(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帰還電流の通電路を有し、駆動信号に応答してオン状態になるｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチによりブリッジ回路の上辺及び下辺がそれぞれ構成されたブリッジ形インバータ回路と、前記インバータ回路に直流電圧を入力する直流電源回路と、前記インバータ回路の出力電圧の波形をＰＷＭ変調された交流電圧波形とするように前記インバータ回路のスイッチをオンオフ制御する制御装置と、前記インバータ回路から出力される交流電圧が印加される負荷接続端子とを備えたインバータ電源装置の前記負荷接続端子間に他電源が接続されたことを検出するインバータ電源装置の負荷接続端子間への他電源接続検出方法であって、
前記ブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間と、前記ブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間とが生じるスイッチングパターンで前記インバータ回路のスイッチをオンオフ制御するように前記制御装置を構成しておき、
前記ブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチまたは前記ブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオンの状態で前記負荷接続端子を通して過電流が流れているときに前記インバータ回路の負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定することを特徴とするインバータ電源装置の負荷接続端子間への他電源接続検出方法。
【請求項２】
帰還電流の通電路を有し、駆動信号に応答してオン状態になるｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチによりブリッジ回路の上辺及び下辺がそれぞれ構成されたブリッジ形インバータ回路と、前記インバータ回路に直流電圧を入力する直流電源回路と、前記インバータ回路の出力電圧の波形をＰＷＭ変調された交流電圧波形とするように前記インバータ回路のスイッチをオンオフ制御する制御装置と、前記インバータ回路から出力される交流電圧が印加される負荷接続端子とを備えたインバータ電源装置の前記負荷接続端子間に他電源が接続されたことを検出するインバータ電源装置の負荷接続端子間への他電源接続検出方法であって、
前記ブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間と、前記ブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間とが生じるスイッチングパターンで前記インバータ回路のスイッチをオンオフ制御するように前記制御装置を構成しておき、
前記ブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間と、前記ブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間との少くとも一方を他電源接続判定期間として検出し、
前記他電源接続判定期間において前記負荷接続端子を通して過電流が流れているときに前記負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定することを特徴とするインバータ電源装置の負荷接続端子間への他電源接続検出方法。
【請求項３】
前記他電源接続判定期間の検出は、前記負荷接続端子を通して過電流が流れたことが検出されたときにのみ行うことを特徴とする請求項２に記載のインバータ電源装置の負荷接続端子間への他電源接続検出方法。
【請求項４】
帰還電流の通電路を有し、駆動信号に応答してオン状態になるｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチによりブリッジ回路の上辺及び下辺がそれぞれ構成されたブリッジ形インバータ回路と、前記インバータ回路に直流電圧を入力する直流電源回路と、前記インバータ回路の出力電圧の波形をＰＷＭ変調された交流電圧波形とするように前記インバータ回路のスイッチをオンオフ制御する制御装置と、前記インバータ回路から出力される交流電圧が印加される負荷接続端子とを備えたインバータ電源装置の前記負荷接続端子間に他電源が接続されたことを検出するインバータ電源装置の負荷接続端子間への他電源接続検出方法であって、
前記電流検出手段により過電流が検出されたときに、前記インバータ回路のスイッチのオンオフ制御を中断して、前記インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチ、または前記ブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチに同時にチェック用の駆動信号を与え、
