JP2012244693A - Parallel operation controller of inverter generator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a parallel operation controller of an inverter generator configured so that a desired output can be obtained even if it is connected arbitrarily with an output terminal, when a plurality of inverter generators outputting three-phase AC are operated in parallel.SOLUTION: In an inverter generator comprising first, second and third inverters 22a, 22b, 22c each connected with three windings wound around an engine-driven power generation part and outputting an AC power by performing DC/AC conversion of an output AC power by using switching elements, and first, second and third control units performing on/off control of these switching elements, and can be operated in parallel with an inverter generator 10B of the same configuration, the phase of a single-phase AC power input from the generator 10B is determined when the output terminal is connected arbitrarily with that of the generator 10B, and on/off of the switching elements are controlled so that the AC outputs have predetermined phases and output orders with reference to any one of the single-phase AC thus determined.

Description

この発明はインバータ発電機の並列運転制御装置に関し、より詳しくは三相交流を出力するインバータ発電機の並列運転を可能とした発電機の並列運転制御装置に関する。   The present invention relates to a parallel operation control device for an inverter generator, and more particularly to a parallel operation control device for a generator that enables parallel operation of an inverter generator that outputs a three-phase alternating current.

三相交流を出力するインバータ発電機の並列運転については例えば下記の特許文献1記載の技術を挙げることができる。特許文献1記載の技術にあっては、並列運転される発電機の各出力位相を自動的に一致させるように構成している。   As for the parallel operation of the inverter generator that outputs three-phase alternating current, for example, the technique described in Patent Document 1 below can be cited. In the technique described in Patent Document 1, the output phases of the generators operated in parallel are automatically matched.

特許第3363170号Japanese Patent No. 3363170

特許文献1記載の技術にあっては並列運転されるインバータ発電機の出力端子を出力される位相関係に合わせて正確に接続する必要があって手続が煩瑣であると共に、接続端子を間違えて接続してしまった場合には所望の出力を得られないという問題があった。   In the technique described in Patent Document 1, it is necessary to accurately connect the output terminals of the inverter generators operated in parallel according to the output phase relationship, and the procedure is cumbersome, and the connection terminals are mistakenly connected. If this happens, the desired output cannot be obtained.

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、三相交流を出力するインバータ発電機を複数基並列運転する場合、出力端子を任意に接続しても所望の出力を得られるようにしたインバータ発電機の並列運転制御装置を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when operating a plurality of inverter generators that output three-phase alternating current in parallel, an inverter that can obtain a desired output even if an output terminal is arbitrarily connected. The object is to provide a parallel operation control device for a generator.

上記した課題を解決するため、請求項1に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、エンジンで駆動される発電部に巻回される第1、第2、第3巻線にそれぞれ接続されると共に、前記第1、第2、第3巻線から出力される交流をスイッチング素子を用いて直流/交流変換して交流電力を出力する第1、第2、第3インバータと、前記第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御すると共に、相互に通信自在に接続される第1、第2、第3制御部と、前記第1、第2、第3インバータにそれぞれ接続されて前記交流の出力をU相、V相、W相のいずれかとして出力する端子群と前記端子群の中性端子とにそれぞれ接続される出力端子とを備えると共に、同一構成の少なくとも1基のインバータ発電機Bと三相交流出力で並列運転可能なインバータ発電機Aであって、前記第1、第2、第3制御部は、前記出力端子の端子群が前記発電機Bの出力端子の端子群にそれぞれ接続ケーブルを介して任意に接続されるとき、前記発電機Bから前記第1、第2、第3インバータに入力される単相交流の位相を判別し、前記判別された単相交流のいずれか一つを基準として前記第1、第2、第3インバータの単相交流出力が所定の位相と出力順となるように、前記第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成した。   In order to solve the above-described problem, in the parallel operation control apparatus for an inverter generator according to claim 1, the first, second and third windings wound around the power generation unit driven by the engine are respectively provided. First, second, and third inverters that are connected and that convert alternating current output from the first, second, and third windings into direct current / alternating current using a switching element to output alternating current power; and The first, second, and third control units that control ON / OFF of the switching elements of the first, second, and third inverters and that are communicably connected to each other, and the first, second, and third units A terminal group that is connected to each inverter and outputs the AC output as one of the U-phase, V-phase, and W-phase, and an output terminal that is connected to the neutral terminal of each of the terminal groups; And at least one inverter generator B Inverter generator A that can be operated in parallel with phase AC output, wherein the first, second, and third control units are configured such that the terminal group of the output terminal is connected to the terminal group of the output terminal of the generator B, respectively. Is connected to the first, second, and third inverters from the generator B, and any one of the determined single-phase alternating currents is determined. Is used to control ON / OFF of the switching elements of the first, second, and third inverters so that the single-phase AC outputs of the first, second, and third inverters are in a predetermined phase and output order. It was configured as follows.

請求項2に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、前記第1、第2、第3制御部は、前記発電機Bから前記第1、第2、第3インバータに入力される相間電圧と相間電流をそれぞれ検出する相間電圧・相間電流検出手段を備え、前記検出された相間電圧と相間電流に同期するように前記第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成した。   In the inverter generator parallel operation control device according to claim 2, the first, second, and third control units are input from the generator B to the first, second, and third inverters. An inter-phase voltage / inter-phase current detecting means for detecting an inter-phase voltage and an inter-phase current, respectively, and on / off of switching elements of the first, second and third inverters so as to be synchronized with the detected inter-phase voltage and inter-phase current It was constituted so as to control.

請求項3に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、前記発電機Bの第1、第2、第3制御部は、マスタを構成する第1インバータからの出力を基準として前記第2、第3インバータの出力の位相が目標値となるように前記スイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成した。   In the inverter generator parallel operation control apparatus according to claim 3, the first, second, and third control units of the generator B are configured based on the output from the first inverter that constitutes the master. 2. The on / off state of the switching element is controlled so that the phase of the output of the third inverter becomes a target value.

請求項4に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、前記発電機Bの第1制御部は基準信号を生成すると共に、前記基準信号に対して所定の位相を有する同期信号を生成して前記第2、第3制御部に送信し、よって前記第1、第2、第3制御部は前記基準信号と同期信号に基づいて前記マスタを構成する第1インバータからの出力を基準として前記第2、第3インバータの出力の位相が目標値となるように前記スイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成した。   In the parallel operation control apparatus for an inverter generator according to claim 4, the first control unit of the generator B generates a reference signal and also generates a synchronization signal having a predetermined phase with respect to the reference signal. To the second and third control units, and thus the first, second and third control units are based on the output from the first inverter constituting the master based on the reference signal and the synchronization signal. The on / off of the switching element is controlled so that the phase of the output of the second and third inverters becomes a target value.

請求項5に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、前記第1、第2、第3インバータの端子群は前記U相、V相、W相のいずれかと前記中性端子とからなる単相2線式であると共に、前記出力端子は前記端子群と中性端子とにそれぞれ接続される3相4線式である如く構成した。   In the inverter generator parallel operation control apparatus according to claim 5, the terminal group of the first, second, and third inverters includes any one of the U-phase, V-phase, and W-phase, and the neutral terminal. The output terminal is configured to be a three-phase four-wire system connected to the terminal group and the neutral terminal.

請求項6に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、前記第1、第2、第3制御部は、前記第1、第2、第3インバータの出力が、前記発電機Bの対応する第1、第2、第3インバータの出力と相違する場合、前記交流出力の電圧振幅量と電圧位相量の少なくともいずれかを補正するように前記第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成した。   In the inverter generator parallel operation control apparatus according to claim 6, the first, second, and third control units output the first, second, and third inverters of the generator B. Switching between the first, second, and third inverters so as to correct at least one of the voltage amplitude amount and the voltage phase amount of the AC output when different from the outputs of the corresponding first, second, and third inverters. The device is configured to control on / off of the element.

請求項1に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、エンジンで駆動される発電部に巻回される第1、第2、第3巻線にそれぞれ接続されると共に、それらから出力される交流をスイッチング素子を用いて直流/交流変換して交流電力を出力する第1、第2、第3インバータと、第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御すると共に、相互に通信自在に接続される第1、第2、第3制御部と、前記第1、第2、第3インバータにそれぞれ接続されて交流の出力をU相、V相、W相のいずれかとして出力する端子群とそれらの中性端子とにそれぞれ接続される出力端子とを備えると共に、同一構成の少なくとも1基のインバータ発電機Bと三相交流出力で並列運転可能なインバータ発電機Aであって、第1、第2、第3制御部は、出力端子の端子群が発電機Bの出力端子の端子群にそれぞれ接続ケーブルを介して任意に接続されるとき、発電機Bから第1、第2、第3インバータに入力される単相交流の位相を判別し、判別された単相交流のいずれか一つを基準として第1、第2、第3インバータの単相交流出力が所定の位相と出力順となるように、第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成したので、出力端子の端子群が発電機Bの出力端子の端子群に任意に接続されるとき、換言すればU相とV相端子、V相とW相端子、W相とU相端子が接続されるときでも、出力される単相交流の位相を判別し、判別された単相交流のいずれか一つ、例えばU相交流を基準として第1、第2、第3インバータの単相交流出力が所定の位相と出力順となるように、第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御することで、出力端子をどのように接続しても三相交流を出力するインバータ発電機を複数基、例えば2基、並列運転させることができる。   In the parallel operation control apparatus for an inverter generator according to claim 1, the inverter generator is connected to the first, second, and third windings wound around the power generation unit driven by the engine, and outputs from them. ON / OFF of the first, second, and third inverters, and the first, second, and third inverters that output AC power by DC / AC conversion using switching elements. In addition, the first, second, and third control units connected to each other so as to communicate with each other, and the first, second, and third inverters are connected to the AC outputs for the U-phase, V-phase, and W-phase, respectively. Inverter generator having a terminal group that outputs as either one and an output terminal connected to each of the neutral terminals, and capable of operating in parallel with at least one inverter generator B having the same configuration and three-phase AC output A, no. The second and third control units are connected to the first, second, second from the generator B when the terminal groups of the output terminals are arbitrarily connected to the terminal groups of the output terminals of the generator B via connection cables, respectively. The phase of the single-phase AC input to the three inverters is discriminated, and the single-phase AC output of the first, second, and third inverters has a predetermined phase and output order based on any one of the discriminated single-phase ACs. Since the switching elements of the first, second, and third inverters are controlled to be turned on and off, the output terminal group is arbitrarily connected to the output terminal group of the generator B. In other words, even when the U-phase and V-phase terminals, the V-phase and W-phase terminals, and the W-phase and U-phase terminals are connected, the phase of the output single-phase AC is determined, and the determined single-phase AC Any one of the first, second, and third inverters, for example, U phase AC By controlling on / off of the switching elements of the first, second, and third inverters so that the AC output is in a predetermined phase and output order, three-phase AC can be generated no matter how the output terminals are connected. A plurality of inverter generators for output, for example, two, can be operated in parallel.

