JPH0815366B2 - インバ−タ式発電機 - Google Patents
インバ−タ式発電機Info
- Publication number
- JPH0815366B2 JPH0815366B2 JP62133833A JP13383387A JPH0815366B2 JP H0815366 B2 JPH0815366 B2 JP H0815366B2 JP 62133833 A JP62133833 A JP 62133833A JP 13383387 A JP13383387 A JP 13383387A JP H0815366 B2 JPH0815366 B2 JP H0815366B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- output
- voltage
- generator
- current
- Prior art date
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- Protection Of Static Devices (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、交流発電機の出力を整流したうえで、イン
バータにより所定周波数の交流出力を生じさせるように
したインバータ式発電機に関する。
バータにより所定周波数の交流出力を生じさせるように
したインバータ式発電機に関する。
従来技術 一般に、例えば小形のガソリンエンジンと同期交流発
電機とを組み合せて商用周波数の交流電力を得るように
したレジャー用、屋外工事用などの電源または非常用電
源として広く用いられている可搬形もしくは携帯用のエ
ンジン発電機にあっては、その出力周波数ｆとエンジン
回転数ｎとの関係がｎ＝120f/p（ｐは発電機の磁極数）
となって、例えば２極機の場合には50Hz（または60Hz）
の交流出力を得るためにはエンジン回転数を3000rpm
（または3600rpm）に維持させるようにする必要がある
が、エンジンの回転数が比較的低くて運転効率が余りよ
くなく、また所定の出力を得るためには発電機を大形化
せざるを得ないものになっている。さらに、発電機の出
力周波数がエンジンの回転数に依存するものであるの
で、負荷変動，脈動などによって変動しやすいエンジン
回転数によって発電機の出力周波数を一定に保持させる
ことがむずかしいものになっている。
電機とを組み合せて商用周波数の交流電力を得るように
したレジャー用、屋外工事用などの電源または非常用電
源として広く用いられている可搬形もしくは携帯用のエ
ンジン発電機にあっては、その出力周波数ｆとエンジン
回転数ｎとの関係がｎ＝120f/p（ｐは発電機の磁極数）
となって、例えば２極機の場合には50Hz（または60Hz）
の交流出力を得るためにはエンジン回転数を3000rpm
（または3600rpm）に維持させるようにする必要がある
が、エンジンの回転数が比較的低くて運転効率が余りよ
くなく、また所定の出力を得るためには発電機を大形化
せざるを得ないものになっている。さらに、発電機の出
力周波数がエンジンの回転数に依存するものであるの
で、負荷変動，脈動などによって変動しやすいエンジン
回転数によって発電機の出力周波数を一定に保持させる
ことがむずかしいものになっている。
そのため最近のエンジン発電機としては、エンジン回
転数を上げることにより運転効率を高めるとともに発電
機の小形化を図り、また発電機の出力周波数の安定化を
図るべく、発電機の出力をいったん整流したのちにイン
バータを用いてエンジン回転数とはかかわりのない任意
の周波数をもった交流出力を生じさせるようにしたイン
バータ式発電機が開発されている（実開昭59−132398号
公報または特開昭60−82098号公報参照）。
転数を上げることにより運転効率を高めるとともに発電
機の小形化を図り、また発電機の出力周波数の安定化を
図るべく、発電機の出力をいったん整流したのちにイン
バータを用いてエンジン回転数とはかかわりのない任意
の周波数をもった交流出力を生じさせるようにしたイン
バータ式発電機が開発されている（実開昭59−132398号
公報または特開昭60−82098号公報参照）。
このようなインバータ式発電機では、普通、その出力
段のインバータがパワートランジスタなどの半導体スイ
ッチング素子で構成されており、その場合、従来ではノ
ーヒューズブレーカを用いて過負荷時などにインバータ
に流れる電流が一定値以上になったときに回路をしゃ断
するなどしてスイッチング用のパワートランジスタを過
電流から保護するようにしている。
段のインバータがパワートランジスタなどの半導体スイ
ッチング素子で構成されており、その場合、従来ではノ
ーヒューズブレーカを用いて過負荷時などにインバータ
に流れる電流が一定値以上になったときに回路をしゃ断
するなどしてスイッチング用のパワートランジスタを過
電流から保護するようにしている。
しかして、このようなインバータに流れる電流が一定
値以上になったことを検出してインバータを強制的に停
