JP3689313B2

JP3689313B2 - Inverter overvoltage protection device

Info

Publication number: JP3689313B2
Application number: JP2000169432A
Authority: JP
Inventors: 亨広井; 康正水野; 理鈴木; 彰伸水谷
Original assignee: デンヨー株式会社
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2020-06-06
Also published as: JP2001352664A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン駆動磁石式発電機の出力を整流し、インバータで規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力する発電機に用いて好適な、インバータの過電圧保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン駆動磁石式発電機の出力を整流し、インバータで規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力する発電機において、インバータの入力電圧は、インバータの出力電圧を確保するだけの電圧以上が必要となる。この場合、インバータ構成部品の耐電圧を考えると、入力電圧を可能な限り低く抑えられれば、コスト、信頼性の面で有利である。
【０００３】
しかしながら、インバータの電源として、エンジン駆動磁石式発電機を使用した場合、負荷の急減または遮断により、エンジン回転数が、前記負荷の急減または遮断に追いつかず、エンジン回転数がオーバーシュートする。特に、ガバナ無しのエンジンにおいてはその割合が大きい。
【０００４】
また、磁石式発電機は励磁に永久磁石が用いられ、巻線を持たないため界磁電流を調整することができず、出力特性は無負荷電圧が高く、負荷がかかると電圧が低下する、いわゆる垂下特性を有している。従って、負荷投入後に、負荷を切るとエンジン回転数がオーバーシュートすることになる。この場合は、無負荷電圧は発電機の回転数上昇により、その回転数に見合った更なる高い電圧を出力することになる。
更に、磁石式発電機の電機子巻線も電機子鉄心に多数巻回しているため、そのリアクタンスにより通電状態から急激に無通電状態にした場合、サージ電圧を発生させ、このサージ電圧も加わることになる。従って、インバータ構成部品は、これら高電圧に耐えられるだけの入力電圧仕様を持つ必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、エンジン駆動磁石式発電機の出力を整流し、インバータで規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力する発電機において、インバータの入力電源として、できるだけ一定電圧を供給した方がインバータの構成部品の定格電圧、電流を最適に決定できるが、磁石式発電機は負荷によって電圧が大きく変動するため、インバータに耐電圧性の高い高価な部品を使用する必要がある。しかしながら、入力電圧を可能な限り低く抑えられれば、コスト、信頼性の面で有利である。
【０００７】
本発明は前記事情に基づいてなされたものであり、第一の目的は、インバータの入力電流または出力電流の一方、保護動作による非常停止命令信号、出力停止命令の信号のいずれかによって、前記停止命令手段により、停止命令信号を発生させ、エンジン回転数の制御を行うことにより、エンジン回転のオーバーシュートを最小限に抑えることのできる、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することにある。また、第二の目的は、インバータ負荷の遮断時にソフトストップ出力を行い、エンジン回転数を調整することで回転数の変動を最小限に抑えることのできる、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することにある。更に、第三の目的は、インバータの入力電圧、あるいはエンジン回転数を検出して設定値以上になったときに一時的にエンジンの停止機能を動作させることでエンジン回転のオーバーシュートを抑えることで磁石式発電機のオーバーシュートを抑え、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために請求項１に記載のインバータの過電圧保護装置は、エンジン駆動磁石式発電機の出力を整流し、インバータで規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力する発電機において、エンジン回転数を調整するアクチュエータと、エンジン回転数を規定回転数に設定する第１の基準電圧設定手段と、前記インバータの出力を停止させる停止命令手段と、前記停止命令手段によって発せられる停止命令信号により前記第１の基準電圧設定手段の電圧を降下させる第２の基準電圧設定手段とを有し、発電機の保護動作による非常停止信号、またはインバータを系統から解列若しくは負荷から遮断するための信号に基づいて、前記停止命令手段により、停止命令信号を発生させ、前記第２の基準電圧設定手段によって発せられる減速信号によりエンジンを低速運転方向に動作させてエンジン回転のオーバーシュートを抑えるエンジン回転駆動手段とを備えることとした。
前記構成により、保護動作による停止命令信号、出力停止命令の信号のいずれかによってエンジン回転数の制御を行うことにより、エンジン回転のオーバーシュートを最小限に抑えることのできる、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載のインバータの過電圧保護装置は、エンジン駆動磁石式発電機の出力を整流し、インバータで規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力する発電機において、エンジン回転数または前記磁石式発電機の周波数の少なくとも一方の信号、もしくは前記インバータの入力電圧を検出する検出手段と、前記インバータの出力を停止させる停止命令手段と、前記インバータの出力を調整する出力調整電圧が前記停止命令手段によって発せられる停止命令信号により前記インバータの出力を徐々に減じる運転を行うと共に、前記インバータの出力減少過程において前記検出手段の信号電圧が前記出力調整電圧以上に上昇したときに前記インバータの出力を増加させて前記出力調整電圧より低下したときに再び前記インバータの出力を徐々に減じる運転を行い、エンジン回転のオーバーシュートを抑えるソフトストップ出力調整手段とを備えることとした。
前記構成により、インバータ負荷の遮断時にソフトストップ出力を行い、エンジン回転数を調整することで回転数の変動を最小限に抑えることのできる、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することができる。
【００１１】
請求項３に記載のインバータの過電圧保護装置は、エンジン駆動磁石式発電機の出力を整流し、インバータで規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力する発電機において、前記インバータの出力電流、もしくは出力電圧を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段により得られる検出信号と前記インバータの出力電流、もしくは出力電圧を制限するために予め設定された基準電圧とを比較し、その結果を誤差増幅する第１の増幅手段と、エンジン回転数または前記磁石式発電機の周波数の少なくとも一方の信号、もしくは前記インバータの入力電圧を検出する第２の検出手段と、前記インバータの出力を徐々に減じる運転を行うソフトストップ手段と、前記第２の検出手段及び前記ソフトストップ手段により得られる出力電圧と前記第１の増幅手段の出力とを比較し、その結果を誤差増幅する第２の増幅手段とを備え、前記第２の増幅手段の出力により前記インバータを制御することで出力の停止時には前記インバータの出力を徐々に減じるソフトストップ出力運転を行い、エンジン回転のオーバーシュートを抑えることとした。
前記構成により、インバータ負荷の遮断時にソフトストップ出力を行い、エンジン回転数を調整することで回転数の変動を最小限に抑えることのできる、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することができる。
【００１２】
請求項４に記載のインバータの過電圧保護装置は、エンジン駆動磁石式発電機の出力を整流し、インバータで規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力する発電機において、エンジン回転数、もしくは前記インバータの入力電圧を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号と過電圧保護のために予め設定した基準電圧とを比較する比較手段と、前記エンジンの運転状態を停止させるエンジン停止手段と、前記比較手段による比較結果により、前記検出手段による検出電圧が前記基準電圧以上の値のときは、一時的に、トランジスタをオンにして前記エンジン停止手段の動作を有効にし、前記検出手段による検出電圧が前記基準電圧未満の値のときは、トランジスタをオフにすることにより前記エンジン停止手段の動作を無効にすることにより、エンジン回転のオーバーシュートを抑えるためのスイッチング手段とを備えることとした。
また、請求項５に記載のインバータの過電圧保護装置は、請求項４に記載の同装置において、前記エンジン停止手段は、前記エンジンの点火、前記エンジンの燃料供給または前記エンジンの吸気の少なくとも一つを禁止、もしくは、前記エンジンに付属する機械式ブレーキ、または排気ブレーキの少なくとも一つを動作させることとした。
【００１３】
前記構成により、インバータの入力電圧、あるいはエンジン回転数を検出して設定値以上になったときに一時的にエンジン停止機能の動作を有効にする、具体的には、エンジンの点火、エンジンの燃料供給または吸気の少なくとも一つを禁止、もしくは、エンジンに付属する機械式ブレーキ、または排気ブレーキの少なくとも一つを動作させることによりエンジン回転のオーバーシュートを防ぐことのできる、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略する場合がある。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は、本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第１実施形態を示す図である。
ここでは、エンジンＥで駆動される磁石式発電機ＭＧの出力を整流器ＲＥＣで整流し、インバータＩＶで規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力する発電機が示されており、バイパス抵抗回路１４（バイパス手段）は、リレー１５（スイッチング手段）を介して、整流器ＲＥＣの出力端子とインバータＩＶの入力端子間に接続される。
【００１７】
インバータの過電圧保護装置５Ａは、電圧検出器１１（検出手段）と、基準電圧設定回路１２と、比較器１３（比較手段）と、バイパス抵抗回路１４（バイパス手段）と、リレー１５（スイッチング手段）と、トランジスタ１６により構成される。
