CN102265502A

CN102265502A - 逆变器发电机

Info

Publication number: CN102265502A
Application number: CN2009801531147A
Authority: CN
Inventors: 生井正夫; 吉冈徹; 我妻真一; 柄沢幸雄; 日比真二; 阿部隆
Original assignee: Yanmar Co Ltd; Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd; Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-11-30
Also published as: JP5424612B2; US20120074912A1; EP2346158A1; WO2010050177A1; JP2010110028A

Abstract

在两个逆变器部的每一个中都设置控制电路(单片机)。根据运转状态来改变与由每个该逆变器部输出的电压对应的目标波形信号的大小。根据由两个逆变器部输出的有功功率中较大的一个来调节发动机转数。为了应对来自交流发电机的临时输出不足，使输出电压临时降低，并然后在等到发动机转数增加时使输出电压恢复。

Description

逆变器发电机

技术领域

本发明涉及一种用于通过所谓单相三线***来馈电的逆变器发电机，在该单相三线***中，逆变器部连接于发动机驱动的发电机，并且与该逆变器部相连的平滑滤波器的各个输出串联连接。

背景技术

通常地，逆变器部连接于发动机驱动的发电机，并且以预定频率馈送预定交流电压的电力。此外，多个逆变器部的各个输出并联连接并且将电力馈送至负载。

以这种方式，例如，当逆变器部并联连接时，两个逆变器部的输出电压被控制为相同。在这种情况下，当两个逆变器部之间的输出频率存在差异时，在分别分配在两个逆变器部间的有功功率之间引起了差别。当输出电压发生差异时，无功功率在逆变器部之间环流。

同时，在上述控制中，采用了通过例如单片机来执行控制的构造。在这种情况下，例如在一个周期内产生128次中断，以与逆变器部的输出电压或对应于目标波形信号的正弦交流电压的相位同步。然后，测量并累算与这些中断对应的从逆变器部输出的输出电流的瞬时值、逆变器部的输入端的直流电压等等，以便计算有功功率和无功功率。对应于这些中断，控制输出频率(相位)，控制发动机的转数，并且相互交换多个逆变器部之间的信息(见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利JP-A-2005-286540官方公报

发明内容

本发明要解决的问题

在传统情况下，如上所述，考虑到并联地驱动逆变器部，从而施加满足这种驱动模式的控制。最近，开始考虑通过例如所谓单相三线***来馈送电力，其中两个逆变器部的各个输出串联连接。

在这时，在某些情况下，例如，在发生了高负载仅仅连接于两个逆变器部中的任意一个逆变器部这样的情况下等等，施加于各逆变器部的负载不平衡。发生了连接于各个逆变器部的一个负载是电感负载而另一个负载是电容负载这样的情况。为与这种负载的性质相对应，输出电压-输出电流特性变得不同。尽管是这样，也期望应该使得输出电压-输出电流特性平缓。

一般来说，进行了各种考虑，例如，当连接于馈电线的负载低的时候，应该通过保持小的发动机转数等来抑制噪声的产生。在该情况下，例如，当作为负载而连接的电动机启动时，大的启动电流流经该电机。在通常情况下，发动机的旋转应该响应于电机的启动而增加，但是该发动机的转数的增加变得迟缓。

本发明的目的是在即使当连接了这种逆变器部时，也例如通过利用单片机以期望的模式来驱动两个逆变器部。

本发明特别地倾向于对发动机的转数有效地施加控制。

解决问题的手段

本发明涉及一种逆变器发电机。在该逆变器发电机的情况下，针对负载仅仅连接于两个逆变器部中的一侧的事实，例如基于馈送较大有功功率的那个逆变器部的一侧上的有功功率，通过

基准指令转数＝k·(P_m和P_s之中较大的一个)(其中P_m和P_s分别是有功功率)，

来决定发动机的转数。

在永磁型多极发电机中，由于采用了永磁体，所以在某些情况下，在由于磁体的特性，在过热状态下引起了输出电压的降低。因此，在假定发生过热状态时发动机变得输出不足的情况下，将发动机的转数设定为“稍高的值”。实际上，当环境温度低的时候，期望发动机的转数应该较低以抑制噪声，然而由于上述情况，发动机的转数依旧保持在“稍高的值”。为了克服这种缺陷，应该提供一种用于在来自逆变器部的输出功率增加时使发动机的转数增加的装置，然后应该将发动机转数设定为比现有技术中的“稍低的值”，以抑制当环境温度低时的过热，使得能够将发动机转数尽可能设置的较低。即，通过