止状態にして過電流保護を行なわせるようにするので
は、何らかの原因により発電機の出力が低下してインバ
ータにおける各スイッチング用のパワートランジスタが
バイアス不足をきたした場合の各パワートランジスタの
素子破壊のおそれを充分防止できない場合があり得る。
値以上になったことを検出してインバータを強制的に停
止状態にして過電流保護を行なわせるようにするので
は、何らかの原因により発電機の出力が低下してインバ
ータにおける各スイッチング用のパワートランジスタが
バイアス不足をきたした場合の各パワートランジスタの
素子破壊のおそれを充分防止できない場合があり得る。
すなわち、発電機の低回転時、あるいは発電機側にお
ける断線や巻線のレアショートなどの故障時などに過負
荷状態になってインバータの出力電流が大きくなるにし
たがって発電機の出力が低下していくことになるが、そ
の場合インバータにおける各スイッチング用のパワート
ランジスタがバイアス不足状態となって各トランジスタ
のベースバイアス電流が少なくなっていき（最終的には
零に近くなる）、コレクタ電流許容値も小さくなり、実
質的に過電流状態となって素子破壊につながるおそれが
あり得る。
ける断線や巻線のレアショートなどの故障時などに過負
荷状態になってインバータの出力電流が大きくなるにし
たがって発電機の出力が低下していくことになるが、そ
の場合インバータにおける各スイッチング用のパワート
ランジスタがバイアス不足状態となって各トランジスタ
のベースバイアス電流が少なくなっていき（最終的には
零に近くなる）、コレクタ電流許容値も小さくなり、実
質的に過電流状態となって素子破壊につながるおそれが
あり得る。
目的 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、インバ
ータに流れる実際の電流が過電流状態になったときの保
護はもちろん、発電機の出力が低下したときのみかけ上
の過電流状態時にあってもインバータにおけるパワート
ランジスタなどの各半導体スイッチング素子の保護を確
実に行なわせることができるようにしたインバータ式発
電機を提供するものである。
ータに流れる実際の電流が過電流状態になったときの保
護はもちろん、発電機の出力が低下したときのみかけ上
の過電流状態時にあってもインバータにおけるパワート
ランジスタなどの各半導体スイッチング素子の保護を確
実に行なわせることができるようにしたインバータ式発
電機を提供するものである。
構成 本発明はその目的達成のため、交流発電機の出力を整
流し、その整流出力をインバータに与えて所定周波数の
交流出力を生じさせるインバータ式発電機において、イ
ンバータの通電電流の検出値と予め設定された基準値と
を比較してその検出値が基準値を越えたときにインバー
タが過電流状態であることを検出する手段と、過電流状
態検出時にインバータの駆動信号を停止させる手段と、
インバータの入力電圧が通常の運転状態よりも低下して
いるか否かを検出し、低下している場合にはその電圧低
下の程度にしたがって前記基準値を低下させる手段とを
設けるようにしている。
流し、その整流出力をインバータに与えて所定周波数の
交流出力を生じさせるインバータ式発電機において、イ
ンバータの通電電流の検出値と予め設定された基準値と
を比較してその検出値が基準値を越えたときにインバー
タが過電流状態であることを検出する手段と、過電流状
態検出時にインバータの駆動信号を停止させる手段と、
インバータの入力電圧が通常の運転状態よりも低下して
いるか否かを検出し、低下している場合にはその電圧低
下の程度にしたがって前記基準値を低下させる手段とを
設けるようにしている。
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施例につ
いて詳述する。
いて詳述する。
図は、本発明によるインバータ式発電機の回路構成を
示している。図中、１はエンジン等によって駆動される
交流発電機で、三相交流を出力する出力巻線L1および制
御用の補助巻線L2を有しており、出力巻線L1の三相交流
出力はサイリスタブリッジからなる三相整流回路２によ
って全波整流されたのち、平滑用のコンデンサC1を通し
てパワートランジスタQ1〜Q4により構成されたブリッジ
形のインバータ３に与えられる。インバータ３における
各パワートランジスタQ1〜Q4には、それぞれフライホー
ル用のダイオードD1〜D4が設けられている。
示している。図中、１はエンジン等によって駆動される
交流発電機で、三相交流を出力する出力巻線L1および制
御用の補助巻線L2を有しており、出力巻線L1の三相交流
出力はサイリスタブリッジからなる三相整流回路２によ
って全波整流されたのち、平滑用のコンデンサC1を通し
てパワートランジスタQ1〜Q4により構成されたブリッジ
形のインバータ３に与えられる。インバータ３における
各パワートランジスタQ1〜Q4には、それぞれフライホー
ル用のダイオードD1〜D4が設けられている。
また補助巻線L2の単相交流出力は、整流回路４で整流
されたのちに定電圧回路５で安定化され、インバータ３
