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JP2006014574A - Electric power system - Google Patents

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JP2006014574A JP2004343864A JP2004343864A JP2006014574A JP 2006014574 A JP2006014574 A JP 2006014574A JP 2004343864 A JP2004343864 A JP 2004343864A JP 2004343864 A JP2004343864 A JP 2004343864A JP 2006014574 A JP2006014574 A JP 2006014574A
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光悦 藤田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power system that prevents failures in either the converter or the DC power source from influencing the other, to cause the supply of electricity to be disabled before it happens, and to improve its reliability. <P>SOLUTION: An electric power system is provided with a generator, a converter for converting the power generated by the generator into DC power, a DC power source connected to the DC output side of the converter via a DC voltage portion, and loads connected to the DC voltage portion. At least either diodes 70P, 70N, and /or at least either of diodes 80P, 80N are connected to a positive-side DC bus-bar 60P, a negative side DC bus-bar 60N between a converter 20 or a DC power source 50 and a DC voltage portion 40.Also, a snubber capacitor 28 is connected between the positive and negative poles of the output terminal of a converter 20A, and a capacitor 41 for voltage smoothing is connected to the DC voltage 40, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、発電機と直流電源との少なくとも一方から負荷に電力を供給する電力システムに関し、特に、電力システムの信頼性を向上させる技術に関するものである。   The present invention relates to a power system that supplies power to a load from at least one of a generator and a DC power source, and particularly relates to a technique for improving the reliability of the power system.

図１２は、発電機及び直流電源の両方から負荷に電力を供給可能な電力システムの従来技術を示している。
図において、１０は同期機、誘導機、直流機等の発電機であり、図示されていない内燃機関等の駆動源から与えられる機械エネルギーを電気エネルギーに変換する。この電気エネルギーはコンバータ２０により所望の直流電力に変換され、負荷（直流負荷）３０に供給される。
また、外部の駆動源が停止していて発電機１０が駆動源から機械エネルギーを得られない場合や、発電機１０が駆動源から得る機械エネルギーを低減したい場合には、負荷３０の消費電力の一部または全部を直流電源５０から得ることができるように構成されている。
このような電力システムにより、負荷３０に直流電力を常時供給することができる。なお、４０はコンバータ２０と直流電源５０との間の直流電圧部、Ｐは直流電圧部４０の正極、Ｎは負極である。 FIG. 12 shows the prior art of a power system that can supply power to a load from both a generator and a DC power source.
In the figure, reference numeral 10 denotes a generator such as a synchronous machine, an induction machine, or a DC machine, which converts mechanical energy supplied from a driving source such as an internal combustion engine (not shown) into electrical energy. This electrical energy is converted into desired DC power by the converter 20 and supplied to a load (DC load) 30.
Further, when the external drive source is stopped and the generator 10 cannot obtain mechanical energy from the drive source, or when it is desired to reduce the mechanical energy that the generator 10 obtains from the drive source, the power consumption of the load 30 is reduced. A part or all of them can be obtained from the DC power supply 50.
With such a power system, DC power can be constantly supplied to the load 30. In addition, 40 is a DC voltage part between the converter 20 and the DC power supply 50, P is a positive electrode of the DC voltage part 40, and N is a negative electrode.

図１３は、上記電力システムの主要部の構成の一例を示す回路図である。
図１２に示した発電機１０が三相の交流機である場合、コンバータ２０としては、還流ダイオード２２が逆並列接続された半導体スイッチング素子２１を２個直列接続したアームを三相分備えてなる三相コンバータを用いることができる。なお、２３はコンバータ２０の直流出力側に接続されたコンデンサ、２４はスイッチング素子２１のオン・オフ制御信号を出力する制御回路である。
また、直流電源５０としては、交流電源に接続されたダイオード５１からなるダイオードブリッジを用いることができる。 FIG. 13 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a main part of the power system.
When the generator 10 shown in FIG. 12 is a three-phase AC machine, the converter 20 includes an arm in which two semiconductor switching elements 21 connected in reverse parallel to a free-wheeling diode 22 are connected in three phases. A three-phase converter can be used. Reference numeral 23 denotes a capacitor connected to the DC output side of the converter 20, and 24 denotes a control circuit that outputs an on / off control signal for the switching element 21.
Further, as the DC power source 50, a diode bridge including a diode 51 connected to the AC power source can be used.

図１３に示した構成によれば、コンバータ２０によって直流電圧部４０の電圧を制御することができ、直流電圧部４０の電圧を交流電源の線間電圧のピーク値以上に制御しておけば直流電源５０から電流が流入することはなく、すべての負荷電力を発電機１０から供給することができる。また、前述したように発電機１０の発電電力が少なくなる場合には、直流電圧部４０の電圧を交流電源の線間電圧のピーク値よりも低くすることにより、直流電源５０から一部または全部の負荷電力を得ることが可能である。   According to the configuration shown in FIG. 13, the voltage of the DC voltage unit 40 can be controlled by the converter 20. If the voltage of the DC voltage unit 40 is controlled to be equal to or higher than the peak value of the line voltage of the AC power supply, the DC voltage unit 40 can be controlled. No current flows from the power supply 50, and all load power can be supplied from the generator 10. Further, as described above, when the power generated by the generator 10 is reduced, the voltage of the DC voltage unit 40 is made lower than the peak value of the line voltage of the AC power supply to partially or entirely from the DC power supply 50. Can be obtained.

なお、上述したような電力システムは、例えば下記の特許文献１に記載されている。   Note that the power system as described above is described in, for example, Patent Document 1 below.

特開２００３−１６１５４１号公報（［００２７］〜［００３０］、図２，図３等）Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-161541 ([0027] to [0030], FIG. 2, FIG. 3, etc.)

図１２，図１３に示した従来技術において、コンバータ２０または直流電源５０が故障した場合には以下のような問題を生じる。
コンバータ２０が、直流電圧部４０を短絡するような状態を招く故障モードになった場合（例えば上下アームの同時オンなど）、直流電圧部４０の電圧は負荷３０へ電力を供給するために十分な値を保持できなくなり、最悪の場合には、直流電源５０からコンバータ２０に過大な電流が流入し、これに伴う過熱によって直流電源５０自体も故障に至る。この状態では、もはや負荷３０に所望の電力を供給することはできない。
特に、負荷３０の連続運転が必須の場合、例えば、負荷３０が発電機１０の駆動源としての内燃機関の冷却用電機品である場合などには、上記電力システムでは信頼性に欠けることになる。 In the prior art shown in FIGS. 12 and 13, when the converter 20 or the DC power supply 50 fails, the following problems occur.
When the converter 20 is in a failure mode that causes a state in which the DC voltage unit 40 is short-circuited (for example, the upper and lower arms are simultaneously turned on), the voltage of the DC voltage unit 40 is sufficient to supply power to the load 30. In the worst case, an excessive current flows into the converter 20 from the DC power supply 50, and the DC power supply 50 itself fails due to the overheating accompanying this. In this state, the desired power can no longer be supplied to the load 30.
In particular, when continuous operation of the load 30 is essential, for example, when the load 30 is an electrical component for cooling an internal combustion engine as a drive source of the generator 10, the above power system lacks reliability. .

