 that generates an R-phase, S-phase, and T-phase AC voltage from the PN DC voltage output from the converter 14; A main circuit capacitor 19 (power storage means) interposed between PN connections for connecting to the inverter and connected to the inverter for reducing switching noise It includes a C filter 16.

また、コンバータ１４とインバータ１５との間には、コンバータ１４で検出されるエンジン１１の回転数を監視し、この回転数に応じてインバータ１５にゲート信号（後述するゲートオン信号、ゲートオフ信号）を出力する回転数監視回路２２（回転数監視手段）が設けられている。 Further, the rotation speed of the engine 11 detected by the converter 14 is monitored between the converter 14 and the inverter 15, and gate signals (a gate-on signal and a gate-off signal described later) are output to the inverter 15 according to the rotation speed. A rotation speed monitoring circuit 22 (rotation speed monitoring means) is provided.

更に、ＬＣフィルタ１６は、遮断機１７を介して誘導電動機等の負荷１８に接続されている。なお、図１では、１つの遮断機１７及び負荷１８を記載しているが、実際には、ＬＣフィルタ１６の後段側に、複数の遮断機及び負荷が設けられる場合が多い。また、例えば負荷が誘導電動機の場合は、モータの起動・停止を操作するためのコンタクタ（１８ａ）が電源接続の初段に設置されていることが多い。また、同期モータ１３として、例えば回転子に永久磁石が埋め込まれたＩＰＭモータを用いることができる。 Further, the LC filter 16 is connected to a load 18 such as an induction motor via a circuit breaker 17. In FIG. 1, one circuit breaker 17 and a load 18 are illustrated, but in practice, a plurality of circuit breakers and loads are often provided on the rear stage side of the LC filter 16. For example, when the load is an induction motor, a contactor (18a) for operating start / stop of the motor is often installed at the first stage of power connection. As the synchronous motor 13, for example, an IPM motor in which a permanent magnet is embedded in a rotor can be used.

回転数監視回路２２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の構成要素から成り、ＥＣＵ２０より出力されるエンジン１１の回転数を検出し、エンジン１１の回転数が予め設定したゲートオフ回転数（第１閾値回転数；例えば、８００回転／分）以下に低下した場合には、インバータ１５にゲートオフ信号（出力停止指令）を出力する。これにより、インバータ１５は、電力の出力を停止することとなる。更に、該回転数監視回路２２は、インバータ１５が電力の出力を停止しているときに、エンジン１１の回転数が予め設定したゲートオン回転数（第２閾値回転数；例えば、１０００回転／分）以上に上昇した場合には、インバータ１５にゲートオン信号（出力開始指令）を出力する。これにより、インバータ１５は電力の出力が可能となる。 The rotation speed monitoring circuit 22 includes components such as a CPU, a RAM, and a ROM, detects the rotation speed of the engine 11 output from the ECU 20, and sets the rotation speed of the engine 11 to a preset gate-off rotation speed (first threshold rotation). Number; for example, 800 rpm / min) or less, a gate-off signal (output stop command) is output to the inverter 15. As a result, the inverter 15 stops outputting power. Further, when the inverter 15 stops outputting electric power, the engine speed monitoring circuit 22 sets the engine speed of the engine 11 to a preset gate-on speed (second threshold speed; for example, 1000 rpm). When it rises above, a gate-on signal (output start command) is output to the inverter 15. Thereby, the inverter 15 can output electric power.

即ち、回転数監視回路２２は、エンジン１１の回転数が予め設定した第１閾値回転数以下となった場合に、インバータ１５に出力停止指令を出力し、インバータ１５が出力を停止している際に、エンジン１１が予め設定した第２閾値回転数以上となった場合に、インバータ１５に、出力開始指令を出力する回転数監視手段としての機能を備える。 That is, the rotation speed monitoring circuit 22 outputs an output stop command to the inverter 15 when the rotation speed of the engine 11 is equal to or lower than a preset first threshold rotation speed, and the inverter 15 stops output. In addition, when the engine 11 becomes equal to or higher than a preset second threshold rotational speed, the inverter 15 is provided with a function as rotational speed monitoring means for outputting an output start command.

また、回転数監視回路２２は、警報器（報知手段）２１に接続され、回転数監視回路２２は、ゲートオフ信号によりインバータ１５の出力が停止した場合に、警報器２１に過負荷信号を出力する。 The rotation speed monitoring circuit 22 is connected to an alarm device (notification means) 21. The rotation speed monitoring circuit 22 outputs an overload signal to the alarm device 21 when the output of the inverter 15 is stopped by a gate-off signal. .

また、エンジン１１には、該エンジン１１の回転を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）２０が接続されている。 The engine 11 is connected to an ECU (Engine Control Unit) 20 that controls the rotation of the engine 11.

コンバータ１４は、半導体素子であるトランジスタ、ＩＧＢＴ、或いはＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子、及びダイオードを複数個備え、各スイッチング素子をスイッチング動作させることにより、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流電圧をＰＮ直流電圧に変換する。更に、コンバータ１４は、負荷１８に出力する電力に応じて、同期モータ１３に適宜電流を流すことにより、エンジン１１の回転数を頻繁に変化させることなく、所望の電力を発生させるようにしている。つまり、コンバータ１４は、通常の整流器とは異なり、同期モータ１３より出力される３相交流電圧から所望の大きさのＰＮ直流電圧を生成すると共に、負荷に出力する電力に応じて同期モータ１３に電流を流すことにより、負荷変動に応じた安定した電力を発生させている。 The converter 14 includes a plurality of switching elements such as transistors, IGBTs, or MOSFETs, which are semiconductor elements, and diodes. By switching each switching element, a three-phase AC voltage of U phase, V phase, and W phase is generated. Convert to PN DC voltage. Furthermore, the converter 14 generates desired power without frequently changing the number of revolutions of the engine 11 by appropriately flowing current to the synchronous motor 13 in accordance with the power output to the load 18. . That is, unlike the normal rectifier, the converter 14 generates a PN DC voltage having a desired magnitude from the three-phase AC voltage output from the synchronous motor 13 and applies it to the synchronous motor 13 according to the power output to the load. By flowing a current, a stable electric power corresponding to the load fluctuation is generated.

主回路コンデンサ１９は、ＰＮ直流電圧を平滑化し、且つ、インバータ１５が大電力を出力する際の電力を蓄積する機能を有する。 The main circuit capacitor 19 has a function of smoothing the PN DC voltage and accumulating power when the inverter 15 outputs large power.

インバータ１５は、上述のコンバータ１４と同様に、半導体素子であるトランジスタ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴのスイッチング素子、及びダイオードを複数備え、各スイッチング素子をスイッチング動作させることによりＲ相、Ｓ相、Ｔ相の３相交流電圧を生成する。また、各スイッチング素子のスイッチングのパターンにより、インバータ１５の出力電圧及び出力周波数を任意の値に設定することができる。 The inverter 15 includes a plurality of transistors, IGBTs, MOSFET switching elements, and diodes, which are semiconductor elements, similarly to the converter 14 described above. By switching each of the switching elements, the inverter 15 has three phases of R phase, S phase, and T phase. A phase alternating voltage is generated. Moreover, the output voltage and output frequency of the inverter 15 can be set to arbitrary values according to the switching pattern of each switching element.

図２は、インバータ１５の詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、インバータ１５は、半導体素子によりＰＮ直流電圧をスイッチングして３相交流電圧を生成するスイッチング回路１５０と、主回路コンデンサ１９に生じる電圧を検出するＰＮ電圧検出部１５１と、スイッチング回路１５０にて生成する３相交流電圧の周波数指令値を出力する周波数指令生成部１５３と、スイッチング回路１５０にて生成する３相交流電圧の電圧指令値を出力する電圧指令生成部１５４と、を有している。 FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the inverter 15. As shown in the figure, the inverter 15 includes a switching circuit 150 that generates a three-phase AC voltage by switching a PN DC voltage using a semiconductor element, a PN voltage detector 151 that detects a voltage generated in the main circuit capacitor 19, A frequency command generation unit 153 that outputs a frequency command value of a three-phase AC voltage generated by the switching circuit 150; a voltage command generation unit 154 that outputs a voltage command value of the three-phase AC voltage generated by the switching circuit 150; have.

また、周波数指令生成部１５３より出力される周波数指令値と、電圧指令生成部１５４より出力される電圧指令値、及びＰＮ電圧検出部１５１で検出されるＰＮ電圧検出値に基づいて、ＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をスイッチング回路１５０に出力するＰＷＭ信号生成部１５２と、を備えている。 Further, based on the frequency command value output from the frequency command generation unit 153, the voltage command value output from the voltage command generation unit 154, and the PN voltage detection value detected by the PN voltage detection unit 151, the PWM signal is And a PWM signal generation unit 152 that generates and outputs the generated PWM signal to the switching circuit 150.