を駆動する発振器６および駆動トランジスタQ5,Q6から
なるドライバ７に与えられる。上記定電圧回路５の出力
側には比較器CMPを有した定電圧制御回路８が設けられ
ており、発電機出力電圧の変動を検知して三相整流回路
２における各サイリスタの導通角を制御し、その整流出
力を一定の電圧レベルに保持している。具体的には、三
相整流回路２の出力電圧を比較器CMPにて予め設定され
た基準電圧と比較し、その出力電圧が設定電圧と等しく
なるように各サイリスタの導通角を制御する。ここで、
上記のように制御系統を主回路系統と別個に設けてお
り、発電機１の出力電圧が低下しても制御系統には支障
がないようになっている。
されたのちに定電圧回路５で安定化され、インバータ３
を駆動する発振器６および駆動トランジスタQ5,Q6から
なるドライバ７に与えられる。上記定電圧回路５の出力
側には比較器CMPを有した定電圧制御回路８が設けられ
ており、発電機出力電圧の変動を検知して三相整流回路
２における各サイリスタの導通角を制御し、その整流出
力を一定の電圧レベルに保持している。具体的には、三
相整流回路２の出力電圧を比較器CMPにて予め設定され
た基準電圧と比較し、その出力電圧が設定電圧と等しく
なるように各サイリスタの導通角を制御する。ここで、
上記のように制御系統を主回路系統と別個に設けてお
り、発電機１の出力電圧が低下しても制御系統には支障
がないようになっている。
このようなインバータ式発電機にあって、特に過電流
からインバータ３を保護する過電流保護回路９が設けら
れている。
からインバータ３を保護する過電流保護回路９が設けら
れている。
インバータ３は、ドライバ７における駆動トランジス
タQ5,Q6からの駆動信号にしたがってその各パワートラ
ンジスタQ1〜Q4がスイッチング制御されて転流動作が行
なわれ、それにより入力された直流を所定周波数の交流
に変換して出力する。それらの駆動トランジスタQ5,Q6
は、例えば商用周波数でパルス信号が交互に出される発
振器６の各出力パルス列信号にそれぞれしたがってオ
ン，オフされる。その際、発振器６から出力される２つ
のパルス列信号が、過電流保護回路９における演算増幅
器OPA1の出力に応じてゲート制御されるようになってい
る。すなわち、駆動トランジスタQ5,Q6の各ベースはそ
れぞれ、オアゲートOR1,OR2の出力側と抵抗R1,R2を介し
て接続され、各オアゲートOR1,OR2の一方の入力側の発
振器６に、他方の入力側は演算増幅器OPA1の出力側とそ
れぞれ接続されている。また、インバータ３に直流電流
が供給される直流母線には電流検出用の抵抗（分流器）
R3が介装されており、この抵抗R3の両端がそれぞれ抵抗
R4,R5を介して演算増幅器OPA1の反転入力側（−）およ
び非反転入力側（＋）と接続されている。また、抵抗
R4,R5と直列にそれぞれ抵抗R6,R7が接続されており、更
に抵抗R5とR7の直列回路と並列にダイオードD5が接続さ
れ、これらの並列回路と直列にコンデンサC5が接続され
ている。
タQ5,Q6からの駆動信号にしたがってその各パワートラ
ンジスタQ1〜Q4がスイッチング制御されて転流動作が行
なわれ、それにより入力された直流を所定周波数の交流
に変換して出力する。それらの駆動トランジスタQ5,Q6
は、例えば商用周波数でパルス信号が交互に出される発
振器６の各出力パルス列信号にそれぞれしたがってオ
ン，オフされる。その際、発振器６から出力される２つ
のパルス列信号が、過電流保護回路９における演算増幅
器OPA1の出力に応じてゲート制御されるようになってい
る。すなわち、駆動トランジスタQ5,Q6の各ベースはそ
れぞれ、オアゲートOR1,OR2の出力側と抵抗R1,R2を介し
て接続され、各オアゲートOR1,OR2の一方の入力側の発
振器６に、他方の入力側は演算増幅器OPA1の出力側とそ
れぞれ接続されている。また、インバータ３に直流電流
が供給される直流母線には電流検出用の抵抗（分流器）
R3が介装されており、この抵抗R3の両端がそれぞれ抵抗
R4,R5を介して演算増幅器OPA1の反転入力側（−）およ
び非反転入力側（＋）と接続されている。また、抵抗
R4,R5と直列にそれぞれ抵抗R6,R7が接続されており、更
に抵抗R5とR7の直列回路と並列にダイオードD5が接続さ
れ、これらの並列回路と直列にコンデンサC5が接続され
ている。
また演算増幅器OPA2が演算増幅器OPA1とともに過電流
検出手段として設けられており、その反転入力側（−）
は抵抗R8を介して抵抗R3の後段側と接続され、非反転入
力側（＋）は前述した直流母線と抵抗R9を介して接続さ
れている。さらに、これらの入力側と直流母線との間に
は、それぞれコンデンサC2,C3が介装されている。そし
て、上記抵抗R8と直列に抵抗R10が接続されており、こ
れらの抵抗R8,R10によって分圧された電圧が基準電圧値
として演算増幅器OPA2に入力される。
検出手段として設けられており、その反転入力側（−）
は抵抗R8を介して抵抗R3の後段側と接続され、非反転入
力側（＋）は前述した直流母線と抵抗R9を介して接続さ