前記チェック用の駆動信号が与えられた状態でも前記過電流が検出されているときに前記負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定することを特徴とするインバータ電源装置の負荷接続端子間への他電源接続検出方法。
【請求項５】
帰還電流の通電路を有し、駆動信号に応答してオン状態になるｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチによりブリッジ回路の上辺及び下辺がそれぞれ構成されたブリッジ形インバータ回路と、前記インバータ回路に直流電圧を入力する直流電源回路と、前記インバータ回路の出力電圧の波形をＰＷＭ変調された交流電圧波形とするように前記インバータ回路のスイッチをオンオフ制御する制御装置と、前記インバータ回路から出力される交流電圧が印加される負荷接続端子とを備えたインバータ電源装置において、
前記制御装置は、前記ブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間と、前記ブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間とが生じるスイッチングパターンで前記インバータ回路のスイッチをオンオフ制御するように構成されていて、
前記負荷接続端子を通して流れる電流を検出する電流検出器と、前記インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチまたは前記ブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオンの状態で、しかも前記電流検出器により検出されている電流が設定値を超えているときに前記負荷接続端子間に他電源が接続されていることを検出する他電源接続検出手段と、前記他電源接続検出手段により他電源から電圧が印加されていることが検出された時に前記インバータ回路の出力電圧の大きさ、周波数及び位相をそれぞれ前記他電源から印加されている電圧の大きさ、周波数及び位相に一致させるように制御する電圧波形調整手段とが設けられていることを特徴とするインバータ電源装置。
【請求項６】
前記他電源接続検出手段は、前記電流検出器により検出された電流が設定値を超えている時に過電流が流れていると判定する過電流判定手段と、前記インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチまたは前記ブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間を他電源接続判定期間として検出する他電源接続判定期間検出手段と、前記他電源接続判定期間検出手段により検出された他電源接続判定期間に前記過電流判定手段により過電流が流れていると判定されたときに前記負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定する他電源接続判定手段とにより構成されていることを特徴とする請求項５に記載のインバータ電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電圧を交流電圧に変換して負荷に供給するインバータ電源装置、及び該電源装置の負荷接続端子間に他の電源が接続されたか否かを検出する他電源接続検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インバータ電源装置は、例えば、内燃機関を原動機として用いる発動発電装置（エンジン発電機）において、発電機の整流出力を一定の周波数（通常は商用周波数）の交流電圧に変換するために用いられている。
【０００３】
この種の発動発電装置に用いられるインバータ電源装置は、帰還電流の通電路を有し、駆動信号に応答してオン状態になるｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチによりブリッジ回路の上辺及び下辺がそれぞれ構成されたブリッジ形インバータ回路と、インバータ回路に直流電圧を入力する直流電源回路と、インバータ回路の出力電圧の波形をＰＷＭ変調された交流電圧波形とするように、インバータ回路のスイッチをオンオフ制御する制御装置と、負荷が接続される負荷接続端子とインバータ回路の出力端との間に設けられたフィルタ回路とを備えている。
【０００４】
上記のようなインバータ電源装置を用いた発電装置においては、多極の磁石発電機が出力する交流電圧が整流器により一定の直流電圧に変換され、該直流電圧がインバータ回路に入力される。制御装置は、インバータ回路を構成するブリッジ回路の対角位置にある対のスイッチをそれぞれ所望の正弦波の半サイクルの期間同時にオン状態にするようにスイッチに駆動信号を与えながら、ブリッジ回路の上辺または下辺のスイッチを正弦波の各瞬時の波高値に比例したデューティ比でオンオフさせることにより、インバータ回路からＰＷＭ変調された交流電圧を発生させる。インバータ回路から出力される電圧は、フィルタ回路を通して滑らかな正弦波電圧に変換された後、負荷接続端子を通して負荷に与えられる。
【０００５】
