JPS62272873A - インバ−タ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の詳細な説明 艮東分更 本発明は、直流−交流変換を行なわせるインバータ装置
に関する。

丈米１権 一般に、商用周波数の交流出力を生ずる携帯用のエンジ
ン発電機にあっては、接続負荷が設定されることなく各
種負荷に汎用的に対応させて、いかなる負荷にあっても
安定した運転を行なわせることができるように、出力周
波数が安定した波形ひずみの少ない交流出力を負荷に供
給させるようにする必要がある。

従来のエンジン発電機では、出力周波数がエンジン回転
数に依存するものであるので、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エ
ンジンの回転数を３０００ｒｐｍ　（または３６００ｒ
ｐｍ）に保持させるようにする必要があるが、エンジン
回転数が比較的低くて運転効率が余りよくなく、必要な
出力を得るためには発電機を大きくせざるをえないもの
になっている。また負荷変動、エンジン脈動などによっ
てエンジンの回転数が変動しやすく、そのため出力周波
数を一定に保持させることがむずかしｌＩＸ。

そのため最近のエンジン発電機としては、エンジンの回
転数を上げることにより運転効率を高めて発電機の小形
化を図るとともに、出力周波数の安定化を図るべく、発
電機出力をいったん整流したのちインバータ装置を用い
てエンジン回転数にかかわりない所定周波数の交流出力
を生じさせるようにしたものが開発されている（実開昭
５９−１３２３９８号公報、特開昭６０−８２０９８号
公報参照）。

しかして、ブリッジ形インバータ回路を用いて方形波交
流出力を得るようにしているものでは、その交流出力の
波形ひずみ率が余り良好ではないものになっており、ま
たパルス幅変調方式をとるものでは構成が複雑になって
しまっている。

ｌ杵 本発明は以上の点を考慮してなされたもので。

波形ひずみが少なく、正弦波に近い波形特性に優れた交
流出力を容易に得ることができるようにした構成簡単な
インバータ装置を提供するものである。

旦 本発明はその目的達成のため、ブリッジ形インバータ回
路に正方向、負方向の各転流信号を与える際、発振回路
から一定周波数の三角波信号を発生させ、その三角波信
号を互いに異なる極性およびレベルをもってそれぞれ比
較基準が設定された２つのコンパレータに与えることに
よってパルス波による正９負方向の各転流指令信号を得
、そのパルス波による各転流指令信号にもとづいてイン
バータ制御回路を介してインバータ回路の転流動作を行
なわせてパルス波交流出力を生じさせるようにしている
。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第３図に、ブリッジ形インバータ回路の基本的な構成を
示している。図中、Ｅは定電圧電源を示している。

このようなインバータ回路にあって、本発明では正、負
各方向の転流信号Ｔｐ、Ｔｎとして第４図（ｂ）、（ｃ
）に示すようなパルス波によるものを与えて、インバー
タ回路から同図（ｄ）に示すような方形波に中性点（零
ボルト点）ｖｏをもたせたパルス波交流出力電圧ｅｏｕ
ｔを得るようにするものである。なお、同図（ａ）は（
定格電圧Ｘ波高率）による定電圧電源Ｅの出力電圧を示
している。

しかしてこのようなパルス波交流出力を生じさせること
により、その出力波形のひずみを従来の方形波交流出力
の場合に比して充分に軽減させることができるようにな
る。すなわち、方形波交流出力では波形のひずみ率が４
３〜４８％程度であるのに対して、パルス波交流出力と
することにより波形のひずみ率が２５〜３０％程度の良
好なものとなる。

またインバータ回路からの出力が中性点を有するパルス
波交流電圧であるために、波形率、波高率を正弦波に容
易に近づけることが可能となり、そのため各種負荷との
マツチングが良好となって最適な交流電力を供給するこ
とができるようになる。