直流電源５０についても同様であり、直流電源５０が直流電圧部４０を短絡するようなモードで故障した場合、コンバータ２０は故障するか保護機能により運転を停止するかの何れかの状態となり、前記同様に負荷３０への電力供給は不可能になる。   The same applies to the DC power supply 50. When the DC power supply 50 fails in a mode in which the DC voltage unit 40 is short-circuited, the converter 20 is either in a state of failure or is stopped by a protective function, Similarly, power supply to the load 30 becomes impossible.

そこで本発明の解決課題は、コンバータまたは直流電源の一方の故障が他方に波及して負荷への電力供給が不可能になるのを未然に防止し、信頼性を向上させた電力システムを供給することにある。   Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to prevent a failure of one of the converter or the DC power source from spreading to the other and make it impossible to supply power to the load, thereby supplying a power system with improved reliability. There is.

上記課題を解決するため、請求項１に記載した発明は、発電機と、この発電機による発電電力を直流電力に変換するコンバータと、このコンバータの出力側に直流電圧部を介して接続された直流電源と、前記直流電圧部に接続された負荷とを備えた電源システムにおいて、
前記コンバータと直流電圧部との間の正側直流母線または負側直流母線の少なくとも一方に、前記コンバータから前記直流電圧部に電力を供給する方向にダイオードを接続したものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is connected to a generator, a converter for converting the power generated by the generator into DC power, and an output side of the converter via a DC voltage unit. In a power supply system comprising a DC power supply and a load connected to the DC voltage unit,
A diode is connected to at least one of a positive side DC bus or a negative side DC bus between the converter and the DC voltage unit in a direction in which power is supplied from the converter to the DC voltage unit.

請求項２に記載した発明は、発電機と、この発電機による発電電力を直流電力に変換するコンバータと、このコンバータの出力側に直流電圧部を介して接続された直流電源と、前記直流電圧部に接続された負荷とを備えた電源システムにおいて、
前記直流電源と直流電圧部との間の正側直流母線または負側直流母線の少なくとも一方に、前記直流電源から前記直流電圧部に電力を供給する方向にダイオードを接続したものである。 The invention described in claim 2 includes a generator, a converter that converts electric power generated by the generator into DC power, a DC power source connected to an output side of the converter via a DC voltage unit, and the DC voltage. Power supply system with a load connected to the
A diode is connected to at least one of a positive side DC bus or a negative side DC bus between the DC power source and the DC voltage unit in a direction in which power is supplied from the DC power source to the DC voltage unit.

請求項３に記載した発明は、請求項１に記載したコンバータと直流電圧部との間に接続されるダイオードと、請求項２に記載した直流電源と直流電圧部との間に接続されるダイオードとの双方を備えたものである。   The invention described in claim 3 is a diode connected between the converter described in claim 1 and the DC voltage unit, and a diode connected between the DC power source and the DC voltage unit described in claim 2. And both.

請求項４に記載した発明は、請求項１または３において、前記発電機が、電磁石または永久磁石からなる界磁手段を備えたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or third aspect, the generator includes a field means made of an electromagnet or a permanent magnet.

請求項５に記載した発明は、請求項４において、前記発電機の回転により発生する無負荷誘起電圧により、前記コンバータの直流出力側に接続されたコンデンサを前記コンバータ内の還流ダイオードを介して充電するものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the capacitor connected to the DC output side of the converter is charged via the freewheeling diode in the converter by the no-load induced voltage generated by the rotation of the generator. To do.

請求項６に記載した発明は、請求項１〜５の何れか１項において、前記コンバータの制御回路の電源を前記直流電圧部から供給するものである。   According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the power source of the control circuit of the converter is supplied from the DC voltage unit.

請求項７に記載した発明は、請求項６において、前記制御回路の電源を、前記直流電圧部の直流電圧を所定電圧に変換する安定化回路を介して供給するものである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the power source of the control circuit is supplied via a stabilization circuit that converts a DC voltage of the DC voltage unit into a predetermined voltage.

請求項８に記載した発明は、請求項１において、前記コンバータの出力端子の正負極間にスナバコンデンサを接続し、かつ、前記直流電圧部の正負極間に電圧平滑用コンデンサを接続したものである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect, a snubber capacitor is connected between the positive and negative electrodes of the output terminal of the converter, and a voltage smoothing capacitor is connected between the positive and negative electrodes of the DC voltage unit. is there.

請求項９に記載した発明は、請求項８において、前記直流電圧部の電圧に基づいて過電圧の判定を行い、かつ、前記コンバータの直流出力電圧に基づいて前記発電機の電流または発電量を制御する制御回路を備えたものである。   According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the overvoltage is determined based on the voltage of the DC voltage unit, and the current or power generation amount of the generator is controlled based on the DC output voltage of the converter. It has a control circuit to do.

請求項１０に記載した発明は、請求項８において、前記直流電圧部の直流電圧に基づいて、過電圧の判定、及び、前記発電機の電流または発電量の制御を行うと共に、前記発電量が負にならないように前記コンバータを制御する制御回路を備えたものである。   According to a tenth aspect of the present invention, in the eighth aspect, an overvoltage is determined and a current or a power generation amount of the generator is controlled based on a DC voltage of the DC voltage unit, and the power generation amount is negative. A control circuit for controlling the converter is provided so as not to occur.

請求項１１に記載した発明は、請求項１において、前記コンバータの出力端子の正負極間に、電圧平滑用コンデンサを接続したものである。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the first aspect, a voltage smoothing capacitor is connected between the positive and negative electrodes of the output terminal of the converter.

本発明によれば、コンバータ−直流電圧部間または直流電源−直流電圧部間の直流母線にダイオードを接続するだけで、コンバータまたは直流電源の一方の故障時にその故障が他方に波及するのを防止することができ、負荷への安定した電力供給を可能にして信頼性の高い電力システムを実現することができる。   According to the present invention, by simply connecting a diode to the DC bus between the converter and the DC voltage section or between the DC power supply and the DC voltage section, when one of the converter or DC power supply fails, the failure is prevented from spreading to the other. Thus, a stable power supply to the load is possible and a highly reliable power system can be realized.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図１は請求項１に対応する本発明の第１実施形態を示す構成図であり、図１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に説明する。
図１において、コンバータ２０と直流電圧部４０との間の正側直流母線６０Ｐ及び負側直流母線６０Ｎには、コンバータ２０から直流電圧部４０に電力を供給する方向に正極側ダイオード７０Ｐ及び負極側ダイオード７０Ｎがそれぞれ接続されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention corresponding to claim 1. The same components as those of FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The explanation will focus on the part.
In FIG. 1, a positive side DC bus 60P and a negative side DC bus 60N between the converter 20 and the DC voltage unit 40 are connected to a positive side diode 70P and a negative side in a direction in which power is supplied from the converter 20 to the DC voltage unit 40. Diodes 70N are connected to each other.