負荷に与えられた正弦波電圧は負荷電圧検出回路により検出されて制御装置にフィードバックされる。制御装置は、出力電圧の各瞬時の大きさと、所望の正弦波電圧の各瞬時値（設定値）とを比較して、出力電圧の瞬時値が所望の正弦波電圧の瞬時値より低い時にＰＷＭ制御のデューティ比を増大させ、出力電圧の瞬時値が所望の正弦波電圧の瞬時値より高くなったときにＰＷＭ制御のデューティ比を小さくするように制御して、負荷接続端子間に所望の大きさを有する正弦波電圧を発生させる。
【０００６】
制御装置はまた、負荷電流検出回路により検出された負荷電流が設定値を超えた時（過電流が検出された時）にインバータ回路のスイッチに与える駆動信号の出力を停止する過電流制御を行う。この過電流制御により、過電流が流れた時にインバータ回路の出力を停止させて、インバータ回路を構成するスイッチを保護する。
【０００７】
この種の電源装置では、インバータ回路を制御することにより、整流器から出力される直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換することができるため、発電機の回転数の如何に係わりなく、負荷接続端子に所望の周波数の電圧を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
負荷の容量が大きい場合には、上記のインバータ電源装置を他電源（同様のインバータ電源装置または他の交流電源）と並列運転することが必要になる場合がある。上記のインバータ電源装置を他電源と並列運転する際には、上記の電源装置の負荷接続端子に他電源の対応する出力端子を接続して、両電源から同時に負荷に電力を供給する。この場合、２台の電源がそれぞれ発生する電圧は、周波数、大きさ及び位相がともに一致している必要がある。２台の電源がそれぞれ発生する電圧の周波数や位相がずれていると、一方の電源から流出した負荷電流が他方の電源に流れ込んで過電流が流れる。過電流が流れると、過電流制御によりインバータ電源装置の出力が停止する。
【０００９】
過負荷状態や、負荷側で生じた短絡事故により過電流が流れた場合には、直ちに過電流制御を行わせてインバータ電源装置の出力を停止させる必要があるが、負荷接続端子間に他電源が接続された場合には、インバータ電源装置の出力電圧の位相を他電源から与えられる電圧の位相に一致させるための制御を直ちに行わせる必要がある。
【００１０】
発動発電装置等に用いられている従来のインバータ電源装置では、過電流が流れたことが検出された時に、負荷接続端子間に他電源が接続されたものと見做して、インバータ電源装置の出力電圧の位相を他電源から与えられる電圧の位相に一致させるための制御を行わせ、その後依然として過電流が流れているときに過電流制御を行わせるようにしていた。
【００１１】
そのため、従来の電源装置では、過負荷状態や負荷側での短絡事故が生じた時に、保護動作を迅速に行わせることができないという問題があった。
【００１２】
過負荷状態や短絡事故に対する保護動作を迅速に行わせるためには、負荷接続端子を通して過電流が流れた原因が、過負荷状態または負荷側で生じた短絡事故によるものであるのか、または負荷接続端子に他電源が接続されたことにあるのかを判別して、過電流が過負荷状態または短絡事故に起因するものであるときには、直ちに過電流制御を行わせてインバータ電源装置の出力を停止させるようにするのが望ましい。
【００１３】
本発明の目的は、インバータ電源装置の負荷接続端子間に他電源が接続されたことを検出する負荷接続端子間への他電源接続検出方法及び、該検出方法を実施する機能を備えたインバータ電源装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、帰還電流の通電路を有し、駆動信号に応答してオン状態になるｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチによりブリッジ回路の上辺及び下辺がそれぞれ構成されたブリッジ形インバータ回路と、該インバータ回路に直流電圧を入力する直流電源回路と、インバータ回路の出力電圧の波形をＰＷＭ変調された交流電圧波形とするように、インバータ回路のスイッチをオンオフ制御する制御装置と、インバータ回路から出力される交流電圧が印加される負荷接続端子とを備えたインバータ電源装置の負荷接続端子間に他電源が接続されたことを検出するインバータ電源装置の負荷接続端子間への他電源接続検出方法である。
【００１５】
本発明においては、インバータ回路を構成するブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間と、前記ブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間とが生じるスイッチングパターンでインバータ回路のスイッチをオンオフ制御するように制御装置を構成し、ブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチまたはブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオンの状態で負荷接続端子を通して過電流が流れているときにインバータ回路の負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定するようにした。
