JP2605184B2

JP2605184B2 - インバータ制御式発電機

Info

Publication number: JP2605184B2
Application number: JP3022808A
Authority: JP
Inventors: 元寿清水; 政史中村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH04248399A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインバータ制御式発電機
に関し、特に携帯用の交流電源装置等に使用される、イ
ンバータ制御式発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、商用周波数の交流出力を得る携帯
用のエンジン発電機などにあっては、エンジン回転数の
変動の影響を受けることなく安定した周波数をもった交
流出力を得ることができるように、交流発電機の交流出
力を整流したのちにインバータにより任意周波数の交流
に変換して出力するようにしたインバータ制御式発電機
が開発されている（実開昭５９−１３２３９８号公報参
照）。

【０００３】このようなインバータ制御式発電機では、
通常はその出力段のインバータがトランジスタなどの半
導体スイッチング素子で構成されている関係上、過負荷
時などにその半導体スイッチング素子を過電流から保護
するための手段を講ずることが必要な場合が多い。

【０００４】そのため従来では、インバータ制御式発電
機の出力回路中にＮＦＢ（ノーヒューズブレーカ）を設
けてインバータの過電流保護を行なわせることが周知の
手段として用いられている。

【０００５】しかしこのようなＮＦＢを用いて過電流保
護を行なうようにするのでは、例えばモータなどの始動
時の突入電流が大きな負荷が接続された場合に、その一
時的な突入電流のためにＮＦＢがしゃ断動作して出力が
停止してしまうことになり、特に種々の負荷が接続され
る商用周波数電源として汎用に用いられる携帯用のエン
ジン発電機などの場合に過電流によるＮＦＢのしゃ断動
作点を最適に設定することがたいへんむずかしい。

【０００６】またＮＦＢを用いて回路保護を行うとして
も、それが過負荷によってしゃ断動作してしまうと負荷
の運転が突然に停止してしまうので、例えばエンジン発
電機を非常用電源として使用している場合など、負荷を
利用している立場からは好ましくなく、過負荷によって
ＮＦＢが実際にしゃ断動作する前に過負荷状態である旨
の予報をなしてオペレータに注意を促すようにすること
が望まれる場合も多い。

【０００７】これに対し、本出願人は、実開昭６３−１
３１５３６号公報で、特に過電流状態を検出することに
よって、発電機の出力を停止する前に過負荷状態を表示
するようにしたインバータ制御式の発電機を提案してい
る。

【０００８】また、このように負荷状態の程度が分かる
ようにするという着想として、特開昭６３−８７１５２
号公報に開示されるように、負荷電流の大きさを数字と
して直接表示することも提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
技術は、発電機の発電能力が一定であれば過負荷状態の
判別について有効な手段であるが、この種のインバータ
制御式発電機では、発電機の回転数を変えることによっ
て発電能力を変更できることも大きな特徴のひとつであ
り、この特徴を活用して最大出力容量を可変に構成する
場合は、この最大出力容量の変化に対応させて過負荷を
判別するためのしきい値も変更すべきであるため、例え
ば負荷電流量が同一であっても、その負荷の程度が発電
能力に対して軽負荷なのか過負荷なのかを判別しにくく
なる。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、最大出力容量を切換え
た場合でもその発電能力に対応する過負荷状態を的確に
表示できるインバータ制御式発電機を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、発電機の主出力巻線の交流出力を整流平滑
して得られた直流電力をインバータ回路を介して所定周
波数の交流電力に変換して負荷へ供給するインバータ制
御式発電機において、前記負荷へ供給される負荷電流を
検出する負荷検出手段と、前記負荷電流の値に応じて軽
負荷状態から過負荷状態までの負荷レベルを表示領域の
大きさによって連続的に表示する保護表示手段と、前記
発電機の設定回転速度を変更操作することにより前記発
電機の発電能力を選択的に切り換える出力モード切換手
段とを備え、前記出力モードの切換えに応じて前記保護
表示手段の軽負荷状態の表示領域と過負荷状態の表示領
域との配分が変更されるように構成したものである。

【００１２】また、上記発明において、所定値以上の過
負荷状態が前記負荷検出手段により検出されたとき、発
電機の出力を遮断する出力遮断手段を備え、前記保護表
示手段は、該出力遮断手段からの出力遮断信号に応じて
その表示領域の全領域を過負荷状態表示にするようにし
たものである。

【００１３】さらに、上記発明において、出力モード切
換手段による出力モードの切換状態を表示する出力モー
ド表示領域を前記負荷状態の表示領域に隣接させて配置
するようにしたものである。