上記構成により、コンバータ２０がその出力端子を短絡させるようなモードで故障したとしても、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎの作用により直流電源４０から直流電圧部４０を介してコンバータ２０側へ電流が流入するのが防止される。このため、コンバータ２０の短絡故障が直流電源５０側に波及することがなく、例えば直流電源５０からコンバータ２０側に過電流が流れて直流電源５０が過熱により故障するのを防止することができる。
よって、コンバータ２０の故障時には、負荷３０への電力を直流電源５０から供給することが可能になる。
なお、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎは必ずしも両方必要ではなく、何れか一方を挿入するだけでも上記と同様の作用を果たすことができる。 With the above configuration, even if the converter 20 fails in a mode in which its output terminal is short-circuited, current flows from the DC power supply 40 to the converter 20 side through the DC voltage unit 40 due to the action of the diodes 70P and 70N. Is prevented. For this reason, the short circuit failure of the converter 20 does not spill over to the DC power supply 50 side, and for example, it is possible to prevent the DC power supply 50 from being overheated due to overcurrent flowing from the DC power supply 50 to the converter 20 side.
Therefore, it is possible to supply power to the load 30 from the DC power supply 50 when the converter 20 fails.
The diodes 70P and 70N are not necessarily required, and the same operation as described above can be achieved by inserting only one of them.

次に、図２は請求項２に対応する本発明の第２実施形態を示す構成図である。
この実施形態は、直流電源５０と直流電圧部４０との間の直流母線６０Ｐ，６０Ｎに、直流電源５０から直流電圧部４０に電力を供給する方向に正極側ダイオード８０Ｐ、負極側ダイオード８０Ｎをそれぞれ接続した例である。なお、ＰＳは直流電源５０の正極、ＮＳは同じく負極を示す。 Next, FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention corresponding to claim 2.
In this embodiment, a positive side diode 80P and a negative side diode 80N are respectively connected to the DC buses 60P and 60N between the DC power source 50 and the DC voltage unit 40 in a direction in which power is supplied from the DC power source 50 to the DC voltage unit 40. This is an example of connection. Incidentally, P S is positive electrode of a direct current power source 50, N S is also shown a negative electrode.

本実施形態では、直流電源５０がその出力端子を短絡させるようなモードで故障したとしても、ダイオード８０Ｐ，８０Ｎの作用により直流電源５０の短絡故障がコンバータ２０側に波及することがなく、例えばコンバータ２０から直流電圧部４０を介し直流電源５０側に過電流が流れてコンバータ２０が過熱により故障するのを防止することができる。
すなわちこの実施形態では、直流電源５０の故障時に負荷３０への電力をコンバータ２０から供給することが可能である。
なお、ダイオード８０Ｐ，８０Ｎは、前記同様に何れか一方を挿入するだけでも良い。 In the present embodiment, even if the DC power supply 50 fails in a mode in which its output terminal is short-circuited, the short-circuit fault of the DC power supply 50 does not affect the converter 20 side due to the action of the diodes 80P and 80N. It is possible to prevent the converter 20 from being damaged due to overheating due to an overcurrent flowing from the 20 to the DC power supply 50 side through the DC voltage unit 40.
That is, in this embodiment, it is possible to supply power to the load 30 from the converter 20 when the DC power supply 50 fails.
Note that either one of the diodes 80P and 80N may be inserted as described above.

図３は、請求項３に対応する本発明の第３実施形態を示す構成図である。
この実施形態は第１，第２実施形態を組み合わせたものに相当しており、コンバータ２０側、直流電源５０側の直流母線６０Ｐ，６０Ｎにダイオード７０Ｐ，７０Ｎ，８０Ｐ，８０Ｎが接続されている。
本実施形態によれば、コンバータ２０または直流電源５０の何れか一方がその出力端子を短絡させるモードで故障したとしても、その故障が他方に波及することはないため、他方から負荷３０に対して電力を供給することができる。
この実施形態でも、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎの何れか一方、及び、ダイオード８０Ｐ，８０Ｎの何れか一方を挿入するだけでも良い。 FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention corresponding to the third aspect.
This embodiment corresponds to a combination of the first and second embodiments, and diodes 70P, 70N, 80P and 80N are connected to the DC buses 60P and 60N on the converter 20 side and the DC power supply 50 side.
According to the present embodiment, even if one of the converter 20 or the DC power supply 50 fails in a mode in which the output terminal is short-circuited, the failure does not spill over to the other. Electric power can be supplied.
Also in this embodiment, only one of the diodes 70P and 70N and one of the diodes 80P and 80N may be inserted.

次に、請求項４及び請求項５に対応する本発明の第４実施形態を説明する。
図１または図３の構成において、コンバータ２０として図１３に示すように直流出力端子にコンデンサ２３が接続されたものを用いる場合、発電機１０が停止している状態でシステムを起動する際に、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎの存在によって直流電源５０からコンバータ２０に電流が流入することはできない。このため、上記コンデンサ２３が充電されず、コンバータ２０を起動することができない。 Next, a fourth embodiment of the present invention corresponding to claims 4 and 5 will be described.
In the configuration of FIG. 1 or FIG. 3, when using a converter 20 having a capacitor 23 connected to the DC output terminal as shown in FIG. 13, when starting the system with the generator 10 stopped, Current cannot flow from the DC power supply 50 to the converter 20 due to the presence of the diodes 70P and 70N. For this reason, the capacitor 23 is not charged and the converter 20 cannot be started.

そこで、この第４実施形態は、発電機１０が電磁石や永久磁石からなる界磁子を有するものである場合、発電機１０が駆動源により回転することによって固定子巻線に無負荷誘起電圧が発生するので、この電圧を用いればコンデンサ２３を充電できる点に着目したものである。
すなわち、発電機１０から無負荷誘起電圧が発生すれば、コンバータ２０の全てのスイッチング素子がオフしていても、これらのスイッチング素子に逆並列接続されたダイオードが整流器として動作してコンバータ２０のコンデンサ２３が充電されることになり、コンバータ２０の起動が可能になる。 Therefore, in the fourth embodiment, when the generator 10 has a field element made of an electromagnet or a permanent magnet, the generator 10 is rotated by a driving source so that no load induced voltage is applied to the stator winding. This is because the capacitor 23 can be charged by using this voltage.
That is, if a no-load induced voltage is generated from the generator 10, even if all the switching elements of the converter 20 are turned off, the diodes connected in reverse parallel to these switching elements operate as a rectifier and the capacitor of the converter 20 23 is charged, and the converter 20 can be started.

図４は、請求項６に対応する本発明の第５実施形態を示す構成図である。この実施形態は、図３の実施形態において、コンバータ２０の制御回路２５の電源を直流電圧部４０から供給するようにしたものである。なお、図４の制御回路２５に付した記号ａ，ｂは電源端子を示す。   FIG. 4 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention corresponding to the sixth aspect. In this embodiment, the power source of the control circuit 25 of the converter 20 is supplied from the DC voltage unit 40 in the embodiment of FIG. Symbols a and b attached to the control circuit 25 in FIG. 4 indicate power supply terminals.