更に、スイッチング回路１５０より出力されるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の線電流をそれぞれ検出する電流計１５７と、該電流計１５７にて検出される各相の線電流ＩＲ，ＩＳ，ＩＴを取得し、更にＰＷＭ信号生成部１５２より出力されるＰＷＭ信号に基づいて、３相の線電流ＩＲ，ＩＳ，ＩＴを２相（ｄ軸、ｑ軸）の軸電流信号に変換する電流検出変換部１５６と、該電流検出変換部１５６で変換された２相の軸電流信号に基づいて、負荷１８（図１参照）にて消費される消費電力を算出する消費電力計算部１５５と、を備えている。 Further, an ammeter 157 for detecting R-phase, S-phase, and T-phase line currents output from the switching circuit 150, and line currents IR, IS, and IT detected by the ammeter 157 are obtained. Further, based on the PWM signal output from the PWM signal generation unit 152, the current detection conversion unit 156 converts the three-phase line currents IR, IS, IT into two-phase (d-axis, q-axis) axis current signals. And a power consumption calculation unit 155 that calculates the power consumption consumed by the load 18 (see FIG. 1) based on the two-phase shaft current signal converted by the current detection conversion unit 156. .

スイッチング回路１５０は、図１１に示すように、６個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６と、各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に対して並列に接続されるダイオードＤ１〜Ｄ６を備えている。そして、トランジスタＴｒ１とＴｒ２は直列接続され、トランジスタＴｒ１の一端（コレクタ）はプラス側電極（Ｐ極）に接続され、トランジスタＴｒ２の一端（エミッタ）はマイナス側電極（Ｎ極）に接続されている。そして、各トランジスタＴｒ１とＴｒ２の接続点はＲ相電圧Ｖｒの出力点とされている。同様に、トランジスタＴｒ３とＴｒ４は直列に接続され、その接続点はＳ相電圧Ｖｓの出力点とされ、トランジスタＴｒ５とＴｒ６は直列に接続され、その接続点はＴ相電圧Ｖｔの出力点とされている。 As shown in FIG. 11, the switching circuit 150 includes six transistors Tr1 to Tr6 and diodes D1 to D6 connected in parallel to the transistors Tr1 to Tr6. The transistors Tr1 and Tr2 are connected in series, one end (collector) of the transistor Tr1 is connected to the plus side electrode (P pole), and one end (emitter) of the transistor Tr2 is connected to the minus side electrode (N pole). . A connection point between the transistors Tr1 and Tr2 is an output point of the R-phase voltage Vr. Similarly, the transistors Tr3 and Tr4 are connected in series, the connection point is the output point of the S-phase voltage Vs, the transistors Tr5 and Tr6 are connected in series, and the connection point is the output point of the T-phase voltage Vt. ing.

また、６個のアンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６を備えており、各アンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６の一方の入力端子には、電力供給を制御するためのゲート信号が供給され、他方の入力端子には、アンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６に対してそれぞれＰＷＭ信号生成部１５２より出力されるＰＷＭ信号、即ち、sigＲｕ、sigＳｕ、sigＴｕ、sigＲｄ、sigＳｄ、sigＴｄが供給される。従って、ゲート信号がオン（「Ｈ」レベル）とされている場合には、各ＰＷＭ信号により各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６が駆動され、３相交流電圧が生成されて出力されることとなる。また、ゲート信号がオフ（「Ｌ」レベル）とされている場合には、ＰＷＭ信号に関わらず、各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６は駆動されない。 Also, six AND circuits AND1 to AND6 are provided. A gate signal for controlling power supply is supplied to one input terminal of each of the AND circuits AND1 to AND6, and an AND terminal is supplied to the other input terminal. PWM signals output from the PWM signal generator 152, that is, sigRu, sigSu, sigTu, sigRd, sigSd, and sigTd are supplied to the circuits AND1 to AND6, respectively. Therefore, when the gate signal is turned on (“H” level), each of the transistors Tr1 to Tr6 is driven by each PWM signal, and a three-phase AC voltage is generated and output. When the gate signal is off (“L” level), the transistors Tr1 to Tr6 are not driven regardless of the PWM signal.

ゲート信号は、図１に示した回転数監視回路２２より出力される信号であり、該回転数監視回路２２より出力停止指令（ゲートオフ信号）が出力された際には、ゲート信号は「Ｌ」レベルとなり、出力開始指令（ゲートオン信号）が送信された際には、ゲート信号は「Ｈ」レベルとなる。なお、以下では上側のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５、及びダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５を上側アーム、下側のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６、及びダイオードＤ２，Ｄ４，Ｄ６を下側アームと称する。 The gate signal is a signal output from the rotation speed monitoring circuit 22 shown in FIG. 1. When an output stop command (gate off signal) is output from the rotation speed monitoring circuit 22, the gate signal is “L”. When the output start command (gate-on signal) is transmitted, the gate signal becomes “H” level. Hereinafter, the upper transistors Tr1, Tr3, Tr5 and the diodes D1, D3, D5 are referred to as upper arms, and the lower transistors Tr2, Tr4, Tr6 and the diodes D2, D4, D6 are referred to as lower arms.

図２に示す消費電力計算部１５５は、消費電力とエンジン回転数との対応関係を示す回転数対応テーブル１５５ａを備えており、該消費電力計算部１５５では消費電力を算出すると、この消費電力に基づいて、回転数対応テーブル１５５ａを参照してエンジン１１の回転数データを求める。そして、求めた回転数データをエンジン１１のＥＣＵ２０に送信する。エンジン１１は、ＥＣＵ２０の制御により、求められた回転数となるように制御されることとなる。 The power consumption calculation unit 155 shown in FIG. 2 includes a rotation speed correspondence table 155a indicating the correspondence between power consumption and engine rotation speed. When the power consumption calculation unit 155 calculates the power consumption, Based on the rotation speed correspondence table 155a, the rotation speed data of the engine 11 is obtained. Then, the obtained rotation speed data is transmitted to the ECU 20 of the engine 11. The engine 11 is controlled by the control of the ECU 20 so that the obtained number of revolutions is obtained.

回転数対応テーブルは、図７に示すようにエンジン１１の燃費曲線に基づき、消費電力に所定の余裕値を加えた電力を発生させるために最も少ない燃料消費量となる消費電力とエンジン１１の回転数指示値との関係が設定されており、アイドル回転数、最高回転数に基づき、消費電力が低い又は０の場合には、エンジン１１の回転数がアイドル回転数となるように設定され、その後、本実施形態では消費電力が増加するにつれてエンジン１１の回転数が直線的に増加し、最高回転数にてクランプされるように設定される。 The rotation speed correspondence table is based on the fuel consumption curve of the engine 11 as shown in FIG. 7, and the power consumption and the rotation of the engine 11 that are the least fuel consumption for generating power obtained by adding a predetermined margin value to the power consumption. When the power consumption is low or zero based on the idle speed and the maximum speed, the engine 11 is set so that the engine speed becomes the idle speed. In this embodiment, the engine 11 is set so that the rotational speed of the engine 11 increases linearly and is clamped at the maximum rotational speed as the power consumption increases.

次に、図２に示すＰＷＭ信号生成部１５２、及び電流検出変換部１５６の詳細について、図３に示すブロック図を参照して説明する。図３に示すように、ＰＷＭ信号生成部１５２は、インバータ１５の外部より入力される２相（ｄ軸、ｑ軸）の電圧指令値のうちｑ軸電圧を補正する電圧補正部３１と、２相・３相変換部３２と、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各電圧信号に基づいて、３相のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ波形変換部３３と、電気角生成部３４と、を備えている。 Next, details of the PWM signal generation unit 152 and the current detection conversion unit 156 shown in FIG. 2 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. As shown in FIG. 3, the PWM signal generation unit 152 includes a voltage correction unit 31 that corrects a q-axis voltage among two-phase (d-axis and q-axis) voltage command values input from the outside of the inverter 15, and 2 A phase / three-phase conversion unit 32; a PWM waveform conversion unit 33 that generates a three-phase PWM signal based on each of the R-phase, S-phase, and T-phase voltage signals; and an electrical angle generation unit 34. Yes.

電圧補正部３１は、電圧指令値に、ＰＮ設定電圧とＰＮ電圧のフィードバック値との比率（ＰＮ電圧設定／ＰＮ電圧検出値）を乗じることにより、該ｑ軸電圧を補正し、補正後のｑ軸電圧を２相・３相変換部３２に出力する。 The voltage correction unit 31 corrects the q-axis voltage by multiplying the voltage command value by the ratio (PN voltage setting / PN voltage detection value) of the PN setting voltage and the feedback value of the PN voltage, and the corrected q The shaft voltage is output to the two-phase / three-phase converter 32.

