專利名稱：逆變器式發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種逆變器式發(fā)電機(jī)，其在發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)連接逆變器部，將連接到該逆變器部的平滑濾波器的輸出串聯(lián)連接，即進(jìn)行所謂的單相三線式供電。
背景技術(shù)：
一直以來，在發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)連接逆變器部，以預(yù)定的頻率進(jìn)行預(yù)定交流電壓的供電。并且，進(jìn)而將多臺逆變器部的輸出并聯(lián)連接，提供給負(fù)荷。在像這樣并聯(lián)連接逆變器部的情況下，例如將兩臺逆變器部的輸出電壓控制為相同。此外，在這種情況下，如果兩臺逆變器部的輸出頻率產(chǎn)生偏差，則在兩臺逆變器部之間分擔(dān)的有效功率產(chǎn)生差異。并且，如果輸出電壓產(chǎn)生偏差，則發(fā)生無效功率在逆變器部之間循環(huán)流動的情況。另一方面，在上述控制中，例如采用利用單片機(jī)來進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)，在這種情況下，通過與逆變器部的與輸出電壓或目標(biāo)波形信號對應(yīng)的正弦波交流電壓的相位同步，例如在1周期之間產(chǎn)生1 次中斷，與該中斷對應(yīng)，測量且累計(jì)從逆變器部輸出的輸出電流的瞬間值和逆變器部輸入端的直流電壓等，并演算出上述有效功率和無效功率。并且，與該中斷對應(yīng)，控制輸出頻率(相位)或控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，來進(jìn)行多個逆變器部相互間的信息交換(參照專利文獻(xiàn)1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-286540號公報(bào)在現(xiàn)有的情況下，如上所述，考慮到并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)逆變器部并進(jìn)行符合該運(yùn)轉(zhuǎn)的控制， 但是最近考慮將兩臺逆變器部的輸出串聯(lián)連接等，即進(jìn)行所謂的單相三線式供電。在這種情況下，例如僅在兩臺逆變器部的任意一方的逆變器部連接有較大負(fù)荷等，發(fā)生逆變器部的負(fù)荷不平衡的問題。并且，還將發(fā)生連接到各逆變器部的負(fù)荷的一方為電感性負(fù)荷而另一方為電容性負(fù)荷的問題。對應(yīng)于這種負(fù)荷的性質(zhì)，輸出電壓-輸出電流特性互為不同，但盡管如此期待將輸出電壓-輸出電流特性設(shè)為平緩。并且，一般而言，在連接到供電線的負(fù)荷較小的情況下，考慮到將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速保持為較小狀態(tài)來抑制噪音的產(chǎn)生，但例如在電動機(jī)作為負(fù)荷進(jìn)行連接并啟動的情況下，成為較大的啟動電流流動的形態(tài)，本來應(yīng)該伴隨其啟動使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，但存在發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大變得遲緩的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，即使在連接這種逆變器部的情況下，也能利用單片機(jī)例如使兩臺逆變器部以所期望的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。并且，本發(fā)明的目的尤其在于，高效地對逆變器部的輸出電壓進(jìn)行控制。本發(fā)明涉及逆變器式發(fā)電機(jī)，能夠使在控制電路(單片機(jī))內(nèi)生成的與目標(biāo)波形信號對應(yīng)的正弦交流電壓本身的尤其是振幅對應(yīng)于來自逆變器部的有效功率和無效功率的變化而變化，并控制逆變器部的輸出電壓。即，能夠使振幅發(fā)生變化，滿足振幅=(A+kf-l^Q)。并且，使串聯(lián)連接的例如兩臺逆變器部之間的相位逐漸匹配到運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的相位。進(jìn)而，在這種逆變器式發(fā)電機(jī)中，在輸出功率較小的情況下事先降低發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速而抑制噪音的產(chǎn)生，但在這種低噪音的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在電動機(jī)啟動等情況下，促使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速提早增大。同時，在負(fù)荷電流急劇增大的情況下，防止使用中的多極永磁發(fā)電機(jī)的輸出超過峰值并降低。并且，雖然具備針對構(gòu)成逆變器部的FET的防過熱單元，但隨著周圍溫度的升高， 降低容許溫度范圍或縮短過電流狀態(tài)判定的時間到時間。根據(jù)本發(fā)明，(i)針對負(fù)荷電流的大小的變化、電感性和電容性的負(fù)荷的性質(zhì)之差，也能盡量抑制逆變器部的輸出電壓的變動，(ii)使兩臺逆變器部的輸出電壓的相位之差逐漸一致，(iii)能夠針對在低噪音的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的急劇的負(fù)荷電流的增大，提早增大發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，(iv)能夠在負(fù)荷電流急劇增加時，防止永磁發(fā)電機(jī)的輸出超出峰值并降低，(ν)能夠使針對構(gòu)成逆變器部的FET的溫度保護(hù)對應(yīng)于周圍溫度的變化而變化， 從而在較低的周圍溫度之下，提供比現(xiàn)有的設(shè)備更大的負(fù)荷電流。


圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)。圖2表示對圖1所示的逆變器部之一進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制的結(jié)構(gòu)。圖3表示控制電路(單片機(jī))的處理結(jié)構(gòu)。圖4表示在控制電路(單片機(jī))內(nèi)的處理的執(zhí)行時機(jī)。圖5表示起動無限循環(huán)的流程圖。圖6表示與無限循環(huán)對應(yīng)執(zhí)行的狀態(tài)1至狀態(tài)4的處理內(nèi)容。圖7表示無限循環(huán)的處理內(nèi)容。圖8表示無限循環(huán)的處理內(nèi)容。圖9表示關(guān)于與Sin-itr的值i對應(yīng)的1/128中斷(基準(zhǔn)計(jì)時器中斷)的流程圖。圖10表示關(guān)于邊緣中斷的流程圖。圖11表示關(guān)于21. 7 ImS中斷的流程圖。圖12表示現(xiàn)有的輸出電壓控制方式。圖13表示一般性的輸出電壓-輸出電流特性。圖14表示本發(fā)明所期待的輸出電壓-輸出電流特性。圖15是用于說明兩臺逆變器部相互間的相位同步化的圖。圖16是用于說明兩臺逆變器部相互間的相位同步化的圖。圖17是用于說明在兩臺逆變器部相互間的相位產(chǎn)生差異的情況的圖。