バイパス抵抗回路１４は、インバータＩＶの入力端子間に挿入され、リレー１５の接点は、そのバイパス抵抗回路１４に直列に接続され、リレー１５のコイルＲの入力電源投入によりバイパス抵抗回路１４が有効となる。
オペレーションアンプによって構成される比較器１３の出力は、トランジスタ１６のベースに接続されており、トランジスタ１６は比較器１３によりオン／オフ制御され、リレー１５のコイルＲはトランジスタ１６により駆動されるようになっている。
また、比較器１３の（＋）入力端子には、電圧検出器１１により検出されたインバータＩＶの入力電圧を加工した検出電圧（Ｅｄ）が入力され、また、（−）入力端子には、基準電圧設定回路１２により過電圧保護のためにあらかじめ設定される基準電圧（Ｅｓ）が入力される。
【００１８】
以下、図１を参照して、インバータの過電圧保護装置５Ａの動作を説明する。
エンジンＥの始動に伴い、磁石式発電機ＭＧの出力が整流器ＲＥＣで整流されてインバータＩＶに供給される。そして、インバータＩＶは規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力を行う。
このとき、インバータＩＶの入力電圧を電圧検出器１１により検出した検出電圧（Ｅｄ）と、過電圧保護のためにあらかじめ設定される基準電圧（Ｅｓ）とを比較器１３により比較する。ここで、インバータＩＶの入力の検出電圧（Ｅｄ）が基準電圧（Ｅｓ）未満の値の場合には、トランジスタ１６はオフの状態であるため、バイパス抵抗回路１４には電流が流れない。
一方、インバータＩＶの入力の検出電圧（Ｅｄ）が基準電圧（Ｅｓ）以上になったときに、すなわち、過電圧であると判断されたとき、トランジスタ１６がオンすることでリレー１５を介し、バイパス抵抗回路１４に電流を流すことで、インバータＩＶに印加される電圧を抑えることになる。
従って、簡単な回路構成でインバータＩＶの入力電圧があらかじめ設定される基準電圧以上になったときにバイパス抵抗回路１４に電流を流すことで、インバータＩＶに高電圧が供給されないように制御することができる。
【００１９】
図２は、図１に示すハードウェアブロックＭ１をマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）の制御で置き換えた場合の実施形態をフローチャートで示した図である。
すなわち、ここでは、過電圧保護装置５Ａの制御中枢として、図２にフローチャートで示すプログラムを内蔵するマイコン（図示せず）を内蔵し、このマイコンがそのプログラムを逐次読み出し実行することによって、基準電圧（Ｅｓ）の設定から、トランジスタ１６のオン／オフに至る一連の制御を実行するものである。
【００２０】
具体的に、マイコンは、まず過電圧保護のための閾値となる基準電圧（Ｅｓ）を設定し（ステップＳ２１）、インバータＩＶの入力の検出電圧（Ｅｄ）を読み込む（ステップＳ２２）。次に、設定された基準電圧（Ｅｓ）と読み込まれた検出電圧（Ｅｄ）とを比較し（ステップＳ２３）、比較の結果、Ｅｄ≧Ｅｓのときトランジスタ１６をオンするＨ（ハイ）のレベル信号を発生し（ステップＳ２４）、Ｅｄ＜Ｅｓのときトランジスタ１６をオフするＬ（ロー）のレベル信号を発生する（ステップＳ２５）。トランジスタをオン／オフした以降の動作は図１に示す動作と同じであるため省略する。
このように制御することでインバータＩＶの入力電圧が設定電圧以上になったときに、トランジスタ１６のオン／オフ動作により、リレー１５の接点を介して、バイパス抵抗回路１４に電流を流すことができるのでインバータＩＶに高電圧が供給されないように制御することができる。
【００２１】
［第２実施形態］
図３は、本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第２実施形態を示す図である。ここでは、インバータの過電圧保護装置５Ｂは、エンジンＥの回転数を調整するアクチュエータ３１と、エンジン回転数を規定回転数に設定する基準電圧設定回路３４（第１の基準電圧設定手段）と、インバータＩＶの出力を停止状態にさせる停止命令回路３３（停止命令手段）と、停止命令回路３３によって発せられる停止命令信号により基準電圧設定回路３４の電圧を降下させる減算電圧生成回路４０（第２の基準電圧設定手段）と、エンジン回転数をエンジンＥに取り付けたピックアップコイルで検出するエンジン回転数検出器３５（以下の実施形態でも同様）と、磁石式発電機ＭＧの出力から周波数を周波数／電圧変換器により電圧として検出する周波数検出器３６（以下の実施形態でも同様）と、論理和回路３７と、誤差増幅器３８と、エンジンＥを低速運転方向に動作させてエンジン回転のオーバーシュートを抑える駆動回路３９（エンジン回転駆動手段）と、トランジスタ駆動回路３２と、で構成される。
【００２２】
前記トランジスタ駆動回路３２は、リレー４２を介してトランジスタ４１のベースに接続されており、当該リレー４２は、停止命令回路３３からの停止信号により駆動されるようになっている。基準電圧設定回路３４は、可変抵抗ＶＲと抵抗Ｒ１’とから構成されており、回路電源（１２Ｖ）を可変抵抗ＶＲと抵抗Ｒ１’で分圧したＲ１’による電圧が誤差増幅器３８の（＋）入力端子に入力されている。また、減算電圧生成回路４０は、トランジスタ４１と抵抗Ｒ２’で形成されており、トランジスタ４１のオンにより抵抗Ｒ２’と基準電圧設定回路３４の抵抗Ｒ１’とが並列に接続される構成になっている。
なお、停止命令回路３３は、発電機の保護動作による非常停止信号、またはインバータＩＶを系統から解列若しくは負荷から遮断するための信号に従う停止命令信号を発生する回路である。また、本実施形態では、基準電圧設定回路３４の抵抗Ｒ１’と減算電圧生成回路４０の抵抗Ｒ２’が、トランジスタ４１のオンにより並列接続される構成になっている。しかし、第１の基準電圧設定手段の電圧を降下させるための第２の基準電圧設定手段は、前記構成に限られるものではなく、抵抗Ｒ１’に代えて、当該抵抗Ｒ１’より小さな抵抗値を有する他の抵抗に切り換える手段を用いることにより、単独で基準電圧を減算する構成としても良い。
【００２３】
また、エンジン回転数検出器３５及び周波数検出器３６の出力は、論理和回路３７を介して、誤差増幅器３８の（−）入力端子に入力されており、誤差増幅器３８の出力は駆動回路３９に入力されている。これにより、誤差増幅器３８によって比較される増幅信号に対応して、駆動回路３９を介してアクチュエータ３１を駆動させ、エンジンＥを低速運転又は規定回転数である高速運転させることによりエンジン回転数を制御できるようになっている。
なお、ここでは機能的に論理和回路３７が存在するものとして示してあるが、実際は、いずれか一つの入力が誤差増幅器３８の（−）入力端子に入力される形態をとる。
【００２４】
以下、図３を参照して、インバータの過電圧保護装置５Ｂの動作を説明する。エンジンＥの始動に伴い、磁石式発電機ＭＧの出力が整流器ＲＥＣで整流されてインバータＩＶに供給される。そして、インバータＩＶは規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力を行う。
このとき、停止命令信号がない場合には、トランジスタ駆動回路３２がオフであるため、基準電圧設定回路３４により設定される基準電圧とエンジン回転数又は磁石式発電機ＭＧの周波数の検出電圧とを比較し、比較の結果、基準電圧の方が検出電圧より大きい場合には、駆動回路３９を介してアクチュエータ３１を高速運転側に移動させ、エンジン回転数を上昇させる。その逆に、基準電圧の方が検出電圧より小さい場合には、駆動回路３９を介してアクチュエータ３１を低速運転側に移動させ、エンジン回転数を下降させる。そして、基準電圧とエンジン回転数が等しくなったときに駆動回路３９によるアクチュエータ３１の動作を停止させ、規定回転数を保持する。
【００２５】
一方、停止命令回路３３による停止命令信号がある場合には、リレー４２を動作させることでトランジスタ駆動回路３２によりトランジスタ４１がオンする。そして、基準電圧設定回路３４の抵抗Ｒ１’と減算電圧生成回路４０の抵抗Ｒ２’が並列接続されることにより、基準電圧設定回路３４で設定出力される基準電圧が低下し、この基準電圧の低下度合いによりエンジン回転数を低下させることができる。
従って、インバータの過電圧保護装置５Ｂは、停止命令回路３３の停止命令信号によりインバータＩＶを系統から解列する動作又は負荷の遮断を行う動作を開始すると同時に、減算電圧生成回路４０でエンジン回転数を下降させ、即座に低速運転に移行させることにより、エンジン回転数の制御を行うことができるので、エンジン回転のオーバーシュートを抑えることができ、インバータＩＶに高電圧が供給されないように制御することができる。
【００２６】
図４は、図３に示すハードウェアブロックＭ２をマイコンの制御で置き換えた場合の実施形態をフローチャートで示した図である。なお、以下では説明の便宜上、エンジン回転数を検出電圧として用いるものとする。
すなわち、マイコンは、エンジン回転のオーバーシュート抑制の制御を行うために、まず基準電圧（Ｅｓ１）ならびに減算電圧（Ｅｓ２）を設定する（ステップＳ４１）。次に、実測のエンジン回転数（Ｅｄ１）を読み込み（ステップＳ４２）、停止命令信号があるか否かを見る（ステップＳ４３）。その結果、停止命令信号がなかった場合は、基準電圧（Ｅｓ１）と先に読み込んだエンジン回転数（Ｅｄ１）とを比較し（ステップＳ４４）、比較の結果、Ｅｓ１＞Ｅｄ１のとき、駆動回路３９を介してアクチュエータ３１を高速運転側に移動させることにより、エンジン回転数を上昇させ（ステップＳ４６）、Ｅｓ１≦Ｅｄ１のとき、駆動回路３９を介してアクチュエータ３１を低速運転側に移動させることにより、エンジン回転数を下降させる（ステップＳ４５）。そして、基準電圧（Ｅｓ１）とエンジン回転数（Ｅｄ１）が等しくなったときに駆動回路３９によるアクチュエータ３１の駆動を停止させることにより（ステップＳ４８）、通常運転状態の規定回転数に設定される。そして、先のステップＳ４２に戻った処理を行う。
【００２７】
また、ステップＳ４３の時点で、発電機の保護動作による非常停止信号若しくは、インバータＩＶを系統から解列又は負荷から遮断するための信号に従う停止命令信号が出力されたと判定されたときに、基準電圧（Ｅｓ１）から減算電圧（Ｅｓ２）を減算し（ステップＳ４９）、その誤差出力（Ｅｓ３）により駆動回路３９を介してアクチュエータ３１を制御する。すなわち、ここではエンジンＥの回転数を下げるために低速運転方向への動作を行う（ステップＳ５０）。そしてタイマーによるカウントを開始し、タイマーがカウントアップした所定時間後（ステップＳ５１，ステップＳ５２）、先のステップＳ４２に戻った処理を行う。
【００２８】
［第３実施形態］
図５は、本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第３実施形態を示す図である。ここでは、インバータの過電圧保護装置５Ｃは、エンジンＥの回転数を検出するエンジン回転数検出器５１（検出手段）と、磁石式発電機ＭＧの周波数を検出する周波数検出器５２（検出手段）と、インバータＩＶの入力電圧を検出する電圧検出器５３（検出手段）と、エンジン回転数、磁石式発電機ＭＧの周波数、又はインバータ入力電圧の各検出電圧の論理和をとってインバータＩＶに供給する論理和回路５４と、インバータＩＶの出力を停止させる停止命令スイッチＳＷ１（停止命令手段）と、ソフトストップ出力調整回路Ｍ３（ソフトストップ出力調整手段）とで構成される。
【００２９】