２相・３相変換部３２は、ｄ軸電圧及び補正後のｑ軸電圧に基づいて２相・３相変換を行い、３相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）で６アームのＰＷＭ信号を生成する。該ＰＷＭ信号生成部１５２で生成されるＰＷＭ信号は、図２に示すスイッチング回路１５０に出力されて、図１１に示した各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の駆動に用いられる。 The two-phase / three-phase conversion unit 32 performs two-phase / three-phase conversion based on the d-axis voltage and the corrected q-axis voltage, and a 6-arm PWM signal in three phases (R phase, S phase, T phase). Is generated. The PWM signal generated by the PWM signal generator 152 is output to the switching circuit 150 shown in FIG. 2 and used for driving the transistors Tr1 to Tr6 shown in FIG.

電気角生成部３４は、図２に示す周波数指令生成部１５３より出力される周波数指令値に基づいて、３相電圧（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の各電圧）の電気角を求め、この電気角を２相・３相変換部３２、及び電流検出変換部１５６に出力する。電気角は、電気的な１周期が０〜３６０degとなるように設定する。例えば、周波数指令値が５０Ｈｚの場合には電気的な１周期は２０ｍsecとなるので、電気角は２０ｍsecで０〜３６０degとなるように生成する。 Based on the frequency command value output from the frequency command generation unit 153 shown in FIG. 2, the electrical angle generation unit 34 obtains an electrical angle of a three-phase voltage (R-phase, S-phase, and T-phase voltages). The electrical angle is output to the two-phase / three-phase converter 32 and the current detection converter 156. The electrical angle is set so that one electrical cycle is 0 to 360 deg. For example, when the frequency command value is 50 Hz, one electrical cycle is 20 msec. Therefore, the electrical angle is generated to be 0 to 360 deg at 20 msec.

また、図３に示す電流検出変換部１５６は、電流計１５７（図２参照）で検出されるＲ相、Ｓ相、Ｔ相の各相電流ＩＲ，ＩＳ，ＩＴ、及び電気角生成部３４より出力される電気角に基づいて、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相の３相電流を、ｄ軸、ｑ軸の２相電流に変換する３相・２相変換部３５を備え、変換後のｄ軸電流、及びｑ軸電流を図２に示す消費電力計算部１５５に出力する。 Further, the current detection conversion unit 156 shown in FIG. 3 includes R-phase, S-phase, and T-phase currents IR, IS, IT detected by an ammeter 157 (see FIG. 2), and an electrical angle generation unit 34. A three-phase / two-phase converter 35 that converts a three-phase current of R phase, S phase, and T phase into a two-phase current of d-axis and q-axis based on the electrical angle that is output is provided. The axial current and the q-axis current are output to the power consumption calculator 155 shown in FIG.

次に、図２に示した消費電力計算部１５５における消費電力の計算手順について説明する。インバータ１５の外部より入力される電圧指示値をＶａ、電圧指令生成部より出力される電圧指令値（インバータ１５の出力電圧）をＶｂ、３相の線電流をＩ１、ｑ軸電流をＩｑ、ｄ軸電流をＩｄ、とすると、瞬時の消費電力Ｐ１は、次の（１）式で示すことができる。

Next, a calculation procedure of power consumption in the power consumption calculation unit 155 shown in FIG. 2 will be described. The voltage command value input from the outside of the inverter 15 is Va, the voltage command value (output voltage of the inverter 15) output from the voltage command generator is Vb, the three-phase line current is I1, the q-axis current is Iq, d When the axial current is Id, the instantaneous power consumption P1 can be expressed by the following equation (1).

そして、（１）式の右辺の分母は、有効電力のインピーダンスを示すから、該インピーダンスをＺとすると、（１）式は次の（２）式で示すことができる。

Since the denominator on the right side of the equation (1) indicates the impedance of the active power, when the impedance is Z, the equation (1) can be expressed by the following equation (2).

（２）式に示すように、負荷１８の瞬時の消費電力Ｐ１を演算する際に、外部から入力される電圧指示値Ｖａ及び有効電力のインピーダンスＺを使用している。従って、負荷の駆動時等に突入電流が発生し、インバータ１５の出力電圧が急激に低下した場合であっても、消費電力計算部１５５にて求められる消費電力が急激に低下することが無い。即ち、出力電圧が急激に変動した場合であっても、エンジン１１の回転数が急激に変動することを防止し、該エンジン１１を安定的に運転できることとなる。また、消費電力Ｐ１の演算にスイッチング回路１５０の電圧出力値を用いないので、リップルの影響を受けることがない。 As shown in equation (2), when calculating the instantaneous power consumption P1 of the load 18, the voltage instruction value Va and the impedance Z of the active power input from the outside are used. Therefore, even when an inrush current is generated during driving of the load and the output voltage of the inverter 15 is rapidly decreased, the power consumption calculated by the power consumption calculator 155 is not rapidly decreased. That is, even when the output voltage fluctuates rapidly, the engine 11 can be prevented from fluctuating rapidly and the engine 11 can be stably operated. Further, since the voltage output value of the switching circuit 150 is not used for the calculation of the power consumption P1, it is not affected by the ripple.

次に、図２に示す電圧指令生成部１５４の詳細な構成について、図４に示すブロック図を参照して説明する。図４に示すように、電圧指令生成部１５４は、インバータ１５の外部より電圧指示値、最低出力電圧、インバータ１５より出力される線電流（即ち、（Ｉｑ^２＋Ｉｄ^２）^１／２で求められる電流）、及び電流上限閾値が入力される。そして、該電圧指令生成部１５４は、外部より与えられる電圧指示値に対して係数Ｇ１を乗じる乗算部４１と、乗算部４１の出力信号に対して係数Ｇ２を乗じる乗算部４２と、演算部４３、及びローパスフィルタ４４を備えている。 Next, the detailed configuration of the voltage command generator 154 shown in FIG. 2 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. As shown in FIG. 4, the voltage command generation unit 154 is obtained from the outside of the inverter 15 by the voltage instruction value, the minimum output voltage, and the line current output from the inverter 15 (that is, (Iq ² + Id ² ) ^1/2. Current) and a current upper threshold value are input. The voltage command generator 154 includes a multiplier 41 that multiplies a voltage command value given from the outside by a coefficient G1, a multiplier 42 that multiplies the output signal of the multiplier 41 by a coefficient G2, and a calculator 43. And a low-pass filter 44.

ここで、最低出力電圧は、電圧指示値よりも低い値であって負荷に付属して例えばモータの起動や停止を制御するコンタクタが遮断しない電圧に設定される。 Here, the minimum output voltage is set to a voltage lower than the voltage instruction value and attached to the load so that, for example, the contactor that controls the start and stop of the motor is not cut off.

乗算部４１は、インバータ１５の外部より入力された電圧指示値に対して、次の（３）式で示す係数Ｇ１を乗じる。 The multiplier 41 multiplies the voltage instruction value input from the outside of the inverter 15 by a coefficient G1 expressed by the following equation (3).

Ｇ１＝１／｛１−（ＰＷＭ周波数×デッドタイム×２）｝ …（３）
（３）式は、スイッチング回路１５０が有する各相の上側アーム、即ち、図１１に示すトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５、及び下側アーム、即ちトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６が駆動するときのデッドタイムを補正するための係数を示している。つまり、上側アーム、及び下側アームは、双方が同時にオンとなることを防止するために、オン、オフの切り替え時に双方を同時にオフとするデッドタイムを設けており、この分の電圧を補正するために電圧指示値に係数Ｇ１を乗じている。なお、上記のデッドタイムには、上側アーム及び下側アームに使用するトランジスタのオンとオフの時間差を含めるようにしても良い。 G1 = 1 / {1- (PWM frequency × dead time × 2)} (3)
Equation (3) shows the dead time when the upper arm of each phase of the switching circuit 150, that is, the transistors Tr1, Tr3, Tr5 and the lower arm, ie, the transistors Tr2, Tr4, Tr6, shown in FIG. The coefficient for correction is shown. In other words, in order to prevent both the upper arm and the lower arm from being turned on at the same time, a dead time is set in which both of them are turned off at the same time when switching between on and off, and this voltage is corrected. Therefore, the voltage instruction value is multiplied by a coefficient G1. The dead time may include a time difference between ON and OFF of the transistors used for the upper arm and the lower arm.

更に、乗算部４２は、乗算部４１の出力信号に対して、次の（４）式で示す係数Ｇ２を乗じる。 Furthermore, the multiplication unit 42 multiplies the output signal of the multiplication unit 41 by a coefficient G2 expressed by the following equation (4).

