JP2703293B2 - Engine driven AC generator - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,エンジン駆動交流発電装置,特にエンジン
で駆動される交流発電機の交流出力を直流に整流し,さ
らにパルス幅変調(PWM)信号でドライブされるインバ
ータ回路を用いて所定の低周波交流電圧に変換するエン
ジン駆動交流発電装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention rectifies the AC output of an engine-driven AC generator, particularly an AC generator driven by an engine, to DC, and further generates a pulse width modulation (PWM) signal. The present invention relates to an engine-driven AC power generator that converts a predetermined low-frequency AC voltage into a predetermined low-frequency AC voltage using an inverter circuit driven by an AC power generator.
エンジン駆動の交流発電機はエンジンの回転数によっ
てその発生周波数が定まるため,常に一定の周波数,例
えば50Hz又は60Hzの商用周波数の交流電圧を発生させる
ために,交流発電機で発生した交流電圧を一旦直流化
し,インバータ回路を用いて再び交流化し,エンジン回
転の変動にかかわりなく常に一定の上記商用周波数の交
流電圧を安定化して発生させるようにしている。Since the generation frequency of an engine-driven alternator is determined by the number of revolutions of the engine, the alternating-current voltage generated by the alternator must be once generated in order to always generate a constant frequency, for example, a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz. The DC voltage is converted to an AC voltage again by using an inverter circuit, so that an AC voltage having the constant commercial frequency is constantly generated irrespective of the fluctuation of the engine speed.
この直流を交流に変換する従来のインバータ回路とし
て,第4図に示される様なスイッチング素子の回路構成
のものが用いられていた。As a conventional inverter circuit for converting this direct current to alternating current, a circuit having a switching element circuit configuration as shown in FIG. 4 has been used.
第6図は交流を発生させるためのスイッチング素子を
バイポーラのトランジスタ1ないし4でブリッジ状に接
続した回路構成のもので,出力端5,6間の出力波形が矩
形波の商用周波交流発生用としては有効な方法のものと
して従来から良く使用されている。FIG. 6 shows a circuit configuration in which switching elements for generating an alternating current are connected in a bridge form by bipolar transistors 1 to 4 for generating a commercial frequency alternating current having a rectangular waveform between output terminals 5 and 6. Has been conventionally used as an effective method.
第7図は交流を発生させるためのスイッチング素子を
FETトランジスタ7ないし10でブリッジ状に接続した回
路構成のもので,PWM信号等高周波でドライブする必要性
から上記トランジスタ1ないし4に換え,電圧駆動でス
イッチング・スピードに優れ,またバイポーラのトラン
ジスタの如くストレージ・タイムがないため高周波での
ドライブに都合の良いFETトランジスタで構成したもの
である。FIG. 7 shows a switching element for generating an alternating current.
It has a circuit configuration in which FET transistors 7 to 10 are connected in a bridge. It is necessary to drive at a high frequency such as a PWM signal. In place of the above transistors 1 to 4, it is excellent in switching speed by voltage drive and like a bipolar transistor. Since it has no storage time, it is composed of FET transistors that are convenient for driving at high frequencies.
また,上記商用周波数の交流出力を安定化させるた
め,交流発電機から発生した交流電圧を整流して直流に
変換する際の直流出力の安定化の方法として,第8図,
第9図の回路が用いられていた。すなわち,第8図は位
相制御による直流出力の安定化をはかる様にした回路構
成のものであり,三相交流発電機14の各相の電圧につい
て位相検出回路15からのゲート信号で対応したサイリス
タ16ないし18の導通角を制御し,その安定化をしようと
するものである。In order to stabilize the AC output of the commercial frequency, a method of stabilizing the DC output when the AC voltage generated from the AC generator is rectified and converted into DC is shown in FIG.
The circuit of FIG. 9 was used. That is, FIG. 8 shows a circuit configuration for stabilizing the DC output by phase control. The thyristor corresponding to the voltage of each phase of the three-phase AC generator 14 by the gate signal from the phase detection circuit 15 is used. It controls 16 to 18 conduction angles and tries to stabilize them.
また第9図はチョッパ方式による直流出力の安定化を
はかる様にした回路構成のものであり,三相交流発電機
14から発生した交流電圧を整流回路19で直流に変換し,
この変換された直流電圧のレベルに応じてチョッパ回路
20を働かせ,その安定化をしようとするものである。FIG. 9 shows a circuit configuration in which the DC output is stabilized by the chopper method.
The rectifier circuit 19 converts the AC voltage generated from 14 into DC,
Chopper circuit according to the level of this converted DC voltage
It is intended to make 20 work and to stabilize it.
従来の第6図,第7図でそれぞれ示されたインバータ
回路,及び第8図,第9図で示された直流安定化回路で
は,それぞれ次に述べる様な問題点があった。すなわ
ち, 第6図図示のインバータ回路では,バイポーラのトラ
ンジスタ1ないし4を用いており,そのストレージ・タ
イムがあるため,高周波でドライブするには限界があ
り,PWM信号の如き高周波でドライブさせたいとき,その
追従性がないので使用できない問題点がある。The conventional inverter circuits shown in FIGS. 6 and 7, respectively, and the DC stabilizing circuits shown in FIGS. 8 and 9 have the following problems, respectively. That is, in the inverter circuit shown in FIG. 6, bipolar transistors 1 to 4 are used. Due to the storage time, there is a limit in driving at a high frequency, and when driving at a high frequency such as a PWM signal is desired. , There is a problem that it cannot be used because of its lack of followability.