電力システムの運転中は、コンバータ２０または直流電源５０の何れか一方が故障している場合も含めて、直流電圧部４０の電圧は負荷３０に電力を供給している限り維持されている。従って、コンバータ２０の制御回路２５の消費電力（電源）を直流電圧部４０から得ることにより、故障時を含めてコンバータ２０の制御回路２５を動作させることができ、システムの信頼性を向上させることができる。
なお、本実施形態のようにコンバータ２０の制御回路２５の電源を直流電圧部４０から供給する着想は、図１，図２の実施形態にも適用可能である。 During operation of the power system, the voltage of the DC voltage unit 40 is maintained as long as power is supplied to the load 30, including the case where either the converter 20 or the DC power supply 50 is out of order. Therefore, by obtaining the power consumption (power supply) of the control circuit 25 of the converter 20 from the DC voltage unit 40, the control circuit 25 of the converter 20 can be operated including the time of failure, and the reliability of the system is improved. Can do.
Note that the idea of supplying the power source of the control circuit 25 of the converter 20 from the DC voltage unit 40 as in the present embodiment is also applicable to the embodiments of FIGS.

図５は、請求項７に対応する本発明の第６実施形態を示す構成図である。この実施形態は、コンバータ２０の制御回路２６内に安定化回路２７を設けてその電源端子ａ，ｂを介して直流電圧部４０の電圧を供給し、安定化回路２７から出力される一定の直流電源電圧を制御回路２６の電源として使用するものである。
ここで、安定化回路２７は、入力直流電圧に変動があっても一定の直流電圧を出力するスイッチングレギュレータ等により構成されている。 FIG. 5 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention corresponding to the seventh aspect. In this embodiment, a stabilization circuit 27 is provided in the control circuit 26 of the converter 20, and the voltage of the DC voltage unit 40 is supplied via the power supply terminals a and b. The power supply voltage is used as the power supply for the control circuit 26.
Here, the stabilization circuit 27 is configured by a switching regulator or the like that outputs a constant DC voltage even when the input DC voltage varies.

例えば、図４の実施形態において、直流電源５０が短絡故障し、しかもコンバータ２０が停止している状態では、発電機１０が駆動源により回転して無負荷誘起電圧が発生すると、コンバータ２０内の還流ダイオードによって整流された電圧がダイオード７０Ｐ，７０Ｎを介して直流電圧部４０に印加される。このとき、直流電源５０側への電流の流入はダイオード８０Ｐ，８０Ｎによって阻止されている。   For example, in the embodiment of FIG. 4, in a state where the DC power supply 50 is short-circuited and the converter 20 is stopped, when the generator 10 is rotated by the drive source and a no-load induced voltage is generated, The voltage rectified by the freewheeling diode is applied to the DC voltage unit 40 via the diodes 70P and 70N. At this time, the inflow of current to the DC power supply 50 side is blocked by the diodes 80P and 80N.

ここで、発電機１０の回転速度が低いと、この回転速度に依存する無負荷誘起電圧も低い値となり、直流電圧部４０の電圧も通常動作時の値よりも低い値となる。従って、図４における制御回路２５を、通常動作時の直流電圧部４０の電圧を電源電圧として構成すると、制御回路２５の正常動作が保証されず、コンバータ２０が正常に起動しない。   Here, when the rotational speed of the generator 10 is low, the no-load induced voltage depending on the rotational speed is also low, and the voltage of the DC voltage unit 40 is also lower than the value during normal operation. Therefore, if the control circuit 25 in FIG. 4 is configured with the voltage of the DC voltage unit 40 during normal operation as the power supply voltage, normal operation of the control circuit 25 is not guaranteed and the converter 20 does not start up normally.

そこで、図５に示す如く直流電圧部４０の電圧を安定化回路２７に取り込み、その入力電圧を所定値まで昇圧し安定化して制御回路２６内に供給すれば、制御回路２６の正常動作が可能になり、コンバータ２０を支障なく起動することができる。その後はコンバータ２０を制御可能になるため、スイッチング素子の動作により発電機１０の発電電力を直流電力に変換して直流電圧部４０の電圧を所定値にまで昇圧し、通常運転に移行することが可能である。   Therefore, if the voltage of the DC voltage unit 40 is taken into the stabilization circuit 27 as shown in FIG. 5, the input voltage is boosted to a predetermined value, stabilized, and supplied to the control circuit 26, the control circuit 26 can operate normally. Thus, the converter 20 can be started without any trouble. After that, since the converter 20 can be controlled, the generated power of the generator 10 is converted into DC power by the operation of the switching element, the voltage of the DC voltage unit 40 is increased to a predetermined value, and the normal operation can be started. Is possible.

上記各実施形態において、直流電圧部４０の電圧を常に安定させるためには、図示されていないコンデンサを直流電圧部４０に並列に接続しても良い。または、負荷３０の入力側にコンデンサを並列に接続しても同様の効果を得ることができる。   In each of the above embodiments, a capacitor (not shown) may be connected in parallel to the DC voltage unit 40 in order to always stabilize the voltage of the DC voltage unit 40. Alternatively, the same effect can be obtained by connecting a capacitor in parallel to the input side of the load 30.

次に、図６は請求項８に対応する本発明の第７実施形態の構成図である。図６において、前述した各実施形態及び図１３の従来技術と同一の構成要素には同一の番号を付してある。なお、２０Ａは半導体スイッチング素子２１及び還流ダイオード２２からなるコンバータを示す。
この実施形態において、直流電圧部４０の正負極間には電圧平滑用コンデンサ４１が接続されている。直流電源５０は交流電源電圧をダイオードブリッジにより整流して直流電圧を得ているため、整流によるリプル分を平滑化するために電圧平滑用コンデンサ４１が必要となる。通常、この用途には体積当たりの容量の大きい電解コンデンサが用いられることが多く、電解コンデンサは一般に容量が大きいことから、例えば交流電源が停電した場合に、蓄積した電荷によって負荷へ電力を供給するという機能も担っている。 Next, FIG. 6 is a block diagram of a seventh embodiment of the present invention corresponding to claim 8. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same components as those of the above-described embodiments and the prior art of FIG. 13. Reference numeral 20A denotes a converter composed of the semiconductor switching element 21 and the freewheeling diode 22.
In this embodiment, a voltage smoothing capacitor 41 is connected between the positive and negative electrodes of the DC voltage unit 40. Since the DC power supply 50 obtains a DC voltage by rectifying the AC power supply voltage using a diode bridge, the voltage smoothing capacitor 41 is required to smooth the ripple due to the rectification. In general, an electrolytic capacitor having a large capacity per volume is often used for this application. Since the electrolytic capacitor generally has a large capacity, for example, when an AC power supply fails, power is supplied to the load by the accumulated charge. It also has the function of

一方、コンバータ２０Ａの出力端子の正負極間には、スナバコンデンサ２８が接続されている。このスナバコンデンサ２８は、コンバータ２０Ａのスイッチング動作と配線インダクタンスの影響により、コンバータ２０Ａを構成するスイッチング素子２１に過大な電圧が印加されるのを防ぐために設けられている。通常、この用途には、高周波特性が良好なフィルムコンデンサやＱＰコンデンサ等が用いられる。   On the other hand, a snubber capacitor 28 is connected between the positive and negative electrodes of the output terminal of the converter 20A. The snubber capacitor 28 is provided to prevent an excessive voltage from being applied to the switching element 21 constituting the converter 20A due to the switching operation of the converter 20A and the influence of wiring inductance. Usually, a film capacitor or a QP capacitor having a good high frequency characteristic is used for this purpose.