校正的基准指令转数＝(通过有功功率的设定值)+(通过直流连接电压的状态的校正值)，

可以设定发动机的转数。

此外，当没有负载施加于逆变器部时，通常将发动机的转数抑制为较低来改善燃料消耗并抑制噪声，在该情况下，当负载突然转换成高负载状态时，在发动机的转数增加方面引起了时间滞后。为了克服该缺陷，应该人为地假定可能引起高负载状态的情况，并然后在无负载时应该设定与功率模式对应的发动机转数。即，应该设置如下所述的在图1中示出的(图1中的右下)功率模式开关。

发明的优点

根据本发明，

(i)该逆变器发电机能够应对逆变器部的负载变得不平衡的状况，

(ii)当逆变器部的输出小时，能够尽可能的使发动机的转数降低，以及

(iii)通过假定可能引起高负载状态(功率模式)的情况下的效果，逆变器发电机能够应对负载被切换至激增的高负载这样的情况。结果，甚至是在高负载时输出电压没有像那样降低的负载也能够连接到该逆变器发电机。

附图说明

图1是示出了本发明的一个实施例的构造的图示。

图2是示出了驱动/控制图1所示的逆变器中的一个的构造的图示。

图3是示出了控制电路(单片机)中的处理构造的图示。

图4是示出了控制电路(单片机)中执行处理的定时的图示。

图5是示出了用于开始无限循环的流程图的图示。

图6是示出了针对无限循环所执行的状态1至状态4的处理内容的图示。

图7是示出了无限循环的处理内容的图示。

图8是示出了无限循环的处理内容的图示。

图9是示出了与Sin-itr的数值对应的1/128中断(基准定时器中断)的流程图的图示。

图10是示出了边缘中断的流程图的图示。

图11是示出了21.27mS中断的流程图的图示。

图12是示出了当对于发动机的指令转数改变时所用的流程图的图示。

图13是示出了在永磁型多极发电机中，随着温度增加，输出电压或输出功率降低的这样一种趋势的图示。

图14是说明了针对负载的急剧增加，花费时间来增加发动机的转数的图示。

图15是示出了回波模式和功率模式下各种特性的图示。

参考标号

100逆变器单元

200永磁型多极发电机

300发动机

301发动机控制单元(ECU)

500逆变器控制电源

550功率模式开关

101逆变器部

102逆变器模块

103整流器电路部

104逆变器电路部(H桥)

105电解电容部

106内部电压传感器(直流链电压检测电路)

107温度传感器

108电流传感器

109平滑滤波器部

110控制电路(单片机)

112输入端口部

113输入端口部

114输出端口部

115输出端口部

116输出电压检测部

118低通滤波器

119低通滤波器

120比较放大器部

121可变指示部

122电流引起的下垂部

123PWM部

124PWM信号切断/通过部

125H桥驱动器

150逆变器控制电源

160旋转指令适配器(adapter)

601输出电压波形

602目标波形信号

605错误波形信号

具体实施方式

图1示出了本发明的一个实施例的构造。

在图1中，参考标号100表示逆变器单元，200表示永磁型多极发电机(永磁交流发电机-PMA)，300表示发动机，500表示逆变器控制电源，并且550表示用于指示驱动模式的功率模式开关。

101表示逆变器部，102表示逆变器模块，103表示整流器电路部，104表示逆变器电路部(H桥)，105表示电解电容器部，106表示构成后述的直流链电压(DC link voltage)检测电路的内部电压传感器，107表示温度传感器，108表示电流传感器，109表示平滑滤波器部，110表示由单片机构成的控制电路，111表示在控制电路110A、110B之间发送/接收信息的通信线，150表示逆变器控制电源，并且160表示用于指示发动机(或发电机)的旋转的旋转指令适配器。

301表示发动机控制单元(ECU)。在该情况下，这里所示的永磁型多极发电机200属于永磁场型。尽管在图示的情况中没有清楚地示出，但是该多极发电机装备有两组发电机绕组，并且各个发电机绕组的输出被提供到单独对应设置的逆变器部101A、101B。