また、発電機Bから第1、第2、第3インバータに入力される相間電圧と相間電流をそれぞれ検出し、検出された相間電圧と相関電流に同期するように第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御することも可能となり、それによって三相負荷以外の不平衡の負荷状態、例えば単相負荷に電力を供給する場合のように相間出力が不平衡となる負荷状態においても他の相の出力に影響なく独立して並列運転を実現することができると共に、並列運転時のアンバランス電流の増加や相手機との横流を確実に回避することができる。   Further, the interphase voltage and interphase current input from the generator B to the first, second, and third inverters are detected, respectively, and the first, second, and third are synchronized with the detected interphase voltage and correlation current. It is also possible to control the ON / OFF of the switching element of the inverter, thereby causing an unbalanced load state other than a three-phase load, for example, a load where the interphase output is unbalanced, such as when power is supplied to a single-phase load. Even in the state, parallel operation can be realized independently without affecting the output of other phases, and an increase in unbalance current during parallel operation and a cross current with the counterpart machine can be reliably avoided.

請求項2に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、第1、第2、第3制御部は、発電機Bから第1、第2、第3インバータに入力される相間電圧と相間電流をそれぞれ検出する相間電圧・相間電流検出手段を備え、検出された相間電圧と相間電流に同期するように第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成したので、上記した効果に加え、第1、第2、第3インバータのそれぞれにおいて出力される三相交流の電圧と位相を的確に合わせることができる。   In the inverter generator parallel operation control apparatus according to claim 2, the first, second, and third control units include the interphase voltage input from the generator B to the first, second, and third inverters. An interphase voltage / interphase current detection means for detecting the interphase current is provided, and the on / off of the switching elements of the first, second, and third inverters is controlled so as to be synchronized with the detected interphase voltage and interphase current. Therefore, in addition to the effects described above, the voltage and phase of the three-phase alternating current output from each of the first, second, and third inverters can be accurately matched.

請求項3に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、発電機Bの第1、第2、第3制御部は、マスタを構成する第1インバータからの出力を基準として第2、第3インバータの出力の位相が目標値となるようにスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成したので、上記した効果に加え、第1、第2、第3インバータのそれぞれにおいて出力される三相交流の電圧と位相を一層的確に合わせることができる。   In the parallel operation control apparatus for an inverter generator according to claim 3, the first, second and third control units of the generator B are the second, based on the output from the first inverter constituting the master. Since the on / off of the switching element is controlled so that the phase of the output of the third inverter becomes the target value, in addition to the above-described effects, the three outputs output from each of the first, second, and third inverters. Phase AC voltage and phase can be matched more accurately.

請求項4に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、発電機Bの第1制御部は基準信号を生成すると共に、基準信号に対して所定の位相を有する同期信号を生成して第2、第3制御部に送信し、よって第1、第2、第3制御部は基準信号と同期信号に基づいてマスタを構成する第1インバータからの出力を基準として第2、第3インバータの出力の位相が目標値となるようにスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成したので、上記した効果に加え、第1、第2、第3インバータのそれぞれにおいて出力される三相交流の電圧と位相を一層的確に合わせることができる。   In the inverter generator parallel operation control apparatus according to claim 4, the first control unit of the generator B generates a reference signal and also generates a synchronization signal having a predetermined phase with respect to the reference signal. The first, second and third control units transmit to the second and third control units, so that the second and third inverters are based on the output from the first inverter constituting the master based on the reference signal and the synchronization signal. In addition to the above-described effects, the three-phase alternating current output from each of the first, second, and third inverters is controlled. The voltage and phase can be matched more accurately.

請求項5に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、第1、第2、第3インバータの端子群はU相、V相、W相のいずれかと中性端子とからなる単相2線式であると共に、出力端子は端子群と中性端子とにそれぞれ接続される3相4線式である如く構成したので、上記した効果に加え、簡易な構成で三相4線式のインバータ発電機を複数基並列運転させることができる。   In the inverter generator parallel operation control apparatus according to claim 5, the terminal group of the first, second, and third inverters is a single phase composed of any one of the U phase, the V phase, and the W phase and a neutral terminal. In addition to the effects described above, the output terminal is configured as a three-phase four-wire system that is connected to the terminal group and the neutral terminal. A plurality of inverter generators can be operated in parallel.

請求項6に係るインバータ発電機の並列運転制御装置にあっては、第1、第2、第3制御部は、第1、第2、第3インバータの出力が、発電機Bの対応する第1、第2、第3インバータの出力と相違する場合、交流出力の電圧振幅量と電圧位相量の少なくともいずれかを補正するように第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成したので、上記した効果に加え、インバータ発電機を複数基、確実に並列運転させることができる。   In the inverter generator parallel operation control device according to claim 6, the first, second, and third control units are configured so that the outputs of the first, second, and third inverters correspond to the generator B. When the output is different from the output of the first, second, and third inverters, the switching elements of the first, second, and third inverters are turned on / off so as to correct at least one of the voltage amplitude amount and the voltage phase amount of the AC output. In addition to the above-described effects, a plurality of inverter generators can be reliably operated in parallel.

この発明の実施例に係るインバータ発電機を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the inverter generator which concerns on the Example of this invention. 図1のインバータ発電機のエンジンのクランクケースの平面図である。It is a top view of the crankcase of the engine of the inverter generator of FIG. 図1のインバータ発電機のインバータ部の構成を詳細に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the inverter part of the inverter generator of FIG. 1 in detail. 図1のインバータ発電機のインバータ部の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of the inverter part of the inverter generator of FIG. 図1のインバータ発電機のフィルタ部の構成を詳細に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the filter part of the inverter generator of FIG. 1 in detail. 同様に図1のインバータ発電機のフィルタ部の構成を詳細に示す回路図である。Similarly, it is a circuit diagram showing in detail the configuration of the filter section of the inverter generator of FIG. 図1のインバータ発電機のエンジン制御部の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the engine control part of the inverter generator of FIG. 図1のインバータ発電機のインバータ部の制御部の動作をより具体的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows more concretely the operation | movement of the control part of the inverter part of the inverter generator of FIG. 図8の構成で使用される基準信号と同期信号を説明するタイム・チャートである。FIG. 9 is a time chart for explaining a reference signal and a synchronization signal used in the configuration of FIG. 8. 図7の動作による三相出力から単相出力への切替を示すタイム・チャートである。FIG. 8 is a time chart showing switching from three-phase output to single-phase output by the operation of FIG. 7. FIG. 図7の動作による単相出力から三相出力への切替を示すタイム・チャートである。8 is a time chart showing switching from single-phase output to three-phase output by the operation of FIG. 7. 図1のインバータ発電機を2基並列運転する場合を示す、インバータ発電機の斜視図である。It is a perspective view of an inverter generator which shows the case where two inverter generators of FIG. 1 are operated in parallel. 図12に示す2基のインバータ発電機を並列運転するときの、インバータ部の制御部の動作を示すブロック図である。It is a block diagram which shows operation | movement of the control part of an inverter part when carrying out the parallel operation of the two inverter generators shown in FIG. 図12に示す2基のインバータ発電機を並列運転するときの、インバータ部の制御部の動作を示すフロー・チャートである。13 is a flowchart showing the operation of the control unit of the inverter unit when the two inverter generators shown in FIG. 12 are operated in parallel. 図12に示す2基のインバータ発電機を並列運転したときの出力波形を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an output waveform when the two inverter generators shown in FIG. 12 are operated in parallel. 同様に図12に示す2基のインバータ発電機を並列運転するときの、インバータ部の制御部の動作を示すフロー・チャートである。13 is a flow chart showing the operation of the control unit of the inverter unit when the two inverter generators shown in FIG. 12 are similarly operated in parallel.

以下、添付図面に即してこの発明に係るインバータ発電機の並列運転制御装置の動作を実施するための形態について説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment for carrying out the operation of an inverter generator parallel operation control device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、この発明の実施例に係るインバータ発電機を全体的に示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram generally showing an inverter generator according to an embodiment of the present invention.

図1において符号10はインバータ発電機を示す。インバータ発電機10はエンジン(内燃機関)12を備え、5kW(交流100Vで50A)程度の定格出力を有する。エンジン12はガソリンを燃料とする、火花点火式の空冷エンジンである。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an inverter generator. The inverter generator 10 includes an engine (internal combustion engine) 12 and has a rated output of about 5 kW (50 A at 100 V AC). The engine 12 is a spark ignition type air-cooled engine using gasoline as fuel.

エンジン12の吸気管12aにはスロットルバルブ12bとチョークバルブ12cが配置される。スロットルバルブ12bはステップ(スロットル)モータ12dに接続される。またチョークバルブ12cもチョークモータ(同様にステップモータからなる)12eに接続される。   A throttle valve 12b and a choke valve 12c are disposed in the intake pipe 12a of the engine 12. The throttle valve 12b is connected to a step (throttle) motor 12d. The choke valve 12c is also connected to a choke motor (also comprising a step motor) 12e.

エンジン12は12V程度の容量を有するバッテリ14を備え、ステップモータ12dとチョークモータ12eはバッテリ14から通電されるとき、スロットルバルブ12bとチョークバルブ12cを駆動して開閉する。エンジン12は発電部(「ALT」と示す)16を備える。   The engine 12 includes a battery 14 having a capacity of about 12V, and when the step motor 12d and the choke motor 12e are energized from the battery 14, the throttle valve 12b and the choke valve 12c are driven to open and close. The engine 12 includes a power generation unit (shown as “ALT”) 16.

図2は図1に示すエンジン12のクランクケース12fの平面図である。   FIG. 2 is a plan view of the crankcase 12f of the engine 12 shown in FIG.

図示の如く、発電部16はクランクケース12fに固定されたステータ16aと、その回りに回転自在に配置される、フライホイールを兼用するロータ16bからなる。   As shown in the figure, the power generation unit 16 includes a stator 16a fixed to the crankcase 12f and a rotor 16b that also serves as a flywheel and is rotatably disposed around the stator 16a.