Ｇ２＝（ＰＮ電圧検出値）／（ＰＮ電圧設定値）
（但し、０≦Ｇ２≦１） …（５）
（５）式に示すＰＮ電圧検出値は、主回路コンデンサ１９に生じる電圧値であり、ＰＮ電圧設定値は、主回路コンデンサ１９に充電する電圧の設定値である。そして、（５）式で算出する係数Ｇ２は、主回路コンデンサ１９に生じるＰＮ電圧の検出値が、ＰＮ電圧設定値に対して大きく減少した場合に小さい値となる。従って、ＰＮ電圧検出値が低下しているときに、負荷１８の消費電力が増加した場合であっても、係数Ｇ２を乗じることにより、電圧指令値が急激に増加することを防止できる。 G2 = (PN voltage detection value) / (PN voltage setting value)
(However, 0 ≦ G2 ≦ 1) (5)
The detected PN voltage value shown in the equation (5) is a voltage value generated in the main circuit capacitor 19, and the PN voltage set value is a set value of the voltage charged in the main circuit capacitor 19. The coefficient G2 calculated by the equation (5) becomes a small value when the detected value of the PN voltage generated in the main circuit capacitor 19 is greatly reduced with respect to the PN voltage setting value. Therefore, even when the power consumption of the load 18 increases when the PN voltage detection value is decreasing, it is possible to prevent the voltage command value from rapidly increasing by multiplying by the coefficient G2.

即ち、主回路コンデンサ１９に生じる電圧（ＰＮ電圧）が低下しているときに、インバータ１５が負荷変動に応じた電力をそのまま出力すると、主回路コンデンサ１９に電力を供給するためにコンバータ１４の負荷が増大し、エンジン１１がストールする原因となる場合がある。そこで、本実施形態では、電圧指示値に係数Ｇ２を乗じることにより、ＰＮ電圧検出値がＰＮ電圧設定値に対して低下している場合には、乗算部４２の出力信号を低下させることにより、インバータ１５の出力電圧を低下させて、エンジン１１がストールすることを防止する。 That is, when the voltage (PN voltage) generated in the main circuit capacitor 19 is lowered, if the inverter 15 outputs the power corresponding to the load fluctuation as it is, the load of the converter 14 is supplied to supply the power to the main circuit capacitor 19. May increase and cause the engine 11 to stall. Therefore, in the present embodiment, by multiplying the voltage instruction value by the coefficient G2, when the PN voltage detection value is lower than the PN voltage setting value, the output signal of the multiplication unit 42 is decreased, The output voltage of the inverter 15 is lowered to prevent the engine 11 from stalling.

また、図４に示す演算部４３は、入力端子ＩＮ１〜ＩＮ４、及び出力端子ＯＵＴ１を備えており、入力端子ＩＮ１には、乗算部４２の出力信号ｄ１が入力され、入力端子ＩＮ２には、インバータ１５が出力可能な最低電圧である最低出力電圧ｄ２が入力され、入力端子ＩＮ３には、負荷１８に流れる線電流ｄ３が入力され、入力端子ＩＮ４には、過電流の発生を定義する電流上限閾値ｄ４が入力される。そして、演算部４３は、これらの各データに基づいて、「ｄ３＞ｄ４」が成立した場合に出力端ＯＵＴ１より最低出力電圧ｄ２を出力し、それ以外の場合には信号ｄ１を出力する。 4 includes input terminals IN1 to IN4 and an output terminal OUT1, and the output signal d1 of the multiplier 42 is input to the input terminal IN1, and an inverter is input to the input terminal IN2. 15 is input to the input terminal IN3, the line current d3 flowing through the load 18 is input to the input terminal IN3, and the input terminal IN4 is a current upper limit threshold that defines the occurrence of overcurrent. d4 is input. Based on these data, the calculation unit 43 outputs the lowest output voltage d2 from the output terminal OUT1 when “d3> d4” is satisfied, and outputs the signal d1 otherwise.

上記の処理では、線電流ｄ３が電流上限閾値ｄ４を上回った場合、換言すれば、負荷１８に流れる電流が増大して過電流に達する場合には、最低出力電圧ｄ２に基づく電圧指令値を出力することにより、負荷１８に供給する電圧を低下させて、過電流が流れることを防止する。 In the above processing, when the line current d3 exceeds the current upper limit threshold d4, in other words, when the current flowing through the load 18 increases and reaches an overcurrent, a voltage command value based on the minimum output voltage d2 is output. By doing so, the voltage supplied to the load 18 is lowered to prevent an overcurrent from flowing.

そして、演算部４３の出力信号（ｄ１またはｄ２）はゲイン（後述する係数Ｇ３，Ｇ４）を変更可能なローパスフィルタ４４に供給される。 The output signal (d1 or d2) of the calculation unit 43 is supplied to a low-pass filter 44 that can change the gain (coefficients G3 and G4 described later).

ローパスフィルタ４４は、負荷１８に起動時等の突入電流を抑制するために設けられており、突入電流が発生した際にはインバータ１５の出力電圧を即時に低下させ、その後、低下した出力電圧を電圧指示値に上昇させる際には緩やかに電圧を上昇する電圧指令値を出力する。そして、該ローパスフィルタ４４から出力された電圧指令値は、図２に示すＰＷＭ信号生成部１５２、及び消費電力計算部１５５に出力されることとなる。以下、ローパスフィルタ４４について詳細に説明する。 The low-pass filter 44 is provided to suppress an inrush current at the time of startup or the like in the load 18, and when an inrush current occurs, the output voltage of the inverter 15 is immediately reduced, and then the reduced output voltage is reduced. When the voltage instruction value is increased, a voltage command value that gradually increases the voltage is output. The voltage command value output from the low-pass filter 44 is output to the PWM signal generation unit 152 and the power consumption calculation unit 155 shown in FIG. Hereinafter, the low-pass filter 44 will be described in detail.

図５は、ローパスフィルタ４４の詳細な構成を示すブロック図である。該ローパスフィルタ４４は、演算部４３の出力信号（ｄ１またはｄ２）、及び最低出力電圧ｄ２に基づいて、電圧指令値をフィルタ処理して出力する。 FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of the low-pass filter 44. The low-pass filter 44 filters the voltage command value based on the output signal (d1 or d2) of the calculation unit 43 and the minimum output voltage d2, and outputs the filtered voltage command value.

図５に示すように、ローパスフィルタ４４は、係数Ｇ３を乗じる乗算部５１と、係数Ｇ４（但し、Ｇ４＞Ｇ３；Ｇ４はＧ３の１０〜３０倍程度とする）を乗じる乗算部５２と、演算部５３と、遅延部５４と、減算部５５と、加算部５６、及びスイッチＳＷ１を備えている。 As shown in FIG. 5, the low-pass filter 44 includes a multiplication unit 51 that multiplies a coefficient G3, a multiplication unit 52 that multiplies a coefficient G4 (G4> G3; G4 is about 10 to 30 times G3), and an arithmetic operation. A unit 53, a delay unit 54, a subtraction unit 55, an addition unit 56, and a switch SW1 are provided.

減算部５５は、入力信号（図４に示す演算部４３の出力端子ＯＵＴ１の出力信号）とフィードバック信号（前回の演算部５３の出力）との差分を演算し、これを偏差として出力する。 The subtractor 55 calculates the difference between the input signal (output signal of the output terminal OUT1 of the calculator 43 shown in FIG. 4) and the feedback signal (previous output of the calculator 53), and outputs this as a deviation.

乗算部５１は、偏差Ｅrrに係数Ｇ３を乗じてスイッチＳＷ１の端子Ｔ１に出力する。乗算部５２は、偏差Ｅrrに係数Ｇ４を乗じて端子Ｔ２に出力する。 Multiplier 51 multiplies deviation Err by coefficient G3 and outputs the result to terminal T1 of switch SW1. Multiplier 52 multiplies deviation Err by coefficient G4 and outputs the result to terminal T2.

スイッチＳＷ１は、偏差Ｅrrが正の値（Ｅrr＞０）である場合にはスイッチＳＷ１を端子Ｔ１側に接続することにより、乗算部５１の出力信号を出力端子ＯＵＴ２より出力し、偏差Ｅrrがゼロまたは負の値（Ｅrr≦０）の場合には、スイッチＳＷ１を端子Ｔ２側に接続することにより、乗算部５２の出力信号を出力端子ＯＵＴ２より出力する。そして、出力端子ＯＵＴ２は、加算部５６に接続され、更に、該加算部５６は、演算部５３の入力端子ＩＮ５に接続されている。また、演算部５３の入力端子ＩＮ６には、図４に示す最低出力電圧ｄ２が入力される。 When the deviation Err is a positive value (Err> 0), the switch SW1 connects the switch SW1 to the terminal T1 to output the output signal of the multiplier 51 from the output terminal OUT2, and the deviation Err is zero. Alternatively, in the case of a negative value (Err ≦ 0), the output signal of the multiplier 52 is output from the output terminal OUT2 by connecting the switch SW1 to the terminal T2. The output terminal OUT2 is connected to the adder 56, and the adder 56 is further connected to the input terminal IN5 of the calculator 53. Further, the minimum output voltage d2 shown in FIG. 4 is input to the input terminal IN6 of the calculation unit 53.