逆变器电路部104A的输出端子与逆变器电路部104B的输出端子串联连接。输出端子A、输出端子B和输出端子C被构造成构成了所谓单相三线***。因此，能够分别在输出端子A与输出端子B之间或者在输出端子B与输出端子C之间输出交流电压V。此外，能够在输出端子A与输出端子C之间输出交流电压2V。

这里，图1中所示的电压波形600表示PWM波形，作为分别在逆变器电路部104A、104B的输出部处出现的波形。电压波形601表示指示了当分别通过平滑滤波器部109使PWM波形600平滑时所获得的正弦波的波形。

如图1所示，本发明的主题是这样一种构造，即，从具有两组发动机绕组的多极发电机200获得输出，然后分别通过逆变器部101A、101B从所述输出产生交流输出，并且然后使输出端子连接而构成了所示的单相三线***。

图2示出了驱动/控制图1中所示的逆变器部其中之一的构造。在图2中，省略了对应于图1中所示的通信线111的部分。

图2中的参考标号101、103、104、105、106、108、109、110、200、600和601与图1中的那些对应。

参考标号112表示接收来自电流传感器108的输出电流检测信号并且将模拟信号转换成数字信号的输入端口部。113表示接收来自作为内部电压传感器的直流链电压检测电路106的直流电压信号(直流链电压信号)并且将模拟信号转换为数字信号的输入端口部。

控制电路(单片机)110对于要从逆变器电路部(H桥)104输出的交流电压生成目标波形信号602，然后从执行模拟-数字转换的输出端口部114输出该目标波形信号602。

控制电路110基于从逆变器电路部(H桥)104发送的过电流状态，从输出端口115输出用来停止该逆变器电路部(H桥)104等的控制信号(图2中所示的H桥停止/驱动信号)，并且控制下述的PWM信号切断/通过部124。此外，控制电路110向图2所示的可变指示部121发送控制信号，用于在由逆变器电路部104给出的驱动条件(例如，使输出侧上的电压波形600(或601)暂时降低的驱动条件等)下执行控制，以控制图2中所示的“电流引起的下垂部”122，从而控制要从图2所示的PWM部123输出的PWM信号。这里，图2所示的107表示反相放大器。

图2中所示的“基于反相放大器的输出电压检测部116”提取图2所示的波形600。该波形600经过低通滤波器(LFP)118而被转换成正弦波形603(基本上，与波形601相同)。同时，图2中所示的目标波形信号602经过低通滤波器119被转换成正弦波形604。通过比较放大器120来相互比较正弦波形603、604二者，然后错误波形信号605被输入到上述“电流引起的下垂部”122中。

“电流引起的下垂部”122具有波峰限制功能，以限制错误波形信号605的波形高度，并且发送信号至图2所示的PWM部123。不必说，“电流下垂部”122执行控制来临时降低逆变器部的输出电压，使得应该满足如上所述的由逆变器电路部(H桥)104给出的驱动条件等，并且调节错误波形信号605的振幅。

图2所示的PWM控制部123生成具有期望波形的PWM信号，并且将该PWM信号发送给“基于逻辑IC的PWM信号切断/通过(ON/OFF)控制部”124。该PWM信号切断/通过(ON/OFF)控制部124在接收到由上述“H桥停止/驱动信号”给出的指令之后执行PWM信号的切断/通过控制，并且将该PWM信号提供到图2所示的H桥驱动器125。H桥驱动器125基于该PWM信号来控制逆变器电路部104中的各个FET。由图2中所示的参考标号606和607所指示的波形示出了用于控制各个FET的控制信号(通过PWM信号的波形来控制各个FET)。图2所示的波形608是直流链电压，并且被示出为该波形包括纹波。

图3示出了在控制电路(单片机)中的处理构造。图4示出了在控制电路(单片机)中执行控制的定时。

控制电路110包括主函数处理部401和中断处理部402。主函数处理部401具有第一状态处理部4011、第二功能处理部4012、第三功能处理部4013和第四功能处理部4014。中断处理部402具有基准定时器中断部4021和另一个中断部4022。控制电路110使得主函数处理部401和中断处理部402监控逆变器部101并控制控制驱动电路，并且执行必要的处理。