圖18表示現(xiàn)有的用于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速指示的流程圖。圖19表示促使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加時的流程圖。圖20是表示永久磁鐵多極發(fā)電機(jī)(PMA)的輸出功率-輸出電流特性和輸出電壓-輸出電流特性的圖。圖21表示用于過熱保護(hù)的流程圖。附圖標(biāo)記的說明100 逆變器單元200:多極永磁發(fā)電機(jī)300 發(fā)動機(jī)301 發(fā)動機(jī)控制單元(EOT)500:逆變器控制用電源550:功率模式開關(guān)101 逆變器部102 逆變器組件103 整流電路部104 逆變器電路部(H橋)105:電解電容部106 內(nèi)部電壓傳感器(直流母線電壓檢測電路)107 溫度傳感器108 電流傳感器109 平滑濾波部110 控制電路(單片機(jī))112:輸入口部113:輸入口部114:輸出口部115:輸出口部116:輸出電壓檢測部118:低通濾波器119:低通濾波器120:比較放大部121 可變指示部122:電流引起的下垂部123 =PWM 部124 =PWM信號的切斷/通過部125 :H橋式驅(qū)動器150:逆變器控制電源160 旋轉(zhuǎn)指令適配器601:輸出電壓的波形602:目標(biāo)波形信號
605 誤差波形信號
具體實(shí)施例方式圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。 圖中的編號100是逆變器單元、200是多極永磁發(fā)電機(jī)(Parmanent Magnet Alternator-PMA)、300是發(fā)動機(jī)、500是逆變器控制用電源、550作為功率模式開關(guān)表示指示運(yùn)轉(zhuǎn)模式的單元。101是逆變器部、102是逆變器組件、103是整流電路部、104是逆變器電路部(H 橋)、105是電解電容部、106作為內(nèi)部電壓傳感器是構(gòu)成后述的直流母線電壓檢測電路的單元、107是溫度傳感器、108是電流傳感器、109是平滑濾波部、110是作為控制電路由單片機(jī)構(gòu)成的單元、111作為通信線是收發(fā)控制電路IlOA與IlOB之間的信息的單元，150是逆變器控制電源、160作為旋轉(zhuǎn)指令適配器表示指示發(fā)動機(jī)(或發(fā)電機(jī))的旋轉(zhuǎn)的單元。并且，301表示發(fā)動機(jī)控制單元(EOT)。此外，圖示的多極永磁發(fā)電機(jī)200作為永久磁鐵的磁場，在圖示的情況下，雖然圖中不明顯，但具有兩組發(fā)電線圈，各發(fā)電線圈的輸出被提供給分別對應(yīng)的逆變器部101A、101B。并且，逆變器電路部104A的輸出端子和逆變器電路部104B的輸出端子串聯(lián)連接， 輸出端子A、輸出端子B和輸出端子C構(gòu)成為單相三線式。因此，能夠在輸出端子A與輸出端子B之間或在輸出端子B與輸出端子C之間，分別輸出交流電壓V，且能夠在輸出端子A 與輸出端子C之間輸出交流電壓2V。此外，圖中所示的波形600表示來自各逆變器電路部104A、104B的作為輸出部波形的PWM波形，波形601表示上述PWM波形600被平滑濾波部109平滑而成為正弦波的情況的波形。如圖1所示，從具有兩組發(fā)電線圈的多極發(fā)電機(jī)200獲得輸出，分別通過逆變器部 IOlA和IOlB獲得交流輸出之后，將如圖所示的連接成單相三線式的結(jié)構(gòu)作為本發(fā)明的對象。圖2表示對圖1所示的逆變器部之一進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制的結(jié)構(gòu)。此外，在圖2中，省略了圖1所示的通信線111的部分。圖中的標(biāo)記 101、103、104、105、106、108、109、110、200、600、601 與圖 1 對應(yīng)。標(biāo)記112是接收來自電流傳感器108的輸出電流檢測信號并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸入口部。113是接收來自作為內(nèi)部電壓傳感器的直流母線電壓檢測電路106的直流電壓信號(直流母線電壓信號)并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的輸入口部。控制電路110(單片機(jī))生成關(guān)于應(yīng)該從逆變器電路部(H橋)104輸出的交變電壓的目標(biāo)波形信號602，并從進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的輸出口部114輸出上述目標(biāo)波形信號602。并且，控制電路110基于來自逆變器電路部(H橋)104的過電流狀態(tài)等，從輸出口部115輸出停止逆變器電路部(H橋)104等的控制信號(圖示的H橋的停止、運(yùn)轉(zhuǎn)信號)， 并控制后述的PWM信號的切斷/通過控制部124。進(jìn)而，控制電路110將用于根據(jù)基于逆變器電路部(H橋)104的運(yùn)轉(zhuǎn)條件(例如使輸出側(cè)的電壓波形600(或601)暫時性地降低等的運(yùn)轉(zhuǎn)條件)進(jìn)行控制的控制信號向圖示的可變指示部121指示，并控制圖示的“電流引起的下垂部” 122，并控制圖示的來自PWM部123的PWM信號。此外，圖示的107表示反轉(zhuǎn)放大器。圖示的“基于反轉(zhuǎn)放大器的輸出電壓檢測部” 116提取圖示的波形600。該波形600 經(jīng)由低通濾波器(LPF) 118成為正弦波形603 (基本與波形601相同)。另一方面，圖示的目標(biāo)波形信號602也經(jīng)由低通濾波器119成為正弦波形604。兩者的正弦波形604和603通過比較放大部120進(jìn)行比較，誤差波形信號605被引導(dǎo)至上述的“電流引起的下垂部” 122?！半娏饕鸬南麓共俊?122具有限制上述誤差波形信號605的波形達(dá)到頂點(diǎn)的波高限制功能并將信號發(fā)送到圖示的PWM部123。不用說，如上所述，“電流引起的下垂部” 122 進(jìn)行使逆變器的輸出電壓暫時降低等控制以滿足基于逆變器電路部(H橋)104的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，并調(diào)整上述誤差波形信號605的振幅。圖示的PWM部123生成所希望形狀的PWM信號，發(fā)送到圖示的“基于邏輯IC，PWM 信號的切斷/通過(0N/0FF)控制部” 124。上述PWM信號的切斷/通過控制部IM在接收到基于上述的“H橋停止、運(yùn)轉(zhuǎn)信號”的指示之后進(jìn)行PWM信號的切斷/通過控制，對圖示的H橋式驅(qū)動器125提供PWM信號。H橋式驅(qū)動器125基于上述PWM信號，控制逆變器電路部104內(nèi)的各FET。用圖示的波形606和607所示的波形表示控制上述各FET的控制信號 (用PWM信號的波形)。并且，圖示的波形608作為直流母線電壓包含波動。圖3表示控制電路(單片機(jī))的處理結(jié)構(gòu)。并且，圖4表示在控制電路(單片機(jī)) 內(nèi)的執(zhí)行處理的時機(jī)。控制電路110包括主函數(shù)處理部401和中斷處理部402。主函數(shù)處理部401包括第一狀態(tài)處理部4011、第二狀態(tài)處理部4012、第三狀態(tài)處理部4013、第四狀態(tài)處理部4014。 中斷處理部402包括基準(zhǔn)計(jì)時器中斷部4021、其他中斷部4022。上述控制電路110通過主函數(shù)處理部401和中斷處理部402監(jiān)視逆變器部101并控制驅(qū)動電路，同時執(zhí)行必要的處理。如圖4所示，主函數(shù)處理部401在將逆變器部的作為輸出的交流電壓的一個周期進(jìn)行四等分的第一 第四期間，執(zhí)行作為用于分別檢測上述逆變器部的狀態(tài)、輸出并控制的處理的相互不同的第一 第四處理。此外，在本例中設(shè)為在第一 第四期間，分別執(zhí)行第一 第四處理，但也可以在任意的期間執(zhí)行任意的處理。即，可以在第一 第四期間，分別執(zhí)行第一 第四處理中的任意處理。此外，實(shí)際上，為了四等分交流電壓的一個周期，主函數(shù)處理部401利用在通過中斷處理部402的基準(zhǔn)計(jì)時器中斷部4021將交流電壓的一個周期N(本例中N = 128)等分的各個時機(jī)發(fā)生的中斷。即，統(tǒng)計(jì)上述中斷的數(shù)量，該計(jì)數(shù)值為1、32、64、96的情況下，分別