ステータ16aは30個の突起を備え、そのうちの27個には3組のU,V,W相からなる三相の出力巻線(メイン巻線)18が巻回されると共に、3個には1組の同様にU,V,Wからなる三相の出力巻線(サブ巻線)20が巻回される。3組の出力巻線18は18a,18b,18cからなる。   The stator 16a includes 30 protrusions, 27 of which 3 sets of three-phase output windings (main windings) 18 composed of U, V, and W phases are wound, and 3 Similarly, a set of three-phase output windings (sub-windings) 20 consisting of U, V, and W are wound. Three sets of output windings 18 consist of 18a, 18b and 18c.

ステータ16aの外側に配置されるロータ16bの内部には、出力巻線18,20と対向するように複数対の永久磁石16b1が径方向に着磁された磁極を交互させて取着される。   Inside the rotor 16b arranged outside the stator 16a, a plurality of pairs of permanent magnets 16b1 are alternately attached to the magnetic poles magnetized in the radial direction so as to face the output windings 18 and 20.

発電部16においては、ステータ16aの回りをロータ16bの永久磁石が回転することにより、27個の三相の出力巻線18(より具体的には18a,18b,18c)からU相、V相、W相からなる交流電力が出力(発電)されると共に、3個のサブ巻線20からも同様に各相の交流電力が出力される。   In the power generation unit 16, the permanent magnet of the rotor 16b rotates around the stator 16a, so that the U-phase and V-phase are output from the 27 three-phase output windings 18 (more specifically, 18a, 18b, and 18c). The AC power composed of the W phase is output (power generation), and the AC power of each phase is similarly output from the three sub-windings 20.

図1に戻って説明を続けると、この実施例に係るインバータ発電機10は、大別すると、発電部16に巻回された出力巻線18と、インバータ部(「INV」と示す)22と、フィルタ部(「Filter」と示す)24と、出力部(「OUT」と示す)26と、エンジン制御部(「ECU」と示す)28と、制御パネル部(「Control Panel」と示す)30を備える。ECU(Electronic Control Unit)は電子制御ユニットを意味し、後述するようにCPUを備える。   Returning to FIG. 1 and continuing the description, the inverter generator 10 according to this embodiment is roughly divided into an output winding 18 wound around the power generation unit 16, an inverter unit (indicated as "INV") 22, , A filter unit (shown as “Filter”) 24, an output unit (shown as “OUT”) 26, an engine control unit (shown as “ECU”) 28, and a control panel unit (shown as “Control Panel”) 30. Is provided. ECU (Electronic Control Unit) means an electronic control unit and includes a CPU as described later.

図示の如く、この実施例に係るインバータ発電機10において特徴的なことは、3組(3個)の単相インバータ発電機(インバータ)を並列に接続すると共に、その出力から所望の電圧と位相の三相交流と単相交流を選択的かつ確実に出力可能としたことにある。   As shown in the figure, the characteristic of the inverter generator 10 according to this embodiment is that three sets (three) of single-phase inverter generators (inverters) are connected in parallel, and the desired voltage and phase are output from the output. The three-phase alternating current and single-phase alternating current can be selectively and reliably output.

即ち、インバータ発電機10は、並列接続された、第1、第2、第3の出力巻線18a,18b,18cからなる3組の巻線と、第1、第2、第3インバータ(インバータ部あるいはインバータ発電機)22a,22b,22cからなる3組のインバータを備えたインバータ部22と、第1、第2、第3フィルタ24a,24b,24cから3組のフィルタを備えたフィルタ部24と、三相出力端子26eと単相出力端子26fとを備えた出力部26と、エンジン12の動作を制御するエンジン制御部28と、1個の制御パネル部30とを備える。   That is, the inverter generator 10 includes three sets of windings composed of first, second, and third output windings 18a, 18b, and 18c connected in parallel, and first, second, and third inverters (inverters). Part or inverter generator) 22a, 22b, 22c provided with three sets of inverters, and first, second and third filters 24a, 24b, 24c provided with three sets of filters 24 And an output unit 26 having a three-phase output terminal 26e and a single-phase output terminal 26f, an engine control unit 28 for controlling the operation of the engine 12, and a single control panel unit 30.

インバータ部22などは具体的にはエンジン12の適宜位置に設けられたケース内に収容されたプリントボード上に搭載された半導体チップなどから構成されると共に、制御パネル部30はエンジン12の適宜位置に設けられる半導体チップとそれに接続されるパネルから構成される。   Specifically, the inverter unit 22 and the like are composed of a semiconductor chip mounted on a printed board housed in a case provided at an appropriate position of the engine 12, and the control panel unit 30 is positioned at an appropriate position of the engine 12. And a panel connected to the semiconductor chip.

それぞれ3組からなる、出力巻線18とインバータ部22とフィルタ部24と出力部26は、図示の如く、共通する添え字a,b,cを付された組同士が対応して接続されるように構成される。   As shown in the figure, the output winding 18, the inverter unit 22, the filter unit 24, and the output unit 26, each having three sets, are connected to each other with the sets having common subscripts a, b, and c. Configured as follows.

インバータ部22を構成する第1、第2、第3のインバータ22a,22b,22cはそれぞれ単相2線式のインバータからなると共に、FET(電界効果トランジスタ)とSCR(サイリスタ)一体型のパワーモジュール22a1,22b1,22c1と、32ビットのCPU22a2(第1制御部)、22b2(第2制御部)、22c2(第3制御部)と、発電出力の相間電圧と相間電流を検出する相間電圧・相間電流センサ22a3,22b3,22c3を備える。CPU22a2,22b2,22c2は通信線28dで相互に通信自在に接続される。   The first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c constituting the inverter unit 22 are each composed of a single-phase two-wire inverter, and an FET (field effect transistor) and SCR (thyristor) integrated power module. 22a1, 22b1, 22c1, 32-bit CPUs 22a2 (first control unit), 22b2 (second control unit), 22c2 (third control unit), and interphase voltage / interphase for detecting the interphase voltage and interphase current of the power generation output Current sensors 22a3, 22b3, and 22c3 are provided. The CPUs 22a2, 22b2, and 22c2 are connected to each other via a communication line 28d so that they can communicate with each other.

図3はインバータ部22の構成を詳細に示す回路図である。以下、組aを例にとって説明するが、各組の構成は基本的には同じであるので、組aについての説明は組b,cについても妥当する。   FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the inverter unit 22 in detail. Hereinafter, the group a will be described as an example, but the configuration of each group is basically the same, and therefore the description of the group a is valid for the groups b and c.

図3に示す如く、パワーモジュール22a1は、3個のSCR(サイリスタ(直流変換用のスイッチング素子))とDI(ダイオード)がブリッジ接続された混合ブリッジ回路22a11と、4個のFET(電界効果トランジスタ(交流変換用のスイッチング素子))がHブリッジ接続されたHブリッジ回路22a12から構成される。   As shown in FIG. 3, the power module 22a1 includes a mixed bridge circuit 22a11 in which three SCRs (thyristors (switching elements for DC conversion)) and DI (diodes) are bridge-connected, and four FETs (field effect transistors). (Switching element for AC conversion) is configured from an H-bridge circuit 22a12 that is H-bridge connected.

発電部16に巻回された出力巻線18のU相巻線18a、V相巻線18b、W相巻線18cから出力(発電)された三相の交流電力は対応する第1インバータ22aに入力され、そのパワーモジュール22a1の混合ブリッジ回路22a11においてSCRとDIの中点に入力される。   Three-phase AC power output (generated) from the U-phase winding 18a, V-phase winding 18b, and W-phase winding 18c of the output winding 18 wound around the power generation section 16 is supplied to the corresponding first inverter 22a. And is input to the midpoint of the SCR and DI in the mixed bridge circuit 22a11 of the power module 22a1.

混合ブリッジ回路22a11においてSCRのゲートはドライバ回路(図示せず)を介してバッテリ14に接続される。バッテリ14からのドライバ回路を介しての通電(オン。導通(点弧))と通電停止(オフ(非導通))はCPU22a2によって制御される。   In the mixed bridge circuit 22a11, the gate of the SCR is connected to the battery 14 via a driver circuit (not shown). Energization (ON, conduction (ignition)) and energization stop (OFF (non-conduction)) from the battery 14 via the driver circuit are controlled by the CPU 22a2.

即ち、CPU22a2は、相間電圧・相間電流センサ22a3の出力に基づき、SCRのゲートを目標とする出力電圧に応じた導通角(点弧角)で導通(点弧)し、出力巻線18aから入力される交流を目標とする出力電圧の直流に変換する。   That is, the CPU 22a2 conducts (ignites) the SCR gate at a conduction angle (ignition angle) corresponding to the target output voltage based on the output of the interphase voltage / interphase current sensor 22a3, and inputs from the output winding 18a. Is converted to a direct current of the output voltage.

混合ブリッジ回路22a11からの直流出力はFETのHブリッジ回路22a12に入力される。Hブリッジ回路22a12にあっては、FETがバッテリ14に接続されると共に、CPU22a2によってその通電(オン(導通))と通電停止(オフ(非導通))が制御されることで、入力された直流出力を所定周波数(例えば50Hzあるいは60Hzの商用周波数)の交流に変換する。   The DC output from the mixing bridge circuit 22a11 is input to the H bridge circuit 22a12 of the FET. In the H-bridge circuit 22a12, the FET is connected to the battery 14, and the energization (ON (conduction)) and energization stop (OFF (non-conduction)) are controlled by the CPU 22a2, so that the input direct current The output is converted into alternating current at a predetermined frequency (for example, a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz).

図4は、Hブリッジ回路22a12の動作を説明する説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the H-bridge circuit 22a12.

即ち、CPU22a2は、同図に示す如く、目標とする出力電圧波形の所定周波数(即ち、商用周波数50Hzあるいは60Hz)の基準正弦波(信号波。上部に実線で示す)を生成し、生成された基準正弦波を入力してコンパレータ(図示せず)でキャリア(例えば20kHzの搬送波)と比較してPWM(Pulse Width Modulation。パルス幅変調)信号を生成し、生成されたPWM信号に基づいてHブリッジ回路22a12のFETをオン・オフする。   That is, the CPU 22a2 generates and generates a reference sine wave (signal wave, indicated by a solid line at the top) of a predetermined frequency (that is, commercial frequency 50 Hz or 60 Hz) of the target output voltage waveform as shown in FIG. A reference sine wave is input, and a comparator (not shown) is compared with a carrier (for example, a 20 kHz carrier wave) to generate a PWM (Pulse Width Modulation) signal, and an H bridge is generated based on the generated PWM signal. The FET of the circuit 22a12 is turned on / off.