【００１４】さらに、上記発明において、前記出力モー
ドの切換えは発電機の駆動源であるエンジンの設定回転
数の変更によって行なうと共に、このエンジンの実回転
数を検出することにより前記出力モードの切換状態を判
別して前記保護表示手段の表示領域の配分を決定するよ
うにしたものである。

【００１５】

【作用】本発明によるインバータ制御式発電機によれ
ば、最大出力容量（発電能力）は出力モード切換手段に
よる発電機の設定回転速度の変更操作により切り換えら
れる。そしてこの出力モードの切換に応じて、保護表示
手段は軽負荷状態の表示領域と過負荷状態の表示領域と
の配分を変更する。これにより、運転中の各発電能力に
応じた負荷のかかり具合の程度を表示でき、そのときの
発電能力に対してどの位軽負荷であるか過負荷であるか
を容易に判断できる。

【００１６】また、所定値以上の過負荷状態が負荷検出
手段により検出されたとき、出力遮断手段は発電機の出
力を遮断し、この出力遮断手段からの出力遮断信号に応
じて保護表示手段はその表示領域の全領域を過負荷状態
表示にする。これにより、発電機の発電能力内での運転
と、回路の保護とが行なえ、またその表示状態によって
過負荷によって出力を停止した状態であることを容易に
判断できる。

【００１７】さらに、出力モード切換手段による切換状
態の表示を負荷状態の表示領域に隣接する出力モード表
示領域で行なう。これにより、現在表示中の負荷状態が
如何なる出力モードであるかが容易に分かる。

【００１８】さらに、出力モードの切換えを発電機の駆
動源であるエンジンの設定回転数の変更によって行な
い、かつこのエンジンの実回転数を検出することによっ
て前記出力モードの切換状態を自動的に判別して保護表
示手段の表示領域の配分を決定する。これにより、エン
ジンの設定回転数を変更するだけでその発電能力に応じ
た出力モードとすることができ、負荷状態を容易に判断
できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。

【００２０】図２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、本発明に係るイン
バータ制御式発電機の一実施例の全体構成を示す図であ
り、図中１，２はそれぞれ交流発電機の固定子に独立し
て巻装された出力巻線であり、１は三相出力巻線、２は
単相補助巻線である。また回転子（図示せず）には多極
の永久磁石の磁極が形成されており、エンジン（図示せ
ず）によって回転駆動されるように構成されている。三
相出力巻線１の出力端は、３つのサイリスタと３つのダ
イオードとで構成されるブリッジ整流回路３に接続さ
れ、ブリッジ整流回路３の出力端は平滑回路４に接続さ
れる。

【００２１】単相補助巻線２の出力端は、正負両極出力
端子Ｅ，Ｆを有する定電圧供給装置５に接続される。定
電圧供給装置５は２組の整流回路、平滑回路、定電圧回
路５ａから成り、単相補助巻線２からの一の方向の電流
に対しては一方の組の各回路が働き、反対の方向の電流
に対しては他方の組の各回路が働き、これによって出力
端子Ｅ，Ｆに夫々正負の定電圧が出力される。

【００２２】６はサイリスタ制御回路であり、電源入力
側の一端が定電圧供給装置５の正極出力端子Ｅに接続さ
れ、他端が平滑回路４の正極側端子とともに接地され
る。サイリスタ制御回路６の信号入力端はコンデンサＣ
₁、抵抗Ｒ₁〜Ｒ₃の直列回路で構成され、コンデンサＣ₁
側の一旦は定電圧供給装置５の正極出力端子Ｅに接続さ
れ、抵抗Ｒ₃側の他端は平滑回路４の負極側端子に接続
される。抵抗Ｒ₁と抵抗Ｒ₂との接続点はトランジスタＱ
₁のベースに、このトランジスタＱ₁のコレクタはトラン
ジスタＱ₂のベースに、このトランジスタＱ₂のコレクタ
はブリッジ整流回路３の各サイリスタのゲート入力回路
に接続され、抵抗Ｒ₁と抵抗Ｒ₂との接続点の電位に応じ
てゲート入力回路の入力信号を制御するように構成され
ている（サイリスタ制御回路６に関する詳細な説明は、
本願出願人による特願平１−２３０９０８号に開示され
るのでここでは省略する）。