第7図図示のインバータ回路では,各FETトランジス
タ7ないし10のゲートとソースとの間にバイアス電圧を
掛けなければならないため,第7図図示の如くそれぞれ
アース・ポイントが絶縁された3系統の電源11ないし13
を必要とする問題点がある。In the inverter circuit shown in FIG. 7, since a bias voltage must be applied between the gate and the source of each of the FET transistors 7 to 10, a three-system power supply in which the ground points are insulated as shown in FIG. 11 to 13
There is a problem that requires.
また,第8図図示の直流安定化回路では,相電圧ごと
にその位相制御を行うため,位相検出回路15が複雑とな
ると共に,小容量の三相交流発電機14の出力を位相制御
すると,三相交流発電機14の出力波形が歪み,実用上リ
ニアの制御ができない問題点を有している。In the DC stabilization circuit shown in FIG. 8, the phase control is performed for each phase voltage, so that the phase detection circuit 15 becomes complicated, and when the output of the small-capacity three-phase AC generator 14 is phase-controlled, There is a problem that the output waveform of the three-phase AC generator 14 is distorted and linear control cannot be practically performed.
第9図図示の直流安定化回路では,出力容量が大きく
なるとチョッパ回路20のスイッチング素子も大きなもの
を使用しなければならず,1個のスイッチング素子で制御
できないときには複数個のスイッチング素子を並列に接
続し,それぞれ同時にスイッチングさせ,かつ均等に負
荷を分担させる等のその制御が複雑化する問題点を有し
ている。In the DC stabilizing circuit shown in FIG. 9, when the output capacity becomes large, a large switching element of the chopper circuit 20 must be used, and when it cannot be controlled by one switching element, a plurality of switching elements are connected in parallel. There is a problem that the control is complicated, such as connecting, switching simultaneously, and equally sharing the load.
本発明は,従来技術のこの様な問題点に鑑みてなされ
たものであり,インバータ回路部にトランジスタとFET
トランジスタとの対でスイッチングを行うブリッジ回路
を構成すると共に,該トランジスタを低周波の方形波で
ドライブし,かつ該トランジスタと対をなすFETトラン
ジスタを上記矩形波によるオン期間に高周波のPWM信号
でドライブするようにして高周波でもスイッチングを可
能にし,かつ簡単な回路構成で上記直流出力の安定化を
はかり,所定の低周波,すなわち商用周波数で正弦波形
の安定化された交流電圧を発生するエンジン駆動交流発
電装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and a transistor and a FET are provided in an inverter circuit part.
A bridge circuit that performs switching with a pair of transistors is configured, and the transistor is driven by a low-frequency square wave, and a FET transistor that is paired with the transistor is driven by a high-frequency PWM signal during an ON period of the rectangular wave. In this manner, switching can be performed even at a high frequency, and the DC output can be stabilized with a simple circuit configuration to generate a stabilized AC voltage having a sine waveform at a predetermined low frequency, that is, a commercial frequency. It is intended to provide a power generator.
上記目的を達成するために,本発明のエンジン駆動交
流発電装置は,エンジンによって駆動される交流発電機
と,該交流発電機で発電された交流電圧を直流に整流す
る整流回路部と,該整流回路部の直流電圧を低周波の交
流電圧に変換するインバータ回路部とを備え,交流電圧
を直流に変換した上でさらに所定の低周波交流電圧に変
換するエンジン駆動交流発電装置において, 上記インバータ回路部に,低周波信号で交互にドライ
ブされるトランジスタと該トランジスタのオン期間に高
周波信号でドライブされるFETトランジスタとがブリッ
ジ状に接続されてなるブリッジ回路部 を備えたことを特徴としている。以下,図面を参照し
つつ説明する。In order to achieve the above object, an engine-driven AC generator of the present invention includes an AC generator driven by an engine, a rectifier circuit for rectifying an AC voltage generated by the AC generator into DC, and a rectifier circuit. An inverter circuit unit for converting a DC voltage of a circuit unit to a low-frequency AC voltage, wherein the inverter circuit unit converts the AC voltage to DC and further converts the AC voltage to a predetermined low-frequency AC voltage. And a bridge circuit section in which a transistor alternately driven by a low-frequency signal and an FET transistor driven by a high-frequency signal during an ON period of the transistor are connected in a bridge. Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.
第1図は本発明に係るエンジン駆動交流発電装置の一
実施例回路構成,第2図はPWM方式によるインバータ回
路部の一実施例構成,第3図はブリッジ回路部のスイッ
チング素子へ供給されるドライブ信号の信号生成波形説
明図,第4図はブリッジ回路部の一実施例構成,第5図
は直流出力を安定化する整流回路部の一実施例構成を示
している。FIG. 1 is a circuit configuration of an embodiment of an engine-driven AC power generator according to the present invention, FIG. 2 is a configuration of an embodiment of an inverter circuit unit using a PWM method, and FIG. 3 is supplied to a switching element of a bridge circuit unit. FIG. 4 shows the configuration of an embodiment of a bridge circuit section, and FIG. 5 shows the configuration of an embodiment of a rectifier circuit section for stabilizing a DC output.
第1図の本発明に係るエンジン駆動交流発電装置の一
実施例回路構成を説明する前に,第1図に用いられてい
るPWM方式によるインバータ回路部,ブリッジ回路部,
及び整流回路部を先に説明する。Before explaining the circuit configuration of one embodiment of the engine-driven AC power generator according to the present invention shown in FIG. 1, before the inverter circuit unit and the bridge circuit unit by the PWM method used in FIG.
The rectifier circuit section will be described first.