図4において下部の破線が目標とする出力電圧波形を示す。尚、PWM信号(PWM波形)の周期T(ステップ)は実際には遥かに短いが、理解の便宜のため、同図では誇張して示す。   In FIG. 4, the broken line at the bottom shows the target output voltage waveform. The period T (step) of the PWM signal (PWM waveform) is actually much shorter, but is exaggerated in the figure for convenience of understanding.

インバータ部22はフィルタ部24に接続される。   The inverter unit 22 is connected to the filter unit 24.

フィルタ部24は、高調波除去用のLCフィルタ(ローパスフィルタ)24a1,24b1,24c1とノイズ除去用のノイズフィルタ24a2,24b2,24c2を備え、インバータ部22で変換された交流出力は、LCフィルタ24a1,24b1,24c1とノイズフィルタ24a2,24b2,24c2に入力されて高調波やノイズが除去される。   The filter unit 24 includes LC filters (low-pass filters) 24a1, 24b1, and 24c1 for removing harmonics and noise filters 24a2, 24b2, and 24c2 for removing noise, and the AC output converted by the inverter unit 22 is an LC filter 24a1. , 24b1, 24c1 and noise filters 24a2, 24b2, 24c2 to remove harmonics and noise.

図5にLCフィルタ24a1の回路構成を、図6にノイズフィルタ24a2の回路構成を示す。図示は省略するが、LCフィルタ24b1,24c1とノイズフィルタ24a2,24b2,24c2の回路構成も同様である。   FIG. 5 shows a circuit configuration of the LC filter 24a1, and FIG. 6 shows a circuit configuration of the noise filter 24a2. Although not shown, the circuit configurations of the LC filters 24b1 and 24c1 and the noise filters 24a2, 24b2, and 24c2 are the same.

インバータ部22は、フィルタ部24を介して出力部26に接続される。   The inverter unit 22 is connected to the output unit 26 via the filter unit 24.

図1に示す如く、出力部26は、第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cにそれぞれ接続されて交流の出力をU相、V相、W相のいずれかとして出力する端子群26a,26b,26cと前記端子群の中性端子26dとにそれぞれ直列接続される三相出力端子(出力端子)26eと、前記端子群に並列接続されると共に、前記中性端子に直列接続される単相出力端子(出力端子)26fとを備える。   As shown in FIG. 1, the output unit 26 is connected to the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c, respectively, and outputs an AC output as one of the U phase, V phase, and W phase. 26a, 26b, 26c and a neutral terminal 26d of the terminal group are connected in series to a three-phase output terminal (output terminal) 26e, connected in parallel to the terminal group, and connected in series to the neutral terminal. Single-phase output terminal (output terminal) 26f.

より具体的には、出力部26は、第1インバータ22aに接続されて交流の出力をU相として出力するU相端子26a1と、第2インバータ22bに接続されて交流の出力をV相として出力するV相端子26b1と、第3インバータ22cに接続されて交流の出力をW相として出力するW相端子26c1と、第1、第2、第3インバータの中性点26a2,26b2,26c2を連結してなる中性のO相端子26dとにそれぞれ直列接続される(4線の)三相出力端子26eを備える。   More specifically, the output unit 26 is connected to the first inverter 22a and outputs an AC output as a U phase, and is connected to the second inverter 22b and outputs an AC output as a V phase. The V-phase terminal 26b1, the W-phase terminal 26c1 connected to the third inverter 22c and outputting the AC output as the W-phase, and the neutral points 26a2, 26b2, and 26c2 of the first, second, and third inverters. A three-phase output terminal 26e (four wires) connected in series to a neutral O-phase terminal 26d.

さらに、出力部26は、U相端子26a1とV相端子26b1とW相端子26c1に並列接続されると共に、前記O相端子26dに直列接続される(2線の)単相出力端子26fと、三相出力端子26eと単相出力端子26fとを切り替える切替機構26gとを備える。   Further, the output unit 26 is connected in parallel to the U-phase terminal 26a1, the V-phase terminal 26b1, and the W-phase terminal 26c1, and is connected in series to the O-phase terminal 26d (two-wire) single-phase output terminal 26f; A switching mechanism 26g for switching between the three-phase output terminal 26e and the single-phase output terminal 26f is provided.

三相出力端子26eと単相出力端子26fはコネクタ(図示せず)などを介して電気負荷32に接続される。   The three-phase output terminal 26e and the single-phase output terminal 26f are connected to the electric load 32 via a connector (not shown).

エンジン制御部28は同様に32ビットのCPU28cを備えてエンジン12の動作を制御すると共に、インバータ22a,22b,22cのCPU22a2,22b2,22c2とCAN(Control Area Network)BUS(バス)28aとCANI/F(Interface)28bを通じてCPU22a2,22b2,22c2(第1、第2、第3制御部)に通信自在に接続される。前記した出力巻線(サブ巻線)20の出力は、これらCPU22a2,22b2,22c2,28cに動作電源として供給される。   Similarly, the engine control unit 28 includes a 32-bit CPU 28c to control the operation of the engine 12, and the CPUs 22a2, 22b2, and 22c2 of the inverters 22a, 22b, and 22c, a CAN (Control Area Network) BUS (bus) 28a, and a CAN / The CPU 22a2, 22b2, and 22c2 (first, second, and third control units) are communicably connected to each other through an F (Interface) 28b. The output of the output winding (sub-winding) 20 is supplied to these CPUs 22a2, 22b2, 22c2, and 28c as operating power.

エンジン制御部28は、出力巻線18cを発電機(ジェネレータ)としての動作に加えてエンジン12の始動装置(スタータ)として動作させる、スタータ・ジェネレータ・ドライバ(STG DRV)28dを備える。即ち、この実施例においては出力巻線18a,18b,18cのいずれか(例えば出力巻線18c)に通電して発電部16を電動機としても動作させるように構成される。   The engine control unit 28 includes a starter generator driver (STG DRV) 28d that operates the output winding 18c as a starter (starter) of the engine 12 in addition to the operation as a generator (generator). That is, in this embodiment, the power generation unit 16 is also operated as an electric motor by energizing any one of the output windings 18a, 18b, and 18c (for example, the output winding 18c).

スタータ・ジェネレータ・ドライバ28dは、DC/DCコンバータ28d1を備える。DC/DCコンバータ28d1は、後述するようにCPU28cの指示に従い、バッテリ14の出力を200V程度に昇圧して出力巻線18cに通電し、発電部16のロータ16bをステータ16aに対して回転させることでエンジン12を始動する。   The starter generator driver 28d includes a DC / DC converter 28d1. As will be described later, the DC / DC converter 28d1 boosts the output of the battery 14 to about 200V and energizes the output winding 18c in accordance with an instruction from the CPU 28c, and rotates the rotor 16b of the power generation unit 16 relative to the stator 16a. Then, the engine 12 is started.

エンジン制御部28はさらに、ステータ16aとロータ16bの間に配置された磁気ピックアップからなるパルサ(図示せず)の出力からTDCを検出するTDC回路(図示せず)と、出力巻線18cのU端子に接続されてその出力からエンジン12の回転数を検出する回転数検出回路28eを備える。   The engine control unit 28 further includes a TDC circuit (not shown) for detecting TDC from the output of a pulser (not shown) comprising a magnetic pickup disposed between the stator 16a and the rotor 16b, and a U of the output winding 18c. A rotational speed detection circuit 28e is connected to the terminal and detects the rotational speed of the engine 12 from its output.

エンジン制御部28はさらに、通信(COM)I/F28fと、センサ(Sensor)I/F28gと、ディスプレイ(DISP)I/F28hと、SW(スイッチ)I/F28iと、ステップモータ12dを駆動するためのドライバ回路28jと、チョークモータ12eを駆動するためのドライバ回路28kと、点火装置(図示せず)を駆動する点火ドライバ回路28lを備える。   The engine control unit 28 further drives a communication (COM) I / F 28f, a sensor (Sensor) I / F 28g, a display (DISP) I / F 28h, a SW (switch) I / F 28i, and a step motor 12d. Driver circuit 28j, driver circuit 28k for driving choke motor 12e, and ignition driver circuit 28l for driving an ignition device (not shown).

CPU28cは、電気負荷32に供給すべき交流出力に応じて算出される目標回転数となるようにスロットルバルブ12bの開度を決定し、ドライバ回路28jを介してステップモータ12dに供給し、その動作を制御する。   The CPU 28c determines the opening degree of the throttle valve 12b so that the target rotational speed is calculated according to the AC output to be supplied to the electric load 32, and supplies it to the step motor 12d via the driver circuit 28j. To control.

制御パネル部30は、エンジン12と別体に設けられてユーザが持ち歩き可能なリモートコントロールボックス(図示せず)に無線(あるいは有線)を介して接続されるリモート(Remote)I/F30aと、LED30bと、LCD30cと、ユーザによって操作自在な、インバータ発電機10の運転(始動)・停止を指示するKEYスイッチ(メインスイッチ)30dと、インバータ発電機10の出力の三相交流と単相交流の間の切替を指示する三相/単相の切替スイッチ30eを備える。   The control panel unit 30 is provided separately from the engine 12, and is connected to a remote control box (not shown) that can be carried by the user via a wireless (or wired) wireless (remote) I / F 30a, and an LED 30b. And an LCD 30c, a KEY switch (main switch) 30d for instructing operation (start) / stop of the inverter generator 10 that can be operated by the user, and between the three-phase AC and the single-phase AC of the output of the inverter generator 10 Is provided with a three-phase / single-phase changeover switch 30e.

制御パネル部30とエンジン制御部28は無線(あるいは有線)を介して通信自在に接続され、エンジン制御部28は制御パネル部30のKEYスイッチ30dと切替スイッチ30eの出力をスイッチI/F28iを介して入力し、ディスプレイI/F28hを介して制御パネル部30のLED30bとLCD30cの点滅を制御する。   The control panel unit 30 and the engine control unit 28 are communicably connected via wireless (or wired), and the engine control unit 28 outputs the outputs of the KEY switch 30d and the changeover switch 30e of the control panel unit 30 via the switch I / F 28i. To control the blinking of the LED 30b and the LCD 30c of the control panel unit 30 via the display I / F 28h.

図7はエンジン制御部28の動作を説明する説明図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the operation of the engine control unit 28.