れている。さらに、これらの入力側と直流母線との間に
は、それぞれコンデンサC2,C3が介装されている。そし
て、上記抵抗R8と直列に抵抗R10が接続されており、こ
れらの抵抗R8,R10によって分圧された電圧が基準電圧値
として演算増幅器OPA2に入力される。
上記演算増幅器OPA2の出力側は抵抗R11とコンデンサC
4の直列回路が接続され、その接続点は演算増幅器OPA3
の非反転入力側（＋）に接続されるとともに、ダイオー
ドD7を通して電源ラインと接続されている。この演算増
幅器OPA3の反転入力側（−）は上記直流母線と抵抗R12
を介して接続され、抵抗R12と直列して抵抗R13が接続さ
れている。また、演算増幅器OPA3の出力側は、抵抗R14
を介して演算増幅器OPA1の非反転入力側（＋）と接続さ
れており、さらに上記演算増幅器OPA2の非反転入力側
（＋）は演算増幅器OPA1の出力側と抵抗R15を介して接
続されている。
4の直列回路が接続され、その接続点は演算増幅器OPA3
の非反転入力側（＋）に接続されるとともに、ダイオー
ドD7を通して電源ラインと接続されている。この演算増
幅器OPA3の反転入力側（−）は上記直流母線と抵抗R12
を介して接続され、抵抗R12と直列して抵抗R13が接続さ
れている。また、演算増幅器OPA3の出力側は、抵抗R14
を介して演算増幅器OPA1の非反転入力側（＋）と接続さ
れており、さらに上記演算増幅器OPA2の非反転入力側
（＋）は演算増幅器OPA1の出力側と抵抗R15を介して接
続されている。
このように構成されたものにあって、交流発電機１の
出力は、上述したように三相整流回路２で直流に変換さ
れ、コンデンサC1によって平滑された後、インバータ３
に入力される。そして、このインバータ３がドライバ７
における駆動トランジスタQ5,Q6を介して与えられる駆
動信号にしたがって転流動作することにより、直流入力
が所定周波数の交流に変換されて接続負荷LDに出力され
る。その際、駆動トランジスタQ5,Q6は発振器６の出力
パルス列信号によってオン，オフを交互に繰り返し、こ
れとともにインバータ３の各パワートランジスタQ1〜Q4
がスイッチング制御され、所望の周波数による交流出力
が得られる。また、インバータ３に流れる電流Iaは抵抗
R3の両端の電圧降下となってあらわれ、この電圧値が設
定値を越えた時、つまりインバータ３に流れる電流値が
設定値を越えた時には過電流状態と判別され、直ちに演
算増幅器OPA1からの信号によりインバータ３への駆動信
号がコンデンサC5の充電タイマによる所定時間のみ停止
され、インバータ３が保護される。
出力は、上述したように三相整流回路２で直流に変換さ
れ、コンデンサC1によって平滑された後、インバータ３
に入力される。そして、このインバータ３がドライバ７
における駆動トランジスタQ5,Q6を介して与えられる駆
動信号にしたがって転流動作することにより、直流入力
が所定周波数の交流に変換されて接続負荷LDに出力され
る。その際、駆動トランジスタQ5,Q6は発振器６の出力
パルス列信号によってオン，オフを交互に繰り返し、こ
れとともにインバータ３の各パワートランジスタQ1〜Q4
がスイッチング制御され、所望の周波数による交流出力
が得られる。また、インバータ３に流れる電流Iaは抵抗
R3の両端の電圧降下となってあらわれ、この電圧値が設
定値を越えた時、つまりインバータ３に流れる電流値が
設定値を越えた時には過電流状態と判別され、直ちに演
算増幅器OPA1からの信号によりインバータ３への駆動信
号がコンデンサC5の充電タイマによる所定時間のみ停止
され、インバータ３が保護される。
その際、演算増幅器OPA2は演算増幅器OPA1とともにイ
ンバータ３の過電流状態を検出するが、演算増幅器OPA1
がインバータ３の通電電流の立ち上りに即応して尖頭値
を検出するのに対して、演算増幅器OPA2はコンデンサC2
で平均化された通電電流の平均値を検出している。そし
て、各演算増幅器OPA1,OPA2は各々の検出値（電圧値）
を基準値（抵抗R4,R6および抵抗R8,R10で分圧された電
圧値）と比較し、検出値が設定値を越えていれば過電流
状態と判別する。この過電流状態が検出されると、上述
したように何れの場合でも演算増幅器OPA1からの出力に
よりインバータ３が停止する。すなわち、負荷LDへの出
力電流が増加すると抵抗R3を流れる電流Iaも増加し、こ
の電流値が所定値を越えると演算増幅器OPA1の出力が反
転してハイレベル信号となり、それによりオアゲートOR
1,OR2の出力が継続してハイレベルとなってドライバ７
における駆動トランジスタQ5,Q6がともにオフとなる。
このときコンデンサC5およびダイオードD5が演算増幅器
OPA1の出力側に接続されているので、尖頭電流が過電流
となって出力が停止した場合には、所定時間（コンデン
サC5の充電時間）後にはインバータ動作が再開される。
このため、接続負荷LDがモータ，白熱ランプなどの突入
電流の大きいものであっても確実に始動させることがで
きる。また演算増幅器OPA2の出力側に抵抗R11,コンデン