【００２３】コンデンサＣ₁と抵抗Ｒ₁との接続点Ｋには
過渡抑制回路７の出力側が接続される。過渡抑制回路７
によれば、定電圧供給装置５の正極出力端子Ｅ側に設け
られた定電圧回路５ａの入力側（Ｇ）にツェナーダイオ
ードＤ₁のカソード側が接続され、ツェナーダイオード
Ｄ₁のアノード側が抵抗を介して定電圧供給装置５の負
極出力端子Ｆに接続されるとともに、オペアンプから成
る反転比較器７０１の反転端子（−）に接続され、反転
比較器７０１の非反転端子（＋）は抵抗を介して接地さ
れる。反転比較器７０１の出力側はＮＯＲ回路７０２の
入力側に接続され、一方ＮＯＲ回路７０２の入力側のも
う1つの端子にはエンジン発電機の過電流状態などの、
保護が必要な状態になっていることを検出するための保
護表示装置８が接続され、保護が必要な状態を検出した
時に高レベル信号がＮＯＲ回路７０２に供給される。Ｎ
ＯＲ回路７０２の出力側はインバータ７０３、抵抗を介
してトランジスタＱ₃のベースに接続される。トランジ
スタＱ₃のエミッタは定電圧供給装置５の負極出力端子
Ｆに接続され、一方コレクタは、抵抗Ｒ₄を介して定電
圧供給装置５の正極出力端子Ｅに接続されるとともにコ
ンデンサＣ₂を介して定電圧供給装置５の負極出力端子
Ｆに接続される。コンデンサＣ₂の正極端子にはトラン
ジスタＱ₄のベースが接続され、トランジスタＱ₄のコレ
クタは定電圧供給装置５の正極出力端子Ｅに接続され、
一方エミッタは、ダイオードＤ₂のアノードに接続され
るとともにサイリスタ制御回路６のコンデンサＣ₁と抵
抗Ｒ₁との接続点Ｋに接続される。ダイオードＤ₂のカソ
ードはコンデンサＣ₂の正極端子に接続される。

【００２４】平滑回路４の出力側はインバータ回路９
（スイッチング装置）に接続される。インバータ回路９
は４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ₅〜Ｑ₈から
成るブリッジ回路で構成される。ＦＥＴＱ₅〜Ｑ₈の各ゲ
ート端子に接続される駆動信号回路に関しては後述す
る。

【００２５】インバータ回路９の出力側はローパスフィ
ルタから成る出力回路１０を介して負荷（図示せず）が
接続される出力端子１１，１２に接続される。出力回路
１０は、負荷に対し直接接続されるコイルＬ１，Ｌ２、
及び負荷に対し並列接続されるコンデンサＣ₃で構成さ
れるローパスフィルタと、コイルＬ１とコンデンサＣ₃
との間に、負荷に対して直列接続されるカレントトラン
スＣＴとから成る。

【００２６】出力端子１１，１２の両端（ローパスフィ
ルタを構成するコンデンサの両端Ｈ）は、分割抵抗や差
動アンプから成る歪検出回路１３に接続される。歪検出
回路１３は、出力端子１１，１２に現れる交流出力電圧
（例えば商用周波数）の波形どうしを直接比較すること
によって出力の波形歪みあるいはオフセット成分を検出
し、検出信号を出力するものである。

【００２７】１４は商用周波数、例えば５０Ｈｚまたは
６０Ｈｚの正弦波を発生する正弦波発振器である。この
正弦波発振器１４の出力側は差動増幅器１７のオペアン
プの反転入力端子（−）に抵抗を介して接続される。差
動増幅器１７のオペアンプの非反転入力端子（＋）に
は、歪検出回路１３の出力側が接続される。差動増幅器
１７は、正弦波発振器１４から出力される正弦波のレベ
ルを歪検出回路１３から出力される検出信号で補正し、
補正された正弦波信号を出力するものである。

【００２８】演算増幅器１５ａ，１５ｂから成る負荷検
出回路（負荷検出器）１５は、カレントトランスＣＴの
二次側に接続され、増幅器１５ａはカレントトランスＣ
Ｔで検出された交流出力電流に応じた交流電圧を増幅
し、増幅器１５ｂは上記交流電圧を反転増幅する。増幅
器１５ａ，１５ｂの出力側にはダイオードＤ₁₁，Ｄ₁₂が
接続されており、このダイオードＤ₁₁，Ｄ₁₂により上記
増幅された交流電圧は全波整流され、保護表示装置８に
出力電流平均値信号として入力される。

【００２９】１８は矩形波発振器であり、この矩形波発
振器１８で発振される矩形波の周波数は正弦波発振器１
４から出力される正弦波の周波数よりも格段に大きい値
に設定される。矩形波発振器１８の出力側は積分回路１
９に接続され、積分回路１９は矩形波を積分して三角波
信号に変換する。

【００３０】差動増幅器１７から出力される補正された
正弦波信号と積分回路１９から出力される三角波信号と
は重畳されてインバータバッファ２０（パルス幅変調回
路）に供給される。インバータバッファ２０は所定のし
きい値（スレッシュホールドレベル）を有し、このしき
い値を越えたレベルの信号が入力したときは低レベルの
信号を出力し、一方しきい値以下のレベルの信号が入力
したときは高レベルの信号を出力し、いわゆるパルス幅
変調（ＰＷＭ）信号を形成するものであり、例えばゲー
ト端子への入力信号に対し固定されたしきい値を有する
Ｃ−ＭＯＳゲートＩＣで構成する。