如图4所示，主函数处理部401执行第一至第四处理，用于检测、输出和控制第一时段至第四时段(对应于图4所示的第一状态至第四状态)中逆变器部的状态，该第一时段至第四时段是通过将作为逆变器部的输出的交流电压的一个周期等分成四个相等时段而设定的。该第一至第四处理彼此不同。在该实例中，在第一至第四时段中分别执行第一至第四处理，但是可以在任意的时段中执行任意的处理。即，如果在第一至第四时段中可以分别执行第一至第四处理中的任意一个，那么可以采用任意的操作模式。

实际上，为了将交流电压的一个周期等分成四个相等部分，主函数处理部401利用当通过中断处理部402中的基准定时器中断部4021将交流电压的一个周期等分成N等份(在该实例中，N＝128)时所获得的各个定时时所发生的中断。即，对中断的个数计数，并且当计数值对应于1、32、64和96时分别开始第一至第四时段。

图3所示的第一状态处理部4011执行图4所示的第一状态时段中的处理，第二状态处理部4012执行图4所示的第二状态时段中的处理，第三状态处理部4013执行图4所示的第三状态时段中的处理，第四状态处理部4014执行图4所示的第四状态时段中的处理。

当基准定时器用计数器(未示出)的内容Sin-itr是数值“1”时开始第一状态，当内容Sin-itr是数值“32”时开始第二状态，当内容Sin-itr是数值“64”时开始第三状态，当内容Sin-itr是数值“96”时开始第四状态。然后，重复计数值使得内容从数值“127”经过数值“0”改变为数值“1”。在该情况下，基准定时器用计数器(未示出)的内容Sin-itr如图4所示更新为与输出电压的正弦波同步。

图5、图6、图7和图8示出了控制电路(单片机)针对上述四种状态所执行的处理内容。这里，图7和图8连接在一起示出了一幅图示。

图5是示出了用于启动无限循环的流程图。

(S1)：执行初始化。

(S2)：执行启动准备。

(S3)：进入无限循环。

图6示出了针对无限循环所执行的状态1至状态4中的处理内容。

在状态1的处理中，

(S28)：将图1中所示的在逆变器部M(主)101A与逆变器部S(从)101B之间发送的发送数据存储在寄存器中。由每个逆变器部输出的有功功率和无功功率包含在发送数据中。下面将描述其中产生有功功率和无功功率的模式。