開始第一 第四期間。圖3所示的第一狀態(tài)處理部4011在圖4所示的第一狀態(tài)處理部的期間進(jìn)行處理， 第二狀態(tài)處理部4012在圖4所示的第二狀態(tài)的期間進(jìn)行處理，第三狀態(tài)處理部4013在圖 4所示的第三狀態(tài)的期間進(jìn)行處理，第四狀態(tài)處理部4014在圖4所示的第四狀態(tài)的期間進(jìn)行處理。第一狀態(tài)在基準(zhǔn)計(jì)時器用計(jì)數(shù)器(未圖示)的內(nèi)容Sin-itr的值為“1”時開始， 第二狀態(tài)在上述內(nèi)容Sin-itr的值為“32”時開始，第三狀態(tài)在上述內(nèi)容Sin-itr的值為 “64”時開始，第四狀態(tài)在上述內(nèi)容Sin-itr的值為“96”時開始。并且，上述內(nèi)容反復(fù)從值 “127”經(jīng)由值“0”到值“1”。此外，如圖4所示，上述基準(zhǔn)計(jì)時器用計(jì)數(shù)器(未圖示)的內(nèi)容Sin-itr的更新與輸出電壓的正弦波形同步。圖5、圖6、圖7、圖8表示與上述四種狀態(tài)對應(yīng)的將由控制電路(單片機(jī))執(zhí)行的處理內(nèi)容。此外，圖7和圖8連接表示一個圖。圖5表示起動無限循環(huán)的流程圖。(Si)進(jìn)行初始化。(S2)進(jìn)行啟動準(zhǔn)備。(S3)進(jìn)入無限循環(huán)。圖6表示與無限循環(huán)對應(yīng)執(zhí)行的狀態(tài)1至狀態(tài)4的處理內(nèi)容。在狀態(tài)1的處理中，(S28)將要在圖1所示的逆變器部M(主)IOlA與逆變器部S(從)IOlB之間發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)存儲到寄存器。在上述發(fā)送數(shù)據(jù)中含有由自逆變器輸出的有效功率和無效功率。關(guān)于產(chǎn)生有效功率和無效功率的方式則將在后述進(jìn)行說明。(S29)開始發(fā)送。即向?qū)Ψ降哪孀兤鞑堪l(fā)送在(S28)存儲的發(fā)送數(shù)據(jù)。在狀態(tài)2的處理中，(S30)計(jì)算出針對發(fā)動機(jī)的指令轉(zhuǎn)速。(S31)開始發(fā)送該轉(zhuǎn)速。向圖1所示的發(fā)動機(jī)控制單元(E⑶)301發(fā)送。在狀態(tài)3的處理中，(S32)進(jìn)行逆變器部的故障診斷。(S33)在已經(jīng)成為過電流狀態(tài)的情況下，檢查上述過電流的持續(xù)時間并在規(guī)定時間已到的情況下判定是否需要保護(hù)。(S34)基于圖1所示的溫度傳感器107的傳感數(shù)據(jù)判定是否需要過熱保護(hù)。在狀態(tài)4的處理中，(S35)根據(jù)需要，進(jìn)行調(diào)整使輸出電壓發(fā)生變化等。(S36)就各逆變器部的控制裝置之間的通信，對從對方接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。(S37)如果對方存在異常，則檢測出存在異常的情況。(S38)進(jìn)行變更過電流限幅器的峰值等的調(diào)整。(S39)根據(jù)需要進(jìn)行同步化的處理，以進(jìn)行在兩逆變器部間的頻率(相位)的同步化。圖7和圖8連接為一張圖，是表示兩者中無限循環(huán)的處理內(nèi)容的圖。(S4)檢查是否為狀態(tài)1。(S5)如果是狀態(tài)1，則進(jìn)行圖6所示的狀態(tài)1的處理。(S6)狀態(tài)1的處理結(jié)束時，轉(zhuǎn)移到圖示的狀態(tài)1’。(S7)經(jīng)由在(S4)為“否”或在(S6)進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，檢查是否為狀態(tài)1’。(S8)為狀態(tài)1’的情況下，不做任何處理而直接前進(jìn)到(S9)。(S9)如果上述的計(jì)數(shù)器(Sin-itr的值i)的內(nèi)容的值i已超過“31”，則轉(zhuǎn)移到狀態(tài)2。(SlO)經(jīng)由在(S7)為“否”或在(S9)進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，檢查是否為狀態(tài)2。(Sll)如果是狀態(tài)2，則進(jìn)行圖6所示的狀態(tài)2的處理。(S12)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)2’。
(S13)經(jīng)由在(SlO)為“否”或在(S12)進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，檢查是否為狀態(tài)2’。
(S14)在狀態(tài)2’的情況下，不做任何處理而直接前進(jìn)到(S15)。
(S15)如果i已超過“63”，則轉(zhuǎn)移到狀態(tài)3。
(S16)經(jīng)由在(S13)為“否”或在(S15)進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，檢查是否為狀態(tài)3。
(S17)如果是狀態(tài)3，則進(jìn)行圖6所示的狀態(tài)3的處理。
(S18)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)3’。
(S19)經(jīng)由在(S16)為“否”或在(S18)進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，檢查是否為狀態(tài)3’。
(S20)在狀態(tài)3’的情況下，不做任何處理而直接前進(jìn)到(S21)。
(S21)如果i已超過“95”，則轉(zhuǎn)移到狀態(tài)4。
(S22)經(jīng)由(S19)為“否”或在(S21)進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，檢查是否為狀態(tài)4。
(S23)如果是狀態(tài)4，則進(jìn)行圖6所示的狀態(tài)4的處理。
(S24)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)4’。
(S25)經(jīng)由(S22)為“否”或在(S24)進(jìn)行了轉(zhuǎn)移的情況下，為狀態(tài)4’。
(S26)為狀態(tài)4’的情況下經(jīng)由(S25)，不做任何處理而直接前進(jìn)到(S27)。