【００３１】インバータバッファ２０の出力側は、イン
バータ２１を経てＮＡＮＤ回路２２の一方の入力端に入
力するとともにそのまま直接ＮＡＮＤ回路２２の一方の
入力端にも入力する。ＮＡＮＤ回路２２の他方の入力端
とＮＡＮＤ回路２３の他方の入力端には過渡抑制回路７
のNOR 回路702 の出力端Ｊが接続される。

【００３２】ＮＡＮＤ回路２２の出力端はトランジスタ
Ｑ₉，Ｑ₁₀から成るプッシュプル増幅器２４に接続され
る。プッシュプル増幅器２４のトランジスタＱ₉のコレ
クタは定電圧供給装置５の正極出力端子Ｅに、トランジ
スタＱ₁₀のコレクタは定電圧供給装置５の負極出力端子
Ｆに接続される。

【００３３】プッシュプル増幅器２４の出力端（トラン
ジスタＱ₉，Ｑ₁₀のエミッタどうしの接続点）はダイオ
ードＤ₇のアノードとダイオードＤ₈のカソードとの接続
点に接続される。ダイオードＤ₇のカソードは定電圧供
給装置５の正極出力端子Ｅに、ダイオードＤ₈のアノー
ドは定電圧供給装置５の負極出力端子Ｆに接続される。
ダイオードＤ₇、Ｄ₈は後述のパルストランスで発生する
サージを吸収するためのものである。

【００３４】ダイオードＤ₇のアノードとダイオードＤ₈
のカソードとの接続点は、低周波成分カット用のコンデ
ンサＣ₄を介してパルストランスＡ，Ｃの一次側コイル
Ｌ３，Ｌ４の各一端に接続される。これら一次側コイル
Ｌ３，Ｌ４の各他端は定電圧供給装置５の負極出力端子
Ｆに接続される。コンデンサＣ₄は、周波数の高いＰＷ
Ｍ搬送周波数信号のみを通し、低周波成分は通さないよ
うな定数値に設定される。

【００３５】またＮＡＮＤ回路２３の出力端は上記同
様、トランジスタＱ₁₁，Ｑ₁₂から成るプッシュプル増幅
器２５に接続され、プッシュプル増幅器２５の出力端は
ダイオードＤ₉のアノードとダイオードＤ₁₀のカソード
との接続点に接続される。この接続点は、上述のコンデ
ンサＣ₄と同様にＰＷＭ搬送周波数信号のみを通し、低
周波成分は通さないような定数値に設定されたコンデン
サＣ₅を介してパルストランスＢ，Ｄの一次側コイルＬ
５，Ｌ６の各一端に接続される。

【００３６】次にインバータ回路９のＦＥＴＱ₅〜Ｑ₈の
各ゲート端子に接続される駆動信号回路について説明す
る。パルストランスＡの二次側の一端は、抵抗Ｒ₅、復
調用のコンデンサＣ₆、抵抗Ｒ₆とダイオードＤ₁₃との並
列回路を経てＦＥＴＱ₅のゲート端子に接続され、一方
パルストランスＡの二次側の他端はＦＥＴＱ₅のソース
端子に接続される。コンデンサＣ₆と、抵抗Ｒ₆、ダイオ
ードＤ₁₃から成る並列回路との接続点は、ツェナーダイ
オードＤ₅，Ｄ₆の直列回路を介してパルストランスＡの
二次側の前記他端に接続される。ダイオードＤ₁₃はアノ
ードがＦＥＴＱ₅のゲート端子側になるように、またツ
ェナーダイオードＤ₅，Ｄ₆は互いのアノードどうしが向
き合うように接続される。

【００３７】各パルストランスＢ，Ｃ，Ｄの二次側と、
対応する各ＦＥＴＱ₆〜Ｑ₈のゲート端子との間にも、パ
ルストランスＡの二次側とＦＥＴＱ₅のゲート端子との
間に設けられた回路と全く同様な回路が設けられる。