前記したようにこの発明は所望の電圧の三相交流と単相交流を選択的かつ確実に出力可能とすることから、この実施例にあってはインバータ部22を3組の単相インバータ(第1、第2、第3インバータ)22a,22b,22cから構成すると共に、エンジン制御部28のCPU28cは、切替スイッチ30eの出力に応じて出力部26の切替機構26gを動作させて三相出力端子と単相出力端子を切り替えるようにした。   As described above, since the present invention can selectively and reliably output a three-phase alternating current and a single-phase alternating current of a desired voltage, in this embodiment, the inverter unit 22 is divided into three sets of single-phase inverters (first 1, second and third inverters) 22 a, 22 b, 22 c, and the CPU 28 c of the engine control unit 28 operates the switching mechanism 26 g of the output unit 26 in accordance with the output of the changeover switch 30 e to provide a three-phase output terminal And single-phase output terminal.

また、インバータ部22においては、3組の単相インバータ22a,22b,22cの一つ、例えば22aをマスタ、残りをスレーブとし、エンジン制御部28のCPU28cからの通信に応じ、3組の単相インバータのCPU22a2,22b2,22c2は、三相交流を出力するとき、同図に示す如く、マスタ側のU相の出力部26aからの出力を基本としてスレーブ側の26b,26cからのV相、W相出力の位相をそれぞれ120度ずらすようにインバータ部22の動作を制御する。   Further, in the inverter unit 22, one of the three sets of single-phase inverters 22a, 22b, and 22c, for example, 22a is a master and the remaining is a slave, and three sets of single-phase inverters are used according to communication from the CPU 28c of the engine control unit 28. When the CPUs 22a2, 22b2, and 22c2 of the inverter output a three-phase alternating current, as shown in the figure, based on the output from the U-phase output unit 26a on the master side, the V-phase and W from the slave-side 26b and 26c, W The operation of the inverter unit 22 is controlled so as to shift the phase of the phase output by 120 degrees.

他方、単相交流への切り替えが指示されていると判断されるとき、CPU28cからの通信に応じ、CPU22a2,22b2,22c2は、マスタ側のU相端子26aからの出力を基本としてスレーブ側の26b,26cからのV相、W相出力がU相に同期するようにインバータ部22の動作を制御して単相出力端子26fから単相交流を出力する。   On the other hand, when it is determined that switching to single-phase alternating current is instructed, the CPUs 22a2, 22b2, and 22c2 respond to communication from the CPU 28c and the slave side 26b is based on the output from the U phase terminal 26a on the master side. , 26c controls the operation of the inverter unit 22 so that the V-phase and W-phase outputs are synchronized with the U-phase, and outputs a single-phase alternating current from the single-phase output terminal 26f.

図8はそれら3組のCPU22a2,22b2,22c2の動作、より具体的には発電機の自立運転制御の動作を示すブロック図、図9は図8の動作で使用される基準信号と同期信号を説明するタイム・チャートである。   FIG. 8 is a block diagram showing the operation of the three sets of CPUs 22a2, 22b2, and 22c2, more specifically, the operation of the generator self-sustaining operation control. FIG. 9 shows the reference signal and the synchronization signal used in the operation of FIG. It is a time chart to explain.

図示の如く、マスタ側の第1インバータ22aのCPU22a2は、所定周波数の基準信号(図9に示す)を生成する基準信号生成部22a21と、図4のPWM信号に従ってPWM制御するPWM制御部22a22と、スレーブ側の出力の位相をマスタ側のそれに同期させるための(基準信号に対して所定の位相を有する)同期信号1,2(図9に示す)を生成してCPU22b2,22c2に送信する同期信号制御部22a23と、通信線22dを介して生成された同期信号の送受信(通信)を制御する通信制御部22a24とを備える。   As shown in the figure, the CPU 22a2 of the first inverter 22a on the master side includes a reference signal generator 22a21 that generates a reference signal of a predetermined frequency (shown in FIG. 9), and a PWM controller 22a22 that performs PWM control according to the PWM signal of FIG. Synchronized signals 1 and 2 (shown in FIG. 9) for synchronizing the output phase on the slave side with that on the master side (having a predetermined phase with respect to the reference signal) and transmitting them to the CPUs 22b2 and 22c2. The signal control part 22a23 and the communication control part 22a24 which controls transmission / reception (communication) of the synchronous signal produced | generated via the communication line 22d are provided.

スレーブ側の第2、第3インバータ22b,22cも、基準信号生成部を除くと、同様のPWM制御部22b22,22c22と、同期信号制御部22b23,22c23と、通信制御部22b24,22c24とを備える。   The second and third inverters 22b and 22c on the slave side also include similar PWM control units 22b22 and 22c22, synchronization signal control units 22b23 and 22c23, and communication control units 22b24 and 22c24, except for the reference signal generation unit. .

同期信号制御部22a23は、切替スイッチ30eを介して三相交流が指示される(切り替えられる)とき、周波数が所定の場合(図9(a))でも、周波数が例えば低下された場合(同図(b))でも、基準信号に対して常に位相が120度ずつずらされた(換言すれば基準信号に対して所定の位相を有する)同期信号1,2を生成して送信する。   When the three-phase alternating current is instructed (switched) via the changeover switch 30e, the synchronization signal control unit 22a23 has a predetermined frequency (FIG. 9A), for example, when the frequency is decreased (FIG. 9A). Even in (b)), the synchronization signals 1 and 2 are always generated and transmitted whose phases are always shifted by 120 degrees with respect to the reference signal (in other words, having a predetermined phase with respect to the reference signal).

また、単相交流への切替が指示されていると判断されるとき、CPU22a2は、CPU22b2,22c2に通信してU相端子26aからの出力を基本として26b,26cからのV相、W相出力が位相において一致するようにインバータ部22の動作を制御して単相出力端子26fから単相交流を出力させる。   When it is determined that switching to single-phase alternating current is instructed, the CPU 22a2 communicates with the CPUs 22b2 and 22c2 to output the V-phase and W-phase from 26b and 26c based on the output from the U-phase terminal 26a. Are controlled so as to match in phase, and single-phase alternating current is output from the single-phase output terminal 26f.

即ち、CPU22a2は、所定周波数の基準信号を生成すると共に、基準信号に対して所定の位相(より正確には同一の位相)を有する同期信号を生成してCPU22b2,22c2に送信し、よってU相端子26aからの出力を基本として26b,26cからのV相、W相出力が位相において一致するようにインバータ部22の動作を制御して単相出力端子26fから単相交流を出力させる。   That is, the CPU 22a2 generates a reference signal having a predetermined frequency, generates a synchronization signal having a predetermined phase (more precisely, the same phase) with respect to the reference signal, and transmits the synchronization signal to the CPUs 22b2 and 22c2. Based on the output from the terminal 26a, the operation of the inverter unit 22 is controlled so that the V-phase and W-phase outputs from 26b and 26c coincide in phase, and single-phase AC is output from the single-phase output terminal 26f.

図10はこの実施例における三相から単相出力への切り替えを示す波形図、図11はその逆の場合の切り替えを示す波形図である。ユーザが制御パネル部30の切替スイッチ30eを操作することにより、図示の如く、所望の電圧の三相交流と単相交流が選択的に出力される。   FIG. 10 is a waveform diagram showing switching from three-phase to single-phase output in this embodiment, and FIG. 11 is a waveform diagram showing switching in the opposite case. When the user operates the change-over switch 30e of the control panel unit 30, three-phase alternating current and single-phase alternating current with a desired voltage are selectively output as shown in the figure.

この発明の特徴は上記したインバータ発電機10を複数基並列運転することにあるので、以下、それについて説明する。   Since the feature of the present invention is that a plurality of the inverter generators 10 are operated in parallel, this will be described below.

図12は図1のインバータ発電機10を複数基、より具体的には発電機10A,10Bの2基を並列運転する場合を示す、インバータ発電機10の斜視図、図13は図12に示す2基のインバータ発電機10A,10Bを並列運転するときの、インバータ部22の制御部の動作を示すブロック図である。この実施例において発電機10Aをスレーブ機、発電機10Bをマスタ機とする。   12 is a perspective view of the inverter generator 10 showing a case where a plurality of the inverter generators 10 of FIG. 1 are operated in parallel, more specifically, two generators 10A and 10B. FIG. 13 is a diagram showing FIG. It is a block diagram which shows operation | movement of the control part of the inverter part 22 when carrying out the parallel operation of the two inverter generators 10A and 10B. In this embodiment, the generator 10A is a slave machine and the generator 10B is a master machine.

発電機10Aと発電機10Bは専用の接続ケーブル34で接続されると共に、外部通信線(CANBUS)36で接続される。尚、スレーブ側の発電機10Aのインバータ部22のCPU22a2,22b2,22c2この実施例における発電機の並列運転制御装置として機能する。   The generator 10 </ b> A and the generator 10 </ b> B are connected by a dedicated connection cable 34 and also connected by an external communication line (CANBUS) 36. In addition, CPU22a2, 22b2, 22c2 of the inverter part 22 of 10 A of slave side generators functions as a parallel operation control apparatus of the generator in this Example.

図13に示す如く、発電機10Aの三相出力端子26eの端子群26dのU,V,W相の端子26a1,26b1,26c1とそれぞれの中性点26a2,26b2,26c2は、接続ケーブル34を介して発電機10Bの対応する三相出力端子26eの端子群26dのU,V,W相の端子26a1,26b1,26c1とそれぞれの中性点26a2,26b2,26c2に任意に接続されると共に、発電機10A,10Bの各出力端子からの単相交流出力がまとめられてU,V,W相からなる出力端子(三相交流出力端子)26eを構成する。出力端子26eは接続ケーブル34を介して電気負荷32に供給される。   As shown in FIG. 13, the U, V, and W phase terminals 26a1, 26b1, and 26c1 of the terminal group 26d of the three-phase output terminal 26e of the generator 10A and the neutral points 26a2, 26b2, and 26c2 respectively connect the connection cable 34. Are connected to the U, V, W phase terminals 26a1, 26b1, 26c1 of the terminal group 26d of the corresponding three-phase output terminal 26e of the generator 10B and the neutral points 26a2, 26b2, 26c2, respectively, Single-phase AC outputs from the output terminals of the generators 10A and 10B are combined to form an output terminal (three-phase AC output terminal) 26e composed of U, V, and W phases. The output terminal 26e is supplied to the electric load 32 via the connection cable 34.