ソフトストップ出力調整回路Ｍ３は、コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２，抵抗Ｒ３とを備え、回路電源（１２Ｖ）を抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧したＲ２による電圧をコンデンサＣ１に供給すると共に、抵抗Ｒ３は停止命令スイッチＳＷ１の投入により抵抗Ｒ２と並列に接続されるように構成されている。また、論理和回路５４からの出力が、ソフトストップ出力調整回路Ｍ３の出力と接続されており、インバータＩＶの出力を停止させる停止命令スイッチＳＷ１は、ソフトストップ出力調整回路Ｍ３における抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とを並列接続させるように介設されている。しかも、論理和回路５４の出力側には、逆流防止の目的で整流器５５が介設されている。
なお、ここでは機能的に論理和回路５４が存在するものとして示してあるが、実際は、いずれか一つの入力が整流器５５に供給される形態をとる。
【００３０】
以下、図５を参照して、インバータの過電圧保護装置５Ｃの動作を説明する。
最初に、エンジン駆動磁石式発電機の運転の開始から、負荷の運転又は系統に連系するときの動作について説明する。
まず、エンジン駆動磁石式発電機のシステム電源（図示せず）を投入する。そして、自動運転スイッチ又はエンジンＥのスタータスイッチ（図示せず）を「閉」にする。このことにより、エンジンＥが始動して規定回転数で運転が行われる。この状態では、停止命令スイッチＳＷ１が「閉」状態にあるため、回路電圧（＋１２Ｖ）により抵抗Ｒ１に対して抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の並列回路により分圧された電圧が徐々にコンデンサＣ１に充電される。なお、この状態では、無負荷又は無連系運転である。
そして、停止命令スイッチＳＷ１を「開」にすることで、ソフトストップ出力調整回路Ｍ３により汎用のインバータＩＶでは負荷運転が開始され、又は、系統連系のインバータＩＶでは系統に連系される。
【００３１】
次に、負荷の遮断又は系統連系を解列するときの動作について説明する。
負荷の投入又は系統連系するインバータＩＶの電源をエンジン駆動磁石式発電機から供給する方式にした場合、従来の負荷の投入又は系統連系するインバータＩＶでは、負荷の遮断又は連系から解列する場合には負荷の遮断又は出力の急減が生じるため、エンジン回転数が変化量に追いつかずエンジン駆動磁石式発電機のエンジン回転がオーバーシュートすることがあるということは上述したとおりである。
【００３２】
そこで、停止命令スイッチＳＷ１を「閉」にすることでソフトストップ信号を与える。すると、停止命令スイッチＳＷ１を「閉」にする前にコンデンサＣ１に充電されていた充電電流が、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の並列回路により徐々に放電され、インバータＩＶの出力電圧も徐々に降下することで無出力運転になる。しかし、無出力運転になるまでの間に、エンジン回転数が上昇した場合には、論理和回路５４の出力がソフトストップ出力調整回路Ｍ３の電圧より高くなり、論理和回路５４の出力電圧と回路電源（１２Ｖ）により抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧された電圧とがコンデンサＣ１に充電され、この充電の増加分によりインバータＩＶの出力電流を増加させることにより、エンジン回転数の上昇抑制制御が行われる。このように、インバータＩＶの出力減少過程において、論理和回路５４の出力電圧がコンデンサＣ１の電圧以上に上昇したときにインバータＩＶの出力を増加させ、また、コンデンサＣ１の電圧より低下したときに再びインバータＩＶの出力を徐々に減じる運転を継続して行いながら、徐々にインバータＩＶの出力を減じるソフトストップ運転を行うことができる。
従って、インバータ負荷の遮断時、又は系統連系の解列時に、ソフトストップ運転を行い、インバータＩＶの出力を調整することで、エンジン回転数の上昇を最小限に抑えることができる。
【００３３】
図６ならびに図７は、図５に示すハードウェアブロックＭ３をマイコンの制御で置き換えた場合の実施形態をフローチャートで示した図である。
図６において、まず、マイコンは、エンジン始動により規定周波数、規定電圧の無出力運転になっていることを確認する（ステップＳ６１）。次に、停止命令スイッチＳＷ１が「開」状態になっているか否かを見て（ステップＳ６２）、「閉」状態の場合は先のステップＳ６１の処理を繰り返す。そして、「開」状態であったときは、ソフトストップ信号により、徐々にインバータＩＶの出力を増加させて一定の出力運転を行う（ステップＳ６３）。
【００３４】
次に、停止命令スイッチＳＷ１が「閉」の状態になっているか否かを見て（ステップＳ６４）、「開」状態の場合は先のステップＳ６３の処理を繰り返し、「閉」の状態であった場合にはエンジン回転数検出器５１、周波数検出器５２、電圧検出器５３のいずれか一方の検出電圧の読み込みを行う（ステップＳ６５）。そして、インバータＩＶに対して出力減少命令を発し（ステップＳ６６）、検出電圧がインバータ出力調整電圧以下か否かを見る（ステップＳ６７）。ここで、検出電圧がインバータ出力調整電圧を越えていればインバータＩＶに対して出力増加命令を発し（ステップＳ６９）、先のステップＳ６４以降の処理を行う。また、インバータ出力調整電圧以下であれば更にインバータＩＶ出力が無電圧であるかチェックされる（ステップＳ６８）。このとき、無電圧でなければ、先のステップＳ６４に戻り、無電圧であればステップＳ６１に戻り、それ以降の処理を繰り返し、そして、無電圧にすることによりエンジンＥを停止させることができる。
【００３５】
図７は、図６と異なる他の実施形態を示した場合であるが、図６に示すフローチャートとの差異は、ステップＳ６７以降の処理にある。すなわち、図６に示す例では、検出電圧がインバータ出力調整電圧以下であるか否かを見るが、図７に示す例では、検出電圧のヒステリシスを見込んだものであり、検出電圧が基準電圧の下限値以下か否かを見て（ステップＳ７１）、基準電圧の下限値より大きいときには、更に、検出電圧が基準電圧の上限値以上か否かを見て（ステップＳ７２）、上限値未満であればステップＳ６８に進む。そして、検出電圧が基準電圧の上限値以上であったときにインバータＩＶ出力の増加命令を発する。また、検出電圧が基準電圧の下限値以下の場合には、ステップＳ６８に進むことになる。なお、インバータＩＶ出力減少命令による出力減少量は、インバータＩＶ出力増加命令による増加量より大きいものとする。
【００３６】
［第４実施形態］
図８は、本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第４実施形態を示す図である。ここでは、インバータの過電圧保護装置５Ｄは、前記第３実施形態のインバータの過電圧保護装置５Ｃに、インバータＩＶの出力電流を検出する電流検出器８１（第１の検出手段）と、出力電圧を検出する電圧検出器８２（第１の検出手段）と、電流検出器８１及び電圧検出器８２により得られる検出電圧を論理和する論理和回路８３と、インバータＩＶの出力電流若しくは出力電圧を制限するために予め設定された基準電圧とを比較し、その結果を誤差増幅する誤差増幅器ＥＡ１（第１の増幅手段）と、エンジン回転数検出器５１（第２の検出手段）、周波数検出器５２（第２の検出手段）及び電圧検出器５３（第２の検出手段）の出力を論理和回路５４によって論理和をとった出力とソフトストップ出力調整回路Ｍ３により得られる出力電圧と誤差増幅器ＥＡ１の出力とを比較し、その結果を誤差増幅する誤差増幅器ＥＡ２（第２の増幅手段）とを付加した構成を有している。
【００３７】
また、前記電流検出器８１、電圧検出器８２により得られる検出信号は論理和回路８３を介して誤差増幅器ＥＡ１の（−）入力端子に入力されており、当該誤差増幅器ＥＡ１の（＋）入力端子には、前記基準電圧を設定するための可変抵抗ＶＲ１が接続されている。さらに、誤差増幅器ＥＡ１の出力は、誤差増幅器ＥＡ２の（−）端子に入力されており、当該誤差増幅器ＥＡ２の（＋）入力端子にはソフトストップ出力調整回路Ｍ３の出力が入力されている。
さらに、ここでは機能的に論理和回路８３が存在するものとして示してあるが、実際は、いずれか一つの入力が誤差増幅器ＥＡ１に供給される形態をとる。
【００３８】
以下、図８を参照して、インバータの過電圧保護装置５Ｄの動作を説明するが、前記第３実施形態のインバータの過電圧保護装置５Ｃと同様の動作は省略する場合がある。
最初に、エンジン駆動磁石式発電機の運転の開始から、負荷の運転又は系統に連系するときの動作について説明する。
エンジンＥが始動して規定回転数で運転が行われる状態では、停止命令スイッチＳＷ１が「閉」状態にあるため、回路電圧（＋１２Ｖ）により抵抗Ｒ１に対して抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の並列回路により分圧された電圧が徐々にコンデンサＣ１に充電されながら誤差増幅器ＥＡ２の（＋）入力端子に印加され、これに伴いインバータＩＶの出力電圧も徐々に上昇する。なお、通常状態での規定回転運転時のエンジン回転数検出器５１、周波数検出器５２、又は電圧検出器５３による各検出電圧はコンデンサＣ１の電圧より小さい値に設定されている。
【００３９】
このとき、インバータＩＶの出力は停止状態であるため、誤差増幅器ＥＡ１の（−）入力端子には、電流検出器８１もしくは電圧検出器８２により得られる零電圧が、（＋）入力端子には、回路電源電圧（＋１２Ｖ）を可変抵抗ＶＲ１で分圧した電圧が印加される。この電圧は、インバータＩＶの出力電流値もしくは出力電圧値を制限するために可変抵抗ＶＲ１により設定される基準電圧である。そして、誤差増幅器ＥＡ１により増幅された出力電圧が誤差増幅器ＥＡ２の（−）入力端子に印加される。
なお、ここでいう出力の停止状態とは、汎用のインバータＩＶではインバータＩＶの出力電圧を零Ｖ（無電圧）にした状態のことで、系統連系のインバータＩＶでは、インバータの出力電圧を連系先の出力電圧以下にした状態のことである。
【００４０】
これにより、誤差増幅器ＥＡ２により増幅された出力電圧に従って、インバータＩＶの出力電圧が制御される。この時点では、系統連系のインバータＩＶでは規定電圧よりインバータＩＶの出力電圧は低くなるように設定され、汎用のインバータＩＶでは、インバータＩＶより電力が出力されないように設定されている。
なお、ここでは、誤差増幅器ＥＡ２の出力電圧の増減によりインバータＩＶの電圧が制御される。すなわち、インバータＩＶの出力電圧を増加させることにより、出力電流を増加させ、インバータＩＶの出力電圧を減らすことで出力電流を減少させている。
【００４１】
そして、停止命令スイッチＳＷ１を「開」にすると、コンデンサＣ１の電圧が上昇し、同時に汎用のインバータＩＶでは負荷運転、又は系統連系のインバータＩＶでは系統に連系が開始される。その後、コンデンサＣ１の上昇電圧が一定となったところで誤差増幅器ＥＡ２の出力も一定となり、出力電流の定電流制御が行われる。なお、誤差増幅器ＥＡ２の（＋）と（−）の入力端子電圧が一致したときには、インバータＩＶの出力電流が一定になるように設定されている。また、出力電流又は出力電圧は可変抵抗ＶＲ１の設定により決定される。
【００４２】
次に、負荷の遮断又は系統連系を解列するときの動作について説明する。