なお、発電機１０及びコンバータ２０Ａが発電動作をしており、すなわちコンバータ２０Ａから直流電圧部４０に連続的に電流が流れている状態では、コンバータ２０Ａと直流電圧部４０との間に設けられたダイオード７０Ｐ，７０Ｎが導通し、電圧平滑用コンデンサ４１とスナバコンデンサ２８の電圧は等しくなる。
このような構成とすることにより、コンバータ２０Ａの上下アームが誤動作によって同時にオン状態となった場合でも、スイッチング素子２１が過電流により過熱して瞬時に破壊することを防止することができる。すなわち、通常のコンバータのように直流出力端子の正負極間に大容量の電圧平滑用コンデンサが接続されている場合には、コンバータの上下アームが同時にオンすると電圧平滑用コンデンサが短絡されるため、スイッチング素子に瞬時に過電流が流れて過熱し、破壊に至る。 It should be noted that the generator 10 and the converter 20A are generating electric power, that is, provided in a state where current is continuously flowing from the converter 20A to the DC voltage unit 40, provided between the converter 20A and the DC voltage unit 40. The diodes 70P and 70N are conducted, and the voltages of the voltage smoothing capacitor 41 and the snubber capacitor 28 become equal.
By adopting such a configuration, even when the upper and lower arms of the converter 20A are simultaneously turned on due to a malfunction, it is possible to prevent the switching element 21 from being overheated by an overcurrent and being instantaneously destroyed. That is, when a large-capacity voltage smoothing capacitor is connected between the positive and negative electrodes of the DC output terminal as in a normal converter, the voltage smoothing capacitor is short-circuited when the upper and lower arms of the converter are simultaneously turned on. Overcurrent instantly flows through the switching element, causing overheating and destruction.

しかし、本実施形態ではコンバータ２０Ａの上下アームが同時にオンしても、短絡されるのは小容量のスナバコンデンサ２８のみであり、大容量の電圧平滑用コンデンサ４１はダイオード７０Ｐ，７０Ｎによって遮断されるため、コンバータ２０Ａのスイッチング素子２１に過電流が流れることはない。
このように本実施形態によれば、コンバータ２０Ａの上下アームが同時にオン状態となっても瞬時にスイッチング素子２１の破壊に至らないため、システムの信頼性を高めることができる。 However, in this embodiment, even if the upper and lower arms of the converter 20A are turned on simultaneously, only the small-capacity snubber capacitor 28 is short-circuited, and the large-capacity voltage smoothing capacitor 41 is blocked by the diodes 70P and 70N. Therefore, no overcurrent flows through the switching element 21 of the converter 20A.
As described above, according to the present embodiment, even if the upper and lower arms of the converter 20A are simultaneously turned on, the switching element 21 is not instantaneously destroyed, so that the reliability of the system can be improved.

図７は、請求項９に対応する本発明の第８実施形態の構成図である。
この実施形態における電力システムの主回路の構成は図６と同一であり、本実施形態ではコンバータ２０Ａの制御回路９０に特徴がある。
制御回路９０は、発電機電流または発電量（発電電力）制御部９１と、過電圧判定部９２とを備えている。発電機電流または発電量制御部９１は、コンバータ２０Ａの出力電圧検出値を入力し、これが目標値を維持するような発電機１０の電流または発電量を計算し、発電機１０がこの発電量または電流を出力するようにコンバータ２０Ａを制御する。
一方、過電圧判定部９２は、直流電圧部４０（電圧平滑用コンデンサ４１）の電圧検出値が規定値以上となった場合に過電圧を判定する。そして、過電圧を判定した場合には、コンバータ２０Ａの運転を停止して発電動作を停止する等の処理が行われる。 FIG. 7 is a configuration diagram of an eighth embodiment of the present invention corresponding to the ninth aspect.
The configuration of the main circuit of the power system in this embodiment is the same as that in FIG. 6, and this embodiment is characterized by the control circuit 90 of the converter 20A.
The control circuit 90 includes a generator current or power generation amount (generated power) control unit 91 and an overvoltage determination unit 92. The generator current or power generation amount control unit 91 receives the output voltage detection value of the converter 20A, calculates the current or power generation amount of the generator 10 such that it maintains the target value, and the generator 10 Converter 20A is controlled so as to output a current.
On the other hand, the overvoltage determination unit 92 determines an overvoltage when the voltage detection value of the DC voltage unit 40 (voltage smoothing capacitor 41) is equal to or greater than a specified value. When the overvoltage is determined, processing such as stopping the operation of converter 20A and stopping the power generation operation is performed.

ここで、発電機電流または発電量制御部９１がコンバータ２０Ａの出力端子電圧に基づいて制御を行い、過電圧判定部９２が直流電圧部４０の電圧に基づいて制御を行っているのは、次のような理由による。
まず、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎの作用により、コンバータ２０Ａの出力端子電圧よりも直流電圧部４０の電圧が低くなることがあるが、その逆はあり得ない。よって、仮に発電機電流または発電量制御部９１が直流電圧部４０の電圧に基づいて制御を行うと、直流電圧部４０の電圧が目標値よりも高くなった場合に、当該電圧を下げるために発電量を負、つまりコンバータ２０Ａ側から発電機１０へ電力を送るような発電量ないし発電機電流の指令値を設定してしまう。しかし、この場合、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎの作用によって直流電圧部４０からコンバータ２０Ａには電力を供給できないため、スナバコンデンサ２８のみから発電機１０へ電力を供給しようとする。しかし、スナバコンデンサ２８の容量は本来小さいため、その電圧が急激に低下し、コンバータ２０Ａの動作を正しく維持できなくなる。 Here, the generator current or power generation amount control unit 91 performs control based on the output terminal voltage of the converter 20A, and the overvoltage determination unit 92 performs control based on the voltage of the DC voltage unit 40. For reasons like this.
First, the voltage of the DC voltage unit 40 may be lower than the output terminal voltage of the converter 20A due to the action of the diodes 70P and 70N, but the reverse is not possible. Therefore, if the generator current or power generation amount control unit 91 performs control based on the voltage of the DC voltage unit 40, in order to reduce the voltage when the voltage of the DC voltage unit 40 becomes higher than the target value, The power generation amount is negative, that is, the power generation amount or the command value of the generator current is set such that power is sent from the converter 20A side to the generator 10. However, in this case, since power cannot be supplied from the DC voltage unit 40 to the converter 20A due to the action of the diodes 70P and 70N, power is supplied to the generator 10 only from the snubber capacitor 28. However, since the capacity of the snubber capacitor 28 is inherently small, the voltage drops rapidly and the operation of the converter 20A cannot be properly maintained.

上記の不都合を回避するためには、図７に示すようにコンバータ２０Ａの出力端子電圧に基づいて発電量を制御すればよい。これにより、スナバコンデンサ２８の電圧は目標値に維持され、かつ、直流電圧部４０の電圧が一時的に上昇した場合でも負荷３０や制御回路９０が電力を消費することによって電圧は徐々に低下し、やがてスナバコンデンサ２８の電圧に一致することになる。   In order to avoid the above inconvenience, the power generation amount may be controlled based on the output terminal voltage of the converter 20A as shown in FIG. As a result, the voltage of the snubber capacitor 28 is maintained at the target value, and even when the voltage of the DC voltage unit 40 temporarily increases, the voltage gradually decreases as the load 30 and the control circuit 90 consume power. Eventually, it matches the voltage of the snubber capacitor 28.