第2図において,符号1,2,5,6は第6図のものに対応
し,9,10は第7図のものに対応している。In FIG. 2, reference numerals 1, 2, 5, and 6 correspond to those in FIG. 6, and 9, 10 correspond to those in FIG.
符号22は正弦波発生回路,23は矩形波発生回路,24は三
角波発生回路,25,26は絶対値回路,27はコンパレータ,28
はドライブ信号供給回路,29,30はアンド回路,31,32はイ
ンバータ回路,33はブリッジ回路部を表している。Reference numeral 22 is a sine wave generation circuit, 23 is a rectangular wave generation circuit, 24 is a triangular wave generation circuit, 25 and 26 are absolute value circuits, 27 is a comparator, 28
Represents a drive signal supply circuit, 29 and 30 represent AND circuits, 31 and 32 represent inverter circuits, and 33 represents a bridge circuit unit.
正弦波発生回路22は所定の低周波の正弦波,すなわち
50Hz又は60Hzの商用周波の正弦波を発生させる発振器で
あり,例えばウィーンブリッジ発振器等の既知の回路が
用いられている。該正弦波発生回路22の発振周波数で出
力端5,6の交流出力電圧の周波数が定まる。該正弦波発
生回路22が出力する正弦波波形が第3図(I)に示され
ている。The sine wave generating circuit 22 has a predetermined low frequency sine wave,
An oscillator that generates a sine wave of a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz, for example, a known circuit such as a Wien bridge oscillator is used. The frequency of the AC output voltage at the output terminals 5 and 6 is determined by the oscillation frequency of the sine wave generation circuit 22. FIG. 3 (I) shows a sine wave waveform output from the sine wave generation circuit 22.
矩形波発生回路23は上記正弦波発生回路22からの商用
周波の正弦波を受け,該正弦波の正の波形又は負の波形
ごとにその波形に同期した第3図(V),(VI)図示の
矩形波をそれぞれ出力する。これら2つの矩形波は正弦
波発生回路22からの正弦波を第3図(I)図示のしきい
値レベルL1,L2で分離生成するようになっており,これ
ら2つの矩形波が同時にHレベルとなることはないよう
に生成されている。The rectangular wave generating circuit 23 receives the sine wave of the commercial frequency from the sine wave generating circuit 22, and synchronizes with each positive or negative waveform of the sine wave in FIGS. 3 (V) and (VI). Each of the illustrated rectangular waves is output. These two rectangular waves are generated by separating the sine waves from the sine wave generating circuit 22 at the threshold levels L 1 and L 2 shown in FIG. 3 (I). It is generated so as not to become H level.
三角波発生回路24は第3図(II)図示の三角波を発生
させる発振器であり,その発振周波数は上記正弦波発生
回路22から発生される正弦波の商用周波に比べ高く選ば
れており,例えば10KHzの周波数が用いられている。The triangular wave generating circuit 24 is an oscillator for generating a triangular wave shown in FIG. 3 (II), and its oscillation frequency is selected to be higher than the commercial frequency of the sine wave generated from the sine wave generating circuit 22, for example, 10 KHz. Are used.
絶対値回路25,26は入力されてくる信号波形につい
て,零レベルを基準に負の波形を正の波形に折り返す全
波整流回路であり,絶対値回路25は正弦波発生回路22の
正弦波の負の波形を折り返し,絶対値回路26は三角波発
生回路24の三角波の負の波形を折り返すように動作す
る。従ってこれら2つの絶対値回路25,26からは,第3
図(III)に示された実線の波形が出力されてくる。The absolute value circuits 25 and 26 are full-wave rectifier circuits that turn a negative waveform into a positive waveform based on a zero level with respect to the input signal waveform. The negative waveform is turned back, and the absolute value circuit 26 operates to turn the negative waveform of the triangular wave of the triangular wave generating circuit 24 back. Therefore, from these two absolute value circuits 25 and 26, the third
The waveform of the solid line shown in FIG.
コンパレータ27は絶対値回路25で負の波形部分が正側
へ折り返された正弦波の全波整流波形と,絶対値回路26
で負の波形部分が正側へ折り返された元の三角波形の約
2倍の周波数となった全波整流波形の三角波とから,比
較される全波整流された正弦波のレベルに応じたパルス
幅を有するPWM信号を生成する回路である。従って該コ
ンパレータ27から第3図(IV)図示のPWM信号が出力さ
れる。The comparator 27 includes a sine-wave full-wave rectified waveform in which a negative waveform portion is turned back to the positive side in the absolute value circuit 25, and an absolute value circuit 26.
The pulse corresponding to the level of the full-wave rectified sine wave is compared with the full-wave rectified waveform triangular wave whose frequency is about twice that of the original triangular waveform with the negative waveform part turned back to the positive side. This is a circuit that generates a PWM signal having a width. Therefore, the comparator 27 outputs the PWM signal shown in FIG. 3 (IV).
ドライブ信号供給回路28はブリッジ回路部33のスイッ
チング素子へそのドライブ信号を供給する回路で,正弦
波発生回路22から発生した正弦波の正負の各波形に同期
して矩形波発生回路23からそれぞれ発生する矩形波のド
ライブ信号Φ1,Φ2,及び該矩形波のドライブ信号Φ
1,Φ2とコンパレータ27から出力される上記PWM信号
とをアンド回路29,30でそれぞれアンドをとって得られ
る第3図(VII),(VIII)図示のドライブ信号Φ3,
Φ4の4つの信号を用意する。The drive signal supply circuit 28 is a circuit for supplying the drive signal to the switching element of the bridge circuit section 33. The drive signal supply circuit 28 is generated from the rectangular wave generation circuit 23 in synchronization with the positive and negative waveforms of the sine wave generated from the sine wave generation circuit 22. Drive signals Φ 1 , Φ 2 , and the drive signal Φ of the square wave
1 , Φ 2 and the PWM signal output from the comparator 27 are ANDed by AND circuits 29 and 30, respectively, to obtain drive signals Φ 3 ,
Four signals of Φ4 are prepared.