【００１６】
ここで、帰還電流の通電路を有するスイッチとは、駆動信号が与えられているときに双方向に電流が流れる特性を有するスイッチ、または駆動信号が与えられたときにオン状態になる主の通電路と並列に帰還電流を流すための通電路を有するスイッチで、例えば、ＭＯＳＦＥＴや、バイポーラトランジスタなどの単方向性を有するスイッチ素子の両端に帰還電流通電用ダイオードを逆並列接続して構成したスイッチ等である。
【００１７】
なお本明細書においてスイッチのオン状態とは、スイッチの両端に電圧が印加されれば該スイッチの主通電路を通して電流が流れ得る状態を意味する。
【００１８】
ブリッジ形のインバータ回路において、その出力端子間に、他電源から該インバータ回路の出力電圧と周波数、大きさ及び位相のいずれかが異なる電圧が印加されたときには、ブリッジ回路の対角位置にあるスイッチが同時にオン状態になる期間だけでなく、上辺を構成する複数のスイッチまたは下辺を構成する複数のスイッチが同時にオン状態になる期間においても過電流が流れる。過負荷状態や短絡事故に起因する過電流は、ブリッジ回路の対角位置にあるスイッチを通してのみ流れ、ブリッジ回路の上辺を構成する複数のスイッチまたは下辺を構成する複数のスイッチを通して流れることはない。
【００１９】
したがって、上記のように、ブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチまたはブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオン状態にあると判定されている状態で過電流が流れているときにインバータ回路の負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定するようにすると、負荷接続端子に他電源が接続されたことを確実に検出することができる。
【００２０】
上記の検出方法を実施するに際しては、ブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間と、ブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間との少くとも一方を他電源接続判定期間として検出し、該他電源接続判定期間において負荷接続端子を通して過電流が流れているときに負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定するようにするのが好ましい。
【００２１】
上記他電源接続判定期間の検出は、負荷接続端子を通して過電流が流れたことが検出されたときにのみ行うようにするのが好ましい。このようにすると、定常時には、他電源接続判定期間を検出する過程を行う必要がないため、定常時に行う処理を少くして、定常時の制御の応答性を良好にすることができる。
【００２２】
上記の構成では、過電流が流れたことが検出された時に、インバータ回路のスイッチの正規のオンオフ制御をそのまま行わせて、ブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオン状態にあるか否か、またはブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオン状態にあるか否かを判定するようにしたが、電流検出手段により過電流が検出されたときに、インバータ回路のスイッチの正規のオンオフ制御を中断して、インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチ、またはブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチに同時にチェック用の駆動信号を与え、該チェック用の駆動信号が与えられた状態でも過電流が検出されているときに負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定するようにしてもよい。
【００２３】
このように構成すると、過電流が検出されたときに直ちに他電源が接続されたか否かを判定することができるため、過電流が検出されたときに必要な措置（インバータ回路の出力と他電源の出力との大きさ、周波数及び位相の調整または過電流制御）を迅速に講じることができる。
【００２４】
本発明が対象とするインバータ電源装置は、帰還電流の通電路を有し、駆動信号に応答してオン状態になるｎ個（ｎは２以上の整数）のスイッチによりブリッジ回路の上辺及び下辺がそれぞれ構成されたブリッジ形インバータ回路と、インバータ回路に直流電圧を入力する直流電源回路と、インバータ回路の出力電圧の波形をＰＷＭ変調された交流電圧波形とするようにインバータ回路のスイッチをオンオフ制御する制御装置と、インバータ回路から出力される交流電圧が印加される負荷接続端子とを備えたものである。
【００２５】