(S29)：开始发送。即，将(S28)中所存储的发送数据发送到相对侧的逆变器部。

在状态2的处理中，

(S30)：计算发动机的指令转数。

(S31)：开始转数的发送。将转数发送到图1所示的发动机控制单元(ECU)301。

在状态3的处理中，

(S32)：进行逆变器部中的故障诊断。

(S33)：检查当逆变器部处于过电流状态时过电流持续的时间，然后判定当时间到了时是否需要保护。

(S34)：基于图1所示的温度传感器107的判定数据来判定是否需要过热保护。

在状态4的处理中，

(S35)：当情况需要时，进行例如输出电压的变化等的调节。

(S36)：在各个逆变器部的控制单元之间的通信中，对从相对侧接收的数据的进行处理。

(S37)：当在相对侧中发生故障时，检测出该故障。

(S38)：进行诸如过电流限制器的峰值变化等的调节。

(S39)：当情况需要时，进行同步处理，使得应在两个逆变器部之间执行频率(相位)的同步。

图7和图8连接起来示出了一幅图示，并且示出了无限循环中的处理内容。

(S4)：检查逆变器部的输出是否处于状态1。

(S5)：如果逆变器部的输出处于状态1，则执行图6所示的状态1的处理。

(S6)：当状态1的处理结束时，进行到图6所示的状态1’。

(S7)：如果(S4)中的检查为“否”或当(S6)中的处理结束时，检查逆变器部的输出是否处于状态1’。

(S8)：如果逆变器部的输出处于状态1’，则不做任何处理并且进行到(S9)。

(S9)：如果上述计数器(Sin-itr)的内容中数值i超过了“31”，则进行到状态2。

(S10)：如果(S7)中的检查是“否”或当(S9)中的处理结束时，检查逆变器部的输出是否处于状态2。

(S11)：如果逆变器部的输出处于状态2，则执行图6中所示的状态2的处理。

(S12)：进行到状态2’。

(S13)：如果(S10)中的检查是“否”或当(S12)中的处理结束时，检查逆变器部的输出是否处于状态2’。

(S14)：如果逆变器部的输出处于状态2’，则不做任何处理并且进行到(S15)。

(S15)：如果数值i超过“63”，则进行到状态3。

(S16)：如果(S13)中的检查是“否”或当(S15)中的处理结束时，检查逆变器部的输出是否处于状态3。

(S17)：如果逆变器部的输出处于状态3，则执行图6中所示的状态3的处理。

(S18)：进行到状态3’。

(S19)：如果(S16)中的检查是“否”或当(S18)中的处理结束时，检查逆变器部的输出是否处于状态3’。

(S20)：如果逆变器部的输出处于状态3’，则不做任何处理并且进行到(S21)。

(S21)：如果数值i超过“95”，则进行到状态4。

(S22)：如果(S19)中的检查是“否”或当(S21)中的处理结束时，检查逆变器部的输出是否处于状态4。

(S23)：如果逆变器部的输出处于状态4，则执行图6中所示的状态4的处理。

(S24)：进行到状态4’。

(S25)：如果(S22)中的检查是“否”或当(S24)中的处理结束时，检查逆变器部的输出是否处于状态4’。

(S26)：如果逆变器部的输出处于状态4’，则不做任何处理并且进行到(S27)。

(S27)：在数值i小于“32”的条件下，返回(S4)。

从图7和图8可以看出，无限循环针对Sin-itr的数值i来重复状态1的处理至状态4的处理。即，在电压的一个周期(i＝0至i＝127)中执行各个状态的处理，并然后重复。

这里，在此后将概念性地说明这样一种模式，其中控制电路(单片机)110生成由自身逆变器部输出的有功功率P的数值和无功功率Q的数值，以及从自身逆变器部输出的输出电流的数值。

如上所述，控制电路(单片机)110生成与从逆变器部101输出的输出电压一致的目标波形信号602。如图4所示，控制电路(单片机)110使得图3所示的基准定时器中断部4021在通过将逆变器部的输出电压的一个周期(即，目标波形信号602的一个周期)等分成128等份而产生的定时处发生中断。

以上述观点，控制电路(单片机)110在一个周期中能够对逆变器部的输出电压v sinωt进行n次(128次)采样，并能生成在各个定时的采样数值v sin(n)。控制电路(单片机)110能够产生与通过将输出电压v sinωt的相位移动π/2而得出的电压v cosωt相对应的采样数值v cos(n)。

在该情况中，当确定了逆变器部的输出电压时，能够提前准备采样数值v sin(n)。这些数值可以例如设定在存储器的表上。能够提取数值v sin(n)和数值v cos(n)来符合Sin-itr的各个数值i＝n的定时。

同时，如上所述，如图2所示，控制电路(单片机)110使得电流传感器检测来自逆变器部101的输出电流。通过图2所示的输入端口部112将检测的输出电流转换成数字信号，然后每到由上述基准定时器中断部4021发出中断(1/128)的中断定时，便被取入到控制电路(单片机)110中。

这里，不必说，来自图2所示的直流链电压检测电路的直流链电压还经由图2所示的输入端口部113而每到中断定时便被取入到控制电路(单片机)110中。

随后经由图2所示的输入端口部112取入的输出电流的数值是在各个采样定时处的输出电流i的瞬时数值i(n)。

概念性地，当将v sin(n)×i(n)对电压的一个周期求积分然后在多个周期之间进行平均化时，给出逆变器部的有功功率P。当将v cos(n)×i(n)对电压的一个周期求积分然后在多个周期之间进行平均化时，给出逆变器部的无功功率Q。

当在电压的一个周期内对i(n)算积分时，给出逆变器部的输出电流I。

作为控制电路(单片机)110中的中断，考虑图9所示的1/128中断(基准定时器中断)、图10所示的边缘中断和图11所示的21.71ms中断。

图9示出了对应于上述Sin-itr的数值i的1/128中断(基准定时器中断)的流程图。

在图9中，

(S40)：给出Sin-itr的数值i的计数器从“0”经由“127”而“0”、“1”……地计数。

(S41)：检查是否输出了对应于上述图6所示的状态1至状态4的处理。

(S42)：如果(S41)中的检查为“否”，则检查对应状态(状态1至状态4中的任意一个)的输出是否正在准备中。

(S43)：如果(S42)中的检查为“是”，则检查数值i是否为“0”。如果(S43)中的检查为“是”，则进行到(S44)。如果(S43)中的检查为“否”，进行到(S45)。