まず、停止命令スイッチＳＷ１を「閉」に設定すると、ソフトストップ出力調整回路Ｍ３の出力電圧が徐々に降下することになり、それに基づいて、誤差増幅器ＥＡ２の（＋）入力端子の電圧が徐々に降下し、誤差増幅器ＥＡ２の出力も徐々に降下することでインバータＩＶの出力電圧も徐々に降下し、無出力運転になる。しかし、無出力運転になるまでの間に、エンジン回転数が上昇した場合には、論理和回路５４の出力がソフトストップ出力調整回路Ｍ３の電圧より高くなり、論理和回路５４の出力電圧と回路電源（１２Ｖ）により抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧された電圧とをコンデンサＣ１に充電すると同時に、誤差増幅器ＥＡ２の（＋）入力端子に出力することで誤差増幅器ＥＡ２の出力を上昇させる。そして、インバータＩＶの電圧を上昇させて出力電流を増加させることにより、出力上昇制御が行われることは、前記インバータの保護回路５Ｃの場合と同様である。
従って、インバータ負荷の遮断時、又は系統連系の解列時に、ソフトストップ運転を行い、インバータＩＶの出力を調整することで、エンジン回転数の上昇を最小限に抑えることができる。
【００４３】
最後に、負荷の遮断又は系統連系を解列するときの出力電流の減少度合いによる回転数変動調整動作について説明する。
前記ソフトストップ運転を行うときのインバータＩＶの出力の減少時に伴う急激な負荷の変動により、エンジンＥの回転数が上昇することがある。この場合には、上昇回転数又は上昇電圧を検出し、この上昇分の電圧をソフトストップ出力調整回路Ｍ３のコンデンサＣ１に充電すると同時に、誤差増幅器ＥＡ２の（＋）入力端子に出力することで誤差増幅器ＥＡ２の出力を上昇させ、その分インバータＩＶの電圧を上昇させて出力電流を増加させる。この電流分の増加により、エンジンＥの回転数は降下してエンジン回転数検出器５１による検出電圧は降下する。また、コンデンサＣ１に充電された電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３に放電される。
すなわち、前記ソフトストップ運転を行う場合には、時間と共にインバータＩＶの出力量を減少させているが、出力の減少量によりエンジン回転数が上昇しない場合にはそのまま出力を減少させる。しかしながら、出力の減少量に対してエンジン回転数が上昇する場合には、この時点での出力量を増加させてエンジン回転数の上昇を抑えるように制御することになる。
【００４４】
［第５実施形態］
図９は、本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第５実施形態を示す図である。ここでは、インバータの過電圧保護装置５Ｅは、エンジン回転数検出器９２Ａ（検出手段）と、電圧検出器９２Ｂ（検出手段）と、周波数検出器９２Ｃ（検出手段）と、論理和回路９７と、基準電圧設定回路９３と、比較器９４（比較手段）と、トランジスタ９５（スイッチング手段）と、エンジン停止手段９６とで構成される。
エンジン回転数検出器９２Ａ、電圧検出器９２Ｂ及び周波数検出器９２Ｃの出力である検出電圧は、論理和回路９７を介して比較器９４の（＋）入力端子に入力されている。また、比較器９４の（−）入力端子には基準電圧設定回路９３により過電圧保護のために予め設定された基準電圧が供給されている。比較器９４の出力は、トランジスタ９５のベースに接続されており、当該トランジスタ９５は比較器９４によりオン／オフ制御され、エンジン停止手段９６によりエンジンＥを停止させることができるように構成されている。
【００４５】
なお、ここでは機能的に論理和回路９７が存在するものとして示してあるが、実際は、いずれか一つの入力が比較器９４の（＋）入力端子に供給される形態をとる。
また、エンジン停止手段９６は、エンジンの点火、もしくは燃料又は空気供給を制御してエンジンＥの燃料供給又はエンジンＥの吸気の少なくとも一つをトランジスタ９５で禁止するか、エンジンＥに付属する機械式ブレーキ、又は排気ブレーキの少なくとも一つをトランジスタ９５で動作させることによって、エンジンＥの運転状態を停止させる手段である。
【００４６】
以下、図９を参照して、インバータの過電圧保護装置５Ｅの動作を説明する。エンジンＥの始動に伴い、磁石式発電機ＭＧの出力が整流器ＲＥＣで整流されてインバータＩＶに供給される。そして、インバータＩＶは規定周波数および規定電圧の交流電力に変換して出力を行う。
このとき、比較器９４により、エンジン回転数検出器９２Ａ、周波数検出器９２Ｂ、電圧検出器９２Ｃのいずれか一方の検出電圧（Ｅｄ）と、過電圧保護のためにあらかじめ設定される基準電圧（Ｅｓ）とを比較する。
ここで、エンジン回転数、インバータＩＶの入力電圧または磁石式発電機ＭＧの周波数が基準電圧未満の値の場合には、トランジスタ９５はオフの状態であり、エンジン停止手段９６は作動しない。
一方、エンジン回転数、インバータＩＶの入力電圧または磁石式発電機ＭＧの周波数が基準電圧以上の値をとったとき、すなわち、過電圧であると判断されたとき、トランジスタ９５がオンすることでエンジン停止手段９６によりエンジンＥの停止動作をさせ、エンジン回転がオーバーシュートすることを防止することができる。
【００４７】
ここで、エンジン停止手段９６は、エンジンＥの点火装置の点火を停止する信号を生成し、点火装置の電源を一時的に停止することにより、エンジンＥの停止動作を行う。あるいは、燃料供給や空気吸気を停止する信号を生成出力し、それぞれ単独、または同時に送出することや、エンジンＥに付属した機械式ブレーキ、または排気ブレーキ等のブレーキを動作させることにより一時的にエンジンＥの停止動作を行う。
【００４８】
図１０は、図９に示すハードウェアブロックＭ５をマイコンの制御で置き換えた場合の実施形態をフローチャートで示した図である。なお、以下では説明の便宜上、インバータＩＶの入力の検出電圧を用いて説明するものとする。
マイコンは、まず過電圧保護のための閾値となる基準電圧（Ｅｓ）を設定し（ステップＳ１０１）、インバータＩＶの入力の検出電圧（Ｅｄ）を読み込む（ステップＳ１０２）。次に、設定された基準電圧（Ｅｓ）と読み込まれた検出電圧（Ｅｄ）とを比較し（ステップＳ１０３）、比較の結果、Ｅｄ≧Ｅｓのときトランジスタ９５をオンするＨ（ハイ）のレベル信号を生成し（ステップＳ１０４）、Ｅｄ＜Ｅｓのときトランジスタ９５をオフするＬ（ロー）のレベル信号を生成する（ステップＳ１０５）。トランジスタ９５をオン／オフした以降の動作は図９に示す動作と同じであるため省略する。
【００４９】
なお、エンジン停止手段９６に換え、比較器９４の出力に応じて、エンジンＥと磁石式発電機ＭＧとを連結する電磁クラッチの接触を解除する構成とすることにより、エンジンＥと磁石式発電機ＭＧを切り離し、磁石式発電機ＭＧのオーバーシュートを防止することができる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、保護動作による停止命令信号、出力停止命令の信号のいずれかによってエンジン回転数の制御を行うことにより、エンジン回転のオーバーシュートを最小限に抑えることのできる、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することができる。
【００５１】
請求項２ならびに請求項３に記載の発明によれば、インバータへの負荷の投入、遮断、または、系統の解列時にソフトストップ出力を行い、インバータ出力を徐々に低下させることで回転数の変動を最小限に抑えることのできる、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することができる。
請求項４ならびに請求項５に記載の発明によれば、インバータの入力電圧、エンジン回転数、または磁石式発電機の周波数を検出して設定値以上になったときに一時的にエンジン停止機能の動作を有効にする、具体的には、エンジンの点火、エンジンの燃料供給または吸気の少なくとも一つを禁止、もしくは、エンジンに付属する機械式ブレーキ、または排気ブレーキの少なくとも一つを動作させることでエンジン回転のオーバーシュートを防ぐ、コスト、信頼性の面で有利なインバータの過電圧保護装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１に示すハードウェアブロックＭ１をマイクロコンピュータの制御で置き換えた場合の実施形態をフローチャートで示した図である。
【図３】本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第２実施形態を示す図である。
【図４】図３に示すハードウェアブロックＭ２をマイクロコンピュータの制御で置き換えた場合の実施形態をフローチャートで示した図である。
【図５】本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第３実施形態を示す図である。
【図６】図５に示すハードウェアブロックＭ３をマイクロコンピュータの制御で置き換えた場合の実施形態をフローチャートで示した図である。
【図７】図５に示すハードウェアブロックＭ３をマイクロコンピュータの制御で置き換えた場合の他の実施形態をフローチャートで示した図である。
【図８】本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第４実施形態を示す図である。
【図９】本発明におけるインバータの過電圧保護装置の第５実施形態を示す図である。
【図１０】図９に示すハードウェアブロックＭ５をマイクロコンピュータの制御で置き換えた場合の実施形態をフローチャートで示した図である。
【符号の説明】
Ｅエンジン
ＭＧ磁石式発電機
ＲＥＣ整流器
ＩＶインバータ
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ過電圧保護装置
１１電圧検出器（検出手段）
１２基準電圧設定回路
１３比較器（比較手段）
１４バイパス抵抗回路（バイパス手段）
１５リレー（スイッチング手段）
１６トランジスタ
３１アクチュエータ
３３停止命令回路（停止命令手段）
３４基準電圧設定回路（第１の基準電圧設定手段）
３５エンジン回転数検出器
３６周波数検出器
３８誤差増幅器
３９駆動回路（エンジン回転駆動手段）
４０減算電圧生成回路（第２の基準電圧設定手段）
５１エンジン回転数検出器（検出手段）
５２周波数検出器（検出手段）
５３電圧検出器（検出手段）
Ｍ３ソフトストップ出力調整回路（ソフトストップ出力調整手段）ＳＷ１停止命令スイッチ（停止命令生成手段）
８１電流検出器（第１の検出手段）
８２電圧検出器（第１の検出手段）
ＥＡ１誤差増幅器（第１の増幅手段）
ＥＡ２誤差増幅器（第２の増幅手段）
９２Ａエンジン回転数検出器（検出手段）
９２Ｂ電圧検出器（検出手段）
９２Ｃ周波数検出器（検出手段）
９３基準電圧設定回路
９４比較器（比較手段）
９５トランジスタ（スイッチング手段）
９６エンジン停止手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an overvoltage protection device for an inverter suitable for use in a generator that rectifies the output of an engine-driven magnet generator and converts the output into AC power having a specified frequency and a specified voltage using an inverter.