ここで、「任意に接続」とは、この実施例にあっては、図示のようにU相端子26a1同士、V相端子26b1同士、W相端子26c1同士が所期の如く接続されても良く、あるいはU相端子26a1とV相端子26b1、V相端子26b1とW相端子26c1、W相端子26c1とU相端子26a1が誤まって接続されても良いことを意味する。   Here, “arbitrarily connected” means that in this embodiment, the U-phase terminals 26a1, the V-phase terminals 26b1, and the W-phase terminals 26c1 may be connected as expected as shown. Alternatively, it means that the U-phase terminal 26a1 and the V-phase terminal 26b1, the V-phase terminal 26b1 and the W-phase terminal 26c1, and the W-phase terminal 26c1 and the U-phase terminal 26a1 may be connected by mistake.

発電機10A,10Bの間で対応するインバータ22毎に同期させられたU,V,Wの各相の単相交流出力は、接続ケーブル34を介して三相交流出力端子26eから電気負荷32に供給される。   The single-phase AC output of each phase of U, V, and W synchronized for each corresponding inverter 22 between the generators 10A and 10B is sent from the three-phase AC output terminal 26e to the electric load 32 via the connection cable 34. Supplied.

図示の如く、発電機10Aの中性点26a2,26b2,26c2と、発電機10Bの対応する中性点26a2,26b2,26c2とは接続ケーブル34によって接続されて電気負荷32に供給される。即ち、並列運転される発電機10A,10Bは三相4線式のインバータ発電機として電気負荷32に電力を供給する。   As illustrated, the neutral points 26a2, 26b2, and 26c2 of the generator 10A and the corresponding neutral points 26a2, 26b2, and 26c2 of the generator 10B are connected by the connection cable 34 and supplied to the electric load 32. That is, the generators 10A and 10B operated in parallel supply power to the electric load 32 as a three-phase four-wire inverter generator.

また、図示の如く、発電機10Aと発電機10B、より詳しくは発電機10Aと発電機10BのCPU22a2,22b2,22c2はCANBUS36で接続され、並列運転時にはマスタ側と発電機10Bとスレーブ側の発電機10Aの間で発電電圧、発電電流などの情報が送受信される。これにより、マスタ側の発電機10Bとスレーブ側の発電機10Aは自己の出力が相手機よりも小さいとき、Hブリッジ回路22a12,22b12,22c12などのFETをオン・オフ制御して電圧振幅量と電圧位相量を補正してアンバランス電流や横流などを抑制する。   Further, as shown in the figure, the generator 10A and the generator 10B, more specifically, the CPUs 22a2, 22b2, and 22c2 of the generator 10A and the generator 10B are connected by a CANBUS 36. During parallel operation, power generation on the master side, the generator 10B, and the slave side Information such as generated voltage and generated current is transmitted and received between the machines 10A. As a result, when the output of the master side generator 10B and the slave side generator 10A is smaller than that of the counterpart machine, the FETs such as the H bridge circuits 22a12, 22b12, 22c12 are turned on / off to control the voltage amplitude amount. The voltage phase amount is corrected to suppress unbalance current and cross current.

図14は発電機10A,10Bの2基を並列運転するときの、インバータ部の第1、第2、第3制御部22a2,22b2,22c2の動作を示すフロー・チャートである。   FIG. 14 is a flowchart showing the operations of the first, second, and third control units 22a2, 22b2, and 22c2 of the inverter unit when the two generators 10A and 10B are operated in parallel.

発電機10Aと発電機10Bとの並列運転制御が開始されるとき、S(ステップ)10において、発電機Bから接続ケーブル34を介して自己の第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cに入力される発電機10Bの第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの単相交流出力の位相をそれぞれ判別すると共に、自己の第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのうち、U相交流が入力されるインバータを特定する。   When parallel operation control of the generator 10A and the generator 10B is started, in S (step) 10, the first, second, and third inverters 22a, 22b, their own first, second, and third inverters 22a, 22b, The phase of the single-phase AC output of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c of the generator 10B that is input to 22c is discriminated, and the first, second, and third inverters 22a and 22b of its own. , 22c, an inverter to which U-phase alternating current is input is specified.

具体的には、発電機10AのCPU22a2,CPU22b2,22c2は、相間電圧・相間電流センサ22a3,22b3,22c3の出力に基づき、接続ケーブル34を介して発電機10Bのインバータ22a,22b,22cからそれぞれ出力されるU,V,W相交流のゼロクロスタイミングを検出すると共に、検出されたゼロクロスタイミングに基づいて自己(発電機10A)の第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cに入力される発電機10Bの第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの単相交流出力の位相をそれぞれ判別し、第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのうちのU相交流が入力されるインバータを特定する。   Specifically, the CPU 22a2, CPU 22b2, and 22c2 of the generator 10A are respectively connected from the inverters 22a, 22b, and 22c of the generator 10B via the connection cable 34 based on the outputs of the phase voltage / phase current sensors 22a3, 22b3, and 22c3. The detected zero-cross timing of the U, V, and W-phase alternating current is detected, and is input to the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c of the self (generator 10A) based on the detected zero-cross timing. The phase of the single-phase AC output of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c of the generator 10B is determined, and the U-phase of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c is determined. Specify the inverter to which AC is input.

次いでS12に進み、検出されたゼロクロスタイミングと判別された位相とに基づいて、自己の第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cからの出力が、接続ケーブル34を介して入力される発電機10Bの第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cからの出力と位相と出力順において同期させる出力信号を生成する。   Next, the process proceeds to S12, and the outputs from the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c are input via the connection cable 34 based on the detected zero cross timing and the determined phase. An output signal is generated that is synchronized with the output, phase, and output order from the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c of the generator 10B.

より具体的には、発電機10Aの第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの出力のいずれか一つを基準として、より具体的には発電機10BのU相交流を出力するインバータ22と接続されるインバータの出力を基準とし、それがU相を出力すると共に、以降、入力される発電機10BのU相、V相、W相の単相交流とそれぞれ同期するように、残りの2つのインバータの位相と出力順(第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの動作順)からなる出力信号を生成する。   More specifically, a U-phase alternating current of the generator 10B is output based on any one of the outputs of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c of the generator 10A. Based on the output of the inverter connected to the inverter 22, it outputs the U-phase, and thereafter synchronizes with the U-phase, V-phase, and W-phase single-phase alternating current of the generator 10 </ b> B that is input, An output signal including the phases of the remaining two inverters and the output order (the operation order of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c) is generated.

次いでS14に進み、S12で生成された出力信号に基づいてU相交流を出力するインバータを基準として発電機10Bの対応するインバータとの同期運転を開始した後、同様にV相、W相交流を出力するインバータも発電機10Bの対応するインバータの単相交流出力と同期するように、CPU22b2,22c2に通信してそれらのスイッチング素子のオン・オフを制御することで発電機10Bとの並列運転を実現する。   Next, the process proceeds to S14, and after starting the synchronous operation with the corresponding inverter of the generator 10B based on the inverter that outputs the U-phase alternating current based on the output signal generated in S12, the V-phase and W-phase alternating currents are similarly obtained. Parallel operation with the generator 10B is performed by communicating with the CPUs 22b2 and 22c2 and controlling on / off of these switching elements so that the output inverter is also synchronized with the single-phase AC output of the corresponding inverter of the generator 10B. Realize.

図15は、この実施例における発電機10Aと発電機10Bの出力波形を示す図である。同図において、実線で表わされる交流波形が発電機10A,10Bの第1インバータ22aからの出力を、破線で表わされる交流波形が発電機10A,10Bの第2インバータ22bからの出力を、一点鎖線で表わされる交流波形が発電機10A,10Bの第3インバータ22cからの出力を、それぞれ表す。   FIG. 15 is a diagram showing output waveforms of the generator 10A and the generator 10B in this embodiment. In the figure, an alternating current waveform represented by a solid line represents an output from the first inverter 22a of the generators 10A and 10B, and an alternating current waveform represented by a broken line represents an output from the second inverter 22b of the generators 10A and 10B. Represents the output from the third inverter 22c of the generators 10A and 10B.

図示の例にあっては、発電機10Bの第1インバータ22aと発電機10Aの第3インバータ22cが、発電機10Bの第2インバータ22bと発電機10Aの第1インバータ22aが、発電機10Bの第3インバータ22cと発電機Aの第2インバータ22bが接続された状態を表す。   In the illustrated example, the first inverter 22a of the generator 10B, the third inverter 22c of the generator 10A, the second inverter 22b of the generator 10B, and the first inverter 22a of the generator 10A are connected to the generator 10B. The state where the 3rd inverter 22c and the 2nd inverter 22b of the generator A were connected is represented.

同図に示す如く、この実施例では、発電機10Aと発電機10Bの出力端子をどのように接続した場合であっても、発電機10Aの各インバータ22a,22b,22cは、それぞれ接続される発電機10Bの第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの出力と位相と出力順(図示例で発電機10Aの出力順は3,1,2となる)の同期運転が可能であり、よって発電機10Aと発電機10Bを確実に並列運転することが可能となる。   As shown in the figure, in this embodiment, regardless of how the output terminals of the generator 10A and the generator 10B are connected, the inverters 22a, 22b, 22c of the generator 10A are connected to each other. Synchronous operation of the output, phase, and output order of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c of the generator 10B (in the illustrated example, the output order of the generator 10A is 3, 1, and 2) is possible. Therefore, the generator 10A and the generator 10B can be reliably operated in parallel.

また、マスタ側の発電機10Bは、上記した自立運転制御を行っており、発電機10Bから出力される三相交流は、発電機10BのCPU22a2(第1制御部)によって制御されているため、スレーブ側の発電機10Aの第1、第2、第3制御部22a2,22b2,22c2は、自己の第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cが対応する発電機10Bの各インバータの出力と位相などで同期するように制御するだけで、確実に発電機10A,10Bの三相交流出力での並列運転が可能となる。   Moreover, since the generator 10B on the master side performs the above-described independent operation control, and the three-phase alternating current output from the generator 10B is controlled by the CPU 22a2 (first control unit) of the generator 10B, The first, second, and third control units 22a2, 22b2, and 22c2 of the generator 10A on the slave side are connected to the inverters of the generator 10B to which the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c correspond. The parallel operation with the three-phase AC output of the generators 10A and 10B can be reliably performed only by controlling the output and the phase so as to be synchronized.

図16は発電機10Aの第1、第2、第3制御部(CPU22a2,22b2,22c2)の動作を説明するフロー・チャートである。図示のプログラムは、発電機10Aのエンジン12が始動された後、所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of the first, second, and third control units (CPUs 22a2, 22b2, and 22c2) of the generator 10A. The illustrated program is repeatedly executed at a predetermined cycle after the engine 12 of the generator 10A is started.