加算部５６は、スイッチＳＷ１の出力端子ＯＵＴ２より出力される信号と、遅延部５４より出力される前回の出力値とを加算し、加算した信号ｄ５を演算部５３の入力端子ＩＮ５に出力する。 The adder 56 adds the signal output from the output terminal OUT2 of the switch SW1 and the previous output value output from the delay unit 54, and outputs the added signal d5 to the input terminal IN5 of the arithmetic unit 53.

演算部５３は、ｄ５＜ｄ２の場合には、出力端子ＯＵＴ３よりｄ２を出力する。他方、ｄ５≧ｄ２の場合には、出力端子ＯＵＴ３よりｄ５を出力する。つまり、出力信号を最低出力電圧ｄ２にクランプする。そして、この出力信号は、電圧指令値として図２に示すＰＷＭ信号生成部１５２、及び消費電力計算部１５５に出力される。また、この出力信号は、フィードバック信号として図５に示す遅延部５４に供給される。 The arithmetic unit 53 outputs d2 from the output terminal OUT3 when d5 <d2. On the other hand, when d5 ≧ d2, d5 is output from the output terminal OUT3. That is, the output signal is clamped to the lowest output voltage d2. Then, this output signal is output as a voltage command value to the PWM signal generation unit 152 and the power consumption calculation unit 155 shown in FIG. This output signal is supplied as a feedback signal to the delay unit 54 shown in FIG.

遅延部５４より出力される一サンプリング遅れ信号は、減算部５５、及び加算部５６に出力される。そして、上述したようにスイッチＳＷ１は、偏差Ｅrrが正の値である場合（Ｅrr＞０）には、該偏差Ｅrrに対して係数Ｇ３を乗じ、偏差Ｅrrがゼロまたは負の値である（Ｅrr≦０）には、該偏差Ｅrrに対して係数Ｇ４（Ｇ４＞Ｇ３）を乗じるので、電圧指令値が増加傾向にある場合には、減少傾向にある場合よりも、より小さい係数を乗じて出力端子ＯＵＴ２より出力することとなる。このため、突入電流が流れた後の場合等において、電圧指令値（ＯＵＴ１）が増加する場合にはその増加速度を遅くすることができる。即ち、電圧指令値（ＯＵＴ１）が低下する傾向に変化する場合には、係数Ｇ４を乗じることにより、電圧指令値を第１の追随速度で変化させ、電圧指令値（ＯＵＴ１）が増加する傾向に変化する場合には、係数Ｇ３を乗じることにより、電圧指令値を第１の追随速度よりも遅い第２の追随速度で変化させることとなる。 The one sampling delay signal output from the delay unit 54 is output to the subtraction unit 55 and the addition unit 56. As described above, when the deviation Err is a positive value (Err> 0), the switch SW1 multiplies the deviation Err by the coefficient G3, and the deviation Err is zero or a negative value (Err ≦ 0) is multiplied by a coefficient G4 (G4> G3) with respect to the deviation Err. Therefore, when the voltage command value tends to increase, the output is multiplied by a smaller coefficient than when the voltage command value tends to decrease. The signal is output from the terminal OUT2. For this reason, when the voltage command value (OUT1) increases, such as after an inrush current flows, the increase rate can be slowed. That is, when the voltage command value (OUT1) tends to decrease, the voltage command value is changed at the first following speed by multiplying by the coefficient G4, and the voltage command value (OUT1) tends to increase. When changing, the voltage command value is changed at a second following speed slower than the first following speed by multiplying by the coefficient G3.

また、演算部５３は、加算部５６の出力信号ｄ５と最低出力電圧ｄ２を比較し、ｄ５がｄ２よりも低い場合、即ち、加算部５６の演算結果が最低出力電圧ｄ２よりも低い場合には、出力端子ＯＵＴ３より出力する電圧指令値を最低出力電圧ｄ２とする。従って、電圧指示値が最低出力電圧ｄ２にクランプされるので、例えば、負荷に付属してモータの起動や停止を制御するコンタクタの遮断を防ぐことができる。 Further, the calculation unit 53 compares the output signal d5 of the addition unit 56 with the minimum output voltage d2, and when d5 is lower than d2, that is, when the calculation result of the addition unit 56 is lower than the minimum output voltage d2. The voltage command value output from the output terminal OUT3 is defined as the minimum output voltage d2. Therefore, since the voltage instruction value is clamped to the minimum output voltage d2, for example, it is possible to prevent the contactor that is attached to the load and controls the start and stop of the motor from being interrupted.

次に、図６に示すブロック図を参照して、図２に示した周波数指令生成部１５３の詳細について説明する。図６に示すように周波数指令生成部１５３は、周波数指示値を所定の範囲内でスイープするスイープ演算部６１と、所定の係数Ｋ（０＜Ｋ≦１の範囲の数値）を乗じる乗算部６２と、減算部６３と、を備えている。 Next, the details of the frequency command generation unit 153 shown in FIG. 2 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. As shown in FIG. 6, the frequency command generation unit 153 includes a sweep calculation unit 61 that sweeps the frequency instruction value within a predetermined range, and a multiplication unit 62 that multiplies a predetermined coefficient K (a numerical value in a range of 0 <K ≦ 1). And a subtracting unit 63.

スイープ演算部６１は、インバータ１５の外部より入力される周波数指示値に基づいて、下記の（６）式に示す演算により倍率Ｂを算出し、算出した倍率Ｂを乗算部６２に出力する。 The sweep calculation unit 61 calculates the magnification B by the calculation shown in the following equation (6) based on the frequency instruction value input from the outside of the inverter 15, and outputs the calculated magnification B to the multiplication unit 62.

Ｂ＝１−｛（電圧指令値Ｖ２）／（電圧指示値Ｖ１）｝ …（６）
また、出力する周波数指令値（減算部６３の出力）は、以下の（７）式により求められる。 B = 1-{(voltage command value V2) / (voltage command value V1)} (6)
Further, the output frequency command value (output of the subtracting unit 63) is obtained by the following equation (7).

（周波数指令値）＝ｆ１＊（１−Ｋ＊Ｂ） …（７）
但し、（７）式において「ｆ１」は入力される周波数指令値、「Ｋ」は、乗算部６２に設定されている係数であり０＜Ｋ≦１である。 (Frequency command value) = f1 * (1-K * B) (7)
However, in the equation (7), “f1” is an input frequency command value, “K” is a coefficient set in the multiplier 62, and 0 <K ≦ 1.

（６）式において、例えば、電圧指示値Ｖ１が２００ボルト、電圧指令値Ｖ２が１４０ボルトで、入力される周波数指示値がｆ１である場合にはＢ＝０．３となり、スイープ演算部６１の出力信号は、０．３＊ｆ１となる。また、乗算部６２で設定される係数Ｋが０．５である場合には、該乗算部６２の出力信号は０．１５＊ｆ１となって、減算部６３に供給される。従って、減算部６３の出力信号は、０．８５＊ｆ１となり、外部より入力される周波数指示値ｆ１よりも１５％低い周波数が周波数指令値となって出力される。 In the equation (6), for example, when the voltage command value V1 is 200 volts, the voltage command value V2 is 140 volts, and the input frequency command value is f1, B = 0.3, and the sweep calculation unit 61 The output signal is 0.3 * f1. When the coefficient K set by the multiplier 62 is 0.5, the output signal of the multiplier 62 is 0.15 * f1 and is supplied to the subtractor 63. Therefore, the output signal of the subtracting unit 63 is 0.85 * f1, and a frequency 15% lower than the frequency instruction value f1 input from the outside is output as a frequency command value.

その後、電圧指令値Ｖ２が上昇して電圧指示値Ｖ１と一致すると、（６）式で示すＢがゼロとなるので、周波数指示値ｆ１は減算部６３で減算されることなく、そのまま出力されることとなる。つまり、「０．８５＊ｆ１」〜「ｆ１」の範囲で周波数指令値がスイープされることとなる。このように、周波数指令値をスイープさせながら周波数指令値ｆ１まで増加させることにより、例えば、誘導電動機の様な誘導負荷の場合、効率良く負荷にエネルギーを注入することができることから、起動時間を短くすることができ、コンバータやエンジンの負担の軽減に寄与することとなる。 Thereafter, when the voltage command value V2 rises and coincides with the voltage command value V1, B shown in the equation (6) becomes zero, so that the frequency command value f1 is output as it is without being subtracted by the subtractor 63. It will be. That is, the frequency command value is swept in the range of “0.85 * f1” to “f1”. In this way, by increasing the frequency command value to the frequency command value f1 while sweeping the frequency command value, for example, in the case of an inductive load such as an induction motor, energy can be efficiently injected into the load, so the startup time is shortened. This contributes to reducing the burden on the converter and engine.