【００３８】図１Ａ，図１Ｂは、本発明の特徴部分とし
ての保護表示装置８の一実施例を示す回路図である。保
護表示装置８は、抵抗Ｒ８００を介して負荷検出回路１
５の出力側と接続され、抵抗Ｒ８０８を介して過渡抑制
回路７のノア回路７０２の出力側と接続され、抵抗Ｒ８
０９を介して単相補助巻線２と接続されている。演算増
幅器８００はその非反転入力端子が抵抗Ｒ８００と接続
され、その出力側は比較器８０１〜８０７の反転入力端
子と接続されている。比較器８０１〜８０７はそれぞれ
基準電位用抵抗Ｒ８０１〜Ｒ８０７に接続されている。
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５は発光ダイオード対であり、赤の発
光ダイオード８０１Ｒ〜８０５Ｒおよび緑の発光ダイオ
ード８０１Ｇ〜８０５Ｇを有し、発光ダイオード８０１
Ｒ〜８０５Ｒはそのアノードがトランジスタ８０１ａ〜
８０５ａのコレクタに接続され、発光ダイオード８０１
Ｇ〜８０５Ｇはそのアノードがトランジスタ８０１ｂ〜
８０５ｂのコレクタに接続されている。発光ダイオード
８０１Ｒ、８０１Ｇ〜８０５Ｒ，８０５Ｇのカソードは
抵抗を介して比較器８０１〜８０５の出力側に接続され
ている。

【００３９】また、抵抗Ｒ８０９はＦ／Ｖ変換器８１１
に接続され、Ｆ／Ｖ変換器８１１の出力側は演算増幅器
８１２の反転入力端子に接続されている。増幅器８１２
の出力側は直列接続のインバータＩ１,Ｉ２と接続さ
れ、またノア回路ＮＯＲ１の入力側と接続されている。
ノア回路ＮＯＲ１の出力側はインバータＩ３とノア回路
ＮＯＲ２の入力側に接続されている。増幅器８０４およ
び８０６の出力側はノア回路ＮＯＲ２の入力側およびイ
ンバータＩ４の入力側に夫々接続され、ノア回路ＮＯＲ
２およびインバータＩ４の出力側はノア回路ＮＯＲ３の
入力側に接続され、ノア回路ＮＯＲ３の出力側はインバ
ータＩ５と抵抗Ｒ８１０を介して直列接続されたインバ
ータＩ６，Ｉ７に接続されていて、インバータＩ７の出
力側は、基準電位供給用インバータＩ８とノア回路ＮＯ
Ｒ１、ＮＯＲ３の入力側に接続されている。抵抗Ｒ８１
０と正極出力端子Ｅとの間にはダイオードＤ８００が接
続され、抵抗Ｒ８１０と負極出力端子Ｆとの間にはコン
デンサＣ８０１が接続されている。またインバータＩ７
の出力側は、過渡抑制回路７のノア回路７０２の入力側
と接続されている。

【００４０】次に、図１Ａ，図１Ｂの回路の動作につい
て説明する。発電機回転数としてはサイレントモード
（出力１０００ＶＡ）に対応する低速回転数（例えば３
０００ｒｐｍ）とパワーモード（出力１５００ＶＡ）に
対応する高速回転数（例えば３６００ｒｐｍ）の２速が
あるものとする。サイレントモード、パワーモードの出
力モードの切換えは例えばエンジンのガバナ設定回転数
を切り換えることにより行なう。エンジンが始動して発
電が開始されると、単相補助巻線２からの出力周波数信
号が抵抗Ｒ８０９を介してＦ／Ｖ変換器８１１に入力さ
れる。Ｆ／Ｖ変換器８１１の入力側には、過大入力を防
止するためのレベルカット用ダイオードがＦ／Ｖ変換器
８１１の入力側と出力端子Ｅ，Ｆとの間に設けられてい
る。Ｆ／Ｖ変換器８１１は入力される周波数信号が低い
周波数（＝低速回転）のときには負電位を出力し、入力
される周波数信号が高い周波数（＝高速回転）のときに
は正電位を出力する。従って、正帰還増幅器８１２は、
発電機低速時には論理レベル「Ｈ」の最高電位を出力
し、高速時には論理レベル「Ｌ」の最低電位を出力す
る。いま発電機は低速回転数のサイレントモードに設定
されているとすると、インバータＩ１は「Ｌ」、インバ
ータＩ２は「Ｈ」を出力する。一方、後述するように、
トランジスタ８１０のベースには、運転時、すなわち発
電機の低速時および高速時には「Ｈ」が入力されるの
で、トランジスタ８１０はオン状態であり、インバータ
Ｉ１の出力によりオンとなったトランジスタ８０８を介
して正極出力端子Ｅから発光ダイオードＬＥＤ８に電流
が供給され、サイレントモードであることを緑色で表示
する。図３（ｃ）,(ｄ）はこのモードにおける表示パタ
ーンを示す。なお、発電機の回転数がサイレントモード
として設定された低速回転数よりも低い回転数に設定さ
れた所定の回転数（これは後述するように、ツェナーダ
イオードＤ₁のしきい値で設定される）に達するまでの
始動状態においては、トランジスタ８１０のベースには
「Ｌ」レベルが供給されるので、発光ダイオードＬＥＤ
８、９は共に点灯しない。