(S27)以i小于“32”為條件返回(S4)。如由圖7和圖8判斷，無限循環(huán)與Sin-itr的值i對應(yīng)地，反復(fù)進(jìn)行狀態(tài)1的處理至狀態(tài)4的處理。即在電壓的一個周期(i = 0 i = 127)之間，反復(fù)進(jìn)行各個狀態(tài)的處理。在這里，控制電路(單片機(jī))110示意性地對生成由自逆變器部發(fā)送的有效功率P 的值和無效功率Q的值、進(jìn)而由自逆變器部輸出的輸出電流的值的方式進(jìn)行說明。如上所述，控制電路(單片機(jī))110生成與逆變器電路部101輸出的輸出電壓符合的目標(biāo)波形信號602。并且，如圖4所示，在將逆變器部的輸出電壓的一個周期(S卩、目標(biāo)波形信號602的一個周期)128等分的時刻，由圖3所示的基準(zhǔn)計(jì)時器中斷部4021發(fā)送中斷。由此，控制電路(單片機(jī))110能夠在一個周期對逆變器部的輸出電壓ν sin t 進(jìn)行η次(1 次)取樣，并生成各個時機(jī)的取樣值ν sin (η) 0并且，能夠生成與使上述輸出電壓ν sin ω t的相位只錯開了 π /2的ν cos ω t對應(yīng)的取樣值ν cos (η)。此外，如果逆變器部的輸出電壓被確定，則能夠事先準(zhǔn)備好ν sin (η)，例如將這些值存儲于存儲器上的數(shù)據(jù)表。并且，能夠?qū)?zhǔn)sin-itr的各值i = η的時機(jī)，提取ν sin (η) 禾口 ν cos (η)ο另一方面，如上所述，控制電路(單片機(jī))110如圖2所示，通過電流傳感器108感應(yīng)來自逆變器部101的輸出電流。該感應(yīng)到的輸出電流在圖2所示的輸入口部112轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，每到上述基準(zhǔn)計(jì)時器中斷部4021發(fā)出中斷(1/1 中斷)的中斷時機(jī)，便輸入到控制電路(單片機(jī))110。此外，不用說，來自圖2所示的直流母線電壓檢測電路106的直流母線電壓也通過圖2所示的輸入口部113每到上述中斷時機(jī)便輸入到控制電路(單片機(jī))110。通過圖2所示的輸入口部112依次輸入的輸出電流的值為關(guān)于該輸出電流i的、 在各個取樣的時機(jī)的瞬間值i (η)。概念上，逆變器部的有效功率P為將ν sin (n) Xi (η)
對電壓的一個周期求積分，且在多個周期之間進(jìn)行平均化的值，并且，逆變器的無效功率Q為ν cos (η) X i (η)對電壓的一個周期求積分，且在多個周期之間進(jìn)行平均化的值。并且，來自逆變器部的輸出電流I同理為上述i(n)的一個周期的積分值。在控制電路(單片機(jī))110的中斷，考慮有圖9所示的1/128中斷(基準(zhǔn)計(jì)時器中斷)、圖10所示的邊緣中斷和圖11所示的21. 71ms中斷。圖9表示與上述的Sin-itr的值i對應(yīng)的關(guān)于1/128中斷(基準(zhǔn)計(jì)時器中斷)的流程圖。在圖9中，(S40)賦予Sin-itr的值i的計(jì)數(shù)器從“0”經(jīng)由“ 127”進(jìn)而“0”、“ 1”......地計(jì)數(shù)。(S41)檢查與上述圖6所示的狀態(tài)1至狀態(tài)4對應(yīng)的處理是否正在輸出中。(S42)在(S41)為“否”的情況下，檢查是否為關(guān)于各對應(yīng)狀態(tài)(狀態(tài)1至狀態(tài)4 中的任意狀態(tài))的輸出準(zhǔn)備中。(S43)在(S42)為“是”的情況下，檢查上述值i是否為“0”。上述(S43)為“是” 的情況下，前進(jìn)到(S44)。為“否”的情況下，前進(jìn)到(S45)。(S44)將構(gòu)成逆變器電路部104的H橋設(shè)為接通狀態(tài)。即，設(shè)為逆變器電路部104 能夠發(fā)送輸出的狀態(tài)。(S45) (S40)中的計(jì)數(shù)器的值(即i的值)寄存到D/A寄存器。(S46)上述(S42)為“否”的情況下，即狀態(tài)輸出為待機(jī)狀態(tài)的情況下，檢查在逆變器部內(nèi)是否存在錯誤。(S46)為“是”的情況下前進(jìn)到(S47)；為“否”的情況下，前進(jìn)到 (S48)。(S47)轉(zhuǎn)移到關(guān)于對應(yīng)狀態(tài)的輸出準(zhǔn)備中。(S48)在該(S48)的處理中，判定接通還是斷開存在于圖1所示的整流電路部 103的晶閘管。即根據(jù)該判定結(jié)果接通或斷開晶閘管，而盡量使被圖1所示的內(nèi)部電壓傳感器106感應(yīng)的直流電壓(即從整流電路部103到輸出端的直流電壓)維持為預(yù)定值。(S49)對應(yīng)于上述Sin-itr的值i，生成上述ν sin (η) X i (η)ν cos (η) X i (η)i(n)。并且，用于求出有效功率P、無效功率Q、輸出電流I。(S50)檢查上述Sin-itr的值i是否為“127”。為“是”的情況下前進(jìn)到(S51)。 為“否”的情況下前進(jìn)到(S52)。(S51) (S50)為“是”的情況下，控制電路(單片機(jī))110將來自自逆變器部的輸出電壓的相位(輸出電壓從電平為零遞增無損耗的時機(jī))發(fā)送到另一逆變器部。即，將后述的無損耗時機(jī)信號從高狀態(tài)轉(zhuǎn)換為低狀態(tài)。這種轉(zhuǎn)換經(jīng)由圖1所示的通信線111被發(fā)送至另一逆變器部。(S52) (S50)為“否”的情況下，將上述的無損耗時機(jī)信號轉(zhuǎn)換為高狀態(tài)或維持在高狀態(tài)。
圖10表示關(guān)于邊緣中斷的流程圖。這種邊緣中斷發(fā)生在對應(yīng)于圖9的(S51)處理，檢測到另一逆變器部(對方設(shè)備) 的無損耗時機(jī)信號從高狀態(tài)變?yōu)榈蜖顟B(tài)的時候。(S53)來自對方設(shè)備的無損耗時機(jī)信號從高狀態(tài)變?yōu)榈蜖顟B(tài)時，進(jìn)入該中斷例行程序。(S54)在該中斷例行程序中，保存自逆變器部(自設(shè)備)的Sin-itr的計(jì)數(shù)器值 (i的值)。此外，與該邊緣中斷對應(yīng)的處理用于判斷在圖6所示的狀態(tài)4的處理的(S39)中， 是否進(jìn)行逆變器部相互間的同步化的處理。圖11表示關(guān)于21. 71mS中斷的流程圖。該21. 7ImS中斷與上述的Sin-itr的時機(jī)無關(guān)，與計(jì)數(shù)21. 7ImS的計(jì)時器的計(jì)數(shù)
對應(yīng)地發(fā)生。(S55)檢查逆變器是否處于過電流狀態(tài)。(S56) (S55)為“是”的情況下，過電流計(jì)時器向上計(jì)數(shù)。(S57) (S55)為“否”的情況下，過電流計(jì)時器進(jìn)行倒計(jì)時。(S58)檢查過電流計(jì)時器是否時間到。(S59) (S58)為“是”的情況下，進(jìn)行過電流保護(hù)。即逆變器電路部104的H橋進(jìn)入斷開狀態(tài)(將輸出設(shè)為零的狀態(tài))。(S60):按照由(S58)或(S59)處理的時機(jī)順序進(jìn)行“開關(guān)輸入判定”。即，檢查圖 1的右下所示的功率模式開關(guān)550是接通狀態(tài)還是斷開狀態(tài)。此外，功率模式開關(guān)550接通的狀況下，意味著會有與逆變器部連接的負(fù)荷要求急劇增大電流的情況。該功率模式開關(guān) 550由操作者手動接通或斷開。以下，對逆變器式發(fā)電機(jī)的與輸出電壓對應(yīng)的控制進(jìn)行說明。(A)逆變器部的輸出電壓-輸出電流特性的改善。如上所述，控制電路(單片機(jī))110生成有來自逆變器電路部101的指示所期望的輸出電壓的目標(biāo)波形信號602。