次に、上述のように構成された本実施形態に係るインバータ発電装置１００の作用について説明する。 Next, the operation of the inverter power generation device 100 according to the present embodiment configured as described above will be described.

図８は、時間経過に伴う各波形の変化を示すタイミングチャートであり、図８（ａ）は負荷１８に接続される電線に流れる線電流を示し、（ｂ）はＰＮ電圧（主回路コンデンサ１９の端子間電圧）の変化を示し、（ｃ）はインバータ１５の出力電圧を示し、（ｄ）はインバータ１５より出力される電圧の周波数を示し、（ｅ）は消費電力推定値を示す。なお、以下では、負荷１８として、誘導電動機を用いた場合について説明する。 FIG. 8 is a timing chart showing the change of each waveform with time. FIG. 8A shows the line current flowing through the electric wire connected to the load 18, and FIG. 8B shows the PN voltage (main circuit capacitor 19). (C) shows the output voltage of the inverter 15, (d) shows the frequency of the voltage output from the inverter 15, and (e) shows the estimated power consumption. Hereinafter, a case where an induction motor is used as the load 18 will be described.

図８において、時刻ｔ１にて誘導電動機の起動スイッチ（図示省略）をオンとすると、図８（ａ）に示すように、ｑ軸電流Ｉｑ、及びｄ軸電流Ｉｄが流れる。また、線電流はｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄをベクトル的に加算した電流となり、起動スイッチのオンの直後に電流上限閾値を超える。つまり、図４に示したｄ３＞ｄ４が成立するので、演算部４３の出力端子ＯＵＴ１は、出力信号として最低出力電圧を出力することになる。その結果、図８（ｂ）に示すように、ＰＮ電圧はＰＮ電圧設定値に対して若干低下し、更に、図８（ｃ）に示すように、インバータ１５の出力電圧は、最低出力電圧まで低下する。 In FIG. 8, when the start switch (not shown) of the induction motor is turned on at time t1, a q-axis current Iq and a d-axis current Id flow as shown in FIG. 8 (a). Further, the line current becomes a current obtained by vector-adding the q-axis current Iq and the d-axis current Id, and exceeds the current upper limit threshold immediately after the start switch is turned on. That is, since d3> d4 shown in FIG. 4 is established, the output terminal OUT1 of the calculation unit 43 outputs the lowest output voltage as an output signal. As a result, as shown in FIG. 8 (b), the PN voltage slightly decreases with respect to the PN voltage set value, and further, as shown in FIG. 8 (c), the output voltage of the inverter 15 reaches the minimum output voltage. descend.

また、電圧指示値に対して電圧出力値は小さくなるので、図６に示したスイープ演算部６１の出力信号は、例えば、「０．３＊ｆ１」程度の信号を出力することになり、減算部６３の出力信号は「０．８５＊ｆ１」程度となるので、図８（ｄ）に示すように、インバータ１５の出力周波数は、周波数指示値ｆ１よりも若干低い数値（例えば、１５％低い数値）となる。 Further, since the voltage output value becomes smaller than the voltage instruction value, the output signal of the sweep calculation unit 61 shown in FIG. 6 outputs, for example, a signal of about “0.3 * f1”. Since the output signal of the unit 63 is about “0.85 * f1”, as shown in FIG. 8D, the output frequency of the inverter 15 is slightly lower than the frequency instruction value f1 (for example, 15% lower). Numerical value).

その結果、図８（ｅ）に示すように、消費電力計算部１５５で演算される消費電力（消費電力推定値）は、消費電力の実測値よりも大きくなる。そして、この消費電力推定値に基づき、回転数対応テーブル１５５ａ（図７参照）を参照してエンジン１１の回転数を決定する。つまり、実際の負荷１８の消費電力よりも大きい値となる消費電力推定値を用いて、エンジン１１の回転数を制御するので、負荷１８が起動を開始した直後は、実際の消費電力に対応する回転数よりも高い回転数でエンジン１１が回転駆動することとなり、エンジン１１のストールを防止することができる。 As a result, as shown in FIG. 8E, the power consumption (power consumption estimation value) calculated by the power consumption calculation unit 155 is larger than the actual measurement value of power consumption. Based on this estimated power consumption value, the engine speed of the engine 11 is determined with reference to the engine speed correspondence table 155a (see FIG. 7). That is, since the rotational speed of the engine 11 is controlled using a power consumption estimated value that is larger than the power consumption of the actual load 18, it corresponds to the actual power consumption immediately after the load 18 starts to start. The engine 11 is rotationally driven at a higher rotational speed than the rotational speed, and the stall of the engine 11 can be prevented.

その後、誘導電動機に流れる電流（線電流）が低下し、例えば時刻ｔ２において電流上限閾値を下回る。すると、インバータ１５の出力電圧が電圧指示値となる方向に変化する。 Thereafter, the current (line current) flowing through the induction motor decreases and falls below the current upper limit threshold at time t2, for example. Then, the output voltage of the inverter 15 changes in a direction that becomes a voltage instruction value.

しかし、このとき、急峻に電圧を復帰させると、誘導電動機での消費電力が急激に増加して、線電流が再度電流上限閾値を上回る可能性がある。また、ＰＮ電圧も負荷１８の起動終盤では、未だＰＮ電圧設定値に達しておらず、低い電圧にとどまっている（図８（ｂ）参照）。そこで、本実施形態では、インバータ１５の出力電圧を徐々に復帰させるために、図４に示した乗算部４２（係数Ｇ２）を用いている。即ち、乗算部４１の出力信号に係数Ｇ２（上述した（５）式参照）を乗じることにより、ＰＮ電圧の上昇に応じて、出力電圧を電圧指示値に復帰させるので、線電流が急激に上昇することを防止し、誘導電動機に接続されているコンタクタが遮断されることを防止することができる。 However, if the voltage is suddenly restored at this time, the power consumption in the induction motor increases rapidly, and the line current may exceed the current upper limit threshold again. In addition, the PN voltage has not yet reached the PN voltage set value at the end of the start of the load 18 and remains at a low voltage (see FIG. 8B). Therefore, in the present embodiment, the multiplier 42 (coefficient G2) shown in FIG. 4 is used to gradually return the output voltage of the inverter 15. That is, by multiplying the output signal of the multiplier 41 by the coefficient G2 (see the above formula (5)), the output voltage is returned to the voltage instruction value in accordance with the increase of the PN voltage, so that the line current rapidly increases. It is possible to prevent the contactor connected to the induction motor from being cut off.

図９は、時間経過に対する線電流の変化を示すタイミングチャート（図８（ａ）に対応）であり、曲線Ｓ１は駆動開始時に出力電圧を低下させた場合であり、曲線Ｓ２は出力電圧を低下させなかった場合を示している。曲線Ｓ１，Ｓ２を対比すると、曲線Ｓ１はＳ２よりも最大値が小さく抑えられていることが理解される。即ち、負荷１８の駆動開始時にインバータ１５の出力電圧を低下させることにより、負荷１８に流れる電流値（線電流）の増加を抑制することができる。従って、インバータの制御ユニットに設けられる半導体素子の小型化に寄与することとなる。 FIG. 9 is a timing chart (corresponding to FIG. 8A) showing a change in line current with time. Curve S1 shows a case where the output voltage is lowered at the start of driving, and curve S2 shows a case where the output voltage is lowered. The case where it did not let it be shown. Comparing the curves S1 and S2, it is understood that the maximum value of the curve S1 is smaller than that of S2. That is, by reducing the output voltage of the inverter 15 at the start of driving of the load 18, an increase in the value of current (line current) flowing through the load 18 can be suppressed. Therefore, it contributes to miniaturization of the semiconductor element provided in the control unit of the inverter.

図１０は、インバータ１５の出力周波数をスイープさせたときの突入電流の変化を示すタイミングチャートを示している。図１０に示す曲線Ｓ１１は、図６に示す周波数指示値ｆ１に電圧指令値Ｖ２と電圧指令値Ｖ１の比で決定されるＢを乗じたものに、乗算部６２で設定される係数Ｋを１．０とした場合を示し、曲線Ｓ１２は、係数Ｋを０．５とした場合を示し、曲線Ｓ１３は係数Ｋを０．３とした場合の特性を示している。 FIG. 10 is a timing chart showing changes in inrush current when the output frequency of the inverter 15 is swept. A curve S11 shown in FIG. 10 is obtained by multiplying the frequency instruction value f1 shown in FIG. 6 by B determined by the ratio of the voltage command value V2 and the voltage command value V1 to the coefficient K set by the multiplication unit 62. 0.0, the curve S12 shows the characteristic when the coefficient K is 0.5, and the curve S13 shows the characteristic when the coefficient K is 0.3.