【００４１】次に、トランジスタ８１０のベースに供給
される運転信号について説明する。運転信号は、過渡抑
制回路７のノア回路７０２から出力される。ノア回路７
０２には正帰還増幅器７０１の出力信号および保護表示
装置８のインバータＩ７の出力信号が入力される。増幅
機７０１の反転入力端子はツェナーダイオードＤ₁と抵
抗を介して定電圧回路５ａの入力端Ｇと接続されている
が、発電機の始動時においては定電圧回路５ａの入力端
電圧は低く、ツェナーダイオードＤ₁はオフとなってお
り、増幅器７０１の反転入力端子には別の抵抗を介して
負極出力端子Ｆから負電位が供給されており、増幅器７
０１の出力は「Ｈ」レベルとなる。従って、ノア回路７
０２の出力信号は「Ｌ」レベルであり、トランジスタ８
１０はオフである。エンジンで駆動される発電機の回転
数が上昇すると、その出力電圧も上昇し、定電圧回路５
ａの入力端ＧにツェナーダイオードＤ₁をオンとするの
に十分な電圧が発生すると、増幅器７０１の出力は
「Ｌ」レベルとなる。一方、保護表示装置８のコンデン
サＣ８０１はエンジン始動時から放電状態であり、イン
バータＩ６の入力側には「Ｌ」レベルが入力され、イン
バータＩ７の出力は「Ｌ」である。また、後述するよう
に、このときノア回路ＮＯＲ２およびインバータＩ４に
は増幅器８０４および増幅器８０６から「Ｈ」の信号が
入力されており、その出力は共に「Ｌ」であり、従って
ノア回路ＮＯＲ３の出力は「Ｈ」、インバータＩ５の出
力は「Ｌ」で、コンデンサＣ８０１への充電作用は無
く、このためサイレントモードとして設定された低速回
転時には、過負荷となって増幅器８０４が「Ｌ」を出力
しない限り、インバータＩ７の出力は「Ｌ」レベルに保
持される。従って、ノア回路７０２の両方の入力端には
共に「Ｌ」レベルの信号が入力され、ノア回路７０２は
「Ｈ」レベルの運転信号を出力し、これによりトランジ
スタ８１０はオン状態に維持される。

【００４２】次に、サイレントモードとして設定された
発電機低速回転時の各発光ダイオードの点灯による表示
の状態について説明する。抵抗Ｒ８００、コンデンサＣ
８００の平滑回路を介して負荷検出回路１５から増幅器
８００に入力される出力電流平均値信号の値が増加する
と、増幅器８００の出力レベルが増加し、増幅器８０１
の出力が「Ｌ」となり、更に上記信号の値が増加する
と、次に増幅器８０２の出力が「Ｌ」となる。このよう
に、電流平均値信号の値の増加に応じて各増幅器の出力
が順次「Ｌ」となるが、このときインバータＩ７の出力
は「Ｌ」であるので、増幅器８０１の出力が「Ｌ」とな
ると発光ダイオード対ＬＥＤ１の緑のダイオード８０１
Ｇがオンとなり緑色を表示する。増幅器８０２、８０３
についても同様であり、増幅器８０２の出力まで「Ｌ」
となった状態を図３（ｃ）に示す。過負荷状態となって
電流平均値信号の値が増加し、増幅器８０４の出力が
「Ｌ」となった場合、このときノア回路ＮＯＲ１の出力
が「Ｌ」であることによりインバータＩ３の出力は
「Ｈ」であるので、発光ダイオード対ＬＥＤ４の赤のダ
イオード８０４Ｒがオンとなり赤色を表示する。これは
増幅器８０５についても同様である。更に電流平均値信
号の値が増加して増幅器８０６の出力が「Ｌ」となる
と、赤色の発光ダイオードＬＥＤ６がオンとなり赤色を
表示する。これを図３（ｄ）に示す。図３で斜線で示す
四角は赤色の発光ダイオードであることを示す。増幅器
８０４の出力が「Ｌ」となるとノア回路ＮＯＲ２の出力
が「Ｈ」、ノア回路ＮＯＲ３の出力が「Ｌ」、インバー
タＩ５の出力が「Ｈ」となり、コンデンサＣ８０１は或
る時定数で充電され、所定時間後インバータＩ６の入力
側は「Ｈ」となる。これにより、インバータＩ７の出力
信号すなわち遮断出力信号は「Ｈ」となり、インバータ
Ｉ８の出力は「Ｌ」となる。従って、すべての増幅器の
基準電位が「Ｌ」となり、すべての増幅器８０１〜８０
７の出力が「Ｌ」となり、インバータＩ７の出力が
「Ｈ」であることから、すべての発光ダイオードは赤色
を表示する。これを図３（ｅ）に示す。このとき、遮断
出力信号は「Ｈ」であるので、過渡抑制回路７のノア回
路７０２の出力信号である運転信号は「Ｌ」となり、ト
ランジスタ８１０はオフとなる。従って、発光ダイオー
ドＬＥＤ８、ＬＥＤ９は共に点灯しない。また、上記
「Ｈ」の遮断出力信号によりＮＡＮＤ回路２２、２３の
出力信号は停止されることからインバータ回路９のスイ
ッチング動作が停止され、さらにブリッジ整流回路３の
サイリスタはオフとなり、発電機出力も遮断される。