ドライブ信号供給回路28からのドライブ信号Φ3とΦ
4とはインバータ回路31と32とをそれぞれ介してブリッ
ジ回路部33内のFETトランジスタ9,10をそれぞれドライ
ブさせるように構成されているので,正弦波発生回路22
から発生する正弦波の正の半周期ごとにトランジスタ1
とFETトランジスタ9とがそれぞれドライブされ,また
上記正弦波の負の半周期ごとにトランジスタ2とFETト
ランジスタ10とがそれぞれドライブされ,常に秩序正し
くブリッジ回路部33のスイッチング素子がそれぞれドラ
イブされることになる。従って出力端5と6との間に正
弦波発生回路22で発生する周波数に対応した周波数の交
流電圧が発生する。Drive signals Φ 3 and Φ from drive signal supply circuit 28
4 is configured to drive the FET transistors 9 and 10 in the bridge circuit unit 33 via the inverter circuits 31 and 32, respectively, so that the sine wave generation circuit 22
Transistor 1 for every positive half cycle of the sine wave
And the FET transistor 9 are driven respectively, and the transistor 2 and the FET transistor 10 are driven respectively for each negative half cycle of the sine wave, so that the switching elements of the bridge circuit unit 33 are always driven in an orderly manner. Become. Therefore, an AC voltage having a frequency corresponding to the frequency generated by the sine wave generating circuit 22 is generated between the output terminals 5 and 6.
第4図はブリッジ回路部の一実施例構成を示してお
り,ブリッジ回路部は上記第2図で説明した対をなす,
すなわち同時にドライブされるバイポーラのトランジス
タ1とFETトランジスタ9との一組と,対をなすバイポ
ーラのトランジスタ2とFETトランジスタ10との一組と
でブリッジ回路が構成されている。FIG. 4 shows an embodiment of the bridge circuit unit, and the bridge circuit unit forms the pair described in FIG.
That is, a bridge circuit is constituted by one set of the bipolar transistor 1 and the FET transistor 9 driven at the same time and one set of the bipolar transistor 2 and the FET transistor 10 forming a pair.
そして上記トランジスタ1,2にはダーリントン接続さ
れたトランジスタ34,35がそれぞれ設けられ,該トラン
ジスタ34,35は各駆動用のトランジスタ36,37によって駆
動されるようになっている。これらの駆動用のトランジ
スタ36,37には,上記正弦波発生回路22で発生した正弦
波の正又は負の半周期ごとに秩序正しく矩形波のドライ
ブ信号Φ1,Φ2がそれぞれ入力される。The transistors 1 and 2 are provided with Darlington-connected transistors 34 and 35, respectively, and the transistors 34 and 35 are driven by driving transistors 36 and 37, respectively. Drive signals Φ 1 , Φ 2 of rectangular waves are input to these driving transistors 36, 37, respectively, in an orderly manner every positive or negative half cycle of the sine wave generated by the sine wave generating circuit 22.
一方,FETトランジスタ9,10には,該FETトランジスタ
9,10とそれぞれ対をなすトランジスタ1,2がそれぞれの
オン期間に高周波のPWM信号のドライブ信号Φ3,Φ4
がそれぞれ入力されるようになっている。On the other hand, the FET transistors 9 and 10
Transistors 1 and 2, which are paired with transistors 9 and 10, respectively, provide high-frequency PWM signal drive signals Φ 3 and Φ 4
Are respectively input.
この様に,商用周波の如く低周波のドライブ信号に対
しバイポーラのトランジスタで動作させ,PWM信号の如く
高周波のドライブ信号に対しスイッチング速度の早いFE
Tトランジスタで動作させるようにしているので,スト
レージなどによる弊害がなくなると共に,トランジスタ
36,37に対して与えるドライブ信号Φ1,Φ2はグラン
ド電位に対するパルスでよいので,ブリッジ回路部の電
源回路は1系統で済ませることができ,回路が簡素化さ
れる。In this way, a bipolar transistor is operated for a low-frequency drive signal such as a commercial frequency, and an FE having a high switching speed is used for a high-frequency drive signal such as a PWM signal.
Because it operates with a T-transistor, the harmful effects of storage etc. are eliminated and the transistor
Since the drive signals Φ 1 and Φ 2 given to 36 and 37 may be pulses with respect to the ground potential, the power supply circuit of the bridge circuit can be completed by one system, and the circuit is simplified.
第5図は直流出力を安定化する整流回路部の一実施例
構成を示しており,符号14は第8図のものに対応し,符
号38は整流器,39は出力電圧検出回路,40はゲート駆動回
路,41ないし43はフォトサイリスタ・カプラ,44ないし46
はサイリスタ,47ないし49はゲート回路,50はコンパレー
タ,51は可変抵抗を表している。FIG. 5 shows an embodiment of a rectifier circuit for stabilizing a DC output. Reference numeral 14 corresponds to that of FIG. 8, reference numeral 38 denotes a rectifier, reference numeral 39 denotes an output voltage detection circuit, and reference numeral 40 denotes a gate. Drive circuit, 41 to 43 are photothyristor couplers, 44 to 46
Represents a thyristor, 47 to 49 represent gate circuits, 50 represents a comparator, and 51 represents a variable resistor.