第１図は本発明によるインバータ装置を用いたエンジン
発電機における出力系統の構成例を示すもので、エンジ
ンによって駆動される交流発電機１の出力巻線からの三
相出力ｅｕ、ｅｖ、ｅｗを三相整流ブリッジ回路２によ
って余波整流し、その余波整流出力を平滑用のコンデン
サＣを介してブリッジ形のインバータ回路３に与えるよ
うにするとともに、交流発電機１の補助巻線からの単相
出力ｅＡを整流回路４によって整流し、平滑回路などか
らなる定電圧回路５によって定電圧化された直流電圧に
より発振回路６を駆動して一定周波数による正、負方向
の各転流指令信号Ｃｐ、Ｃｎを生じさせ、その各転流指
令信号ＣＰ　ｒ　Ｃｎに応じてインバータ制御回路７を
介してインバータ回路３を動作させるようにしたものに
あって、前記整流ブリッジ回路２としてサイリスタブリ
ッジ回路を用いるとともに、インバータ制御系統におけ
る定電圧回路５の出力側に発電機出力電圧の変動を検出
して整流ブリッジ回路２における各サイリスタ５ＣＲＩ
〜５ＣＲ３の導通角を制御することにより整流出力を一
定の電圧レベルに保持させる定電圧制御回路８を設ける
ようにしている。

定電圧制御回路８としては、ここでは整流ブリッジ回路
２の出力電圧を検出し、その検出電圧Ｖｐを比較機ＣＭ
Ｐにおいて予め設定された基準電圧Ｖｓと比較しなから
Ｖｏ＝Ｖｓとなるようにその比較出力に応じて各サイリ
スタ５ＣＲＩ〜５ＣＲ３の導通角制御を行なわせるよう
“にしている。

しかして、整流ブリッジ回路２における各サイリスタ５
ＣＲ１〜５ＣＲ３の発電機出力電圧の変動に応じた導通
角の制御を行なわせることにより、発電機出力の全波整
流とその整流出力の定電圧保持とを同時に行なわせるこ
とができるようになる。

その際、各サイリスタ５ＣＲＩ〜５ＣＲ３は位相制御で
はなく、単に電圧レベルの変動を利用した導通角の制御
を行なわせるようにしているため。

リップル分などによる発電機出力電圧の微小な変動によ
っても導通度がかわって高精度な電圧調整がなされるこ
とになる。またインバータ回路３の入力側の電圧を安定
化させるようにしているため、従来のようにインバータ
回路３の出力側の電圧をフィードバック制御により安定
化させるものに比してその制御系統を簡略化することが
できるとともに、応答性良く定電圧化を図ることができ
るようになる。さらに、！１流ブリッジ回路２における
各サイリスタ５ＣＲＩ〜５ＣＲ３を制御する制御系統を
交流発電機１の出力側における主回路系統とは別に設け
るようにしているため、各サイリスタ５ＣＲＩ〜５ＣＲ
３のゲート信号を常時確保することができ１発電機の出
力電圧が低下してもそのゲート制御信号の生成能力自体
がいっしょに低下するようなことがない。

このようなものにあって、本発明では、インバータ回路
３２発振回路６およびインバータ制御回路７からなるイ
ンバータ装置において、特に発振回路６を一定周波数の
三角波信号Ｓを発生する三角波発振回路６１と、その発
生した三角波信号Ｓにもとづいてパルス波状の正、負方
向の各転流指令信号をそれぞれ発生する波形変換回路６
２とによって構成するようにしている。

またその波形変換回路６２としては、三角波発振回路６
１の出力側に並列に設けられた比較基準を正極性側にと
ったコンパレータＣＭＰＩと比較基準を負極性側にとっ
たコンパレータＣＭＰ２とからなっている。それら各コ
ンパレータＣＭＰ　１　。

ＣＭＰ２の比較基準点ａ、ｂ間にはバイアス抵抗Ｒｖが
設けられており、コンパレータＣＭＰ１における比較基
準レベルをＶｓ　１．コンパレータＣＭＰ２における比
較基準レベルをＶｓ２としたとき、Ｖｓｌ＞Ｖｓ２の関
係を満足するように各コンパレータＣＭＰＩ、ＣＭＰ２
の比較基準レベルが設定されている。