一方、過電圧の判定をコンバータ２０Ａの出力端子電圧に基づいて行うと、直流電圧部４０の電圧だけが高くなってもこれを検知できず、最悪の場合には過電圧となって電圧平滑用コンデンサ４１や直流電源５０内のダイオードブリッジを破壊してしまう。過電圧の判定を直流電圧部４０の電圧に基づいて行えば、この問題は解決可能である。   On the other hand, if the determination of the overvoltage is made based on the output terminal voltage of the converter 20A, even if only the voltage of the DC voltage unit 40 becomes high, this cannot be detected. Otherwise, the diode bridge in the DC power supply 50 is destroyed. If the determination of the overvoltage is performed based on the voltage of the DC voltage unit 40, this problem can be solved.

なお、図８は前記発電機電流または発電量制御部９１の構成を示すブロック図である。 すなわち、検出された電圧の目標値に対する偏差を加算器９１１により計算し、これを調節器９１２に入力すると共に、調節器９１２の出力をコンバータ２０Ａへの指令値（発電機電流指令値または発電量指令値）とし、コンバータ２０Ａはこの指令値に従って発電機１０を制御し、コンバータ２０Ａの出力端子に直流電流を発生させる。加算器９１３により上記直流電流から直流負荷電流を差し引いたものがスナバコンデンサ２８に流入し、スナバコンデンサ２８の電圧を変化させる。なお、９１４はコンバータ２０Ａの出力電圧検出値（スナバコンデンサ２８の電圧検出値）からノイズ成分を除去するノイズ除去フィルタであり、このフィルタ９１４を介した電圧検出値が前記加算器９１１に入力される。   FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the generator current or power generation amount control unit 91. That is, the deviation of the detected voltage from the target value is calculated by the adder 911, and this is input to the adjuster 912, and the output of the adjuster 912 is used as a command value (generator current command value or power generation amount) to the converter 20A. The converter 20A controls the generator 10 according to the command value, and generates a direct current at the output terminal of the converter 20A. The adder 913 subtracts the DC load current from the DC current flows into the snubber capacitor 28 and changes the voltage of the snubber capacitor 28. Reference numeral 914 denotes a noise removal filter that removes a noise component from the output voltage detection value of the converter 20A (voltage detection value of the snubber capacitor 28), and the voltage detection value via the filter 914 is input to the adder 911. .

ここで、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎが導通している場合と非導通の場合とでは、コンデンサのゲインが大きく異なる点に注意が必要である。
すなわち、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎが導通している場合には、コンバータ２０Ａ側から見たコンデンサ容量は電圧平滑用コンデンサ４１を含む大容量である一方、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎが非導通（直流電圧部４０の電圧＞コンバータ２０Ａの出力端子電圧）の場合には、コンバータ２０Ａ側から見たコンデンサ容量はスナバコンデンサ２８のみで小容量となる。 Here, it should be noted that the gain of the capacitor is greatly different between the case where the diodes 70P and 70N are conducting and the case where they are not conducting.
That is, when the diodes 70P and 70N are conducting, the capacitor capacity viewed from the converter 20A side is a large capacity including the voltage smoothing capacitor 41, while the diodes 70P and 70N are non-conducting (the DC voltage unit 40 If voltage> output terminal voltage of the converter 20A), the capacitor capacity seen from the converter 20A side is a small capacity only by the snubber capacitor 28.

従って、コンバータ２０Ａが出力する同じ直流電流に対するコンバータ２０Ａの出力端子電圧の変動は、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎの導通時には小さく、非導通時には大きい。
これは、コンデンサのゲインが前者では小さく、後者では大きいと言い換えることができる。すなわち、導通時に合わせて調節器９１２のゲインを設定しておくと、非導通時に制御系が不安定となる。
上記の問題を回避するには、例えばダイオード７０Ｐ，７０Ｎの導通状態を何らかの方法で検知するか、あるいは、直接的に直流電圧部４０の電圧とコンバータ２０Ａの出力端子電圧とを比較し、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎが非導通である場合には調節器９１２のゲインを下げる等の手段を講じればよい。 Therefore, the fluctuation of the output terminal voltage of the converter 20A with respect to the same DC current output by the converter 20A is small when the diodes 70P and 70N are conductive, and is large when the diodes 70P and 70N are nonconductive.
In other words, the gain of the capacitor is small in the former and large in the latter. That is, if the gain of the adjuster 912 is set in accordance with the conduction, the control system becomes unstable during the non-conduction.
In order to avoid the above problem, for example, the conduction state of the diodes 70P and 70N is detected by some method, or the voltage of the DC voltage unit 40 and the output terminal voltage of the converter 20A are directly compared to determine the diode 70P. , 70N is non-conductive, a measure such as lowering the gain of the regulator 912 may be taken.

次いで、図９は請求項１０に対応する本発明の第９実施形態の構成図であり、図１０は図９における制御回路９０Ａ内の発電機電流または発電量制御部９１Ａの構成を示すブロック図である。
この実施形態では、直流電圧部４０の電圧のみを検出し、この電圧検出値を発電機電流または発電量の制御と過電圧判定の両方に用いる。これにより、電圧検出器が単一で済むため、低コスト化とシステムの簡素化を図ることができる。 Next, FIG. 9 is a configuration diagram of a ninth embodiment of the present invention corresponding to claim 10, and FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the generator current or power generation amount control unit 91A in the control circuit 90A in FIG. It is.
In this embodiment, only the voltage of the DC voltage unit 40 is detected, and this voltage detection value is used for both control of the generator current or power generation amount and overvoltage determination. Thereby, since a single voltage detector is sufficient, cost reduction and simplification of the system can be achieved.

この実施形態の動作として、過電圧判定部９２の動作は第８実施形態と同様であるが、発電機電流または発電量制御部９１Ａの動作が異なっている。
本実施形態では、直流電圧部４０の電圧検出値を発電機電流または発電量の制御に用いているので、前述したように直流電圧部４０の電圧が目標値よりも高くなった場合に問題が生じる。この問題の対策としては、発電機１０が常に発電を行い、コンバータ２０Ａから直流電圧部４０に電力を供給することにより、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎが常時導通状態となるようにすればよい。そのためには、図１０に示すごとく、調節器９１２が出力する発電量指令値が常にゼロ以上（非負）となるような発電量下限値リミッタ９１５を設ければよい。また、調節器９１２の出力が発電機電流指令値である場合には、結果として得られる発電量が非負となるような電流指令値を設定すればよい。 As the operation of this embodiment, the operation of the overvoltage determination unit 92 is the same as that of the eighth embodiment, but the operation of the generator current or the power generation amount control unit 91A is different.
In this embodiment, since the voltage detection value of the DC voltage unit 40 is used for controlling the generator current or the amount of power generation, as described above, there is a problem when the voltage of the DC voltage unit 40 becomes higher than the target value. Arise. As a countermeasure against this problem, the generator 10 always generates power and supplies power to the DC voltage unit 40 from the converter 20A so that the diodes 70P and 70N are always in a conductive state. For that purpose, as shown in FIG. 10, a power generation amount lower limiter 915 may be provided so that the power generation command value output from the regulator 912 is always zero or more (non-negative). Further, when the output of the regulator 912 is a generator current command value, a current command value may be set such that the resulting power generation amount is non-negative.