以下、発電機10AのCPU22a2(第1制御部)を例にとって説明するが、各制御部の構成は基本的には同じであるので、CPU22a2についての説明はCPU22b2,22c2(第2、第3制御部)についても妥当する。   Hereinafter, the CPU 22a2 (first control unit) of the generator 10A will be described as an example. However, since the configuration of each control unit is basically the same, the description of the CPU 22a2 is CPU 22b2, 22c2 (second and third control). Part).

図16に示す如く、CPU22a2は、S100において発電機10Bと並列運転中であるか否か判断する。これは具体的には、例えば、接続ケーブル34を介して発電機10Bの第1インバータ22aの出力が相間電圧・相間電流検出センサ22a3によって検出されているか否か判定することで行う。   As shown in FIG. 16, the CPU 22a2 determines whether or not the generator 10B is in parallel operation in S100. Specifically, this is performed, for example, by determining whether or not the output of the first inverter 22a of the generator 10B is detected by the interphase voltage / interphase current detection sensor 22a3 via the connection cable 34.

S100で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されて発電機10Bと並列運転中であると判断されるときはS102に進み、自己(発電機10Aの第1インバータ22a)の出力電流値INV_Aと発電機10Bの第1インバータ22aの出力電流値INV_Bが同一かあるいは実質的に同一か否か判断する。   When the result in S100 is negative, the subsequent processing is skipped, while when the result is affirmative and it is determined that the generator 10B is in parallel operation, the process proceeds to S102, and the output of the self (the first inverter 22a of the generator 10A) is output. It is determined whether the current value INV_A and the output current value INV_B of the first inverter 22a of the generator 10B are the same or substantially the same.

S102で肯定されるときは以降の処理をスキップする一方、否定されるときはS104に進み、自己の出力電流値INV_Aが発電機10Bの出力電流値INV_Bより小さいか否か判断する。   When the result in S102 is affirmative, the subsequent processing is skipped. When the result is negative, the process proceeds to S104, and it is determined whether or not its own output current value INV_A is smaller than the output current value INV_B of the generator 10B.

S104で肯定される場合はS106に進み、自己のHブリッジ回路22a12,22b12,22c12のFETのオン・オフを制御して自己の出力電流値INV_Aを増加補正する一方、S204で否定されるときはS108に進み、発電機10Bに送信して同様の制御を実行させて発電機10Bの出力電流値INV_Bを増加補正する。   When the result is affirmative in S104, the process proceeds to S106, and the ON / OFF of the FETs of the H bridge circuits 22a12, 22b12, and 22c12 is controlled to increase and correct the output current value INV_A. Proceeding to S108, the same control is executed by transmitting to the generator 10B, and the output current value INV_B of the generator 10B is increased and corrected.

上記の如く、この実施例におけるインバータ発電機10の並列運転制御装置にあっては、エンジン12で駆動される発電部16に巻回される第1、第2、第3巻線(出力巻線18a,18b,18c)にそれぞれ接続されると共に、前記第1、第2、第3巻線から出力される交流をスイッチング素子(混合ブリッジ回路22a11,22b11,22c11のSCRとHブリッジ回路22a12,22b12,22c12のFET)を用いて直流/交流変換して交流電力を出力する第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cと、前記第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのスイッチング素子のオン・オフを制御すると共に、相互に通信自在に接続される第1、第2、第3制御部(CPU22a2,22b2,22c2)と、前記第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cにそれぞれ接続されて前記交流の出力をU相、V相、W相のいずれかとして出力する端子群26dと前記端子群の中性端子とにそれぞれ接続される出力端子(三相出力端子26e、単相出力端子26f)とを備えると共に、同一構成の少なくとも1基のインバータ発電機B(10B)と三相交流出力で並列運転可能なインバータ発電機A(10A)であって、前記第1、第2、第3制御部(CPU22a,22b2,22c2)は、前記出力端子26eの端子群26dが前記発電機B(10B)の出力端子の端子群にそれぞれ接続ケーブル34を介して任意に接続されるとき、前記発電機B(10B)から前記第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cに入力される単相交流の位相を判別し、前記判別された単相交流のいずれか一つを基準として前記第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの単相交流出力が所定の位相と出力順となるように、前記第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのスイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成したので、出力端子26eの端子群26dが発電機B(10B)の出力端子26eの端子群26dに任意に接続されるとき、換言すればU相とV相端子,V相とW相端子、W相とU相端子などと誤まって接続されるときでも、出力される単相交流の位相を判別し、判別された単相交流のいずれか一つ、例えば第1インバータ22aへの入力を基準として第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの単相交流出力が所定の位相と出力順となるように、第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのスイッチング素子のオン・オフを制御することで、出力端子をどのように接続しても三相交流を出力するインバータ発電機10を複数基、例えば2基、並列運転させることができる。   As described above, in the parallel operation control apparatus for the inverter generator 10 in this embodiment, the first, second, and third windings (output windings) wound around the power generation unit 16 driven by the engine 12. 18a, 18b, and 18c), and the alternating current output from the first, second, and third windings is connected to the switching elements (the SCRs of the mixed bridge circuits 22a11, 22b11, and 22c11 and the H bridge circuits 22a12, 22b12). , 22c12 FET), and the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c that output DC power by performing DC / AC conversion, and the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c. The first, second, and third control units (CPUs 22a2, 22b2, and 22c) that are connected to each other so as to be able to communicate with each other. ), A terminal group 26d that is connected to the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c, respectively, and outputs the AC output as one of the U phase, the V phase, and the W phase, and the terminal group Output terminals (three-phase output terminal 26e, single-phase output terminal 26f) connected to the neutral terminal, respectively, and in parallel with at least one inverter generator B (10B) having the same configuration and three-phase AC output The inverter generator A (10A) is operable, and the first, second, and third control units (CPUs 22a, 22b2, and 22c2) are configured such that the terminal group 26d of the output terminal 26e is the generator B (10B). Are arbitrarily connected to the terminal groups of the output terminals via the connection cable 34, and are input from the generator B (10B) to the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c. The phase of the single-phase alternating current is determined, and the single-phase alternating current output of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c is output with a predetermined phase and output based on any one of the determined single-phase alternating currents. Since the switching elements of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c are controlled so as to be in order, the terminal group 26d of the output terminal 26e is connected to the generator B (10B). Are arbitrarily connected to the terminal group 26d of the output terminal 26e, in other words, even when erroneously connected to the U-phase and V-phase terminals, the V-phase and W-phase terminals, the W-phase and U-phase terminals, etc. The phase of the output single-phase alternating current is determined, and any one of the determined single-phase alternating currents, for example, the input to the first inverter 22a is used as a reference for the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c. Single-phase AC output is By controlling on / off of the switching elements of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c so as to be in order of power, three-phase alternating current is output regardless of how the output terminals are connected. A plurality of, for example, two inverter generators 10 can be operated in parallel.

また、図15を参照して説明した如く、発電機B(10B)から第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cに入力される相間電圧と相間電流をそれぞれ検出し、検出された相間電圧と相関電流に同期するように第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのスイッチング素子のオン・オフを制御することも可能となり、それによって三相負荷以外の不平衡の負荷状態、例えば単相負荷に電力を供給する場合のように相間出力が不平衡となる負荷状態においても他の相の出力に影響なく独立して並列運転を実現することができると共に、並列運転時のアンバランス電流の増加や相手機との横流を確実に回避することができる。   Further, as described with reference to FIG. 15, the interphase voltage and the interphase current input from the generator B (10B) to the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c are detected and detected. It is also possible to control on / off of the switching elements of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c so as to synchronize with the interphase voltage and the correlation current, thereby unbalanced loads other than the three-phase load. Even in a load state where the output between phases is unbalanced, such as when power is supplied to a single-phase load, parallel operation can be realized independently without affecting the output of other phases. Increase in unbalance current and cross current with the other aircraft can be avoided reliably.

また、前記発電機B(10B)の第1、第2、第3制御部(CPU22b2,22c2)は、マスタを構成する第1インバータ22aからの出力を基準として前記第2、第3インバータ22b,22cの出力の位相が目標値となるように前記スイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成したので、上記した効果に加え、第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのそれぞれにおいて出力される三相交流の電圧と位相を的確に合わせることができる。   The first, second, and third control units (CPUs 22b2 and 22c2) of the generator B (10B) are configured to output the second and third inverters 22b, 22b, Since the ON / OFF of the switching element is controlled so that the phase of the output of 22c becomes a target value, in addition to the above-described effects, in each of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c The voltage and phase of the output three-phase alternating current can be accurately matched.

また、前記発電機B(10B)の第1制御部(CPU22a2)は基準信号を生成すると共に、前記基準信号に対して所定の位相を有する同期信号を生成して前記第2、第3制御部(CPU22b2,22c2)に送信し、よって前記第1、第2、第3制御部は前記基準信号と同期信号に基づいて前記マスタを構成する第1インバータ22aからの出力を基準として前記第2、第3インバータ22b,22cの出力の位相が目標値となるように前記スイッチング素子のオン・オフを制御する如く構成したので、上記した効果に加え、第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのそれぞれにおいて出力される三相交流の電圧と位相を一層的確に合わせることができる。   The first control unit (CPU 22a2) of the generator B (10B) generates a reference signal and generates a synchronization signal having a predetermined phase with respect to the reference signal to generate the second and third control units. (The CPUs 22b2 and 22c2), so that the first, second, and third control units use the outputs from the first inverter 22a that constitutes the master based on the reference signal and the synchronization signal as the second, Since the ON / OFF of the switching element is controlled so that the phase of the output of the third inverters 22b and 22c becomes a target value, in addition to the above effects, the first, second and third inverters 22a and 22b , 22c can be more precisely matched to the three-phase AC voltage and phase output.

また、前記第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの端子群26a,26b,26cは前記U相、V相、W相のいずれかと前記中性端子26dとからなる単相2線式であると共に、前記出力端子(三相出力端子26e、単相出力端子26f)は前記端子群と中性端子とにそれぞれ接続される3相4線式である如く構成したので、上記した効果に加え、簡易な構成で三相4線式のインバータ発電機10を複数基並列運転させることができる。   Further, the terminal groups 26a, 26b, and 26c of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c are each a single-phase two-wire composed of any one of the U-phase, V-phase, and W-phase and the neutral terminal 26d. Since the output terminal (three-phase output terminal 26e, single-phase output terminal 26f) is configured to be a three-phase four-wire system connected to the terminal group and the neutral terminal, respectively, In addition, a plurality of three-phase four-wire inverter generators 10 can be operated in parallel with a simple configuration.