【００４３】次に、パワーモードとして設定された発電
機高速回転時の動作について説明する。このとき、前述
の説明から分かるように、増幅器８１２は「Ｌ」を出力
し、インバータＩ２が「Ｌ」を出力し、発光ダイオード
ＬＥＤ９はパワーモードであることを緑色で表示する。
増幅器８１２は「Ｌ」を出力し、インバータＩ７も
「Ｌ」を出力しているので、ノア回路ＮＯＲ１は
「Ｈ」、インバータＩ３は「Ｌ」を出力する。また、ノ
ア回路ＮＯＲ１と増幅器８０６が「Ｈ」を出力している
ので、ノア回路ＮＯＲ２およびインバータＩ４は「Ｌ」
を出力し、従って、ノア回路ＮＯＲ３は「Ｈ」、インバ
ータＩ５は「Ｌ」を出力し、インバータＩ７の出力レベ
ル「Ｌ」は保持される。出力モード切換回路（Ｆ／Ｖ変
換器８１１、増幅器８１２、インバータＩ１〜Ｉ８、ノ
ア回路ＮＯＲ１〜ＮＯＲ３等から成る回路）（出力モー
ド切換手段）はこのように動作するので、増幅器８０
４、８０５の出力が「Ｌ」となったときは、サイレント
モードの低速運転時と異なり、緑色を表示し、パワーモ
ードでの発電能力ではまだ過負荷でないことを示す。こ
れは、低速運転時の最大出力容量（例えば１０００Ｖ
Ａ）と高速運転時の最大出力容量（例えば１５００Ｖ
Ａ）との差異を考慮したものであり、これにより発電能
力に応じた負荷状態の程度を容易に判断できる。増幅器
８０１、８０２の出力が「Ｌ」のときの表示パターンを
図３（ａ）に示し、増幅器８０１〜８０６の出力が
「Ｌ」のときの表示パターンを図３（ｂ）に示す。低速
運転時においては増幅器８０４の出力が「Ｌ」となる
と、すべての発光ダイオードは赤色を表示して過負荷で
あることを示したが、高速運転時においてはノア回路Ｎ
ＯＲ１の出力が「Ｈ」であるので、増幅器８０４の出力
が「Ｈ」から「Ｌ」に変化してもノア回路ＮＯＲ３以降
の状態には変化なく、インバータＩ７の出力は依然とし
て「Ｌ」のままである。また、増幅器８０５の出力が
「Ｌ」となっても同様である。しかし、増幅器８０６の
出力が「Ｌ」となると、インバータＩ４の出力が「Ｈ」
となるので、低速時と同様、所定時間後にインバータＩ
７の出力が「Ｈ」となり、すべての発光ダイオードが赤
色を表示して過負荷であることを示す。また、遮断出力
信号も「Ｈ」であり、低速時と同様にして負荷への電力
供給が遮断される。

【００４４】なお、上記実施例においては、発電機出力
周波数をＦ／Ｖ変換器８１１によって検出して出力モー
ドを決定したが、発電機を駆動するエンジンの回転数を
検出してその回転数に応じて出力モードを決定し、この
決定した出力モードにより状態表示領域における赤と緑
の発光ダイオードの配分を決定するようにしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、発電機の
主出力巻線の交流出力を整流平滑して得られた直流電力
をインバータ回路を介して所定周波数の交流電力に変換
して負荷へ供給するインバータ制御式発電機において、
前記負荷へ供給される負荷電流を検出する負荷検出手段
と、前記負荷電流の値に応じて軽負荷状態から過負荷状
態までの負荷レベルを表示領域の大きさによって連続的
に表示する保護表示手段と、前記発電機の設定回転速度
を変更操作することにより前記発電機の発電能力を選択
的に切り換える出力モード切換手段とを備え、前記出力
モードの切換えに応じて前記保護表示手段の軽負荷状態
の表示領域と過負荷状態の表示領域との配分が変更され
るように構成することにより、出力モードの切換えによ
る最大出力容量（発電能力）の変更に応じた負荷のかか
り具合の程度を表示でき、そのときの発電能力に対して
どの位軽負荷であるか過負荷であるかを容易に判断でき
る。したがって、通常は最大出力容量が小さい出力モー
ドで、静かな、省燃料の運転をしていても、大きな負荷
を接続した時にはそれに応じて出力モードを切換えるべ
きか否かの具合が保護表示手段の表示によって容易に判
断ができるので、この種のインバータ式発電機が、発電
機の回転数の変更によってその発電能力を自在に選択可
能であるという特長を十分に活用した効率良い運転を行
うことが可能となる。