三相交流発電機14で発生した三相交流電圧は,三相ブ
リッジ接続されたサイリスタ方式の整流器38で直流に整
流される。The three-phase AC voltage generated by the three-phase AC generator 14 is rectified to DC by a thyristor-type rectifier 38 connected in a three-phase bridge.
今,直流出力が零又は所定の電圧より低いものとした
とき,コンパレータ50の非反転入力端子に入力される出
力電圧検出回路39の検出電圧は,コンパレータ50の反転
入力端子に入力されている可変抵抗51の基準電圧よりも
低くなっており,該コンパレータ50の出力はLレベルと
なる。これにより直列接続されたフォトサイリスタ・カ
プラ41ないし43内の各LEDがそれぞれ点灯し,それぞれ
のフォトサイリスタ・カプラ内のフォトサイリスタをオ
ン可能状態にする。3個のサイリスタ44ないし46の内,
オン可能状態の相電圧となっているサイリスタに対応し
ているフォトサイリスタ・カプラのフォトサイリスタが
オンとなり,該フォトサイリスタのオンにより上記オン
可能状態の相電圧となっているサイリスタがオンとな
る。従って直流出力が上昇する。そして該直流出力が所
定の電圧より高くなると,コンパレータ50の非反転入力
端子に入力される出力電圧検出回路39の検出電圧が,コ
ンパレータ50の反転入力端子に入力されている可変抵抗
51の基準電圧より高くなり,該コンパレータ50の出力は
Hレベルとなる。これによりフォトサイリスタ・カプラ
41ないし43内の各LEDが消灯し,ゲート回路47ないし49
のゲート信号はすべて消滅し,サイリスタ44ないし46の
すべてがオフ状態となる。以下同様にしてオン・オフ制
御が繰り返されるので,直流出力が一定に保たれ安定化
される。Now, assuming that the DC output is zero or lower than a predetermined voltage, the detection voltage of the output voltage detection circuit 39 input to the non-inverting input terminal of the comparator 50 is the variable voltage input to the inverting input terminal of the comparator 50. The voltage is lower than the reference voltage of the resistor 51, and the output of the comparator 50 becomes L level. As a result, each LED in the photothyristor couplers 41 to 43 connected in series is turned on, and the photothyristor in each photothyristor coupler is turned on. Of the three thyristors 44 or 46,
The photothyristor of the photothyristor / coupler corresponding to the thyristor having the phase voltage in the ON-enabled state is turned on, and the thyristor having the ON-enabled phase voltage is turned on by turning on the photothyristor. Therefore, the DC output increases. When the DC output becomes higher than a predetermined voltage, the detection voltage of the output voltage detection circuit 39 input to the non-inverting input terminal of the comparator 50 is applied to the variable resistor input to the inverting input terminal of the comparator 50.
The voltage becomes higher than the reference voltage of 51, and the output of the comparator 50 becomes H level. This enables photo thyristors and couplers
Each LED in 41 to 43 goes out, and gate circuits 47 to 49
, And all the thyristors 44 to 46 are turned off. Thereafter, the on / off control is repeated in the same manner, so that the DC output is kept constant and stabilized.
この様に一斉にゲート回路47ないし49を作動可能状態
にし,サイリスタ44ないし46の内,オンとなり得る相の
サイリスタをオンに制御するようにしているので,回路
が簡単で済み,またフォトカプラで整流器38側とゲート
駆動回路40側とが絶縁されているので,ゲート駆動回路
40側のアース・ラインを整流器38側と共通にすることが
でき,しかも1系統で済ませることができる。従って次
段のインバータ回路部との組合わせに有効的な接続が可
能となる。As described above, the gate circuits 47 to 49 are simultaneously made operable, and the thyristors of the phases that can be turned on among the thyristors 44 to 46 are controlled to be turned on. Since the rectifier 38 side and the gate drive circuit 40 side are insulated, the gate drive circuit
The ground line on the side 40 can be shared with the side on the rectifier 38, and only one system is required. Therefore, an effective connection can be made in combination with the next-stage inverter circuit section.
第1図の本発明に係るエンジン駆動交流発電装置の一
実施例構成において,符号1,2,5,6は第6図のものに対
応し,9,10は第7図のものに対応し,14は第8図のものに
対応し,22ないし28,31ないし33は第2図のものに対応
し,35ないし37は第4図のものに対応し,38,40ないし50
は第5図のものに対応している。In the embodiment of the engine-driven AC power generator according to the present invention shown in FIG. 1, reference numerals 1, 2, 5, and 6 correspond to those in FIG. 6, and 9, 10 correspond to those in FIG. , 14 correspond to those in Fig. 8, 22 to 28, 31 to 33 correspond to those in Fig. 2, 35 to 37 correspond to those in Fig. 4, and 38, 40 to 50.
Corresponds to that of FIG.
符号53は直流電源回路,54は電圧供給回路,55は交流出
力検出回路,56は電流検出回路,57は瞬時ピーク電流検出
回路,58は過負荷検出回路,59は負荷補償回路,60はゲー
ト駆動回路,61,62はインダクタ,63はコンデンサ,64はダ
ミー抵抗,65はサイリスタ,66ないし69はナンド回路,70
ないし72はインバータ回路,73ないし76はダイオード,7
7,78は抵抗を表している。Reference numeral 53 denotes a DC power supply circuit, 54 denotes a voltage supply circuit, 55 denotes an AC output detection circuit, 56 denotes a current detection circuit, 57 denotes an instantaneous peak current detection circuit, 58 denotes an overload detection circuit, 59 denotes a load compensation circuit, and 60 denotes a gate. Drive circuit, 61 and 62 are inductors, 63 is a capacitor, 64 is a dummy resistor, 65 is a thyristor, 66 to 69 are NAND circuits, 70
To 72 are inverter circuits, 73 to 76 are diodes, 7
7,78 represents a resistance.