本発明に係わるインバータ電源装置においては、ブリッジ回路の上辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間と、ブリッジ回路の下辺を構成するｎ個のスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間とが生じるスイッチングパターンでインバータ回路のスイッチをオンオフ制御するように上記制御装置を構成する。また上記の構成に加えて、更に、負荷接続端子を通して流れる電流を検出する電流検出器と、インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチまたはブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオンの状態でしかも電流検出器により検出されている電流が設定値を超えているときに、負荷接続端子間に他電源が接続されたことを検出する他電源接続検出手段と、該検出手段により他電源から電圧が印加されていることが検出された時にインバータ回路の出力電圧の大きさ、周波数及び位相をそれぞれ他電源から印加されている電圧の出力電圧の大きさ、周波数及び位相に一致させるように制御する電圧波形調整手段とを設ける。
【００２６】
上記他電源接続検出手段は、電流検出器により検出された電流が設定値を超えている時に過電流が流れていると判定する過電流判定手段と、インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチまたはブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間を同時オン期間として検出する同時オン期間検出手段と、過電流判定手段により過電流が流れていると判定されている状態で同時オン期間が検出された時に負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定する他電源接続判定手段とにより構成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が対象とする電源装置１の構成例を示したもので、同図において、２は３相磁石式交流発電機、３は磁石発電機２を駆動する内燃機関である。磁石式交流発電機２は、多極に構成された磁石回転子（図示せず。）と、３相結線された発電コイル２ｕ  〜２ｗ  を有する固定子とからなっていて、磁石回転子は、内燃機関３のクランク軸に取り付けられている。
【００２８】
また４はダイオードＤｕ〜Ｄｗ及びＤｘ〜Ｄｚを３相ブリッジ接続した整流器で、整流器４の３相の交流入力端子４ｕ〜４ｗにそれぞれ発電機２の３相の出力端子が接続され、整流器４の直流出力端子４ａ，４ｂ間には平滑用コンデンサＣｄが接続されている。
【００２９】
５はスイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ  Ｆｕ  及びＦｖ  とＦｘ  及びＦｙ  とをブリッジ接続してなるブリッジ型インバータ回路で、ＭＯＳＦＥＴ  Ｆｕ  ，Ｆｖ  及びＦｘ  ，Ｆｙ  のドレインソース間にはそれぞれアノードがソース側に向いた寄生ダイオードＤｆｕ，Ｄｆｖ及びＤｆｘ，Ｄｆｙが形成されている。この例では、スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ  Ｆｕ  及びＦｖ  によりブリッジ回路の上辺が構成され、ＭＯＳＦＥＴ  Ｆｘ  及びＦｙ  により、ブリッジ回路の下辺が構成されている。またダイオードＤｆｕ，Ｄｆｖ，Ｄｆｘ，Ｄｆｙにより帰還電流の通電路が形成されている。
【００３０】
インバータ回路５の対の入力端子５ａ及び５ｂは整流器４の出力端子４ａ及び４ｂに接続され、インバータ回路５の対の出力端子５ｕ及び５ｖはそれぞれインダクタンスＬ１  及びＬ２  とコンデンサＣ１  とからなるフィルタ回路６を通して対の負荷接続端子７ｕ及び７ｖに接続されている。負荷接続端子７ｕ及び７ｖにはコンセントとプラグとからなる周知のコネクタ８を通して負荷９が接続されている。
【００３１】
１１はインバータ回路５から負荷に供給される電流を検出する負荷電流検出回路、１２は演算増幅器ＯＰ１  と該演算増幅器の入力端子を負荷接続端子７ｕ及び７ｖに接続する抵抗Ｒｕ及びＲｖとからなる負荷電圧検出回路で、負荷電流検出回路１１の出力及び負荷電圧検出回路１２の出力は制御装置１３に入力されている。
【００３２】
制御装置１３は、負荷電流検出回路１１の出力を基準信号と比較する比較器１３ａと、負荷電圧検出回路１２の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３ｂと、ＲＯＭ，ＲＡＭ及びＣＰＵを有するマイクロコンピュータ１３ｃと、ＣＰＵが発生する指令信号に応じてＦＥＴ  Ｆｕ，Ｆｖ，Ｆｘ及びＦｙのゲートに駆動信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｘ及びＧｙを与える駆動信号出力回路１３ｄと、整流器４の出力電圧の検出値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３ｅとを備えている。