サC4を接続してあるので、平均電流が過電流となっても
インバータ動作は直ちに停止されることはなく、抵抗R
11とコンデンサC4の時定数によって決定される時間の
間、インバータ動作は継続されて、コンデンサC4による
充電タイマ時間後に停止される。そしてこの停止状態は
OPA2→OPA3→OPA1→OPA2の閉ループによって継続される
ため自動復帰することができず、あたかもノーヒューズ
ブレーカ的な機能を発揮する。さらに、尖頭電流が過電
流となって演算増幅器OPA1の出力によりインバータ動作
が所定時間のみ停止される場合において、この演算増幅
器OPA1の出力信号は抵抗R15を介して演算増幅器OPA2の
非反転入力端子へ入力され、コンデンサC3に蓄積され
る。したがって尖頭電流の存在を示す演算増幅器OPA1か
らの出力信号によるコンデンサC3の充電蓄積量が多くな
ると、平均電流の過電流状態のいかんにかかわらず、演
算増幅器OPA2を動作させ、平均電流が過電流状態である
のと同様に、インバータ動作を自動復帰できないように
停止させる。
ンバータ３の過電流状態を検出するが、演算増幅器OPA1
がインバータ３の通電電流の立ち上りに即応して尖頭値
を検出するのに対して、演算増幅器OPA2はコンデンサC2
で平均化された通電電流の平均値を検出している。そし
て、各演算増幅器OPA1,OPA2は各々の検出値（電圧値）
を基準値（抵抗R4,R6および抵抗R8,R10で分圧された電
圧値）と比較し、検出値が設定値を越えていれば過電流
状態と判別する。この過電流状態が検出されると、上述
したように何れの場合でも演算増幅器OPA1からの出力に
よりインバータ３が停止する。すなわち、負荷LDへの出
力電流が増加すると抵抗R3を流れる電流Iaも増加し、こ
の電流値が所定値を越えると演算増幅器OPA1の出力が反
転してハイレベル信号となり、それによりオアゲートOR
1,OR2の出力が継続してハイレベルとなってドライバ７
における駆動トランジスタQ5,Q6がともにオフとなる。
このときコンデンサC5およびダイオードD5が演算増幅器
OPA1の出力側に接続されているので、尖頭電流が過電流
となって出力が停止した場合には、所定時間（コンデン
サC5の充電時間）後にはインバータ動作が再開される。
このため、接続負荷LDがモータ，白熱ランプなどの突入
電流の大きいものであっても確実に始動させることがで
きる。また演算増幅器OPA2の出力側に抵抗R11,コンデン
サC4を接続してあるので、平均電流が過電流となっても
インバータ動作は直ちに停止されることはなく、抵抗R
11とコンデンサC4の時定数によって決定される時間の
間、インバータ動作は継続されて、コンデンサC4による
充電タイマ時間後に停止される。そしてこの停止状態は
OPA2→OPA3→OPA1→OPA2の閉ループによって継続される
ため自動復帰することができず、あたかもノーヒューズ
ブレーカ的な機能を発揮する。さらに、尖頭電流が過電
流となって演算増幅器OPA1の出力によりインバータ動作
が所定時間のみ停止される場合において、この演算増幅
器OPA1の出力信号は抵抗R15を介して演算増幅器OPA2の
非反転入力端子へ入力され、コンデンサC3に蓄積され
る。したがって尖頭電流の存在を示す演算増幅器OPA1か
らの出力信号によるコンデンサC3の充電蓄積量が多くな
ると、平均電流の過電流状態のいかんにかかわらず、演
算増幅器OPA2を動作させ、平均電流が過電流状態である
のと同様に、インバータ動作を自動復帰できないように
停止させる。
また、インバータ３の出力側にはリアクトルＬが設け
られており、特に水銀灯などの進相負荷投入時に瞬時流
れる立上りの急峻な過大な突入電流を限流して、過電流
保護が確実に行なわれるようにしている。
られており、特に水銀灯などの進相負荷投入時に瞬時流
れる立上りの急峻な過大な突入電流を限流して、過電流
保護が確実に行なわれるようにしている。
特に本発明では、このような過電流保護回路９におい
て、交流発電機１の出力低下などに起因するインバータ
３の入力電圧の低下状態を検出し、その電圧低下の程度
にしたがって過電流検出の基準値を電流検出値に対して
相対的に低下させる手段を設け、その入力電圧が定めら
れた基準値を下まわったときに過電流制限の尖頭電流値
を下げることでインバータ３の出力をチョッパ制御し、
インバータ３における各パワートランジスタQ1〜Q4に流
れる最大電流を抑制してベースバイアス電流の低下に対
応させると同時に入力電圧の低下を防止させるように
し、それでもなおインバータ３の入力電圧が低下すると
きにはインバータ３の動作を完全に停止させるようにし
ている。
て、交流発電機１の出力低下などに起因するインバータ
３の入力電圧の低下状態を検出し、その電圧低下の程度
にしたがって過電流検出の基準値を電流検出値に対して
相対的に低下させる手段を設け、その入力電圧が定めら
れた基準値を下まわったときに過電流制限の尖頭電流値
を下げることでインバータ３の出力をチョッパ制御し、
インバータ３における各パワートランジスタQ1〜Q4に流