(S44)：使得构成了逆变器电路部104的H桥变为ON状态。即，将逆变器电路部104设定为该逆变器电路部能够产生输出的状态。

(S45)：将在(S40)中的计数器的数值(例如，数值i)设定在D/A寄存器中。

(S46)：如果(S42)中的检查为“否”，即，状态输出是待机状态，则检查在逆变器部中是否包含错误。如果(S46)中的检查为“是”，则进行到(S47)。如果(S46)中的检查为“否”，则进行到(S48)。

(S47)：进行到对应状态的输出准备状态。

(S48)：在该(S48)的处理中，决定是否应该导通或关断存在于图1所示的整流电路部103中的晶闸管。即，通过针对决定结果导通和关断晶闸管，尽可能使由图1所示的内部电压传感器106检测的直流电压(即，整流器电路部103的输出端处的直流电压)维持在预定值

(S49)：接下来，针对上述Sin-itr的数值i，生成

v sin(n)×i(n)

v cos(n)×i(n)

i(n)。

然后，利用这些数值来计算有功功率P、无功功率Q和输出电流I。

(S50)：检查上述Sin-itr的数值i是否等于“127”。如果(S50)中的检查为“是”，则进行到(S51)。如果(S50)中的检查为“否”，则进行到(S52)。

(S51)：如果(S50)中的检查为“是”，控制电路(单片机)110从其自身的逆变器部(输出电压从零电平到达正侧时的零损失定时)将输出电压的相位发送至另一个逆变器部。即，后述的零定时信号从高状态被转换成低状态。该转换经由图1所示的通信线111被发送至另一个逆变器部。

(S52)：如果(S50)中的检查为“是”，使上述零定时信号改变为高状态或者使该零定时信号维持在高状态。

图10示出了边缘中断的流程图。

当检测到另一个逆变器部(相对的装置)的零定时信号响应于图9中(S51)的处理从高状态改变为低状态这样的事件时，产生边缘中断。

(S53)：当另一个逆变器部的零定时信号从高状态改变为低状态时，进入该中断程序。

(S54)：在该中断例行程序，保存其自身的逆变器部(自身的装置)中的Sin-itr的计数器值(数值i)。

这里，利用对应于该边缘中断的处理来判定在图6所示的状态4的处理的(S39)中，是否应该在逆变器部之间相互执行同步处理。

图11示出了21.71mS中断的流程图。

该21.71ms中断响应于计数21.71ms的定时器的向上计数而产生，与上述Sin-itr的定时无关。

(S55)：检查逆变器部是否处于过电流状态。

(S56)：如果(S55)中的检查为“是”，则过电流定时器向上计数。

(S57)：如果(S55)中的检查为“否”，则过电流定时器倒计时。

(S58)：检查是否到了设定在过电流定时器上的时间。

(S59)：如果(S58)中的检查为“是”，则执行过电流保护。即，使逆变器电路部104中的H桥进入断开状态(输出被设定为零的状态)。

(S60)：在执行(S58)或(S59)中的处理的定时之后，进行“开关输入判定”。即，检查图1右下方所示的功率模式开关550是处于其接通状态还是其断开状态。在该情况下，可以考虑到，在功率模式开关550接通的状态下，连接于逆变器部的负载需要突然增大的电流。该功率模式开关550是通过驱动器被手动接通或断开的开关。

此后将描述逆变器发电机中的发电机的旋转控制。

(A)发动机的指令转数的设定

在传统情况下，在例如上述JP-A-2005-286540官方公报中公开的逆变器发电机中，两个逆变器部并联连接以向共用的负载馈送电力。

同时，在这种类型的逆变器发电机中，发动机以大致适合于负载(连接于逆变器部的负载)的转数旋转，以便节约燃料消耗，而抑制噪声等。这里，因为使用了逆变器部并且因为逆变器部的输出电压的频率不受发动机转数(进一步说，由发动机输出驱动的永磁型多极发电机的交流电压的频率)的影响，所以使得这种情况是可能的。