このように構成された本発明によるインバータ装置では
、三角波発振回路６１から発生する第２図（ａ）に示す
三角波信号Ｓが波形変換回路６２における各コンパレー
タＣＭＰＩ、ＣＭＰ２にそれぞれ与えられ、そこで正、
負方向の各基準レベルＶｓｌ、Ｖｓ２と比較されること
により、同図（ｂ）、（ｃ）に示されるような各々パル
ス波に変換された正、負方向の各転流指令信号Ｃｐ、Ｃ
ｎが得られる。正方向の転流指令信号Ｃｐと負方向の転
流指令信号Ｃｎとは互いに逆相となっており、また各転
流指令信号Ｃｐ、Ｃｎにおけるハイレベル期間Ｔ１とロ
ーレベル期間Ｔ２との間には前記抵抗Ｒｖによるバイア
ス電圧ΔＶ分に応じた差Δ２ｔが生ずることになる。

このような正、負方向の各転流指令信号ＣＰ　ｐＣｎに
応じてインバータ制御回路７からインバータ回路３に、
第２図（ｄ）、（ｅ）に示されるような互いに重なり合
うことがない正、負方向の各転流信号Ｔ　Ｐ　＃　Ｔ　
ｎが与えられる。それら各転流信号Ｔｐ、Ｔｎはそれぞ
れ転流オン期間Ｔ２をもったパルス列となり、また転流
信号Ｔｐと転流信号Ｔｎとの間には時間差Δｔが生ずる
ことになる。

したがって、このような各転流信号Ｔｐ、Ｔｎに応じて
ブリッジ形インバータ回路３における正。

負方向の各スイッチングを順次行なわせると、インバー
タ回路３からは第２図（ｆ）に示されるようなΔを時間
のあいだ中性点（雲ボルト点）ｖ。

に保持されたパルス波交流出力６’ｏｕｔが得られる。

このように本発明では、比較基準が互いに逆極性となる
ように設定され、かつその比較基準点ａ。

５間にバイアス抵抗Ｒｖが設けられて各比較基準レベル
に差をもたせた一対のコンパレータからなる簡単な構成
による波形変換回路６２を用いることにより、三角波発
振回路６１から発生する一定周波数の三角波信号Ｓにも
とづいて、互いに逆相でかつ重なり合うことがなく、正
、負方向の各転流オンの信号間に同時オンによるインバ
ータ回路３の短絡を防止するための休止区間Δｔが形成
されたパルス波による正、負方向の各転流信号Ｔ　Ｐ　
＋Ｔｎを容易に得ることができるようになる。

塾來 以上、本発明によるインバータ装置にあっては、簡単な
構成により、周波数が安定した波形ひずみの少ない正弦
波に近い良好な波形特性をもったパルス波交流出力を容
易に得ることができるようになり、特に携帯用のエンジ
ン発電機に使用するに際して各種負荷に常に最適な交流
電力を供給させることができるという優れた利点を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるインバータ装置を用い
たエンジン発電機の出力系統を示す電気的な回路構成図
、第２図は同実施例のインバータ装置における各部信号
のタイムチャート、第３図はブリッジ形インバータ回路
の残本的な構成を示す図、第４図はブリッジ形インバー
タ回路において本発明を実施するための各部信号タイム
チャートである。 ３・・・ブリッジ形インバータ回路　６・・・発振凹路
６１・・・三角波発振回路　６２・・・波形変換回路　
７・・・インバータ制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブリッジ形インバータ回路、そのインバータ回路におけ
   る正、負方向のスイッチングを交互に行なわせるインバ
   ータ制御回路、およびそのインバータ制御回路に正、負
   方向の各転流指令信号を与える発振回路からなるものに
   おいて、その発振回路を一定周波数の三角波信号を発生
   する三角波発振回路と、その三角波信号を互いに異なる
   極性およびレベルをもってそれぞれ比較基準が設定され
   た２つのコンパレータに与えることによってパルス波に
   よる正、負方向の各転流指令信号を各コンパレータから
   出力する波形変換回路とによって構成したことを特徴と
   するインバータ装置。