また、前記第1、第2、第3制御部(CPU22a2,22b2,22c2)は、前記第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの出力(出力電流値INV_A,INV_B)が、前記発電機B(10B)の対応する第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cの出力と相違する場合、前記交流出力の電圧振幅量と電圧位相量の少なくともいずれか、より具体的にはその両方を補正するように前記第1、第2、第3インバータ22a,22b,22cのスイッチング素子のオン・オフを制御する(S10からS18)如く構成したので、上記した効果に加え、インバータ発電機10を複数基、確実に並列運転させることができる。   The first, second, and third control units (CPUs 22a2, 22b2, and 22c2) are configured so that outputs (output current values INV_A and INV_B) of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c are When the output is different from the corresponding outputs of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c of the generator B (10B), more specifically, at least one of the voltage amplitude amount and the voltage phase amount of the AC output. Is configured to control on / off of the switching elements of the first, second, and third inverters 22a, 22b, and 22c so as to correct both of them (S10 to S18). A plurality of generators 10 can be reliably operated in parallel.

尚、上記においてインバータ部22のスイッチング素子としてFETを用いたが、それに限られるものではなく、IGBT(insulated gate bipolar transistor)などであっても良い。   In the above description, the FET is used as the switching element of the inverter unit 22. However, the present invention is not limited to this, and an IGBT (insulated gate bipolar transistor) may be used.

また、発電機10Aを主として説明したが、並列運転される発電機10Bは発電機10Aと同一構成を備えるため、発電機10Aと10Bを入れ替えて構成しても同一の効果を得ることができるのは言うまでもない。   Although the generator 10A has been mainly described, since the generator 10B operated in parallel has the same configuration as the generator 10A, the same effect can be obtained even if the generators 10A and 10B are replaced. Needless to say.

また、上記実施例では2基の発電機10A,10Bを並列接続運転制御する場合を例にして説明したが、並列運転される発電機は2基に限られず、何基であってもよい。その意味から、請求項1にあっては、少なくとも1基の発電機と表現した。   In the above embodiment, the case where the two generators 10A and 10B are controlled in parallel connection has been described as an example. However, the number of generators that are operated in parallel is not limited to two, and may be any number. In that sense, claim 1 is expressed as at least one generator.

10,10A,10B インバータ発電機、12 エンジン(内燃機関)、14 バッテリ、16 発電部、16a ステータ、16b ロータ、18 出力巻線(メイン巻線、巻線)、18a 第1巻線、18b 第2巻線、18c 第3巻線、20 出力巻線(サブ巻線)、22 インバータ部、22a 第1インバータ、22a1 パワーモジュール、22a2 CPU(第1制御部)、22a3 相間電圧・相間電流センサ、22b 第2インバータ、22b1 パワーモジュール、22b2 CPU(第2制御部)、22b3 相間電圧・相間電流センサ、22c 第3インバータ、22c1 パワーモジュール、22c2 CPU(第3制御部)、22a11,22b11,22c11 混合ブリッジ回路(そのSCR(スイッチング素子))、22a12,22b12,22c12 Hブリッジ回路(そのFET(スイッチング素子))、22c3 相間電圧・相間電流センサ、24 フィルタ部(フィルタ)、26 出力部、26a U相端子、26b V相端子、26c W相端子、26d O相端子、26e 三相出力端子、26f 単相出力端子、26g 切替機構、28 エンジン制御部、28c CPU、30 制御パネル部、30d KEYスイッチ、30e 切替スイッチ、32 負荷(電気負荷)、34 接続ケーブル、36 CANBUS   10, 10A, 10B Inverter generator, 12 engine (internal combustion engine), 14 battery, 16 power generation unit, 16a stator, 16b rotor, 18 output winding (main winding, winding), 18a first winding, 18b first 2 windings, 18c 3rd winding, 20 output winding (sub-winding), 22 inverter section, 22a first inverter, 22a1 power module, 22a2 CPU (first control section), 22a3 phase voltage / phase current sensor, 22b 2nd inverter, 22b1 power module, 22b2 CPU (2nd control part), 22b3 phase voltage / phase current sensor, 22c 3rd inverter, 22c1 power module, 22c2 CPU (3rd control part), 22a11, 22b11, 22c11 mixing Bridge circuit (its SCR (switching element)), 2a12, 22b12, 22c12 H bridge circuit (FET (switching element)), 22c3 phase voltage / phase current sensor, 24 filter unit (filter), 26 output unit, 26a U phase terminal, 26b V phase terminal, 26c W phase terminal , 26d O-phase terminal, 26e three-phase output terminal, 26f single-phase output terminal, 26g switching mechanism, 28 engine control unit, 28c CPU, 30 control panel unit, 30d KEY switch, 30e changeover switch, 32 load (electric load), 34 Connection cable, 36 CANBUS

Claims (6)

エンジンで駆動される発電部に巻回される第1、第2、第3巻線にそれぞれ接続されると共に、前記第1、第2、第3巻線から出力される交流をスイッチング素子を用いて直流/交流変換して交流電力を出力する第1、第2、第3インバータと、前記第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御すると共に、相互に通信自在に接続される第1、第2、第3制御部と、前記第1、第2、第3インバータにそれぞれ接続されて前記交流の出力をU相、V相、W相のいずれかとして出力する端子群と前記端子群の中性端子とにそれぞれ接続される出力端子とを備えると共に、同一構成の少なくとも1基のインバータ発電機Bと三相交流出力で並列運転可能なインバータ発電機Aであって、前記第1、第2、第3制御部は、前記出力端子の端子群が前記発電機Bの出力端子の端子群にそれぞれ接続ケーブルを介して任意に接続されるとき、前記発電機Bから前記第1、第2、第3インバータに入力される単相交流の位相を判別し、前記判別された単相交流のいずれか一つを基準として前記第1、第2、第3インバータの単相交流出力が所定の位相と出力順となるように、前記第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御することを特徴とするインバータ発電機の並列運転制御装置。   A switching element is used to connect the alternating current output from the first, second, and third windings to the first, second, and third windings that are wound around the power generation unit that is driven by the engine. The first, second, and third inverters that convert direct current to alternating current and output alternating current power, and the switching elements of the first, second, and third inverters are controlled on and off, and can communicate with each other. Terminals connected to the connected first, second, and third control units and the first, second, and third inverters, respectively, and outputting the AC output as one of the U phase, V phase, and W phase An inverter generator A having an output terminal connected to a group and a neutral terminal of the terminal group, and capable of operating in parallel with at least one inverter generator B having the same configuration and a three-phase AC output, , The first, second and third control units When the terminal group of the output terminals is arbitrarily connected to the terminal group of the output terminal of the generator B via the connection cable, the single input from the generator B to the first, second, and third inverters. The phase of the alternating current is determined, and the single-phase alternating current output of the first, second, and third inverters is in a predetermined phase and output order based on any one of the determined single-phase alternating currents. A parallel operation control device for an inverter generator that controls on / off of switching elements of the first, second, and third inverters. 前記第1、第2、第3制御部は、前記発電機Bから前記第1、第2、第3インバータに入力される相間電圧と相間電流をそれぞれ検出する相間電圧・相間電流検出手段を備え、前記検出された相間電圧と相間電流に同期するように前記第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御することを特徴とするインバータ発電機の並列運転制御装置。   The first, second, and third control units include an interphase voltage / interphase current detection unit that detects an interphase voltage and an interphase current input from the generator B to the first, second, and third inverters, respectively. A parallel operation control device for an inverter generator, wherein on / off of the switching elements of the first, second and third inverters is controlled so as to be synchronized with the detected interphase voltage and interphase current. 前記発電機Bの第1、第2、第3制御部は、マスタを構成する第1インバータからの出力を基準として前記第2、第3インバータの出力の位相が目標値となるように前記スイッチング素子のオン・オフを制御することを特徴とする請求項1記載のインバータ発電機の並列運転制御装置。   The first, second, and third control units of the generator B perform the switching so that the output phase of the second and third inverters becomes a target value based on the output from the first inverter that constitutes the master. 2. The inverter generator parallel operation control device according to claim 1, wherein on / off of the elements is controlled. 前記発電機Bの第1制御部は基準信号を生成すると共に、前記基準信号に対して所定の位相を有する同期信号を生成して前記第2、第3制御部に送信し、よって前記第1、第2、第3制御部は前記基準信号と同期信号に基づいて前記マスタを構成する第1インバータからの出力を基準として前記第2、第3インバータの出力の位相が目標値となるように前記スイッチング素子のオン・オフを制御することを特徴とする請求項2記載のインバータ発電機の並列運転制御装置。   The first control unit of the generator B generates a reference signal, generates a synchronization signal having a predetermined phase with respect to the reference signal, and transmits the synchronization signal to the second and third control units. The second and third control units are configured so that the output phase of the second and third inverters becomes a target value based on the output from the first inverter constituting the master based on the reference signal and the synchronization signal. The parallel operation control device for an inverter generator according to claim 2, wherein on / off of the switching element is controlled. 前記第1、第2、第3インバータの端子群は前記U相、V相、W相のいずれかと前記中性端子とからなる単相2線式であると共に、前記出力端子は前記端子群と中性端子とにそれぞれ接続される3相4線式であることを特徴とする請求項1から3のいずれか記載のインバータ発電機の並列運転制御装置。   The terminal group of the first, second, and third inverters is a single-phase two-wire system including any one of the U-phase, V-phase, and W-phase and the neutral terminal, and the output terminal is connected to the terminal group. The parallel operation control device for an inverter generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the parallel operation control device is a three-phase four-wire system connected to a neutral terminal. 前記第1、第2、第3制御部は、前記第1、第2、第3インバータの出力が、前記発電機Bの対応する第1、第2、第3インバータの出力と相違する場合、前記交流出力の電圧振幅量と電圧位相量の少なくともいずれかを補正するように前記第1、第2、第3インバータのスイッチング素子のオン・オフを制御することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のインバータ発電機の並列運転制御装置。   The first, second, and third control units may be configured such that the outputs of the first, second, and third inverters are different from the corresponding outputs of the first, second, and third inverters of the generator B. 5. The on / off control of the switching elements of the first, second, and third inverters is controlled so as to correct at least one of a voltage amplitude amount and a voltage phase amount of the AC output. The parallel operation control apparatus of the inverter generator in any one of.
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