【００４６】また、所定値以上の過負荷状態が前記負荷
検出手段により検出されたとき、発電機の出力を遮断す
る出力遮断手段を備え、前記保護表示手段は、該出力遮
断手段からの出力遮断信号に応じてその表示領域の全領
域を過負荷状態表示にすることにより、発電機の発電能
力内での運転と回路の保護とが行なえ、またその表示状
態によって過負荷によって停止した状態であることを容
易に判断できる。

【００４７】さらに、出力モード切換手段による出力モ
ードの切換状態を前記負荷状態の表示領域に隣接する出
力モード表示領域で行なうことにより、現在表示されて
いる負荷状態は如何なる出力モードであるかが容易に分
かる。

【００４８】さらに、前記出力モードの切換えは発電機
の駆動源であるエンジンの設定回転数の変更によって行
なうと共に、このエンジンの実回転数を検出することに
よって前記出力モードの切換状態を自動的に判別して前
記保護表示手段の表示領域の配分を決定することによ
り、エンジンの設定回転数を変更するだけでその発電能
力に応じたモードとすることができ、負荷状態を容易に
判断できる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明によるインバータ制御式発電機を構成
する保護表示装置の一実施例の一部を示す回路図であ
る。

【図１Ｂ】本発明によるインバータ制御式発電機を構成
する保護表示装置の一実施例の一部を示す回路図であ
る。

【図２Ａ】本発明によるインバータ制御式発電機の一実
施例の一部を示す構成図である。

【図２Ｂ】本発明によるインバータ制御式発電機の一実
施例の一部を示す構成図である。

【図２Ｃ】本発明によるインバータ制御式発電機の一実
施例の一部を示す構成図である。

【図３】各モードにおける表示パターンを示すパターン
図である。

【符号の説明】

８００〜８０７，８１２演算増幅器８１１Ｆ／Ｖ変換器８０１ａ〜８０５ａ，８０１ｂ〜８０５ｂ，８０８〜
８１０トランジスタＬＥＤ１〜ＬＥＤ５発光ダイオード対ＬＥＤ６〜９，８０１Ｒ〜８０５Ｒ，８０１Ｇ〜８０
５Ｇ発光ダイオードＲ８００〜Ｒ８０９抵抗Ｃ８００，Ｃ８０１コンデンサＩ１〜Ｉ８インバータＮＯＲ１〜ＮＯＲ３ノア回路Ｄ８００ダイオードＥ正極出力端子Ｆ負極出力端子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発電機の主出力巻線の交流出力を整流平
滑して得られた直流電力をインバータ回路を介して所定
周波数の交流電力に変換して負荷へ供給するインバータ
制御式発電機において、前記負荷へ供給される負荷電流
を検出する負荷検出手段と、前記負荷電流の値に応じて
軽負荷状態から過負荷状態までの負荷レベルを表示領域
の大きさによって連続的に表示する保護表示手段と、前
記発電機の設定回転速度を変更操作することにより前記
発電機の発電能力を選択的に切り換える出力モード切換
手段とを備え、前記出力モードの切換えに応じて前記保
護表示手段の軽負荷状態の表示領域と過負荷状態の表示
領域との配分が変更されるように構成したことを特徴と
するインバータ制御式発電機。
【請求項２】所定値以上の過負荷状態が前記負荷検出
手段により検出されたとき、発電機の出力を遮断する出
力遮断手段を備え、前記保護表示手段は、該出力遮断手
段からの出力遮断信号に応じてその表示領域の全領域を
過負荷状態表示にすることを特徴とする請求項１記載の
インバータ制御式発電機。
【請求項３】出力モード切換手段による出力モード
の切換状態を表示する出力モード表示領域を前記負荷状
態の表示領域に隣接させて配置することを特徴とする請
求項１記載のインバータ制御式発電機。
【請求項４】前記出力モードの切換えは発電機の駆
動源であるエンジンの設定回転数の変更によって行なう
と共に、このエンジンの実回転数を検出することにより
前記出力モードの切換状態を判別して前記保護表示手段
の表示領域の配分を決定することを特徴とする請求項１
記載のインバータ制御式発電機。