れる最大電流を抑制してベースバイアス電流の低下に対
応させると同時に入力電圧の低下を防止させるように
し、それでもなおインバータ３の入力電圧が低下すると
きにはインバータ３の動作を完全に停止させるようにし
ている。
具体的には、インバータ３の入力電圧を検出すること
ができるように分圧抵抗R16,R17を設け、その分圧点の
電位をダイオードD6を介して演算増幅器OPA1の非反転入
力側（＋）に加えるような簡単な回路構成をとるように
している。
ができるように分圧抵抗R16,R17を設け、その分圧点の
電位をダイオードD6を介して演算増幅器OPA1の非反転入
力側（＋）に加えるような簡単な回路構成をとるように
している。
いま、発電機の出力電圧が低下して、インバータ３に
入力電圧となるコンデンサC1の両端電圧Vcが低下する
と、インバータ３における各パワートランジスタQ1〜Q4
のベースバイアス電流が少なくなるが、各パワートラン
ジスタQ1〜Q4の過電流制限は抵抗R3,R4,R6によって決ま
る固定値で制限するようにしているため、出力側に接続
される負荷が大きいと、特に下段のパワートランジスタ
Q3,Q4が不飽和動作状態となって破壊されるおそれが生
ずる。
入力電圧となるコンデンサC1の両端電圧Vcが低下する
と、インバータ３における各パワートランジスタQ1〜Q4
のベースバイアス電流が少なくなるが、各パワートラン
ジスタQ1〜Q4の過電流制限は抵抗R3,R4,R6によって決ま
る固定値で制限するようにしているため、出力側に接続
される負荷が大きいと、特に下段のパワートランジスタ
Q3,Q4が不飽和動作状態となって破壊されるおそれが生
ずる。
それを防止するため、前述の抵抗R16,R17およびダイ
オードD6の回路を設けることにより、コンデンサC1の両
端電圧Vcが低下したとき、その低下の程度にしたがって
演算増幅器OPA1における過電流制限値が小さくなる（最
終的に零になる）ようにしている。
オードD6の回路を設けることにより、コンデンサC1の両
端電圧Vcが低下したとき、その低下の程度にしたがって
演算増幅器OPA1における過電流制限値が小さくなる（最
終的に零になる）ようにしている。
過電流検出は、電流検出用の抵抗R3の両端電圧を演算
増幅器OPA1によって検出することによって行なわれ、そ
の演算増幅器OPA1における非反転入力側（＋）が0Vで基
準となり、反転入力側（−）が抵抗R4,R6でレギュレー
ト電圧Vregを分圧した分圧点の電位加算した形で抵抗R3
の両端電圧（R3・Ia）を比較するようにしている。ここ
で、Vregは定電圧制御回路８の出力電圧である。
増幅器OPA1によって検出することによって行なわれ、そ
の演算増幅器OPA1における非反転入力側（＋）が0Vで基
準となり、反転入力側（−）が抵抗R4,R6でレギュレー
ト電圧Vregを分圧した分圧点の電位加算した形で抵抗R3
の両端電圧（R3・Ia）を比較するようにしている。ここ
で、Vregは定電圧制御回路８の出力電圧である。
すなわち、その場合、 R3・Ia＝（R4/R6）Vreg となるIaが過電流制限値となる。
コンデンサC1の両端電圧Vcが低下すると、抵抗R16の
両端電圧Vrが低下し、ダイオードＤの順方向電圧をVdと
したとき、 Vr＋Vd＜Vreg となると、演算増幅器OPA1の非反転入力側（＋）の入力
電圧が上昇し、そのときの過電流制限の条件は、 R3・Ia＝（R4/R6）・Vreg−｛R17R5（Vreg−Vd） −R16R5（Vc−Vd）｝／（R16R17＋R16R5＋R17R5） となる。
両端電圧Vrが低下し、ダイオードＤの順方向電圧をVdと
したとき、 Vr＋Vd＜Vreg となると、演算増幅器OPA1の非反転入力側（＋）の入力
電圧が上昇し、そのときの過電流制限の条件は、 R3・Ia＝（R4/R6）・Vreg−｛R17R5（Vreg−Vd） −R16R5（Vc−Vd）｝／（R16R17＋R16R5＋R17R5） となる。
また、過電流制限値が低下する条件は、 Vc＜（R17/R16）（Vreg−Vd）−Vd …（２） となる。
さらに、過電流制限値が零となり、インバータ３の動
作を完全に停止させる条件は、 Vc＜［｛R17R5R6−R4（R16R17＋R16R5＋R17R5）｝ ×1/（R16R5R6）］Vreg−｛（R16＋R17）/R16｝Vd …（３） となる。
作を完全に停止させる条件は、 Vc＜［｛R17R5R6−R4（R16R17＋R16R5＋R17R5）｝ ×1/（R16R5R6）］Vreg−｛（R16＋R17）/R16｝Vd …（３） となる。
しかして、発電機の出力電圧が低下してコンデンサC1
の端子電圧Vcが低下した場合、その端子電圧Vcが前記
（２）式によって規制されるある規定値（例えば定常時
の80％）以下になると、過電流保護回路９における抵抗
R16とR17との分圧により抵抗R16の両端電圧が低下し、
抵抗R16と抵抗R6とはプラス側を共通にしていることか
ら抵抗R16とダイオードD6との接続点の電位が上昇し、
それにより演算増幅器OPA1における過電流制限値が低下