在迄今為止的逆變器式發(fā)電機(jī)中，如果設(shè)為來自逆變器部的輸出電壓例如為110 伏，則控制電路(單片機(jī))110進(jìn)行如下的控制將預(yù)定的頻率例如與50Hz的110伏電壓對應(yīng)的正弦波形作為上述602生成，逆變器部輸出上述110伏的與目標(biāo)波形信號602對應(yīng)的輸出電壓。圖12表示現(xiàn)有的輸出電壓控制方式。圖中的標(biāo)記602、116、104、109示意性地表示圖，但分別與圖2所示的部件對應(yīng)?，F(xiàn)有情況下，控制電路(單片機(jī))110生成單一的目標(biāo)波形信號602。并且，來自逆變器電路部104的輸出端的電壓(實(shí)際上為處于PWM的狀態(tài)的相當(dāng)于圖2所示的波形600) 在檢測部116作為輸出電壓被檢測，并與目標(biāo)波形信號602進(jìn)行比較。接著，基于上述比較結(jié)果，控制逆變器電路部104的H橋，以使比較結(jié)果的誤差為零。此外，在圖12所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，檢測部116在圖示的平滑濾波部109的輸入側(cè)檢測電壓的理由如下。S卩，如現(xiàn)有情況，在兩臺逆變器部向并聯(lián)的單一的負(fù)荷供電的情況下，平滑濾波部109的輸出側(cè)的電壓還受到來自另一逆變器部的輸出電壓的限制。因此，即使如圖12所示檢測在平滑濾波部109的輸出側(cè)的電壓并如圖12所示進(jìn)行反饋控制也變得毫無意義。在如圖12所示的結(jié)構(gòu)的情況下，由于通過流入平滑濾波部109的輸出電流產(chǎn)生的位置的、在平滑濾波部109的兩端間產(chǎn)生的電壓量，因而自逆變器部自身的輸出電壓與上述自逆變器部要輸出的輸出電壓不同。即，將目標(biāo)波形信號602所期待的電壓設(shè)為E，將輸出電流設(shè)為I，將平滑濾波部109的電阻設(shè)為Z時，圖12所示的平滑濾波部109的輸出側(cè)的電壓V為V = E-ZI而不是V = E。圖13表示一般的輸出電壓-輸出電流特性?！銇碚f，由于上述ZI，因而平滑濾波部109的輸出側(cè)的電壓V根據(jù)與逆變器部連接的負(fù)荷的性質(zhì)而變得不同。特別是在電容性負(fù)荷與逆變器部連接的情況下，由于上述 ZI，會產(chǎn)生輸出電壓V隨著輸出電流I的增大而上升的情況。圖14表示在本發(fā)明所期待的輸出電壓-輸出電流特性。即，在本發(fā)明的情況下， 不論負(fù)荷是電感性負(fù)荷(L負(fù)荷)、電容性負(fù)荷(C負(fù)荷)還是電阻負(fù)荷(R負(fù)荷)，都能盡量使輸出電壓平緩。為了賦予該圖14所示的輸出電壓-輸出電流特性，在本發(fā)明中，與負(fù)荷的性質(zhì)對應(yīng)地，能夠改變由控制電路(單片機(jī))110生成的目標(biāo)波形信號602提供的正弦波振幅。換句話說，具有與多種振幅對應(yīng)的目標(biāo)波形信號602。即(i)隨著逆變器部所輸出的有效功率變大，提供振幅增加的目標(biāo)波形信號602，(ii)隨著逆變器部所輸出的無效功率變大，提供振幅減少的目標(biāo)波形信號602。用一般公式表示的話振幅(其中，A為相當(dāng)于逆變器部的額定輸出電壓的值，1^1 表示系數(shù)。)實(shí)際上，(振幅)=(電壓係數(shù))XA的情況下作為“電壓系數(shù)” k基于 A+kiP-l^Q = Ak賦予k = l+Ov^P-Gv^Q，在如本發(fā)明的情況的串聯(lián)的逆變器式發(fā)電機(jī)中實(shí)際的h/A、k2/A的值設(shè)定為即使有效功率P、無效功率Q發(fā)生了變化，也能盡量使逆變器部的輸出電壓平緩。并且，控制電路(單片機(jī))110基于實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)期間的演算而得的有效功率P、 無效功率Q來使目標(biāo)波形信號602的正弦波振幅發(fā)生變化。這種變化的正弦波振幅對應(yīng)于每個上述Sin-itr的值i，將電壓的瞬間值記錄于數(shù)據(jù)表中。在與圖2所示的本發(fā)明對應(yīng)的結(jié)構(gòu)中，輸出電壓檢測部116提取來自平滑濾波部 109的輸入端的電壓(波形600)，但在本發(fā)明的情況下，考慮到平滑濾波部109的兩端間的電壓ZI，而準(zhǔn)備好上述目標(biāo)波形信號602，因而現(xiàn)有情況和本發(fā)明的情況不同。特別是即使兩臺逆變器部進(jìn)行串聯(lián)，各負(fù)荷不平衡的情況下，基于各逆變器部的輸出電壓-輸出電流特性如圖14所示。(B)逆變器部相互間的相位同步化。圖15及圖16是用于說明兩臺逆變器部相互間的相位同步化的圖。
圖15的M為兩臺逆變器部101中的一方(主)側(cè)101A，S為其中的另一方(從) 側(cè)101B。圖15中的“用上升后立即下降的形狀表示的”脈沖為用脈沖的形式表示的本發(fā)明所說的無損耗時機(jī)信號從高狀態(tài)轉(zhuǎn)換成低狀態(tài)。關(guān)于該無損耗時機(jī)信號本身將在圖17中明確表示。在圖15中，在輸出電壓的一個周期中，在逆變器部相互之間，至少相互發(fā)送一次自逆變器部的輸出電壓的相位。當(dāng)然，也可以對應(yīng)于多個周期只發(fā)送一次。在圖15中橫軸表示時間，并表示為由從側(cè)逆變器部IOlB發(fā)送脈沖且由主側(cè)逆變器部IOlA發(fā)送脈沖。但是，按照與該順序相反的順序進(jìn)行也一樣。在圖16中，關(guān)于發(fā)送處理，(S61)在從側(cè)逆變器部IOlB的一側(cè)，在內(nèi)部計(jì)數(shù)器(圖9所示的(S40)所示的計(jì)數(shù)器)為值“127”的瞬間發(fā)送脈沖。此外，值“127”為從側(cè)逆變器部IOlB內(nèi)的值。該處理與圖9中的(S51)的處理對應(yīng)。關(guān)于接收處理，(S62)在主側(cè)逆變器部IOlA的一側(cè)，與上述(S61)對應(yīng)的由從側(cè)逆變器部IOlB 的一側(cè)發(fā)送過來的脈沖檢測是在本身的內(nèi)部計(jì)數(shù)器(圖9所示的(S40)所示的計(jì)數(shù)器)的哪個值i的時機(jī)進(jìn)行了接收。(S63)在自逆變器部(主側(cè)逆變器部101A)的值i的時機(jī)和接收的時機(jī)的值i不同的情況下，使主側(cè)逆變器部IOlA的輸出電壓的相位以微小單位(將一個周期的時間作為微小單位量)變化。圖17是用于說明在兩臺逆變器部相互間相位產(chǎn)生差異的情況的圖。在圖17中，(i)表示在A設(shè)備(一方的逆變器部)中，在Sin-itr的值i成為“127”的時機(jī) (中斷時機(jī))，發(fā)生中斷且無損耗時機(jī)信號從高狀態(tài)轉(zhuǎn)換成低狀態(tài)的情況，(ii)表示該A設(shè)備側(cè)的無損耗時機(jī)信號從高狀態(tài)轉(zhuǎn)換成低狀態(tài)的情況，B設(shè)備 (另一方的逆變器部)中在“ 的期間接收了 Sin-itr的值i的情況，(iii)在該B設(shè)備側(cè)，當(dāng)作自設(shè)備的相位滯后，將輸出電壓的一個周期僅縮短 12. 8 μ S。再者如果在“ 127”的期間接收了上述Sin-itr的值的情況下，B設(shè)備的輸出電壓的周期保持為初始設(shè)定值?；Q圖17所示的A設(shè)備的處理和B設(shè)備的處理也一樣，無論哪一種情況，相位都會依次同步化。圖17所示的A設(shè)備側(cè)的處理在上述圖9所示的(S51)執(zhí)行。并且，圖17所示的 B設(shè)備側(cè)的處理在上述圖10所示的(S5!3)執(zhí)行。(C)發(fā)動機(jī)在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下急劇地成為高負(fù)荷的情況的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大化。在逆變器式發(fā)電機(jī)中，例如為了抑制來自發(fā)動機(jī)的噪音，與逆變器部連接的負(fù)荷所要求的有效功率較小的情況下，使發(fā)動機(jī)以較小轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。圖18表示現(xiàn)有的用于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速指示的流程圖。在圖18中，