電圧供給回路54は図示されていないエンジンで三相交
流発電機14が駆動され予め定められた回転数以上になっ
たとき,ドライブ信号供給回路28を介してインバータ回
路部を作動させ,また予め定められた回転数以下になっ
たときインバータ回路部を不作動にし,安定した交流電
圧を供給させるためのものである。上記インバータ回路
部を作動させる回転数と,不作動にさせる回転数との間
にヒステリシスを持たせ機器の安定性をはかるようにし
ている。The voltage supply circuit 54 activates the inverter circuit unit via the drive signal supply circuit 28 when the three-phase AC generator 14 is driven by an engine (not shown) and the number of rotations exceeds a predetermined number of revolutions. When the number of revolutions becomes lower than the set value, the inverter circuit section is deactivated and a stable AC voltage is supplied. Hysteresis is provided between the number of rotations at which the inverter circuit section operates and the number of rotations at which the inverter circuit section is made inoperative to ensure the stability of the device.
交流出力検出回路55は出力端5,6に発生する交流電圧
を定電圧化させるための検出回路であり,該交流出力検
出回路55で検出される検出電圧に基づいてゲート駆動回
路40内のコンパレータ50の出力をHレベル又はLレベル
に変化させる。従って第5図で説明した如く,整流器38
のいずれかのサイリスタ44ないし46がその導通を制御さ
れ,直流出力が定電圧化されることを介して交流出力が
定電圧化される。The AC output detection circuit 55 is a detection circuit for converting the AC voltage generated at the output terminals 5 and 6 into a constant voltage, and a comparator in the gate drive circuit 40 based on the detection voltage detected by the AC output detection circuit 55. 50 output is changed to H level or L level. Therefore, as described with reference to FIG.
Of the thyristors 44 to 46 is controlled to conduct, and the AC output is made constant through the DC output being made constant.
電流検出回路56,瞬時ピーク電流検出回路57,過負荷検
出回路58は装置の異常発生或いは過負荷状態から装置を
保護するために設けられたものであり,これらの回路が
動作すると,ゲート駆動回路40を介してフォトサイリス
タ・カプラ41ないし43のLEDを点灯させないようにして
整流器38の直流出力を抑制し,交流出力の発生を抑える
ようにしている。The current detection circuit 56, the instantaneous peak current detection circuit 57, and the overload detection circuit 58 are provided to protect the device from the occurrence of an abnormality in the device or from an overload state. By not lighting the LEDs of the photothyristor couplers 41 to 43 via 40, the DC output of the rectifier 38 is suppressed, and the generation of AC output is suppressed.
瞬時ピーク電流検出回路57で所定以上のピーク電流を
検出したときには,さらにドライブ信号供給回路28を介
してFETトランジスタ9,10のスイッチング動作を停止さ
せ,装置の保護をはかるようになっている。When the instantaneous peak current detection circuit 57 detects a peak current equal to or more than a predetermined value, the switching operation of the FET transistors 9 and 10 is further stopped via the drive signal supply circuit 28 to protect the device.
負荷補償回路59は,出力端5と6との間に接続される
負荷が軽いとき,または無負荷のとき,電流検出回路56
によって,すなわち抵抗77,78の電圧降下によって検出
される検出電流によりゲート駆動回路60を作動させ,サ
イリスタ65を導通させることによりダミー抵抗64が出力
端5と6との間に接続される形態となり,インダクタ6
1,62とコンデンサ63とのフィルタ回路によりその波形歪
み率が改善されるようになっている。When the load connected between the output terminals 5 and 6 is light or no load, the load compensation circuit 59
That is, the gate drive circuit 60 is operated by the detection current detected by the voltage drop of the resistors 77 and 78, and the thyristor 65 is turned on, so that the dummy resistor 64 is connected between the output terminals 5 and 6. , Inductor 6
The waveform distortion rate is improved by the filter circuit including the capacitors 1 and 62 and the capacitor 63.
出力端子5と6とに接続されている負荷が所定の値よ
り重くなったとき,電流検出回路56の検出電流によりゲ
ート駆動回路60がサイリスタ(トライアック)65のゲー
トへ信号を出さなくなり,ダミー抵抗64を出力端5,6か
ら除去するように動作する。When the load connected to the output terminals 5 and 6 becomes heavier than a predetermined value, the gate drive circuit 60 stops outputting a signal to the gate of the thyristor (triac) 65 due to the detection current of the current detection circuit 56, and the dummy resistor It operates to remove 64 from outputs 5 and 6.
ドライブ信号供給回路28は4つのナンド回路66ないし
69と2つのインバータ回路70,71とで構成されている
が,基本的には第2図のものと同等である。第1図の場
合は瞬時ピーク電流検出回路57が異常なピーク電流を検
出したときと,三相交流発電機14が所定の回転数以上に
まで上昇し,装置を安定的に制御できるようになるまで
インバータ回路部,特にFETトランジスタ9,10へのドラ
イブ信号の供給を遮断するような構成にしてある点を除
けば第2図のものと全く同一である。従って該ドライブ
信号供給回路28へ入力される信号を作成する正弦波発生
回路22ないしコンパレータ27の動作も全く同一であるの
でその説明は省略する。The drive signal supply circuit 28 has four NAND circuits 66 or
Although it is composed of 69 and two inverter circuits 70 and 71, it is basically equivalent to that of FIG. In the case of FIG. 1, when the instantaneous peak current detection circuit 57 detects an abnormal peak current, the three-phase AC generator 14 rises to a predetermined speed or more, and the device can be controlled stably. The configuration is exactly the same as that of FIG. 2 except that the supply of the drive signal to the inverter circuit section, especially the FET transistors 9 and 10 is cut off. Accordingly, the operations of the sine wave generating circuit 22 and the comparator 27 for generating a signal to be input to the drive signal supply circuit 28 are completely the same, and the description thereof will be omitted.