【００３３】
整流器４の出力端子間の電圧が演算増幅器１４の入力端子に印加され、該演算増幅器１４の出力が制御装置１３内のＡ／Ｄ変換器１３ｅに入力されている。
【００３４】
制御装置１３は、インバータ回路５を構成するブリッジ回路の上辺を構成する２個のスイッチＦｕ，Ｆｖに同時に駆動信号Ｇｕ，Ｇｖが与えられる期間と、ブリッジ回路の下辺を構成する２個のスイッチＦｘ，Ｆｙに同時に駆動信号が与えられる期間とが生じるスイッチングパターンでインバータ回路のスイッチＦｕ，Ｆｖ，Ｆｘ，Ｆｙをオンオフ制御する。
【００３５】
制御装置１３はまた、負荷電流が増大して整流器４の出力電圧が低下したときに、該整流器４の出力電圧の低下によるインバータ回路の出力電流の低下を補償するようにインバータ回路を構成するブリッジ回路の対角位置にあるスイッチの一方のオンデューティ比を大きくすることにより、発電機２から整流器４を通してインバータ回路５に与えられる電流をほぼ一定に保つように調整する。
【００３６】
磁石発電機２は、出力電流の増大に伴って出力電圧が急速に低下する特性（いわゆる垂下特性）を有しているが、上記のようにインバータ回路のスイッチを制御すると、発電機２の出力の垂下特性を補正して、整流器４の出力電圧（インバータ回路５に入力される電圧）を出力電流に対してほぼ一定に保つことができる。
【００３７】
制御装置１３はまた、負荷電流検出回路１１から得られる電流の検出値を比較器１３ａにより過電流判定値と比較して、電流の検出値が判定値を超えた時にインバータ回路のスイッチ（図示の例ではＦＥＴ  Ｆｕ，Ｆｖ，Ｆｘ，Ｆｙ）への駆動信号の供給を停止して、インバータ回路の出力を停止させる過電流制御を行う。
【００３８】
図１に示したインバータ電源装置１においては、発電機２が出力する３相交流電圧が整流器４により直流電圧に変換されてインバータ回路５に入力される。制御装置１３は、インバータ回路を構成するブリッジ回路の対角位置にある対のＦＥＴ  （Ｆｕ，Ｆｙ）及び（Ｆｖ，Ｆｘ）をそれぞれ所望の正弦波の半サイクルの期間同時にオン状態にするように駆動信号（Ｇｕ，Ｇｙ）及び（Ｇｖ，Ｇｘ）を与えながら、下段のＦＥＴに与える駆動信号を正弦波の各瞬時の波高値に比例したデューティ比で断続させることにより該下段のＦＥＴをオンオフさせて、インバータ回路の出力にＰＷＭ制御をかける。インバータ回路５から出力される電圧は、フィルタ回路６を通して滑らかな正弦波電圧に変換された後、負荷接続端子７ｕ，７ｖを通して負荷９に与えられる。
【００３９】
負荷９に与えられる正弦波電圧は負荷電圧検出回路１２により検出されて制御装置１３にフィードバックされる。制御装置１３のＣＰＵ１３ｃは、出力電圧の各瞬時の大きさと、所望の正弦波電圧の各瞬時値（設定値）とを比較して、出力電圧の瞬時値が所望の正弦波電圧の瞬時値より低い時にＰＷＭ制御のデューティ比を増大させ、出力電圧の瞬時値が所望の正弦波電圧の瞬時値より高くなったときにＰＷＭ制御のデューティ比を小さくするように制御して、負荷接続端子７ｕ，７ｖ間に所望の正弦波電圧を発生させる。
【００４０】
図１に示したインバータ回路５のスイッチ（図示の例ではＦＥＴ）Ｆｕ，Ｆｖ，Ｆｘ及びＦｙは、例えば図２に示すようなスイッチングパターンでオンオフ制御される。図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれスイッチＦｕ，Ｆｙ，Ｆｘ及びＦｖに与えられる駆動信号Ｇｕ，Ｇｙ，Ｇｘ及びＧｖを示したもので、スイッチＦｕ，Ｆｙ，Ｆｘ及びＦｖはそれぞれ、駆動信号Ｇｕ，Ｇｙ，Ｇｘ及びＧｖがＨレベルにあるときにオン状態になる。駆動信号Ｇｕ，Ｇｙ，Ｇｘ及びＧｖがＬレベルにあるときにそれぞれスイッチＦｕ，Ｆｙ，Ｆｘ及びＦｖがオフ状態に保持される。
【００４１】
また図２（Ｅ）及び（Ｆ）は対角位置にある対のスイッチ（Ｆｕ，Ｆｙ）及び（Ｆｘ，Ｆｖ）が同時にオン状態になるタイミングを示し、図２（Ｇ）及び（Ｈ）はそれぞれブリッジ回路の上辺を構成する２つのスイッチ（Ｆｕ，Ｆｖ）が同時にオン状態になるタイミング及び下辺を構成する２つのスイッチ（Ｆｘ，Ｆｙ）が同時にオン状態になるタイミングを示している。
【００４２】
図２（Ａ）ないし（Ｄ）に示した駆動信号Ｇｕ，Ｇｙ，Ｇｘ及びＧｖは、例えば、図３に示すように、鋸歯状の波形を有する搬送波電圧を発生する搬送波発生器２０と、正弦波形の電圧を発生する正弦波発生器２１と、搬送波電圧と正弦波電圧とを比較する比較器２２と、インバータ２３により位相を反転した搬送波電圧と正弦波電圧とを比較する比較器２４と、比較器２２及び２４の出力をそれぞれ反転するインバータ２５及び２６とにより構成できる。
【００４３】
図１に示したインバータ電源装置においては、図５及び図６に示すように、インバータ回路５の対角位置にあるスイッチを通して負荷電流ＩＬ  が流れる。負荷９が過大になったとき、及び負荷側で短絡事故が生じたときに流れる過電流も、同様にインバータ回路の対角位置にあるスイッチを通して流れる。
【００４４】