[0002]
[Prior art]
In a generator that rectifies the output of an engine-driven magnet generator and converts it into AC power with a specified frequency and voltage using an inverter, the input voltage of the inverter is more than enough to ensure the output voltage of the inverter. Necessary. In this case, considering the withstand voltage of the inverter components, if the input voltage can be kept as low as possible, it is advantageous in terms of cost and reliability.
[0003]
However, when an engine-driven magnet generator is used as the power source of the inverter, the engine speed does not catch up with the sudden decrease or interruption of the load due to the sudden decrease or interruption of the load, and the engine speed overshoots. In particular, the ratio is large in an engine without a governor.
[0004]
In addition, permanent magnets are used for excitation in magnet generators, and since there is no winding, the field current cannot be adjusted, the output characteristics are high with no load voltage, and the voltage drops when a load is applied. It has a so-called drooping characteristic. Therefore, if the load is turned off after the load is applied, the engine speed will overshoot. In this case, the no-load voltage outputs a higher voltage corresponding to the rotation speed due to the increase in the rotation speed of the generator.
Furthermore, since many armature windings of the magnet generator are wound around the armature core, a surge voltage is generated when the current is suddenly turned off due to the reactance, and this surge voltage is also applied. become. Therefore, the inverter components must have an input voltage specification that can withstand these high voltages.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a generator that rectifies the output of an engine-driven magnet generator and converts it into AC power with a specified frequency and voltage using an inverter, and supplies a constant voltage as much as possible as the inverter input power However, the rated voltage and current of the inverter components can be optimally determined. However, since the voltage of a magnetic generator varies greatly depending on the load, it is necessary to use an expensive component with high voltage resistance for the inverter. However, if the input voltage can be kept as low as possible, it is advantageous in terms of cost and reliability.
[0007]
The present invention has been made based on the above circumstances, and the first object is Depending on either the input current or output current of the inverter, either the emergency stop command signal due to the protective action or the output stop command signal The stop command means generates a stop command signal, An object of the present invention is to provide an overvoltage protection device for an inverter that is advantageous in terms of cost and reliability and that can minimize engine rotation overshoot by controlling the engine speed. The second two The purpose of the inverter is to provide a soft stop output when the inverter load is cut off and adjust the engine speed to minimize the fluctuation of the engine speed, which is advantageous in terms of cost and reliability. Is to provide. In addition three The purpose of the magnet generator is to suppress the overshoot of the engine rotation by temporarily operating the engine stop function when the input voltage of the inverter or the engine speed is detected and exceeds the set value It is an object of the present invention to provide an inverter overvoltage protection device that is advantageous in terms of cost and reliability.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, claim 1 is provided. An overvoltage protection device for an inverter described in 1) includes an actuator that adjusts the engine speed in a generator that rectifies the output of an engine-driven magnet generator, converts the output into AC power having a specified frequency and a specified voltage by an inverter, and outputs the AC power. A first reference voltage setting means for setting the engine speed to a specified speed, a stop command means for stopping the output of the inverter, and a first reference voltage setting by a stop command signal issued by the stop command means Second reference voltage setting means for lowering the voltage of the means; Have , Based on the emergency stop signal by the protective operation of the generator, or the signal for disconnecting the inverter from the system or disconnecting from the load, the stop command means generates a stop command signal, The engine rotation driving means is provided for suppressing the overshoot of the engine rotation by operating the engine in the low speed operation direction by the deceleration signal generated by the second reference voltage setting means.
With the above configuration, it is possible to minimize the engine rotation overshoot by controlling the engine speed by either the stop command signal by the protection operation or the output stop command signal. It is possible to provide an inverter overvoltage protection device that is advantageous.
[0010]
Claim 2 The inverter overvoltage protection device described in 1 is a generator that rectifies the output of an engine-driven magnet generator and converts the output into AC power having a specified frequency and a specified voltage using an inverter, and outputs the engine speed or the magnet-type generator. A detection means for detecting at least one signal of the machine frequency or the input voltage of the inverter, a stop command means for stopping the output of the inverter, and an output adjustment voltage for adjusting the output of the inverter by the stop command means The operation of gradually reducing the output of the inverter is performed by a stop command signal issued, and the output of the inverter is increased when the signal voltage of the detection means rises above the output adjustment voltage in the output reduction process of the inverter. The output of the inverter is gradually reduced again when the output voltage drops below the output adjustment voltage. The operation to reduce the conducted, it was decided and a soft-stop output adjusting means for suppressing overshoot of engine rotation.
According to the above configuration, an inverter overvoltage protection device that is advantageous in terms of cost and reliability, can perform a soft stop output when the inverter load is interrupted, and can minimize fluctuations in the rotational speed by adjusting the engine rotational speed. Can be provided.
[0011]
Claim 3 The overvoltage protection device for an inverter described in 1 is a generator that rectifies the output of an engine-driven magnet generator and converts the output into AC power of a specified frequency and a specified voltage by the inverter, and outputs the output current of the inverter or the output A first detection means for detecting a voltage, a detection signal obtained by the first detection means and an output current of the inverter or a reference voltage set in advance to limit the output voltage, and the result The first amplifying means for amplifying the error, the at least one signal of the engine speed or the frequency of the magnet generator, or the second detecting means for detecting the input voltage of the inverter, and the output of the inverter gradually. Soft stop means for performing the operation reduced to the output voltage, and the output voltage obtained by the second detection means and the soft stop means A second amplifying means for comparing the output of the first amplifying means and error-amplifying the result, and controlling the inverter by the output of the second amplifying means so that when the output is stopped, A soft stop output operation that gradually reduces the output was performed to suppress overshoot of engine rotation.
According to the above configuration, an inverter overvoltage protection device that is advantageous in terms of cost and reliability, can perform a soft stop output when the inverter load is interrupted, and can minimize fluctuations in the rotational speed by adjusting the engine rotational speed. Can be provided.
[0012]
Claim 4 The overvoltage protection device for an inverter described in 1 is a generator that rectifies the output of an engine-driven magnet generator, converts the output into AC power having a specified frequency and a specified voltage by the inverter, and outputs the AC power of the engine or the inverter. Detection means for detecting an input voltage, comparison means for comparing a detection signal of the detection means and a reference voltage preset for overvoltage protection, engine stop means for stopping the operating state of the engine, and comparison means Comparison result by Accordingly, when the detection voltage by the detection means is a value equal to or higher than the reference voltage, the transistor is temporarily turned on to enable the operation of the engine stop means, and the detection voltage by the detection means is less than the reference voltage. When the value, by disabling the operation of the engine stop means by turning off the transistor, Reduce engine rotation overshoot for And switching means.
Claims 5 An overvoltage protection device for an inverter according to claim 4 In the same apparatus, the engine stop means prohibits at least one of ignition of the engine, fuel supply of the engine, or intake of the engine, or mechanical brakes attached to the engine or exhaust brakes. At least one was made to work.
[0013]
With the above configuration, the operation of the engine stop function is temporarily enabled when the input voltage of the inverter or the engine speed is detected and exceeds a set value. Specifically, engine ignition, engine fuel In terms of cost and reliability, it is possible to prevent overshoot of engine rotation by prohibiting at least one of supply or intake, or operating at least one of the mechanical brake or exhaust brake attached to the engine An advantageous inverter overvoltage protection device can be provided.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the description of each embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions may be omitted.
[0016]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an inverter overvoltage protection device according to the present invention.
Here, a generator that rectifies the output of a magnet generator MG driven by the engine E by a rectifier REC and converts the output into AC power having a specified frequency and a specified voltage by an inverter IV is shown. The circuit 14 (bypass means) is connected between the output terminal of the rectifier REC and the input terminal of the inverter IV via the relay 15 (switching means).
[0017]
The inverter overvoltage protection device 5A includes a voltage detector 11 (detection means), a reference voltage setting circuit 12, a comparator 13 (comparison means), a bypass resistor circuit 14 (bypass means), and a relay 15 (switching means). And the transistor 16.
The bypass resistor circuit 14 is inserted between the input terminals of the inverter IV, the contact of the relay 15 is connected in series to the bypass resistor circuit 14, and the bypass resistor circuit 14 is activated by turning on the input power of the coil R of the relay 15. Become.
The output of the comparator 13 constituted by the operation amplifier is connected to the base of the transistor 16, the transistor 16 is ON / OFF controlled by the comparator 13, and the coil R of the relay 15 is driven by the transistor 16. It has become.
The detection voltage (Ed) obtained by processing the input voltage of the inverter IV detected by the voltage detector 11 is input to the (+) input terminal of the comparator 13, and the reference voltage is input to the (−) input terminal. A reference voltage (Es) set in advance for overvoltage protection is input by the voltage setting circuit 12.
[0018]
The operation of the inverter overvoltage protection device 5A will be described below with reference to FIG.
As the engine E starts, the output of the magnet generator MG is rectified by the rectifier REC and supplied to the inverter IV. The inverter IV converts the AC power into a specified frequency and a specified voltage for output.
At this time, the comparator 13 compares the detection voltage (Ed) detected by the voltage detector 11 with the input voltage of the inverter IV and a reference voltage (Es) set in advance for overvoltage protection. Here, when the detection voltage (Ed) at the input of the inverter IV is less than the reference voltage (Es), the transistor 16 is in an off state, so that no current flows through the bypass resistor circuit 14.
On the other hand, when the detection voltage (Ed) of the input of the inverter IV becomes equal to or higher than the reference voltage (Es), that is, when it is determined that the voltage is an overvoltage, the transistor 16 is turned on to bypass the bypass resistor via the relay 15. By passing a current through the circuit 14, the voltage applied to the inverter IV is suppressed.