また,整流器38及びゲート駆動回路40の直流電圧の安
定化のさせ方も既に説明した第5図のものと同一である
のでその説明を省略する。The method of stabilizing the DC voltage of the rectifier 38 and the gate drive circuit 40 is the same as that of FIG.
ただしゲート駆動回路40においては,異常発生時に整
流器38の整流機能を停止させ装置の安全保護を行うよう
に構成しているので,ゲート駆動回路40へダイオード73
ないし76を設け,その停止機能を働かせるようにしてい
る。However, the gate drive circuit 40 is configured to stop the rectifier function of the rectifier 38 when an abnormality occurs to protect the device safety.
Or 76 is provided to activate the stop function.
以上説明した如く,本発明によれば,高周波のPWM信
号を動作速度の速いFETトランジスタに分担させ,低周
波の商用周波の信号に対してはバイポーラのトランジス
タに分担させ,それぞれ対でブリッジ回路を構成したの
で,高周波のPWM信号に追従して動作することができ,
また電源を1系統で済ますことができる。As described above, according to the present invention, a high-frequency PWM signal is shared by FET transistors with a high operation speed, and a low-frequency commercial frequency signal is shared by bipolar transistors. With this configuration, it can operate following a high-frequency PWM signal.
In addition, a single power supply is required.
また整流器内のサイリスタをフォトサイリスタ・カプ
ラを用い,一斉に導通可能状態にするようにして直流出
力の安定化をはかるようにしたので,回路構成が簡素化
する。Further, the thyristor in the rectifier uses a photo thyristor coupler so that the thyristor can be simultaneously turned on to stabilize the DC output, thereby simplifying the circuit configuration.
そして接続される負荷に応じてダミー抵抗の接続・除
去をするようにしたので軽負荷時における正弦波波形の
歪みが改善される。Since the connection and removal of the dummy resistor are performed according to the connected load, the distortion of the sine wave waveform at the time of light load is improved.
さらにブリッジ回路を構成するスイッチング素子へ秩
序正しいドライブ信号を付与することができ,スイッチ
ング素子の転動失敗が生じることがない。Furthermore, an orderly drive signal can be given to the switching elements constituting the bridge circuit, and the switching elements do not fail to roll.
第1図は本発明に係るエンジン駆動交流発電装置の一実
施例回路構成,第2図はPWM方式によるインバータ回路
部の一実施例構成,第3図はブリッジ回路部のスイッチ
ング素子へ供給されるドライブ信号の信号作成波形説明
図,第4図はブリッジ回路部の一実施例構成,第5図は
直流出力を安定化する整流回路部の一実施例構成,第6
図,第7図は従来のブリッジ回路部のスイッチング素子
の構成説明図,第8図,第9図は従来の直流出力を安定
化する整流回路部の構成図を示している。 図中,1ないし4はトランジスタ,7ないし10はFETトラン
ジスタ,11ないし13は電源,14は三相交流発電機,15は位
相検出回路,16ないし18はサイリスタ・19は整流回路,20
はチョッパ回路,22は正弦波発生回路,23は矩形波発生回
路,24は三角波発生回路,25,26は絶対値回路,27はコンパ
レータ,28はドライブ信号供給回路,33はブリッジ回路
部,34ないし37はトランジスタ,38は整流器,39は出力電
圧検出回路,40はゲート駆動回路,41ないし43はフォトサ
イリスタ・カプラ,44ないし46はサイリスタ,47ないし49
はゲート回路,50はコンパレータ,53は直流電源回路,54
は電圧供給回路,55は交流出力検出回路,56は電流検出回
路,57は瞬時ピーク電流検出回路,58は過負荷検出回路,5
9は負荷補償回路,60はゲート駆動回路,61,62はインダク
タ,63はコンデンサ,64はダミー抵抗,65はサイリスタ。FIG. 1 is a circuit configuration of an embodiment of an engine-driven AC power generator according to the present invention, FIG. 2 is a configuration of an embodiment of an inverter circuit unit using a PWM method, and FIG. 3 is supplied to a switching element of a bridge circuit unit. FIG. 4 is an explanatory diagram of a signal generation waveform of a drive signal, FIG. 4 is a configuration of an embodiment of a bridge circuit unit, FIG. 5 is a configuration of an embodiment of a rectifier circuit unit for stabilizing a DC output, and FIG.