してインバータ３の出力がチョッパ制御され、各パワー
トランジスタQ1〜Q4のコレクタ電流の尖頭値が小さくな
ると同時に出力平均電流が少なくなる。
の端子電圧Vcが低下した場合、その端子電圧Vcが前記
（２）式によって規制されるある規定値（例えば定常時
の80％）以下になると、過電流保護回路９における抵抗
R16とR17との分圧により抵抗R16の両端電圧が低下し、
抵抗R16と抵抗R6とはプラス側を共通にしていることか
ら抵抗R16とダイオードD6との接続点の電位が上昇し、
それにより演算増幅器OPA1における過電流制限値が低下
してインバータ３の出力がチョッパ制御され、各パワー
トランジスタQ1〜Q4のコレクタ電流の尖頭値が小さくな
ると同時に出力平均電流が少なくなる。
したがって、コンデンサC1の端子電圧Vcが低下してイ
ンバータ３における各パワートランジスタQ1〜Q4のベー
スバイアス電流が不足する事態に有効に対処してそれら
が実質的に過電流状態となるようなことを防いで、特に
大きな負荷が接続されたとき不飽和動作におちいりやす
い下段のパワートランジスタQ3,Q4の保護を確実に行な
うとともに、コンデンサC1の端子電圧Vcのそれ以上の低
下が抑制される。
ンバータ３における各パワートランジスタQ1〜Q4のベー
スバイアス電流が不足する事態に有効に対処してそれら
が実質的に過電流状態となるようなことを防いで、特に
大きな負荷が接続されたとき不飽和動作におちいりやす
い下段のパワートランジスタQ3,Q4の保護を確実に行な
うとともに、コンデンサC1の端子電圧Vcのそれ以上の低
下が抑制される。
また、それによってもさらにコンデンサC1の端子電圧
Vcが低下して前記（３）式によって規制されるある規定
値（例えば定常時の70％）以下になると、過電流保護回
路９における過電流制限値が零となって演算増幅器OPA1
の出力電圧がハイレベルとなり、それによって各オアゲ
ートOR1,OR2の出力電圧が常にハイレベルとなってドラ
イバ７における各駆動トランジスタQ5,Q6からインバー
タ３に与えられる駆動信号が零となってインバータ３が
完全に停止する。
Vcが低下して前記（３）式によって規制されるある規定
値（例えば定常時の70％）以下になると、過電流保護回
路９における過電流制限値が零となって演算増幅器OPA1
の出力電圧がハイレベルとなり、それによって各オアゲ
ートOR1,OR2の出力電圧が常にハイレベルとなってドラ
イバ７における各駆動トランジスタQ5,Q6からインバー
タ３に与えられる駆動信号が零となってインバータ３が
完全に停止する。
したがって、発電機側に断線などの異常事態が発生し
ても、インバータ３における各パワートランジスタQ1〜
Q4の過電流保護を確実に行なわせることができるように
なる。
ても、インバータ３における各パワートランジスタQ1〜
Q4の過電流保護を確実に行なわせることができるように
なる。
効果 以上、本発明によるインバータ式発電機にあっては、
インバータの通電電流の検出値と予め設定された基準値
とを比較してその検出値が基準値を越えたときにインバ
ータが過電流状態であることを検出したうえで、過電流
状態検出時にインバータの駆動信号を停止させるように
する際、特にインバータの入力電圧が通常の運転状態よ
りも低下しているか否かを検出し、低下している場合に
はその電圧低下の程度にしたがって前記基準値を低下さ
せる手段を設けるようにしているため、インバータに流
れる実際の電流が過電流状態になったときの保護はもち
ろん、エンジン始動の回転立上りの際における発電機の
低出力時あるいはエンストなどによるエンジン停止にい
たるまでの過渡期における発電機の出力電圧の低下時、
および発電機自体の断線、一時短絡などの異常事態発生
時における発電機の出力電圧の低下時に、インバータの
入力電圧が低下したときのみかけ上の過電流状態時にあ
ってもインバータにおけるパワートランジスタなどの各
半導体スイッチング素子の保護を確実に行なわせること
ができるという優れた利点を有している。
インバータの通電電流の検出値と予め設定された基準値
とを比較してその検出値が基準値を越えたときにインバ
ータが過電流状態であることを検出したうえで、過電流
状態検出時にインバータの駆動信号を停止させるように
する際、特にインバータの入力電圧が通常の運転状態よ
りも低下しているか否かを検出し、低下している場合に
はその電圧低下の程度にしたがって前記基準値を低下さ
せる手段を設けるようにしているため、インバータに流
れる実際の電流が過電流状態になったときの保護はもち
ろん、エンジン始動の回転立上りの際における発電機の
低出力時あるいはエンストなどによるエンジン停止にい
たるまでの過渡期における発電機の出力電圧の低下時、
および発電機自体の断線、一時短絡などの異常事態発生
時における発電機の出力電圧の低下時に、インバータの
入力電圧が低下したときのみかけ上の過電流状態時にあ
ってもインバータにおけるパワートランジスタなどの各
半導体スイッチング素子の保護を確実に行なわせること
ができるという優れた利点を有している。
図は、本発明によるインバータ式発電機の一実施例を示