上記のように構成することにより、コンバータ２０Ａの出力端子電圧（スナバコンデンサ２８の電圧）が直流電圧部４０の電圧よりも継続的に低くなることがなくなるため、前述したような制御上の問題は解決する。   By configuring as described above, the output terminal voltage of the converter 20A (the voltage of the snubber capacitor 28) is not continuously lower than the voltage of the DC voltage unit 40. Resolve.

なお、直流負荷３０が無負荷であって発電量が正である場合には、コンバータ２０Ａから直流電圧部４０に送られた電力は消費されないため、電圧平滑用コンデンサ４１の電圧が上昇し続けてしまう。このことを図１０に照らしてみれば、「直流負荷電流」がゼロであってコンバータ２０Ａが出力する直流電流が正の場合には、積分要素である電圧平滑用コンデンサ４１の電圧が上昇し続ける、と解釈することができる。   When the DC load 30 is unloaded and the amount of power generation is positive, the power sent from the converter 20A to the DC voltage unit 40 is not consumed, so the voltage of the voltage smoothing capacitor 41 continues to rise. End up. In light of this, when the “DC load current” is zero and the DC current output from the converter 20A is positive, the voltage of the voltage smoothing capacitor 41, which is an integral element, continues to rise. , Can be interpreted.

この場合、直流電圧部４０の過電圧はいずれは過電圧判定部９２によって判定されるため、その時点でコンバータ２０Ａの運転を停止させることによって問題は解決する。ただし、過電圧判定部９２における過電圧判定レベルに至る前に直流電圧部４０の電圧上昇を止めたい場合には、もう一つ別の過電圧判定レベルを設けておき、直流電圧部４０の電圧検出値がこの過電圧判定レベルに至った場合にコンバータ２０Ａの運転を停止するようにすればよい。
なお、直流負荷３０の最低消費電力が決まっており、かつ発電量の下限値をこの最低消費電力未満に設定しておく場合には、上記のような問題は生じない。 In this case, since the overvoltage of the DC voltage unit 40 is determined by the overvoltage determination unit 92, the problem is solved by stopping the operation of the converter 20A at that time. However, when it is desired to stop the voltage rise of the DC voltage unit 40 before reaching the overvoltage determination level in the overvoltage determination unit 92, another overvoltage determination level is provided so that the voltage detection value of the DC voltage unit 40 is When the overvoltage determination level is reached, the operation of the converter 20A may be stopped.
Note that when the minimum power consumption of the DC load 30 is determined and the lower limit value of the power generation amount is set to be less than the minimum power consumption, the above problem does not occur.

次に、図１１は請求項１１に対応する本発明の第１０実施形態を示す構成図である。
この実施形態では、電圧平滑用コンデンサ４１のみがコンバータ２０Ａの出力端子の正負極間に接続されている。
本実施形態によれば、通常の構成において必要となる交流電源投入時の突入電流抑制回路が不要となる。すなわち、交流電源を整流する直流電源５０内のダイオードブリッジの出力端子には、通常は大容量の電圧平滑用コンデンサが接続される。この場合、交流電源を投入した際に交流電源から電圧平滑用コンデンサに過電流が突入するのを防止するため、ダイオードブリッジと電圧平滑用コンデンサとの間に突入電流抑制回路が挿入される。この突入電流抑制回路は、例えば、抵抗と、充電完了後に抵抗を短絡するためのスイッチング素子とによって構成されている。 Next, FIG. 11 is a block diagram showing a tenth embodiment of the present invention corresponding to claim 11.
In this embodiment, only the voltage smoothing capacitor 41 is connected between the positive and negative electrodes of the output terminal of the converter 20A.
According to the present embodiment, an inrush current suppressing circuit at the time of turning on an AC power source that is necessary in a normal configuration is not necessary. That is, a large-capacity voltage smoothing capacitor is usually connected to the output terminal of the diode bridge in the DC power supply 50 that rectifies the AC power supply. In this case, an inrush current suppression circuit is inserted between the diode bridge and the voltage smoothing capacitor in order to prevent an overcurrent from entering the voltage smoothing capacitor from the AC power source when the AC power supply is turned on. This inrush current suppression circuit is configured by, for example, a resistor and a switching element for short-circuiting the resistor after completion of charging.

一方、図１１に示す構成であれば、電圧平滑用コンデンサ４１がダイオード７０Ｐ，７０Ｎよりもコンバータ２０Ａ側に接続されるため、交流電源を投入してもダイオード７０Ｐ，７０Ｎの作用によってコンデンサ４１に突入電流が流入することがない。よって、突入電流抑制回路も不要となる。   On the other hand, in the configuration shown in FIG. 11, the voltage smoothing capacitor 41 is connected to the converter 20A side with respect to the diodes 70P and 70N. Therefore, even if the AC power is turned on, the diodes 70P and 70N rush into the capacitor 41. Current does not flow in. Therefore, an inrush current suppression circuit is also unnecessary.

上記のように本実施形態によれば、突入電流抑制回路が不要となるため、装置の小型化、低コスト化、及び故障可能性のある部品の低減による信頼性向上が可能となる。
なお、本実施形態において、過電圧判定、発電機電流または発電量制御に用いる電圧検出値としては、何れもコンバータ２０Ａの出力端子電圧検出値を用いればよく、ダイオード７０Ｐ，７０Ｎの導通／遮断によって制御系の安定性が大きく変化することもない。 As described above, according to the present embodiment, since an inrush current suppression circuit is not required, it is possible to improve the reliability by reducing the size and cost of the device and reducing the number of parts that may fail.
In the present embodiment, as the voltage detection value used for overvoltage determination, generator current or power generation amount control, the output terminal voltage detection value of converter 20A may be used, and control is performed by conduction / cutoff of diodes 70P and 70N. The stability of the system does not change significantly.

なお、上述した各実施形態では、発電機１０として三相交流機、コンバータ２０または２０Ａとして三相コンバータを用いる場合を中心に説明したが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
例えば、発電機として直流機を用い、コンバータとしてチョッパ回路を用いる場合にも本発明を適用可能である。また、発電機として交流機を用いる場合にも、その相数は任意であり、更に、発電機に応じたコンバータの相数やその構成についても、発電機の出力を電力変換して直流を出力するものであれば、特に限定されるものではない。 In each of the above-described embodiments, the case where a three-phase converter is used as the generator 10 and a three-phase converter is used as the converter 20 or 20A has been mainly described. However, the present invention is not limited to these.
For example, the present invention can be applied to a case where a DC machine is used as a generator and a chopper circuit is used as a converter. In addition, when an AC generator is used as a generator, the number of phases is arbitrary, and the number of phases and the configuration of the converter corresponding to the generator are also converted into power and output DC. There is no particular limitation as long as it does.