Therefore, it is possible to control so that a high voltage is not supplied to the inverter IV by passing a current through the bypass resistor circuit 14 when the input voltage of the inverter IV becomes equal to or higher than a preset reference voltage with a simple circuit configuration. it can.
[0019]
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment in which the hardware block M1 shown in FIG. 1 is replaced by control of a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”).
That is, here, as a control center of the overvoltage protection device 5A, a microcomputer (not shown) incorporating the program shown in the flowchart of FIG. 2 is incorporated, and the microcomputer sequentially reads out and executes the program, whereby the reference voltage ( A series of control from the setting of Es) to the on / off of the transistor 16 is executed.
[0020]
Specifically, the microcomputer first sets a reference voltage (Es) as a threshold for overvoltage protection (step S21), and reads a detection voltage (Ed) input to the inverter IV (step S22). Next, the set reference voltage (Es) and the read detection voltage (Ed) are compared (step S23). As a result of the comparison, an H (high) level signal that turns on the transistor 16 when Ed ≧ Es. (Step S24), and when Ed <Es, an L (low) level signal for turning off the transistor 16 is generated (Step S25). The operation after the transistor is turned on / off is the same as that shown in FIG.
By controlling in this way, when the input voltage of the inverter IV becomes equal to or higher than the set voltage, the transistor 16 can be turned on / off so that a current can flow through the bypass resistor circuit 14 via the contact of the relay 15. Therefore, it is possible to control so that a high voltage is not supplied to the inverter IV.
[0021]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram illustrating a second embodiment of the inverter overvoltage protection device according to the present invention. Here, the inverter overvoltage protection device 5B includes an actuator 31 for adjusting the rotational speed of the engine E, a reference voltage setting circuit 34 (first reference voltage setting means) for setting the engine rotational speed to a specified rotational speed, an inverter A stop command circuit 33 (stop command means) for stopping the output of IV and a subtraction voltage generation circuit 40 (second reference) for dropping the voltage of the reference voltage setting circuit 34 by a stop command signal issued by the stop command circuit 33 Frequency setting means), an engine speed detector 35 for detecting the engine speed with a pickup coil attached to the engine E (also in the following embodiments), and a frequency / voltage conversion from the output of the magnet generator MG. A frequency detector 36 (which is the same in the following embodiments), a logical sum circuit 37, and an error amplifier 3 When a drive circuit 39 by operating the engine E in the low-speed driving direction suppress overshoot of engine rotation (engine rotation drive means), the transistor drive circuit 32, in constructed.
[0022]
The transistor drive circuit 32 is connected to the base of the transistor 41 via a relay 42, and the relay 42 is driven by a stop signal from the stop command circuit 33. The reference voltage setting circuit 34 is composed of a variable resistor VR and a resistor R1 ′. A voltage generated by R1 ′ obtained by dividing the circuit power supply (12V) by the variable resistor VR and the resistor R1 ′ is (+) of the error amplifier 38. Input to the input terminal. Further, the subtraction voltage generation circuit 40 is formed of a transistor 41 and a resistor R2 ′. When the transistor 41 is turned on, the resistor R2 ′ and the resistor R1 ′ of the reference voltage setting circuit 34 are connected in parallel. Yes.
The stop command circuit 33 is a circuit that generates an emergency stop signal based on the protection operation of the generator or a stop command signal according to a signal for disconnecting the inverter IV from the system or disconnecting it from the load. In the present embodiment, the resistor R1 ′ of the reference voltage setting circuit 34 and the resistor R2 ′ of the subtraction voltage generation circuit 40 are connected in parallel when the transistor 41 is turned on. However, the second reference voltage setting means for dropping the voltage of the first reference voltage setting means is not limited to the above configuration, and a resistance value smaller than that of the resistor R1 ′ is used instead of the resistor R1 ′. A configuration may be employed in which the reference voltage is subtracted independently by using means for switching to another resistor.
[0023]
The outputs of the engine speed detector 35 and the frequency detector 36 are input to the (−) input terminal of the error amplifier 38 via the OR circuit 37, and the output of the error amplifier 38 is input to the drive circuit 39. Have been entered. Accordingly, the engine speed is controlled by driving the actuator 31 via the drive circuit 39 in response to the amplified signal compared by the error amplifier 38 and operating the engine E at a low speed or a high speed that is a specified speed. It can be done.
Here, although it is shown that the logical sum circuit 37 exists functionally, actually, any one input is input to the (−) input terminal of the error amplifier 38.
[0024]
The operation of the inverter overvoltage protection device 5B will be described below with reference to FIG. As the engine E starts, the output of the magnet generator MG is rectified by the rectifier REC and supplied to the inverter IV. The inverter IV converts the AC power into a specified frequency and a specified voltage for output.
At this time, when there is no stop command signal, the transistor drive circuit 32 is off, so the reference voltage set by the reference voltage setting circuit 34 and the detected voltage of the engine speed or the frequency of the magnet generator MG are used. When the comparison shows that the reference voltage is higher than the detected voltage, the actuator 31 is moved to the high speed operation side via the drive circuit 39 to increase the engine speed. Conversely, when the reference voltage is smaller than the detected voltage, the actuator 31 is moved to the low speed operation side via the drive circuit 39, and the engine speed is decreased. Then, when the reference voltage and the engine speed become equal, the operation of the actuator 31 by the drive circuit 39 is stopped and the specified speed is held.
[0025]
On the other hand, when there is a stop command signal from the stop command circuit 33, the transistor 41 is turned on by the transistor drive circuit 32 by operating the relay 42. Then, by connecting the resistor R1 ′ of the reference voltage setting circuit 34 and the resistor R2 ′ of the subtraction voltage generating circuit 40 in parallel, the reference voltage set and output by the reference voltage setting circuit 34 is lowered, and this reference voltage is lowered. The engine speed can be reduced depending on the degree.
Therefore, the inverter overvoltage protection device 5B starts the operation of disconnecting the inverter IV from the system or the operation of cutting off the load by the stop command signal of the stop command circuit 33, and at the same time, the subtraction voltage generation circuit 40 sets the engine speed. Since the engine speed can be controlled by lowering and immediately shifting to low speed operation, overshoot of the engine speed can be suppressed, and control can be performed so that a high voltage is not supplied to the inverter IV. it can.
[0026]
FIG. 4 is a flowchart showing an embodiment in which the hardware block M2 shown in FIG. 3 is replaced by microcomputer control. In the following, for the convenience of explanation, the engine speed is used as the detection voltage.
That is, the microcomputer first sets the reference voltage (Es1) and the subtraction voltage (Es2) in order to control overshoot suppression of engine rotation (step S41). Next, the actually measured engine speed (Ed1) is read (step S42), and it is checked whether or not there is a stop command signal (step S43). As a result, if there is no stop command signal, the reference voltage (Es1) is compared with the previously read engine speed (Ed1) (step S44), and if the result of comparison is Es1> Ed1, the drive circuit 39 The engine speed is increased by moving the actuator 31 to the high speed operation side via (step S46), and when Es1 ≦ Ed1, the actuator 31 is moved to the low speed operation side via the drive circuit 39, The engine speed is decreased (step S45). Then, when the reference voltage (Es1) and the engine speed (Ed1) become equal, the drive of the actuator 31 by the drive circuit 39 is stopped (step S48), thereby setting the specified speed in the normal operation state. And the process which returned to previous step S42 is performed.
[0027]
Further, at the time of step S43, when it is determined that the emergency stop signal due to the protection operation of the generator or the stop command signal according to the signal for disconnecting the inverter IV from the system or disconnecting from the load is output, the reference voltage The subtraction voltage (Es2) is subtracted from (Es1) (step S49), and the actuator 31 is controlled via the drive circuit 39 by the error output (Es3). That is, here, an operation in the low-speed operation direction is performed in order to reduce the rotational speed of the engine E (step S50). Then, counting by the timer is started, and after a predetermined time when the timer has counted up (step S51, step S52), the process returns to the previous step S42.
[0028]
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the inverter overvoltage protection device according to the present invention. Here, the inverter overvoltage protection device 5C includes an engine speed detector 51 (detection means) that detects the rotation speed of the engine E, and a frequency detector 52 (detection means) that detects the frequency of the magnet generator MG. Then, the voltage detector 53 (detection means) for detecting the input voltage of the inverter IV and the logical sum of the engine speed, the frequency of the magnet generator MG, or each detected voltage of the inverter input voltage is supplied to the inverter IV. The logical sum circuit 54, a stop command switch SW1 (stop command means) for stopping the output of the inverter IV, and a soft stop output adjustment circuit M3 (soft stop output adjustment means).
[0029]
The soft stop output adjustment circuit M3 includes a capacitor C1, a resistor R1, a resistor R2, and a resistor R3. The soft stop output adjustment circuit M3 supplies a voltage by R2 obtained by dividing the circuit power supply (12V) by the resistor R1 and the resistor R2 to the capacitor C1. The resistor R3 is configured to be connected in parallel with the resistor R2 when the stop command switch SW1 is turned on. The output from the OR circuit 54 is connected to the output of the soft stop output adjustment circuit M3, and the stop command switch SW1 for stopping the output of the inverter IV is connected to the resistors R2 and R3 in the soft stop output adjustment circuit M3. And are connected in parallel. In addition, a rectifier 55 is interposed on the output side of the OR circuit 54 for the purpose of preventing backflow.
In addition, although it has been shown here that the logical sum circuit 54 exists functionally, any one input is actually supplied to the rectifier 55.
[0030]
The operation of the inverter overvoltage protection device 5C will be described below with reference to FIG.
First, the operation when connecting to the operation of the load or the system from the start of the operation of the engine-driven magnet generator will be described.
First, the system power supply (not shown) of the engine drive magnet generator is turned on. Then, the automatic operation switch or the starter switch (not shown) of the engine E is closed. As a result, the engine E is started and operated at the specified rotational speed. In this state, since the stop command switch SW1 is in the “closed” state, the voltage divided by the parallel circuit of the resistor R2 and the resistor R3 with respect to the resistor R1 by the circuit voltage (+ 12V) is gradually charged to the capacitor C1. The In this state, there is no load or no interconnection operation.
Then, by opening the stop command switch SW1, the load operation is started in the general-purpose inverter IV by the soft stop output adjustment circuit M3, or the system-connected inverter IV is connected to the system.
[0031]
Next, the operation when the load is interrupted or the grid connection is disconnected will be described.