す電気回路図である。 １……交流発電機、２……三相整流回路、３……インバ
ータ、４……整流回路、５……定電圧回路、６……発振
器、７……ドライバ、８……定電圧制御回路、９……過
電流保護回路
す電気回路図である。 １……交流発電機、２……三相整流回路、３……インバ
ータ、４……整流回路、５……定電圧回路、６……発振
器、７……ドライバ、８……定電圧制御回路、９……過
電流保護回路
フロントページの続き (72)発明者 片瀬 繁 埼玉県飯能市南町10番13号 新電元工業株 式会社工場内 (56)参考文献 特開 昭58−204722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−84972（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】交流発電機の出力を整流し、その整流出力
をインバータに与えて所定周波数の交流出力を生じさせ
るインバータ式発電機において、インバータの通電電流
の電流検出値と予め設定された基準値とを比較してその
電流検出値が基準値を越えたときにインバータが過電流
状態であることを検出する手段と、この過電流状態検出
時にインバータの駆動信号を停止させる手段と、インバ
ータの入力電圧が通常の運転状態よりも低下しているか
否かを検出し、低下している場合にはその電圧低下の程
度にしたがって前記基準値を低下させる手段とを設けた
ことを特徴とするインバータ式発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62133833A JPH0815366B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | インバ−タ式発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62133833A JPH0815366B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | インバ−タ式発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302724A JPS63302724A (ja) | 1988-12-09 |
| JPH0815366B2 true JPH0815366B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=15114105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62133833A Expired - Lifetime JPH0815366B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | インバ−タ式発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815366B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001178146A (ja) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Keihin Corp | 携帯用発電機 |
| JP3749645B2 (ja) * | 1999-12-27 | 2006-03-01 | 株式会社ケーヒン | 携帯用発電機 |
| JP4655431B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2011-03-23 | 株式会社デンソー | 車両用発電電動機装置 |
| JP4521259B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2010-08-11 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 船舶用インバータ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204722A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-29 | 株式会社東芝 | 電流制御装置 |
| JPS6084972A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | Toshiba Corp | インバ−タの保護装置 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62133833A patent/JPH0815366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63302724A (ja) | 1988-12-09 |
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