本発明の第１実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態の主要部を示す構成図である。It is a block diagram which shows the principal part of 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 8th Embodiment of this invention. 図７における主要部の構成図である。It is a block diagram of the principal part in FIG. 本発明の第９実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 9th Embodiment of this invention. 図９における主要部の構成図である。It is a block diagram of the principal part in FIG. 本発明の第１０実施形態の主要部を示す構成図である。It is a block diagram which shows the principal part of 10th Embodiment of this invention. 従来技術を示す構成図である。It is a block diagram which shows a prior art. 図１２における主要部の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the principal part in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０：発電機
２０，２０Ａ：コンバータ
２５，２６：制御回路
２５Ａ：電源線
２７：安定化回路
２８：スナバコンデンサ
３０：負荷
４０：直流電圧部
４１：電圧平滑用コンデンサ
５０：直流電源
６０Ｐ，６０Ｎ；直流母線
７０Ｐ，７０Ｎ，８０Ｐ，８０Ｎ：ダイオード
９０，９０Ａ：制御回路
９１，９１Ａ：発電機電流または発電量制御部
９１１，９１３：加算器
９１２：調節器
９１４：ノイズ除去フィルタ
９１５：発電量下限値リミッタ
９２：過電圧判定部 10: Generator 20, 20A: Converter 25, 26: Control circuit 25A: Power supply line 27: Stabilization circuit 28: Snubber capacitor 30: Load 40: DC voltage section 41: Voltage smoothing capacitor 50: DC power supply 60P, 60N; DC bus 70P, 70N, 80P, 80N: diode 90, 90A: control circuit 91, 91A: generator current or power generation amount control unit 911, 913: adder 912: regulator 914: noise elimination filter 915: power generation lower limit Limiter 92: Overvoltage determination unit

Claims (11)

発電機と、この発電機による発電電力を直流電力に変換するコンバータと、このコンバータの出力側に直流電圧部を介して接続された直流電源と、前記直流電圧部に接続された負荷とを備えた電源システムにおいて、
前記コンバータと直流電圧部との間の正側直流母線または負側直流母線の少なくとも一方に、前記コンバータから前記直流電圧部に電力を供給する方向にダイオードを接続したことを特徴とする電力システム。 A generator, a converter that converts the power generated by the generator into DC power, a DC power source connected to the output side of the converter via a DC voltage unit, and a load connected to the DC voltage unit In the power system
A power system, wherein a diode is connected to at least one of a positive DC bus or a negative DC bus between the converter and a DC voltage unit in a direction in which power is supplied from the converter to the DC voltage unit. 発電機と、この発電機による発電電力を直流電力に変換するコンバータと、このコンバータの出力側に直流電圧部を介して接続された直流電源と、前記直流電圧部に接続された負荷とを備えた電源システムにおいて、
前記直流電源と直流電圧部との間の正側直流母線または負側直流母線の少なくとも一方に、前記直流電源から前記直流電圧部に電力を供給する方向にダイオードを接続したことを特徴とする電力システム。 A generator, a converter that converts the power generated by the generator into DC power, a DC power source connected to the output side of the converter via a DC voltage unit, and a load connected to the DC voltage unit In the power system
A power is characterized in that a diode is connected to at least one of a positive side DC bus or a negative side DC bus between the DC power source and the DC voltage unit in a direction to supply power from the DC power source to the DC voltage unit. system. 発電機と、この発電機による発電電力を直流電力に変換するコンバータと、このコンバータの出力側に直流電圧部を介して接続された直流電源と、前記直流電圧部に接続された負荷とを備えた電源システムにおいて、
前記コンバータと直流電圧部との間の正側直流母線または負側直流母線の少なくとも一方に、前記コンバータから前記直流電圧部に電力を供給する方向にダイオードを接続し、かつ、前記直流電源と直流電圧部との間の正側直流母線または負側直流母線の少なくとも一方に、前記直流電源から前記直流電圧部に電力を供給する方向にダイオードを接続したことを特徴とする電力システム。 A generator, a converter that converts the power generated by the generator into DC power, a DC power source connected to the output side of the converter via a DC voltage unit, and a load connected to the DC voltage unit In the power system
A diode is connected to at least one of a positive DC bus or a negative DC bus between the converter and the DC voltage unit in a direction to supply power from the converter to the DC voltage unit, and the DC power source and the DC A power system, wherein a diode is connected to at least one of a positive DC bus or a negative DC bus connected to a voltage unit in a direction in which power is supplied from the DC power source to the DC voltage unit. 請求項１または３に記載した電力システムにおいて、
前記発電機は、電磁石または永久磁石からなる界磁手段を備えていることを特徴とする電力システム。 In the electric power system according to claim 1 or 3,
The electric power system, wherein the generator includes a field means made of an electromagnet or a permanent magnet. 請求項４に記載した電力システムにおいて、
前記発電機の回転により発生する無負荷誘起電圧により、前記コンバータの直流出力側に接続されたコンデンサを前記コンバータ内の還流ダイオードを介して充電することを特徴とする電力システム。 The power system according to claim 4, wherein
A power system, wherein a capacitor connected to a DC output side of the converter is charged via a free-wheeling diode in the converter by a no-load induced voltage generated by rotation of the generator. 請求項１〜５の何れか１項に記載した電力システムにおいて、
前記コンバータの制御回路の電源を前記直流電圧部から供給することを特徴とする電力システム。 In the electric power system according to any one of claims 1 to 5,
A power system characterized in that a power source for a control circuit of the converter is supplied from the DC voltage unit. 請求項６に記載した電力システムにおいて、
前記制御回路の電源を、前記直流電圧部の直流電圧を所定電圧に変換する安定化回路を介して供給することを特徴とする電力システム。 The power system according to claim 6, wherein
The power system, wherein the power supply of the control circuit is supplied through a stabilization circuit that converts a DC voltage of the DC voltage unit into a predetermined voltage. 請求項１に記載した電力システムにおいて、
前記コンバータの出力端子の正負極間にスナバコンデンサを接続し、かつ、前記直流電圧部の正負極間に電圧平滑用コンデンサを接続したことを特徴とする電力システム。 The power system according to claim 1,
A power system comprising a snubber capacitor connected between the positive and negative electrodes of the output terminal of the converter, and a voltage smoothing capacitor connected between the positive and negative electrodes of the DC voltage unit. 請求項８に記載した電力システムにおいて、
前記直流電圧部の電圧に基づいて過電圧の判定を行い、かつ、前記コンバータの直流出力電圧に基づいて前記発電機の電流または発電量を制御する制御回路を備えたことを特徴とする電力システム。 The power system according to claim 8, wherein
An electric power system comprising: a control circuit that determines an overvoltage based on a voltage of the DC voltage unit and controls a current or an amount of power generation of the generator based on a DC output voltage of the converter. 請求項８に記載した電力システムにおいて、
前記直流電圧部の直流電圧に基づいて、過電圧の判定、及び、前記発電機の電流または発電量の制御を行うと共に、前記発電量が負にならないように前記コンバータを制御する制御回路を備えたことを特徴とする電力システム。 The power system according to claim 8, wherein
Based on the direct-current voltage of the direct-current voltage unit, an overvoltage is determined, and the generator current or power generation amount is controlled, and a control circuit that controls the converter so that the power generation amount does not become negative is provided. A power system characterized by that. 請求項１に記載した電力システムにおいて、
前記コンバータの出力端子の正負極間に、電圧平滑用コンデンサを接続したことを特徴とする電力システム。 The power system according to claim 1,
A power system comprising a voltage smoothing capacitor connected between the positive and negative electrodes of the output terminal of the converter.
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