これに対し、負荷接続端子７ｕ，７ｖ間に、インバータ回路５の出力電圧と大きさ、周波数及び（または）位相が異なる出力電圧を発生する他電源Ｐが接続された場合には、図７及び図８に示すように、インバータ回路５の対角位置にあるスイッチを通して過電流Ｉｏ  が流れるだけでなく、インバータ回路５のブリッジの上辺を構成する２つのスイッチＦｕ，Ｆｖが同時にオン状態になる期間においては、図９に示すように、両スイッチＦｕ，Ｆｖを通して過電流Ｉｏ  が流れる。またインバータ回路５のブリッジの下辺を構成するスイッチＦｘ及びＦｙが同時にオン状態になる期間においては、図１０に示すように、スイッチＦｘ，Ｆｙを通して過電流Ｉｏ  が流れる。
【００４５】
上記のように、負荷接続端子間に他電源が接続された場合に特有な現象として、インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成する２つのスイッチ及びブリッジ回路の下辺を構成する２つのスイッチが同時にオン状態になる期間においても過電流Ｉｏ  が流れる。本発明では、この現象を利用して負荷接続端子間に他電源が接続されたことを検出する。
【００４６】
即ち、電流検出手段１１により負荷接続端子７ｕ，７ｖを通して過電流Ｉｏ  が流れたことが検出されたときに、インバータ回路５のブリッジ回路の上辺を構成する２個のスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間と、ブリッジ回路の下辺を構成する２個のスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間との少くとも一方を他電源接続判定期間として検出し、他電源接続判定期間において負荷接続端子を通して過電流が流れているときに負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定する。
【００４７】
図１１は、本発明の検出方法を実施する検出装置の構成例を示したもので、同図において３０は、インバータ回路５を構成するスイッチの各瞬時におけるオンオフのパターンを与えるスイッチパターンを発生するスイッチパターン発生手段で、このスイッチパターン発生手段はＣＰＵ１３ｃにより実現される。ＣＰＵ１３ｃはこのスイッチパターン発生手段が発生するスイッチパターンに従って、駆動信号出力回路からオン状態にすべき所定のスイッチに駆動信号を与える。
【００４８】
３１はスイッチパターン発生手段３０が発生するスイッチパターンからブリッジの上辺を構成するスイッチＦｕ，Ｆｖが同時にオン状態になる期間を検出する上辺スイッチ同時オン期間検出手段、３２は同じくスイッチパターン発生手段３０が発生するスイッチパターンからブリッジの下辺を構成するスイッチＦｘ，Ｆｙが同時にオン状態になる期間を検出する下辺スイッチ同時オン期間検出手段である。また３３は、ブリッジの上辺を構成するスイッチが同時にオン状態にあるという条件、またはブリッジの下辺を構成するスイッチが同時にオン状態にあるという条件のいずれかが満たされているか否かを判定するオア条件判定手段である。この例では、上辺スイッチ同時オン期間検出手段３１と、下辺スイッチ同時オン期間検出手段３２と、オア条件判定手段３３とにより、インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成する２つのスイッチまたはブリッジ回路の下辺を構成する２つのスイッチに同時に駆動信号が与えられる期間を他電源接続判定期間として検出する他電源接続判定期間検出手段が構成されている。
【００４９】
また比較器１３ａは、電流検出器１１から得られる電流の検出値を過電流判定値と比較して電流検出器１１により検出された電流が設定値を超えている時に過電流検出信号を発生する。この例では、比較器１３ａにより過電流判定手段が構成されている。
【００５０】
比較器１３ａから得られる過電流検出信号は、オア条件判定手段３３が発生する他電源接続判定期間検出信号とともに、アンド条件判定手段３４に与えられている。アンド条件判定手段３４は、他電源接続判定期間検出信号が発生している状態で過電流判定手段（比較器１３ａ）により過電流が流れていると判定されたときに、負荷接続端子７ｕ，７ｖ間に他電源Ｐが接続されていることを示す他電源検出信号を発生する。
【００５１】
アンド条件判定手段３４により、他電源接続判定期間検出手段により検出された他電源接続判定期間に、過電流判定手段により過電流が流れていると判定されたときに負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定する他電源接続判定手段が構成されている。
【００５２】
図１１のオア条件判定手段３３及びアンド条件判定手段３４は、ＣＰＵ１３ｃに所定のプログラムを実行させることにより、実現することができる。
【００５３】
なお、他電源接続判定期間を検出する過程は、過電流が検出された時にのみ行わせるのが好ましいが、他電源接続判定期間を検出する過程を常時行わせて、インバータ回路５のブリッジの上辺を構成するスイッチが同時にオン状態になって期間、または、ブリッジの下辺を構成するスイッチが同時にオン状態になっている期間が検出される毎に、過電流が検出されているかどうかを判定するようにしても良い。