そして、各曲線Ｓ１１〜Ｓ１３から理解されるように、係数Ｋが大きい場合には、負荷１８の起動時間は早くなるが、その反面、突入電流は大きくなる。一方、係数Ｋが小さい場合には、突入電流は小さいが、起動時間は遅くなる。本実施形態では、係数Ｋを適宜設定することにより、負荷１８の起動時における突入電流を抑制することができる。 As can be understood from the curves S11 to S13, when the coefficient K is large, the startup time of the load 18 is shortened, but on the other hand, the inrush current is increased. On the other hand, when the coefficient K is small, the inrush current is small, but the startup time is delayed. In the present embodiment, an inrush current at the time of starting the load 18 can be suppressed by appropriately setting the coefficient K.

次に、負荷１８が過負荷状態となってエンジン１１の回転数が低下した場合動作について、図１３に示すフローチャート、及び図１２に示すタイミングチャートを参照して説明する。図１３は、回転数監視回路２２による制御手順を示すフローチャート、図１２は、エンジン１１の回転数の変化に対する各信号の変化を示すタイミングチャートである。図１２に示す（ａ）はエンジン１１の回転数の変化を示し、（ｂ）は回転数監視回路２２より出力されるゲート信号の変化を示し、（ｃ）は負荷１８に接続される遮断機１７に出力するトリップ信号の変化を示し、（ｄ）はユーザに知らせるための過負荷信号の変化を示し、（ｅ）はトリップ信号、及び過負荷信号を解除するためのリセット信号の変化を示している。 Next, the operation when the load 18 is in an overload state and the rotational speed of the engine 11 decreases will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 13 and the timing chart shown in FIG. FIG. 13 is a flowchart showing a control procedure by the rotational speed monitoring circuit 22, and FIG. 12 is a timing chart showing changes in each signal with respect to changes in the rotational speed of the engine 11. 12A shows a change in the rotational speed of the engine 11, FIG. 12B shows a change in the gate signal output from the rotational speed monitoring circuit 22, and FIG. 12C shows a circuit breaker connected to the load 18. 17 shows the change of the trip signal to be output, (d) shows the change of the overload signal for notifying the user, and (e) shows the change of the trip signal and the reset signal for releasing the overload signal. ing.

図１３に示すステップＳ１１において、回転数監視回路２２は、インバータ１５のゲート状態を確認する。そして、ゲートがオンとされている場合、即ち、回転数監視回路２２より出力されるゲート信号が「Ｈ」である場合（図１１に示す各アンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６に供給されるゲート信号が「Ｈ」である場合）には（ステップＳ１１でオン）、ステップＳ１２において回転数監視回路２２は、エンジン１１の回転数が予め設定したゲートオフ回転数（例えば、８００回転／分）以上であるか否かを判断する。 In step S <b> 11 shown in FIG. 13, the rotation speed monitoring circuit 22 confirms the gate state of the inverter 15. When the gate is turned on, that is, when the gate signal output from the rotation speed monitoring circuit 22 is “H” (the gate signals supplied to the AND circuits AND1 to AND6 shown in FIG. (In the case of “H”) (ON in step S11), in step S12, the rotational speed monitoring circuit 22 determines whether the rotational speed of the engine 11 is equal to or higher than a preset gate-off rotational speed (for example, 800 rpm). Determine whether.

そして、エンジン１１の回転数がゲートオフ回転数以上である場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３において回転数監視回路２２は、引き続きゲートンオン信号を送信して、インバータ１５による電力出力状態を維持する。 Then, if the engine speed is equal to or higher than the gate-off engine speed (YES in step S12), the engine speed monitoring circuit 22 continues to transmit a gate-on signal in step S13 to maintain the power output state by the inverter 15. To do.

他方、エンジン１１の回転数がゲートオフ回転数未満に低下した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１４において回転数監視回路２２は、インバータ１５のゲートをオフとし（即ち、図１１に示す各アンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６に供給されるゲート信号を「Ｌ」とし）、図１に示す遮断機１７をオフとし、更に、過負荷警報をオンとする。これにより、負荷１８への電力供給を停止して負荷１８を保護し、且つ、インバータ１５が出力を停止したことをユーザに報知する。その後、本処理を終了する。 On the other hand, when the rotational speed of the engine 11 falls below the gate-off rotational speed (NO in step S12), in step S14, the rotational speed monitoring circuit 22 turns off the gate of the inverter 15 (that is, each of those shown in FIG. 11). The gate signal supplied to the AND circuits AND1 to AND6 is set to “L”), the circuit breaker 17 shown in FIG. 1 is turned off, and the overload alarm is turned on. Thereby, the power supply to the load 18 is stopped to protect the load 18 and the user is notified that the output of the inverter 15 has been stopped. Thereafter, this process is terminated.

また、ステップＳ１１の処理において、インバータ１５のゲートがオフとされている場合、即ち、回転数監視回路２２より出力されるゲート信号が「Ｌ」である場合（図１１に示す各アンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６に供給されるゲート信号が「Ｌ」である場合）には（ステップＳ１１でオフ）、ステップＳ１５において回転数監視回路２２は、エンジン１１の回転数が予め設定したゲートオン回転数（例えば、１０００回転／分）未満であるか否かを判断する。 In the process of step S11, when the gate of the inverter 15 is turned off, that is, when the gate signal output from the rotation speed monitoring circuit 22 is “L” (each AND circuit AND1 to AND1 shown in FIG. 11). When the gate signal supplied to the AND 6 is “L” (OFF in step S11), in step S15, the rotation speed monitoring circuit 22 determines that the rotation speed of the engine 11 is a preset gate-on rotation speed (for example, 1000). It is determined whether it is less than (rotation / min).

そして、エンジン回転数がゲートオン回転数未満である場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１６において回転数監視回路２２は、引き続きインバータのゲートオフ状態を維持する。即ち、ゲートオン信号の送信を行わず、インバータ１５の出力停止状態を維持する。 If the engine speed is less than the gate-on speed (YES in step S15), in step S16, the speed monitor circuit 22 continues to maintain the gate-off state of the inverter. That is, the gate-on signal is not transmitted, and the output stop state of the inverter 15 is maintained.

他方、エンジン回転数がゲートオン回転数以上に上昇した場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１７において回転数監視回路２２は、インバータ１５のゲートをオンとして（即ち、図１１に示す各アンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６に供給されるゲート信号を「Ｈ」として）、インバータ１５が作動可能な状態とする。従って、ユーザは手動操作により、負荷１８を作動させることができる。その後、本処理を終了する。 On the other hand, if the engine speed has risen above the gate-on speed (YES in step S15), in step S17, the speed monitor circuit 22 turns on the gate of the inverter 15 (that is, each AND circuit shown in FIG. 11). The gate signal supplied to the AND1 to AND6 is set to “H”) to make the inverter 15 operable. Therefore, the user can operate the load 18 by manual operation. Thereafter, this process is terminated.

次に、上記の処理手順を図１２に示すタイミングチャートを参照して説明すると、図１２（ａ）に示すように、エンジン１１が通常の回転数で回転しているときには（時刻ｔ１１以前の状態）、同図（ｂ）に示すようにゲート信号はオンとされ、同図（ｃ）に示すように遮断機１７を遮断するためのトリップ信号はオフとされ、同図（ｄ）に示すように過負荷信号はオフとされ、同図（ｅ）に示すようにリセット信号はオフとされている。 Next, the above processing procedure will be described with reference to the timing chart shown in FIG. 12. As shown in FIG. 12 (a), when the engine 11 is rotating at a normal rotational speed (state before time t11). ), The gate signal is turned on as shown in FIG. 5B, the trip signal for shutting off the circuit breaker 17 is turned off as shown in FIG. 5C, and as shown in FIG. The overload signal is turned off, and the reset signal is turned off as shown in FIG.