(S64):計(jì)算從逆變器部輸出的有效功率。(S65)從逆變器部的控制電路(單片機(jī))110向發(fā)動機(jī)控制單元(ECU) 301(參照圖1)指示該轉(zhuǎn)速，以確保從多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA) 200(參照圖1)提供到逆變器部的功率十分充足例如成為極限的轉(zhuǎn)速。此外，在控制電路(單片機(jī))110將當(dāng)前的有效功率復(fù)原并檢索數(shù)據(jù)表，獲得對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。在現(xiàn)有的情況下，由于如圖18所示來確定發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，因而在有效功率較小的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速較小。由此，從多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA)提供到逆變器部的功率也處于較小的狀態(tài)。在這種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在像逆變器部要提供的負(fù)荷急劇地增大這種情況下，會發(fā)生原本應(yīng)該增加的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速遲遲不增加的情況。S卩，在圖18的(S6Q下來自逆變器部的有效功率增大的情況下，下達(dá)使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加的指示。但是，發(fā)動機(jī)在較小的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時，會發(fā)生發(fā)動機(jī)在該狀態(tài)下應(yīng)該輸出的扭矩和從多極發(fā)電機(jī)(PMA)側(cè)所要求的扭矩成為相同的狀態(tài)(所謂發(fā)動機(jī)沒有剩余扭矩)， 會發(fā)生即使指示發(fā)動機(jī)側(cè)使其增加轉(zhuǎn)速，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速也不增加的情況。在本發(fā)明中，為了防止成為這種狀態(tài)，與逆變器部連接的負(fù)荷急劇地成為高負(fù)荷的情況下，使逆變器部輸出的輸出電壓暫時性地降低，來抑制負(fù)荷電流，從而使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增加。進(jìn)一步而言，解除上述的“發(fā)動機(jī)在該狀態(tài)下應(yīng)該輸出的扭矩和從多極發(fā)電機(jī) (PMA)側(cè)所要求的扭矩成為相同的狀態(tài)”的狀態(tài)，暫時降低“從多極發(fā)電機(jī)(PMA)側(cè)所要求的扭矩”，從而生成上述的“剩余扭矩”，而促使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增加。圖19表示促使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加時的流程圖。在圖19中，(S66)控制電路(單片機(jī))110檢查與逆變器部連接的負(fù)荷的狀態(tài)，檢查該負(fù)荷 (當(dāng)前的負(fù)荷)是否與上次的負(fù)荷相比成為高負(fù)荷。為“否”的情況下，返回。(S67)在(S66)為“是”的情況下，控制電路(單片機(jī))110使圖2所示的目標(biāo)波形信號602的振幅降低。(S68)伴隨(S67)的動作，發(fā)動機(jī)將轉(zhuǎn)速的增加從所謂被拘束的狀態(tài)釋放，并增加轉(zhuǎn)速。即，在(S68)中，檢查轉(zhuǎn)速是否變高。為“否”的情況下，返回。(S69) (S68)為“是”的情況下，控制電路(單片機(jī))110使逆變器部的輸出電壓緩慢增大。由此，暫時抑制高負(fù)荷狀態(tài)，使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增加。(D)利用永磁發(fā)電機(jī)時的上述發(fā)電機(jī)中發(fā)生輸出下降狀態(tài)的抑制。在逆變器式發(fā)電機(jī)中，設(shè)有過電流限幅器，以對構(gòu)成逆變器電路部104的H橋的 FET進(jìn)行過熱保護(hù)。但是，為了使過電流限幅器動作，存在使過電流狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時間為條件的情況，也存在暫時性地成為高負(fù)荷狀態(tài)的情況(當(dāng)然，還與過電流電平的設(shè)定值有關(guān))。另一方面，在多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA) 200中，如圖20所示，基于該發(fā)電機(jī)的“輸出功率特性”具有如果超過峰值反而降低的特性。圖20是表示多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA)的輸出功率_輸出電流特性和輸出電壓-輸出電流特性的圖。圖20的橫軸為輸出電流I，縱軸為輸出電壓V或輸出功率P。輸出電壓V隨著輸出電流I的增加而降低(輸出電壓-輸出電流特性)。另一方面，輸出功率P針對輸出電流I呈山型的特性(輸出功率-輸出電流特性)。因此，輸出電流I增大，而超過輸出功率P的峰值時，即在圖20中如果輸出電壓V為下降至Vtl以下的狀態(tài)，對應(yīng)于輸出電流的增加而多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA)的輸出功率減少。由此，以圖20的例來說，需要在對應(yīng)于輸出電流I的增加輸出功率P增加的特性范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。圖1或圖2所示的結(jié)構(gòu)的情況下，來自多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA)的輸出被整流電路部103整流，生成直流母線電壓。不用說，上述直流母線電壓的大小通過對圖2所示的整流電路部103內(nèi)的晶閘管進(jìn)行控制而維持預(yù)定電平，但來自多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA) 200的輸出電壓V超過限度而下降時，直流母線電壓降低。在本發(fā)明中，檢測出上述直流母線電壓降低的情況，從而判斷為多極永磁發(fā)電機(jī) (PMA) 200的輸出電壓V為下降至圖20所示的限度的電壓Vtl以下的情況，并且控制電路(單片機(jī))110故意使來自逆變器部的輸出電壓降低。