【００５４】
上記の例では、過電流が流れたことが検出された時に、インバータ回路５のスイッチの正規のオンオフ制御をそのまま行わせて、ブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオン状態にあるか否か、またはブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオン状態にあるか否かを判定することにより、他電源が接続されたことを検出するようにしたが、電流検出手段１１により過電流が検出されたときに、インバータ回路のスイッチの正規のオンオフ制御を中断して、インバータ回路のブリッジ回路の上辺を構成する２個のスイッチＦｕ，Ｆｖ、またはブリッジ回路の下辺を構成する２個のスイッチＦｘ，Ｆｙに同時にチェック用の駆動信号を与え、該チェック用の駆動信号が与えられた状態でも過電流が検出されているときに負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定するようにしてもよい。
【００５５】
上記の例では、インバータ回路５を構成するスイッチとして、ＭＯＳＦＥＴを用いたが、図１２に示すように、バイポーラトランジスタＴＲｕ，ＴＲｖ，ＴＲｘ及びＴＲｙと、これらのトランジスタのコレクタエミッタ間に逆並列接続された帰還用通電路形成用ダイオードＤｆｕ，Ｄｆｖ，Ｄｆｘ及びＤｆｙとにより構成することもできる。
【００５６】
なおインバータ回路のスイッチのスイッチングパターンは図２に示した例に限られるものではなく、図４に示したようなスイッチングパターンであってもよい。図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はそれぞれスイッチＦｕ，Ｆｙ，Ｆｘ及びＦｖに与えられる駆動信号Ｇｕ，Ｇｙ，Ｇｘ及びＧｖを示している。また図４（Ｅ）及び（Ｆ）は対角位置にある対のスイッチ（Ｆｕ，Ｆｙ）及び（Ｆｘ，Ｆｖ）が同時にオン状態になるタイミングを示し、図４（Ｇ）はブリッジ回路の上辺を構成する２つのスイッチ（Ｆｕ，Ｆｖ）が同時にオン状態になるタイミングを示している。
【００５７】
上記の例では、単相のインバータ回路を用いているが、３相以上の多相の交流電圧を発生するインバータ回路を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ブリッジ回路の上辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチまたはブリッジ回路の下辺を構成するスイッチのうちの少なくとも２つのスイッチがともにオン状態にあると判定されている状態で過電流が流れているときにインバータ回路の負荷接続端子間に他電源が接続されていると判定するようにしたので、負荷接続端子に他電源が接続されたことを過負荷や負荷側の短絡事故等の異常状態と区別して確実に検出することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるインバータ電源装置の構成例を示した回路構成図である。
【図２】図１に示されたインバータ回路の各スイッチに与えられる駆動信号の一例と、インバータ回路のスイッチのスイッチングパターンとを示したタイミングチャートである。
【図３】図２に示した駆動信号を得るために用いることができる駆動信号発生回路の構成例を示した回路図である。
【図４】図１に示されたインバータ回路の各スイッチに与えられる駆動信号の他の例と、インバータ回路のスイッチのスイッチングパターンとを示したタイミングチャートである。
【図５】図１のインバータ電源装置のインバータ回路に負荷電流の一方の半波が流れている様子を説明する説明図である。
【図６】図１のインバータ電源装置のインバータ回路に負荷電流の他方の半波が流れている様子を説明する説明図である。
【図７】図１のインバータ電源装置のインバータ回路に他電源の接続に起因した過電流が流れるときの１つの電流通路を説明する説明図である。
【図８】図１のインバータ電源装置のインバータ回路に他電源の接続に起因した過電流が流れるときの他の電流通路を説明する説明図である。
【図９】図１のインバータ電源装置のインバータ回路に他電源の接続に起因した過電流が流れるときの更に他の電流通路を説明する説明図である。
【図１０】図１のインバータ電源装置のインバータ回路に他電源の接続に起因した過電流が流れるときの更に他の電流通路を説明する説明図である。
【図１１】本発明に係わる他電源接続検出方法を実施する検出装置の構成例を示したブロック図である。
【図１２】インバータ回路の他の構成例を示した回路図である。
【符号の説明】
１…インバータ発電装置、２…発電機、３…内燃機関、４…整流器、５…インバータ回路、６…フィルタ回路、７ｕ，７ｖ…負荷接続端子、９…負荷、１３…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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