In the case where the power supply of the inverter IV connected to the load or the grid connection is supplied from the engine-driven magnet generator, the inverter IV connected to the conventional load or the grid connection is disconnected from the disconnection or connection of the load. In this case, since the load is interrupted or the output is suddenly reduced, the engine speed does not catch up with the amount of change, and the engine speed of the engine-driven magnet generator may overshoot as described above.
[0032]
Therefore, a soft stop signal is given by closing the stop command switch SW1. Then, the charging current charged in the capacitor C1 before the stop command switch SW1 is “closed” is gradually discharged by the parallel circuit of the resistor R2 and the resistor R3, and the output voltage of the inverter IV also gradually decreases. With no output operation. However, if the engine speed increases before the non-output operation, the output of the OR circuit 54 becomes higher than the voltage of the soft stop output adjustment circuit M3, and the output voltage and circuit of the OR circuit 54 The voltage divided by the resistor R1 and the resistor R2 by the power source (12V) is charged in the capacitor C1, and the increase in the output current of the inverter IV is increased by the increased amount of charging, thereby controlling the increase in the engine speed. Is called. In this way, in the process of decreasing the output of the inverter IV, the output of the inverter IV is increased when the output voltage of the OR circuit 54 rises above the voltage of the capacitor C1, and again when the output voltage drops below the voltage of the capacitor C1. While continuing the operation of gradually reducing the output of the inverter IV, the soft stop operation of gradually reducing the output of the inverter IV can be performed.
Therefore, when the inverter load is interrupted or when the grid connection is disconnected, the increase in the engine speed can be minimized by performing the soft stop operation and adjusting the output of the inverter IV.
[0033]
6 and 7 are flowcharts showing an embodiment in which the hardware block M3 shown in FIG. 5 is replaced by the control of the microcomputer.
In FIG. 6, first, the microcomputer confirms that the engine is in the non-output operation at the specified frequency and specified voltage by starting the engine (step S61). Next, it is determined whether or not the stop command switch SW1 is in the “open” state (step S62). If the stop command switch SW1 is in the “closed” state, the process of the previous step S61 is repeated. Then, when it is in the “open” state, the output of the inverter IV is gradually increased by a soft stop signal to perform a constant output operation (step S63).
[0034]
Next, it is checked whether or not the stop command switch SW1 is in the “closed” state (step S64). If the stop command switch SW1 is in the “open” state, the processing of the previous step S63 is repeated, and the state is in the “closed” state. If detected, the detection voltage of any one of the engine speed detector 51, the frequency detector 52, and the voltage detector 53 is read (step S65). Then, an output reduction command is issued to the inverter IV (step S66), and it is checked whether or not the detected voltage is equal to or lower than the inverter output adjustment voltage (step S67). Here, if the detected voltage exceeds the inverter output adjustment voltage, an output increase command is issued to the inverter IV (step S69), and the processing after the previous step S64 is performed. If it is equal to or lower than the inverter output adjustment voltage, it is further checked whether the inverter IV output is no voltage (step S68). At this time, if there is no voltage, the process returns to the previous step S64, and if there is no voltage, the process returns to step S61, the subsequent processing is repeated, and the engine E can be stopped by setting the voltage to no voltage.
[0035]
FIG. 7 shows a case in which another embodiment different from FIG. 6 is shown, but the difference from the flowchart shown in FIG. 6 is in the processing after step S67. That is, in the example shown in FIG. 6, it is checked whether or not the detected voltage is equal to or lower than the inverter output adjustment voltage, but in the example shown in FIG. 7, the detected voltage is expected to be hysteresis, and the detected voltage is equal to the reference voltage. Whether the detected voltage is equal to or higher than the upper limit value of the reference voltage (step S72) is determined whether the detected voltage is equal to or higher than the upper limit value of the reference voltage. If so, the process proceeds to step S68. When the detected voltage is equal to or higher than the upper limit value of the reference voltage, an instruction to increase the inverter IV output is issued. If the detected voltage is equal to or lower than the lower limit value of the reference voltage, the process proceeds to step S68. It is assumed that the output decrease amount by the inverter IV output decrease command is larger than the increase amount by the inverter IV output increase command.
[0036]
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a diagram showing a fourth embodiment of the inverter overvoltage protection device according to the present invention. Here, the inverter overvoltage protection device 5D detects the output voltage and the current detector 81 (first detection means) that detects the output current of the inverter IV from the inverter overvoltage protection device 5C of the third embodiment. For limiting the output current or output voltage of the inverter IV, the voltage detector 82 (first detection means), the OR circuit 83 for ORing the detection voltages obtained by the current detector 81 and the voltage detector 82 Are compared with a preset reference voltage and an error amplifier EA1 (first amplifying means) for amplifying the result of the comparison, an engine speed detector 51 (second detecting means), and a frequency detector 52 (first detecting means). 2) and the output of the voltage detector 53 (second detector) obtained by ORing the outputs of the OR circuit 54 and the soft stop output adjusting circuit M3. It compares the output of the pressure and the error amplifier EA1, has a configuration in which the result is added to the error amplifier EA2 for error amplification (second amplifying means).
[0037]
The detection signals obtained by the current detector 81 and the voltage detector 82 are input to the (−) input terminal of the error amplifier EA1 via the OR circuit 83, and the (+) input terminal of the error amplifier EA1. Is connected to a variable resistor VR1 for setting the reference voltage. Further, the output of the error amplifier EA1 is input to the (−) terminal of the error amplifier EA2, and the output of the soft stop output adjustment circuit M3 is input to the (+) input terminal of the error amplifier EA2.
Furthermore, although it is shown here that the logical sum circuit 83 exists functionally, actually, one of the inputs is supplied to the error amplifier EA1.
[0038]
Hereinafter, the operation of the inverter overvoltage protection device 5D will be described with reference to FIG. 8, but the same operation as that of the inverter overvoltage protection device 5C of the third embodiment may be omitted.
First, the operation when connecting to the operation of the load or the system from the start of the operation of the engine-driven magnet generator will be described.
In a state in which the engine E is started and operated at the specified rotational speed, the stop command switch SW1 is in the “closed” state, so that a circuit voltage (+ 12V) causes a resistor R2 and a resistor R3 to be parallel to the resistor R1. The divided voltage is applied to the (+) input terminal of the error amplifier EA2 while gradually charging the capacitor C1, and accordingly, the output voltage of the inverter IV gradually increases. In addition, each detection voltage by the engine speed detector 51, the frequency detector 52, or the voltage detector 53 during the normal rotation operation in the normal state is set to a value smaller than the voltage of the capacitor C1.
[0039]
At this time, since the output of the inverter IV is in a stopped state, the zero voltage obtained by the current detector 81 or the voltage detector 82 is present at the (−) input terminal of the error amplifier EA1, and the (+) input terminal is A voltage obtained by dividing the circuit power supply voltage (+ 12V) by the variable resistor VR1 is applied. This voltage is a reference voltage set by the variable resistor VR1 in order to limit the output current value or output voltage value of the inverter IV. Then, the output voltage amplified by the error amplifier EA1 is applied to the (−) input terminal of the error amplifier EA2.
The output stop state here means a state in which the output voltage of the inverter IV is set to zero V (no voltage) in the general-purpose inverter IV, and the output voltage of the inverter is connected in the grid-connected inverter IV. This is the state where the output voltage of the system is lower than the output voltage.
[0040]
Thereby, the output voltage of inverter IV is controlled according to the output voltage amplified by error amplifier EA2. At this time, the output voltage of the inverter IV is set to be lower than the specified voltage in the grid-connected inverter IV, and the general-purpose inverter IV is set so that no power is output from the inverter IV.
Here, the voltage of the inverter IV is controlled by increasing or decreasing the output voltage of the error amplifier EA2. That is, the output current is increased by increasing the output voltage of the inverter IV, and the output current is decreased by decreasing the output voltage of the inverter IV.
[0041]
When the stop command switch SW1 is set to “open”, the voltage of the capacitor C1 rises. At the same time, the general-purpose inverter IV starts load operation, or the grid-connected inverter IV starts grid connection. Thereafter, when the rising voltage of the capacitor C1 becomes constant, the output of the error amplifier EA2 becomes constant, and constant current control of the output current is performed. When the input terminal voltages of (+) and (−) of the error amplifier EA2 match, the output current of the inverter IV is set to be constant. The output current or output voltage is determined by the setting of the variable resistor VR1.
[0042]
Next, the operation when the load is interrupted or the grid connection is disconnected will be described.
First, when the stop command switch SW1 is set to “closed”, the output voltage of the soft stop output adjustment circuit M3 gradually decreases. Based on this, the voltage at the (+) input terminal of the error amplifier EA2 gradually increases. Then, the output of the error amplifier EA2 is also gradually lowered, so that the output voltage of the inverter IV is also gradually lowered, and no output operation is performed. However, if the engine speed increases before the non-output operation, the output of the OR circuit 54 becomes higher than the voltage of the soft stop output adjustment circuit M3, and the output voltage and circuit of the OR circuit 54 The voltage divided by the resistor R1 and the resistor R2 by the power supply (12V) is charged to the capacitor C1, and at the same time, the voltage is output to the (+) input terminal of the error amplifier EA2, thereby increasing the output of the error amplifier EA2. Then, the output increase control is performed by increasing the output current by increasing the voltage of the inverter IV, as in the case of the protection circuit 5C of the inverter.
Therefore, when the inverter load is interrupted or when the grid connection is disconnected, the increase in the engine speed can be minimized by performing the soft stop operation and adjusting the output of the inverter IV.
[0043]
Finally, the rotational speed fluctuation adjusting operation according to the degree of decrease in output current when the load is interrupted or the grid connection is disconnected will be described.
The rotational speed of the engine E may increase due to a sudden load fluctuation accompanying a decrease in the output of the inverter IV during the soft stop operation. In this case, the rising rotational speed or the rising voltage is detected, and the voltage corresponding to the rising speed is charged to the capacitor C1 of the soft stop output adjustment circuit M3, and at the same time, the error is output to the (+) input terminal of the error amplifier EA2. The output of the amplifier EA2 is increased, and the voltage of the inverter IV is increased correspondingly to increase the output current. Due to this increase in current, the rotational speed of the engine E decreases and the detection voltage by the engine rotational speed detector 51 decreases. The voltage charged in the capacitor C1 is discharged to the resistor R2 and the resistor R3.