即，使與逆變器部連接的負(fù)荷電流減小， 從而減少來自多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA) 200的輸出電流I，并使該發(fā)電機(jī)(PMA) 200在“對應(yīng)于輸出電流I的增加輸出功率P增加」的范圍的特性狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，由于如圖2所示，控制電路(單片機(jī))110經(jīng)由直流母線電壓檢測電路106 輸入直流母線電壓，因而能夠如上所述地故意使逆變器部的輸出電壓降低。此外，如圖20所示，多極永磁發(fā)電機(jī)(PMA) 200的上述的輸出電壓-輸出電流特性和上述的輸出功率-輸出電流特性具有隨著周圍溫度的上升，整體性地減少的傾向。(E)與過熱保護(hù)對應(yīng)的設(shè)定。如圖1所示，對應(yīng)于逆變器電路部104設(shè)有溫度傳感器107，以保護(hù)H橋內(nèi)的FET 的過熱狀態(tài)?，F(xiàn)有情況下，就用于該過熱保護(hù)的設(shè)定，通常狀態(tài)下無論通過上述溫度傳感器107 測定的周圍溫度較低的情況還是較高的情況，考慮到負(fù)荷短路而成為過熱狀態(tài)的可能性， 用于過熱保護(hù)的設(shè)定值一般設(shè)定為較低的值。在本發(fā)明中，⑴周圍溫度較低的情況下，將用于過熱保護(hù)的設(shè)定值設(shè)定為稍高的值，且隨著周圍溫度的升高而降低上述設(shè)定值，(ii)進(jìn)而，周圍溫度較低的情況下，檢測逆變器部的負(fù)荷長時間連接過電流狀態(tài)的情況，進(jìn)行過熱保護(hù)，且使得隨著周圍溫度的升高即使縮短該連接時間也能被檢測出。圖21表示用于過熱保護(hù)的流程圖。在圖21中，(S70)通過溫度傳感器107測定周圍溫度。(S71)周圍溫度較低的情況下，將“過電流時間到判定時間”設(shè)為較大，并設(shè)定值 B使得隨著周圍溫度的升高而變小。(S72)校驗(yàn)?zāi)孀兤鞑康妮敵鲭娏魇欠癯^了預(yù)定值。(S73) (S72)為“是”的情況下，計(jì)數(shù)器的值向上計(jì)數(shù)。(S74) (S72)為“否”的情況下，對上述計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行倒計(jì)數(shù)。(S75)檢查計(jì)數(shù)器的值是否超過了上述值B。
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(S76) (S75)為“是”的情況下，斷開逆變器部的輸出。以圖2的結(jié)構(gòu)情況來說， 控制電路(單片機(jī))110經(jīng)由輸出口部115發(fā)送“H橋的停止信號”，并在“基于邏輯IC，PWM 信號的切斷/通過(0N/0FF)部” 124切斷PWM信號。工業(yè)上的可利用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在逆變器式發(fā)電機(jī)中，即使在多個逆變器部之間負(fù)荷不平衡，與負(fù)荷的大小和負(fù)荷的性質(zhì)無關(guān)，都能夠盡可能使各逆變器部的輸出電壓-輸出電流特性變得平緩。
權(quán)利要求
1.一種逆變器式發(fā)電機(jī)，包括發(fā)動機(jī)；由上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)；以及提供由該交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電線圈所感應(yīng)的交流電壓的至少兩臺逆變器部，所述各逆變器部具有對上述所提供的交流電壓進(jìn)行整流生成直流電壓的整流電路部；平滑上述所生成的直流電壓的電容部；被施加平滑后的直流電壓的逆變器電路部；以及對通過該逆變器電路部生成的交變電壓進(jìn)行平滑而獲得正弦波交流電壓的平滑濾波部， 與上述至少兩臺逆變器部對應(yīng)的各上述平滑濾波部的輸出端串聯(lián)連接構(gòu)成， 所述逆變器式發(fā)電機(jī)的特征在于上述逆變器部分別包括內(nèi)部電壓傳感器，其檢測施加到逆變器電路部的上述經(jīng)平滑的直流電壓的大?。浑娏鱾鞲衅?，其檢測從上述逆變器電路部輸出的輸出電流；以及控制電路，其提供上述內(nèi)部電壓傳感器檢測到的直流電壓作為直流母線電壓并提供通過上述電流傳感器檢測到的輸出電流，并且，上述控制電路構(gòu)成為生成相當(dāng)于上述逆變器部要輸出的輸出電壓的多種目標(biāo)波形信號并選擇性地輸出；并且，上述控制電路設(shè)置有比較放大部，其將與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電壓和從上述逆變器部輸出的輸出電壓進(jìn)行比較；PWM部，其生成控制上述逆變器電路部的控制信號， 以消除上述交流電壓與上述輸出電壓間的誤差；以及H橋式驅(qū)動器，其引導(dǎo)來自上述PWM部的控制信號并控制上述逆變器電路部，上述控制電路生成所希望的輸出電壓預(yù)定值、從逆變器部輸出的與有效功率對應(yīng)的值以及從逆變器部輸出的與無效功率對應(yīng)的值；并且，將上述所希望的輸出電壓預(yù)定值加上合成上述有效功率和上述無效功率的值來確定與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電壓的振幅。
2.一種逆變器式發(fā)電機(jī)，包括發(fā)動機(jī)；由上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)；以及提供由該交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電線圈所感應(yīng)的交流電壓的至少兩臺逆變器部，所述各逆變器部具有將所提供的交流電壓進(jìn)行整流生成直流電壓的整流電路部；平滑上述所生成的直流電壓的電容部；施加經(jīng)平滑的直流電壓的逆變器電路部；以及平滑上述逆變器電路部所生成的交變電壓并獲得正弦波交流電壓的平滑濾波部，與上述至少兩臺逆變器部對應(yīng)的各上述平滑濾波部的輸出端串聯(lián)連接構(gòu)成， 所述逆變器式發(fā)電機(jī)的特征在于上述逆變器部分別包括內(nèi)部電壓傳感器，其檢測施加到逆變器電路部的上述經(jīng)平滑的直流電壓的大??；電流傳感器，其檢測從上述逆變器電路部輸出的輸出電流；以及控制電路，其提供上述內(nèi)部電壓傳感器檢測到的直流電壓作為直流母線電壓并提供通過上述電流傳感器檢測到的輸出電流，并且，上述控制電路構(gòu)成為生成相當(dāng)于上述逆變器部要輸出的輸出電壓的多種目標(biāo)波形信號并選擇性地輸出，并且設(shè)置有比較放大部，其將與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電壓和從上述逆變器部輸出的輸出電壓進(jìn)行比較；PWM部，其生成控制上述逆變器電路部的控制信號，以消除上述交流電壓與上述輸出電壓間的誤差；以及H橋式驅(qū)動器，其引導(dǎo)來自上述PWM部的控制信號并控制上述逆變器電路部，在與上述各逆變器部對應(yīng)設(shè)置的各控制電路之間設(shè)有通信線， 各逆變器部的控制電路構(gòu)成為在從自逆變器部輸出的輸出電壓的預(yù)定次數(shù)的周期之間至少有一次將從自逆變器部輸出的輸出電壓的相位通信給另一逆變器部的控制電路，各逆變器部的控制電路構(gòu)成為當(dāng)判定為在從自逆變器部輸出的輸出電壓的相位與由另一逆變器部通知的來自另一逆變器部的輸出電壓的相位之間存在差異時，使自逆變器部一側(cè)的與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電壓的相位以微小單位發(fā)生變化。