そして、過負荷が発生する等の原因でエンジン１１の回転数が低下し、時刻ｔ１１にてゲートオフ回転数（例えば、８００回転／分）を下回った場合には、これ以上エンジン１１よりの電力供給が継続されるとエンジン１１がストールするので、図１２（ｂ）に示すように、ゲート信号をオフとする。その結果、図１１に示したゲート信号が「Ｌ」レベルとなり、各アンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６の出力信号が全て「Ｌ」レベルとなって、インバータ１５による電力供給が停止する。その結果、誘導電動機を含む負荷１８は全て停止することとなる。即ち、エンジン１１に加えられる負荷が大きくなり、エンジン１１の回転数が低下した場合には、インバータ１５による電力供給を停止することにより、エンジン１１がストールすることを防止することができる。 Then, when the rotational speed of the engine 11 decreases due to an overload or the like and falls below the gate-off rotational speed (for example, 800 revolutions / minute) at time t11, more power is supplied from the engine 11. Since the engine 11 stalls when the operation is continued, the gate signal is turned off as shown in FIG. As a result, the gate signal shown in FIG. 11 becomes “L” level, the output signals of the AND circuits AND1 to AND6 all become “L” level, and the power supply by the inverter 15 is stopped. As a result, all the loads 18 including the induction motor are stopped. In other words, when the load applied to the engine 11 increases and the rotational speed of the engine 11 decreases, the engine 11 can be prevented from stalling by stopping the power supply by the inverter 15.

更に、図１２（ｃ）に示すように、時刻ｔ１１において、誘導電動機の遮断機１７をオフとするためのトリップ信号をオンとし、且つ、図１２（ｄ）に示すように、過負荷信号をオンとして、エンジン１１が過負荷状態となっていることをユーザに報知する。 Further, as shown in FIG. 12 (c), at time t11, the trip signal for turning off the breaker 17 of the induction motor is turned on, and as shown in FIG. The user is notified that the engine 11 is overloaded.

そして、インバータ１５による電力供給が停止したことにより、エンジン１１の回転数は上昇に転じる。そして、時刻ｔ１２でエンジン１１の回転数がゲートオン回転数を上回ると、ゲート信号がオンとなり、インバータ１５の駆動が可能となる。即ち、図１１に示したゲート信号が「Ｈ」レベルとなり、各アンド回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ６が出力可能な状態となるので、スイッチング回路１５０はＰＷＭ動作が可能となる。その後、時刻ｔ１３にてユーザによりリセット信号が入力されると、トリップ信号及び過負荷信号はオフとなり、再度負荷１８（誘導電動機等）を駆動させることが可能となる。 And since the electric power supply by the inverter 15 stopped, the rotation speed of the engine 11 turns to an increase. When the rotational speed of the engine 11 exceeds the gate-on rotational speed at time t12, the gate signal is turned on, and the inverter 15 can be driven. That is, since the gate signal shown in FIG. 11 becomes “H” level and each of the AND circuits AND1 to AND6 can output, the switching circuit 150 can perform the PWM operation. Thereafter, when a reset signal is input by the user at time t13, the trip signal and the overload signal are turned off, and the load 18 (induction motor or the like) can be driven again.

このようにして、本実施形態に係るインバータ発電装置１００では、負荷１８が過負荷状態となって負荷１８に過電流が流れ、これに伴ってエンジン１１の回転数が低下する場合には、エンジンの回転数が第１閾値回転数（例えば、８００回転／分）を下回った場合に、インバータ１５にゲートオフ信号（出力停止指令）を送信して、インバータ１５による電力の出力を停止させる。その結果、負荷１８への電力供給が停止するので、過負荷の発生による負荷１８の損傷を防止することができる。また、エンジン１１は回転を継続することができるので、エンジン１１がストールすることを防止できる。 Thus, in the inverter power generation device 100 according to the present embodiment, when the load 18 becomes an overload state and an overcurrent flows through the load 18, and the rotational speed of the engine 11 decreases accordingly, the engine When the number of rotations falls below a first threshold number of rotations (for example, 800 rotations / minute), a gate-off signal (output stop command) is transmitted to the inverter 15 to stop the output of power by the inverter 15. As a result, power supply to the load 18 is stopped, so that damage to the load 18 due to the occurrence of overload can be prevented. In addition, since the engine 11 can continue to rotate, the engine 11 can be prevented from stalling.

また、その後エンジン１１の回転数が上昇し、第２閾値回転数（例えば、１０００回転／分）を上回った場合には、インバータ１５にゲートオン信号（出力開始指令）を送信して、インバータ１５による電力出力を可能とする。即ち、操作者がリセットスイッチ等を操作することにより、インバータ１５による出力が可能となり、負荷１８を再度駆動させることができることとなる。 Further, when the rotational speed of the engine 11 subsequently increases and exceeds the second threshold rotational speed (for example, 1000 rpm), a gate-on signal (output start command) is transmitted to the inverter 15, and the inverter 15 Enable power output. That is, when the operator operates a reset switch or the like, output by the inverter 15 becomes possible, and the load 18 can be driven again.

従って、負荷１８が過負荷状態となった場合においてもエンジン１１をストールさせることなく運転することができるので、負荷１８に大きな負担をかけることを防止でき、更に、エネルギー効率を向上させることができる。 Therefore, even when the load 18 is in an overload state, the engine 11 can be operated without being stalled. Therefore, it is possible to prevent a heavy burden on the load 18 and to further improve energy efficiency. .

以上、本発明のインバータ発電装置１００を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。 As mentioned above, although the inverter electric power generating apparatus 100 of this invention was demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this, The structure of each part is replaced with the thing of the arbitrary structures which have the same function. be able to.

例えば、上述した実施形態では、第１閾値回転数と第２閾値回転数がそれぞれ異なる回転数となるように設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１閾値回転数と第２閾値回転数とを同一の回転数（例えば、８００回転／分）とすることも可能である。 For example, in the above-described embodiment, the first threshold rotational speed and the second threshold rotational speed are set to be different from each other. However, the present invention is not limited to this, and the first threshold rotational speed is It is also possible to set the second threshold rotation speed to the same rotation speed (for example, 800 rotations / minute).

本発明は、インバータ発電機の効率を向上させることに利用することができる。 The present invention can be used to improve the efficiency of an inverter generator.

１１エンジン
１２カップリング
１３同期モータ
１４コンバータ
１５インバータ
１６ＬＣフィルタ
１７遮断機
１８負荷
１９主回路コンデンサ
２０ＥＣＵ
２１警報器
２２回転数監視回路
３１電圧補正部
３２２相・３相変換部
３３ＰＷＭ波形変換部
３４電気角生成部
３５３相・２相変換部
４１乗算部
４２乗算部
４３演算部
４４ローパスフィルタ
５１乗算部
５２乗算部
５３演算部
５４遅延部
５５減算部
５６加算部
６１スイープ演算部
６２乗算部
６３減算部
１００インバータ発電装置
１５０スイッチング回路
１５１ＰＮ電圧検出部
１５２ＰＷＭ信号生成部
１５３周波数指令生成部
１５４電圧指令生成部
１５５消費電力計算部
１５５ａ回転数対応テーブル
１５６電流検出変換部
１５７電流計
ＳＷ１スイッチ 11 Engine 12 Coupling 13 Synchronous Motor 14 Converter 15 Inverter 16 LC Filter 17 Circuit Breaker 18 Load 19 Main Circuit Capacitor 20 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Alarm device 22 Rotational speed monitoring circuit 31 Voltage correction part 32 2 phase / 3 phase conversion part 33 PWM waveform conversion part 34 Electrical angle generation part 35 3 phase / 2 phase conversion part 41 Multiplication part 42 Multiplication part 43 Operation part 44 Low-pass filter DESCRIPTION OF SYMBOLS 51 Multiplication part 52 Multiplication part 53 Operation part 54 Delay part 55 Subtraction part 56 Addition part 61 Sweep calculation part 62 Multiplication part 63 Subtraction part 100 Inverter generator 150 Switching circuit 151 PN voltage detection part 152 PWM signal generation part 153 Frequency command generation part 154 Voltage command generator 155 Power consumption calculator 155a Rotational speed correspondence table 156 Current detection converter 157 Ammeter
SW1 switch

Claims

A prime mover, a synchronous motor coupled to the prime mover, a converter coupled to the synchronous motor, an inverter coupled to the converter, and power storage means provided between the converter and the inverter. In the inverter power generator that rotates the synchronous motor to output AC power, converts the AC power generated by the synchronous motor into DC by the converter, and converts the DC power to AC power of a desired frequency by the inverter.
A rotational speed monitoring means for monitoring the rotational speed of the prime mover;
The rotation speed monitoring means outputs an output stop command to the inverter when the rotation speed of the prime mover is equal to or lower than a first threshold rotation speed set in advance.
The inverter stops the output of AC power when the output stop command is given.

The rotation speed monitoring means outputs an output start command to the inverter when the prime mover exceeds a preset second threshold rotation speed when the inverter stops outputting. The inverter power generator according to claim 1.

The inverter power generator according to claim 2, wherein the second threshold rotational speed is greater than the first threshold rotational speed.

The inverter power generation device according to claim 2, wherein the second threshold rotation speed and the first threshold rotation speed are the same value.

The inverter according to any one of claims 1 to 4, further comprising a notification unit that notifies a user that an overload has occurred when the output stop command is output. Power generation device.