FIGS. 7 and 8 show the configuration of a conventional switching element in a bridge circuit, and FIGS. 8 and 9 show the configuration of a conventional rectifier circuit for stabilizing a DC output. In the figure, 1 to 4 are transistors, 7 to 10 are FET transistors, 11 to 13 are power supplies, 14 is a three-phase AC generator, 15 is a phase detection circuit, 16 to 18 are thyristors, 19 is a rectifier circuit, 20
Is a chopper circuit, 22 is a sine wave generation circuit, 23 is a rectangular wave generation circuit, 24 is a triangular wave generation circuit, 25 and 26 are absolute value circuits, 27 is a comparator, 28 is a drive signal supply circuit, 33 is a bridge circuit section, 34 Or 37 is a transistor, 38 is a rectifier, 39 is an output voltage detection circuit, 40 is a gate drive circuit, 41 to 43 are photothyristor couplers, 44 to 46 are thyristors, 47 to 49
Is a gate circuit, 50 is a comparator, 53 is a DC power supply circuit, 54
Is a voltage supply circuit, 55 is an AC output detection circuit, 56 is a current detection circuit, 57 is an instantaneous peak current detection circuit, 58 is an overload detection circuit, 5
9 is a load compensation circuit, 60 is a gate drive circuit, 61 and 62 are inductors, 63 is a capacitor, 64 is a dummy resistor, and 65 is a thyristor.
Claims (2)
と、該交流発電機で発電された交流電圧を直流に整流す
る整流回路部と、該整流回路部の直流電圧を低周波の交
流電圧に変換するインバータ回路部とを備え、交流電圧
を直流に変換した上でさらに所定の低周波交流電圧に変
換するエンジン駆動交流発電装置において、 上記インバータ回路部に、 低周波信号で交互にドライブされるトランジスタと該ト
ランジスタのオン期間に高周波信号でドライブされるFE
Tトランジスタとがブリッジ状に接続されてなるブリッ
ジ回路部と、 該ブリッジ回路部の出力波形を正弦波形にするフィルタ
回路と、 低周波の正弦波を発生させる正弦波発生回路と、 高周波の三角波を発生させる三角波発生回路と、 上記正弦波発生回路の正弦波と三角波発生回路の三角波
とを基に、正弦波の比較レベルに対応したパルス幅を有
するPWM信号を出力するコンパレータと、 上記正弦波発生回路から発生する正弦波の半周期ごと
に、上記ブリッジ回路部の対をなす一組のトランジスタ
及びFETトランジスタに対し交互に、矩形波の低周波信
号と上記コンパレータから出力されるPWM信号の高周波
信号との同期がとられたドライブ信号を、上記ブリッジ
回路部の対をなすトランジスタ及びFETトランジスタへ
それぞれ供給するドライブ信号供給回路 とを備えたことを特徴とするエンジン駆動交流発電装
置。An AC generator driven by an engine, a rectifier circuit for rectifying an AC voltage generated by the AC generator to DC, and a DC voltage of the rectifier circuit converted to a low-frequency AC voltage. An AC circuit for converting an AC voltage into a DC voltage and further converting the AC voltage into a predetermined low-frequency AC voltage, wherein the inverter circuit section includes a transistor alternately driven by a low-frequency signal. And FE driven by a high-frequency signal during the ON period of the transistor
A bridge circuit in which a T transistor is connected in a bridge shape; a filter circuit for making the output waveform of the bridge circuit a sine waveform; a sine wave generating circuit for generating a low frequency sine wave; and a high frequency triangular wave. A triangular wave generating circuit to generate, a comparator that outputs a PWM signal having a pulse width corresponding to a sine wave comparison level based on the sine wave of the sine wave generating circuit and the triangular wave of the triangular wave generating circuit; For each half cycle of the sine wave generated from the circuit, a pair of the pair of transistors in the bridge circuit section and the FET transistor are alternately applied to the low-frequency signal of the rectangular wave and the high-frequency signal of the PWM signal output from the comparator. Drive signal that supplies a drive signal synchronized with the above to the paired transistor and FET transistor of the bridge circuit section, respectively. Engine-driven AC generator apparatus characterized by comprising a supply circuit.
とで交流電圧を整流する整流器と、 各サイリスタの導通を制御するフォトサイリスタ・カプ
ラ とを備えると共に、 出力電圧を安定化するための出力電圧検出回路と 出力端に接続される負荷についての過負荷電流、瞬時ピ
ーク電流、過負荷をそれぞれ検出する保護検出回路と、 上記出力電圧検出回路の検出信号と保護検出回路の各保
護検出信号とを上記フォトサイリスタ・カプラへ入力す
るゲート駆動回路 とを備え、交流出力電圧の安定化をはかると共に、異常
発生の際上記整流器の整流機能を停止させ、発電装置を
保護するようにしたことを特徴とする請求項(1)記載
のエンジン駆動交流発電装置。2. A rectifier circuit comprising: a rectifier for rectifying an AC voltage with a set of thyristors, a diode forming a pair with the thyristors, and a photothyristor coupler for controlling conduction of each thyristor. An output voltage detection circuit for stabilizing the voltage, a protection detection circuit for detecting an overload current, an instantaneous peak current, and an overload of a load connected to the output terminal, respectively, and a detection signal and protection for the output voltage detection circuit. A gate drive circuit for inputting each protection detection signal of the detection circuit to the photothyristor / coupler to stabilize the AC output voltage, and to stop the rectifier function of the rectifier in the event of an abnormality; The engine-driven AC generator according to claim 1, wherein the engine-driven AC generator is protected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63292111A JP2703293B2 (en) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | Engine driven AC generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63292111A JP2703293B2 (en) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | Engine driven AC generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02142398A JPH02142398A (en) | 1990-05-31 |
| JP2703293B2 true JP2703293B2 (en) | 1998-01-26 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63292111A Expired - Fee Related JP2703293B2 (en) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | Engine driven AC generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703293B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63262062A (en) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | Fuji Electric Co Ltd | Main circuit of inverter |
-
1988
- 1988-11-18 JP JP63292111A patent/JP2703293B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02142398A (en) | 1990-05-31 |
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