3.一種逆變器式發(fā)電機(jī)，包括發(fā)動機(jī)；由上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)；以及提供由上述交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電線圈所感應(yīng)的交流電壓的至少兩臺逆變器部，所述各逆變器部具有整流上述所提供的交流電壓并生成直流電壓的整流電路部；平滑上述所生成的直流電壓的電容部；施加經(jīng)平滑的直流電壓的逆變器電路部；以及平滑上述逆變器電路部生成的交變電壓并獲得正弦波交流電壓的平滑濾波部，與上述至少兩臺逆變器部對應(yīng)的各上述平滑濾波部的輸出端串聯(lián)連接構(gòu)成， 所述逆變器式發(fā)電機(jī)的特征在于上述逆變器部分別包括內(nèi)部電壓傳感器，其檢測施加到逆變器電路部的上述經(jīng)平滑的直流電壓的大??；電流傳感器，其檢測從上述逆變器電路部輸出的輸出電流；以及控制電路，其提供上述內(nèi)部電壓傳感器檢測到的直流電壓作為直流母線電壓并提供通過上述電流傳感器檢測到的輸出電流，并且上述控制電路構(gòu)成為生成相當(dāng)于上述逆變器部要輸出的輸出電壓的多種目標(biāo)波形信號并選擇性地輸出，并且設(shè)置有比較放大部，其將與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電壓和從上述逆變器部輸出的輸出電壓進(jìn)行比較；PWM部，其生成控制上述逆變器電路部的控制信號，以消除上述交流電壓與上述輸出電壓間的誤差；以及H橋式驅(qū)動器，其引導(dǎo)來自上述PWM部的控制信號并控制上述逆變器電路部，上述控制電路判定從逆變器部供電的當(dāng)次的負(fù)荷與上一次取樣的負(fù)荷相比是否增加且成為高負(fù)荷，以滿足該判定結(jié)果的情況作為條件，暫時性地降低與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電源的振幅，在判定為發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增大后，使上述交流電壓的振幅漸漸地增加。
4.一種逆變器式發(fā)電機(jī)，包括發(fā)動機(jī)；由上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)；以及提供由上述交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電線圈所感應(yīng)的交流電壓的至少兩臺逆變器部，所述各逆變器部具有整流上述所提供的交流電壓并生成直流電壓的整流電路部；平滑上述所生成的直流電壓的電容部；施加經(jīng)平滑的直流電壓的逆變器電路部；以及對通過上述逆變器電路部生成的交變電壓進(jìn)行平滑并獲得正弦波交流電壓的平滑濾波部，與上述至少兩臺逆變器部對應(yīng)的各上述平滑濾波部的輸出端串聯(lián)連接構(gòu)成， 所述逆變器式發(fā)電機(jī)的特征在于上述逆變器部分別包括內(nèi)部電壓傳感器，其檢測施加到逆變器電路部的上述經(jīng)平滑的直流電壓的大小；電流傳感器，其檢測從上述逆變器電路部輸出的輸出電流；以及控制電路，其提供通過上述內(nèi)部電壓傳感器檢測到的直流電壓作為直流母線電壓并提供通過上述電流傳感器檢測到的輸出電流，并且，上述控制電路構(gòu)成為生成相當(dāng)于上述逆變器部要輸出的輸出電壓的多種目標(biāo)波形信號并選擇性地輸出，并且設(shè)置有比較放大部，其將與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電壓和從上述逆變器部輸出的輸出電壓進(jìn)行比較；PWM部，其生成控制上述逆變器電路部的控制信號，以消除上述交流電壓與上述輸出電壓間的誤差；以及H橋式驅(qū)動器，其引導(dǎo)來自上述PWM部的控制信號并控制上述逆變器電路部，上述交流發(fā)電機(jī)由永磁發(fā)電機(jī)構(gòu)成，并且，上述控制電路構(gòu)成為當(dāng)被上述內(nèi)部電壓傳感器檢測到的直流母線電壓的大小低于預(yù)定電平時，使與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電壓的振幅暫時性地降低，上述永磁發(fā)電機(jī)對應(yīng)于來自上述逆變器部的輸出電流的增加，在來自上述永磁發(fā)電機(jī)的輸出增加的特性范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。 5. 一種逆變器式發(fā)電機(jī)，包括發(fā)動機(jī)；由上述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)；提供由上述交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電線圈所感應(yīng)的交流電壓的至少兩臺逆變器部，所述各逆變器部具有整流上述所提供的交流電壓并生成直流電壓的整流電路部；對上述所生成的直流電壓進(jìn)行平滑的電容部；施加經(jīng)平滑的直流電壓的逆變器電路部；以及對通過上述逆變器電路部生成的交變電壓進(jìn)行平滑并獲得正弦波交流電壓的平滑濾波部， 與上述至少兩臺逆變器部對應(yīng)的各上述平滑濾波部的輸出端串聯(lián)連接構(gòu)成， 所述逆變器式發(fā)電機(jī)的特征在于上述逆變器部分別包括內(nèi)部電壓傳感器，其檢測施加到逆變器電路部的上述經(jīng)平滑的直流電壓的大??；電流傳感器，其檢測從上述逆變器電路部輸出的輸出電流；以及控制電路，其提供通過上述內(nèi)部電壓傳感器檢測到的直流電壓作為直流母線電壓并提供通過上述電流傳感器檢測到的輸出電流，并且，上述控制電路構(gòu)成為生成相當(dāng)于上述逆變器部要輸出的輸出電壓的多種目標(biāo)波形信號并選擇性地輸出，并且設(shè)置有比較放大部，其將與上述目標(biāo)波形信號對應(yīng)的交流電壓和從上述逆變器部輸出的輸出電壓進(jìn)行比較；PWM部，其生成控制上述逆變器電路部的控制信號，以消除上述交流電壓與上述輸出電壓間的誤差；以及H橋式驅(qū)動器，其引導(dǎo)來自上述PWM部的控制信號并控制上述逆變器電路部，在上述逆變器電路部中設(shè)置有溫度傳感器，來自該溫度傳感器的感應(yīng)結(jié)果被引導(dǎo)至上述控制電路，上述控制電路隨著基于上述感應(yīng)結(jié)果的溫度增大將用于過電流保護(hù)的時間到判定時間設(shè)定為小的值，同時將判定上述溫度是否為較小過電流的過電流判定電平選定為小的值，判定是否產(chǎn)生了超過該過電流判定電平的過電流，當(dāng)在過電流發(fā)生狀態(tài)下計(jì)時且在非過電流發(fā)生狀態(tài)下倒計(jì)時的計(jì)時器的值超過上述時間到判定時間時，切斷逆變器部的輸出。
全文摘要
在兩臺逆變器部分別設(shè)置控制電路(微型計(jì)算機(jī))，考慮到從各逆變器部輸出的有效功率和無效功率，依次確定對應(yīng)于各逆變器部要輸出的電壓的目標(biāo)波形信號的大小。并且，在控制電路之間進(jìn)行通信，以匹配兩臺逆變器部的相位或抑制因急劇的負(fù)荷增加而導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)的輸出不足。
文檔編號H02P9/04GK102257722SQ20098015155
公開日2011年11月23日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者吉岡徹, 我妻真一, 柄沢幸雄, 生井正夫 申請人:澤藤電機(jī)株式會社