That is, when performing the soft stop operation, the output amount of the inverter IV is decreased with time, but when the engine speed does not increase due to the decrease amount of the output, the output is decreased as it is. However, when the engine speed increases with respect to the decrease in output, control is performed to suppress the increase in engine speed by increasing the output amount at this point.
[0044]
[Fifth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a fifth embodiment of the inverter overvoltage protection device according to the present invention. Here, the inverter overvoltage protection device 5E includes an engine speed detector 92A (detection means), a voltage detector 92B (detection means), a frequency detector 92C (detection means), an OR circuit 97, and a reference. The voltage setting circuit 93, a comparator 94 (comparison means), a transistor 95 (switching means), and an engine stop means 96 are configured.
Detection voltages that are outputs of the engine speed detector 92A, the voltage detector 92B, and the frequency detector 92C are input to the (+) input terminal of the comparator 94 via the OR circuit 97. A reference voltage set in advance for overvoltage protection by a reference voltage setting circuit 93 is supplied to the (−) input terminal of the comparator 94. The output of the comparator 94 is connected to the base of a transistor 95. The transistor 95 is ON / OFF controlled by the comparator 94, and the engine E can be stopped by the engine stop means 96. .
[0045]
Here, although it is shown that the logical sum circuit 97 exists functionally, actually, one of the inputs is supplied to the (+) input terminal of the comparator 94.
The engine stop means 96 controls engine ignition or fuel or air supply to prohibit at least one of fuel supply of the engine E or intake air of the engine E by the transistor 95 or a mechanical type attached to the engine E. This is means for stopping the operating state of the engine E by operating at least one of a brake and an exhaust brake by the transistor 95.
[0046]
Hereinafter, the operation of the inverter overvoltage protection device 5E will be described with reference to FIG. As the engine E starts, the output of the magnet generator MG is rectified by the rectifier REC and supplied to the inverter IV. The inverter IV converts the AC power into a specified frequency and a specified voltage for output.
At this time, the comparator 94 detects a detection voltage (Ed) of any one of the engine speed detector 92A, the frequency detector 92B, and the voltage detector 92C, and a reference voltage (Es) set in advance for overvoltage protection. And compare.
Here, when the engine speed, the input voltage of the inverter IV, or the frequency of the magnet generator MG is a value less than the reference voltage, the transistor 95 is in an off state, and the engine stop means 96 does not operate.
On the other hand, when the engine speed, the input voltage of the inverter IV, or the frequency of the magnet generator MG takes a value equal to or higher than the reference voltage, that is, when it is determined that the voltage is an overvoltage, the transistor 95 is turned on to stop the engine. The engine 96 can be stopped by the means 96 to prevent the engine rotation from overshooting.
[0047]
Here, the engine stop unit 96 generates a signal for stopping the ignition of the ignition device of the engine E, and temporarily stops the power supply of the ignition device, thereby stopping the engine E. Alternatively, the engine can be temporarily output by generating and outputting a signal for stopping the fuel supply or air intake and sending them individually or simultaneously, or by operating a brake such as a mechanical brake attached to the engine E or an exhaust brake. E stops.
[0048]
FIG. 10 is a flowchart showing an embodiment in which the hardware block M5 shown in FIG. 9 is replaced by microcomputer control. In the following description, for convenience of explanation, the detection voltage at the input of the inverter IV is used.
First, the microcomputer sets a reference voltage (Es) as a threshold for overvoltage protection (step S101), and reads a detection voltage (Ed) input to the inverter IV (step S102). Next, the set reference voltage (Es) is compared with the read detection voltage (Ed) (step S103). As a result of the comparison, an H (high) level signal that turns on the transistor 95 when Ed ≧ Es. (Step S104), and when Ed <Es, an L (low) level signal for turning off the transistor 95 is generated (Step S105). The operation after the transistor 95 is turned on / off is the same as the operation shown in FIG.
[0049]
It should be noted that, instead of the engine stop means 96, in accordance with the output of the comparator 94, the contact of the electromagnetic clutch that connects the engine E and the magnetic generator MG is released, whereby the engine E and the magnetic generator are released. MG can be cut off and overshoot of the magnet generator MG can be prevented.
[0050]
【The invention's effect】
According to the invention of claim 1 , An inverter advantageous in terms of cost and reliability, which can minimize engine rotation overshoot by controlling the engine speed by either stop command signal or output stop command signal by protection operation An overvoltage protection device can be provided.
[0051]
Claim 2 And claims 3 According to the invention described in the above, it is possible to minimize the fluctuations in the rotational speed by applying a soft stop output at the time of turning on / off the load to the inverter or disconnecting the system and gradually decreasing the inverter output. It is possible to provide an inverter overvoltage protection device that is advantageous in terms of cost and reliability.
Claim 4 And claims 5 According to the invention described in (4), the operation of the engine stop function is temporarily enabled when the input voltage of the inverter, the engine speed, or the frequency of the magnet generator is detected and becomes a set value or more. In general, prohibit at least one of engine ignition, fuel supply or intake of the engine, or operate at least one of the mechanical brake or exhaust brake attached to the engine to prevent engine rotation overshoot. Thus, it is possible to provide an inverter overvoltage protection device that is advantageous in terms of cost and reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an inverter overvoltage protection device according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment in which the hardware block M1 shown in FIG. 1 is replaced by microcomputer control.
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the inverter overvoltage protection device according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an embodiment in which the hardware block M2 shown in FIG. 3 is replaced by control of a microcomputer.
FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the inverter overvoltage protection device according to the present invention.
6 is a flowchart showing an embodiment in which the hardware block M3 shown in FIG. 5 is replaced by control of a microcomputer.
FIG. 7 is a flowchart showing another embodiment in which the hardware block M3 shown in FIG. 5 is replaced by control of a microcomputer.
FIG. 8 is a diagram illustrating a fourth embodiment of the inverter overvoltage protection device according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a fifth embodiment of the inverter overvoltage protection device according to the present invention.
10 is a flowchart showing an embodiment in which the hardware block M5 shown in FIG. 9 is replaced by control of a microcomputer.
[Explanation of symbols]
E engine
MG Magnet generator
REC rectifier
IV inverter
5A, 5B, 5C, 5D, 5E Overvoltage protection device
11 Voltage detector (detection means)
12 Reference voltage setting circuit
13 comparator (comparison means)
14 Bypass resistance circuit (bypass means)
15 Relay (switching means)
16 transistors
31 Actuator
33 Stop command circuit (stop command means)
34 Reference voltage setting circuit (first reference voltage setting means)
35 Engine speed detector
36 Frequency detector
38 Error amplifier
39 Drive circuit (engine rotation drive means)
40 Subtraction voltage generation circuit (second reference voltage setting means)
51 Engine speed detector (detection means)
52 Frequency detector (detection means)
53 Voltage detector (detection means)
M3 soft stop output adjustment circuit (soft stop output adjustment means) SW1 stop command switch (stop command generation means)
81 Current detector (first detecting means)
82 Voltage detector (first detection means)
EA1 error amplifier (first amplification means)
EA2 error amplifier (second amplification means)
92A Engine speed detector (detection means)
92B Voltage detector (detection means)
92C frequency detector (detection means)
93 Reference voltage setting circuit
94 Comparator (Comparison means)
95 Transistor (switching means)
96 Engine stop means

Claims

In the generator that rectifies the output of the engine-driven magnet generator, converts it into AC power with a specified frequency and voltage with an inverter, and outputs it.
An actuator for adjusting the engine speed,
First reference voltage setting means for setting the engine speed to a specified speed;
Stop instruction means for stopping the output of the inverter;
And a second reference voltage setting means for lowering the voltage of the first reference voltage setting means by the stop command signal generated by the stop command means,
Based on the emergency stop signal by the protective operation of the generator, or the signal for disconnecting the inverter from the system or disconnecting from the load, the stop command means generates a stop command signal,
An overvoltage protection device for an inverter, comprising: engine rotation drive means for operating an engine in a low speed operation direction by a deceleration signal generated by the second reference voltage setting means to suppress overshoot of engine rotation.

In the generator that rectifies the output of the engine-driven magnet generator, converts it into AC power with a specified frequency and voltage with an inverter, and outputs it.
Detecting means for detecting at least one signal of an engine speed or a frequency of the magnet generator, or an input voltage of the inverter;
Stop instruction means for stopping the output of the inverter;
An output adjustment voltage for adjusting the output of the inverter is operated to gradually reduce the output of the inverter by a stop command signal issued by the stop command means, and the signal voltage of the detection means is reduced in the output reduction process of the inverter. Soft stop output adjustment that increases the output of the inverter when it rises above the output adjustment voltage and gradually decreases the output of the inverter again when it falls below the output adjustment voltage to suppress engine overshoot And an overvoltage protection device for an inverter.

In the generator that rectifies the output of the engine-driven magnet generator, converts it into AC power with a specified frequency and voltage with an inverter, and outputs it.
First detection means for detecting an output current or an output voltage of the inverter;
A first amplifying means for comparing a detection signal obtained by the first detecting means with a reference voltage set in advance to limit the output current or output voltage of the inverter and amplifying the result;
A second detection means for detecting a signal of at least one of an engine speed and a frequency of the magnet generator, or an input voltage of the inverter;
Soft stop means for performing operation to gradually reduce the output of the inverter;
A second amplifying means for comparing the output voltage obtained by the second detecting means and the soft stop means with the output of the first amplifying means, and amplifying the result thereof;
An inverter overvoltage characterized by controlling the inverter by the output of the second amplifying means to perform a soft stop output operation that gradually reduces the output of the inverter when the output is stopped to suppress an overshoot of engine rotation. Protective device.

In the generator that rectifies the output of the engine-driven magnet generator, converts it into AC power with a specified frequency and voltage with an inverter, and outputs it.
Detecting means for detecting the engine speed or the input voltage of the inverter;
Comparison means for comparing the detection signal of the detection means with a reference voltage preset for overvoltage protection;
Engine stop means for stopping the engine operating state;
More comparison result by the comparison means, wherein when the voltage detected by the detection means of the reference voltage or more values, temporarily, to turn on transistor to enable operation of said engine stopping means, detection by said detection means When the voltage is less than the reference voltage , switching means for suppressing engine rotation overshoot by disabling the operation of the engine stop means by turning off the transistor is provided. Inverter overvoltage protection device.

The engine stop means prohibits at least one of ignition of the engine, fuel supply of the engine, or intake of the engine, or operates at least one of a mechanical brake or an exhaust brake attached to the engine. The overvoltage protection device for an inverter according to claim 4 .