因此，在并联驱动逆变器部的情况下，通过等式：

指令转数＝(k/2){(P_M的有功功率)+(P_S的有功功率)}(其中k是系数，P_M是一个逆变器部，而P_S是另一个逆变器部)，来判定发动机的指令转数。

即，基于来自两个逆变器部的各个有功功率的平均值作为指数来决定发动机的指令转数。不必说，随着这些平均值增大，发动机的转数被设定为增大。

然而，像本发明的情况这样，在两个逆变器部的输出端子串联连接并然后驱动该两个逆变器部的情况下，连接在图1所示的输出端子A-B之间的负载和连接在输出端子B-C之间的负载可能变得极为不平衡。特别地，在电动机连接于负载的情况下，一个逆变器部可能需要较大的那个输出电流的供应来作为启动电流。

从上述事件，在本发明中，例如，在对应于一个逆变器部的控制电路(单片机)110中，通过：

P＝(P_m或P_s的较大侧上的值)，将指令给予到发动机控制单元(ECU)301，其中P_m是其自身逆变器部的有功功率，而P_s是从相对侧发出的有功功率。

即，将通过等式：

基准指令转数＝k₁·P(其中k₁是系数)所决定的指令转数，给做作为基准指令转数。

(B)对应于永磁型多极发电机的特性的发动机的指令转数

如上面(A)所述，基本指示了发动机的基准指令转数。在该情况下，存在如下所述的问题。

即，由于采用永磁体作为磁场，所以永磁型多极发电机具有当环境温度高，特别是当产生热时，发电机的输出电压降低这样的特性。因此，虽然考虑到即使当环境温度高，特别是当发电机热时，永磁型多极发电机也能馈送满足逆变器部所需的暂时输出功率的功率的情况，但是发动机的基准指令转数的值也被设为稍高于正常状态。

当从另一方面考虑本发明时，这种状况产生了这样的结果：当环境温度相对较低或者当没有产生热时，发动机的基准指令转数的值能够被设定为较低的值，从而抑制由发动机产生的噪声。

在本发明中，当考虑到这方面时，发动机的基准指令转数的值在正常时应被设定为较低值，然后在当显示出如上所述的来自永磁型多极发电机的输出电压降低的趋势时，应该提高发动机的基准指令转数的值。

图12示出了当发动机的指令转数改变时所使用的流程图。

在图12中，

(S61)：假定从其自身的逆变器部输出的有功功率P_m与从相对侧发出的有功功率P_s之中的较大的一个为P。假定其自身的逆变器部的直流链电压Vdcm与相对侧链的直流链电压Vdcs之中较小的一个为Vdcc。

(S62)：检查此时的发动机的实际转数是否已经与指令转数显著不同。如果(S62)中的检查为“否”，进行到(S64)。

(S63)：(S62)中的检查为“是”的情况是指发动机以期望的转数运转。在该状态下，检查图2所示的直流链电压是否已经降低。不必说，“如果(S62)中的检查为“是”，则降低直流连接电压”的情况是指由于来自多极发电机的输出稍微降低，该永磁型多极发电机不能提供期望的直流电压。基于此事实，关于直流链电压，计算

(基准值)-(直流链电压值Vdcc的较低值)，并且在(S63)中对该计算的值相继求积分。该积分值被保持为A。

(S64)：将(校正的基准指令转数)＝k₂·P+A(其中k₂是小于上述k₁的系数)，给作为发动机的校正的基准指令转数。

通过采用上述手段，尽管通过将基准转数设定为比在上面(A)项中设定的基准低的值而在正常情况下的抑制了噪声，但是提前采取这种措施以防止永磁型多极发电机的输出降低。

这里，图13示出了这样的趋势：在永磁型多极发电机中，随着温度升高，输出电压或输出功率降低。

(C)对应于功率模式的指令转数的设定

如上所述，在逆变器发电机中，当连接于逆变器部的负载小的时候，将发动机的指令转数设定为较小以降低发动机的燃料消耗或者抑制噪声的发生。

甚至当在将转数设定为较低的情况下逆变器部侧上的负载急剧增加时，也考虑并且采用这种措施而尽快地升高发动机的转数。

然而，有时要花费很长时间去增加发动机的转数，从而来自逆变器部的输出电压过度下降。特别地，根据负载的性质，对于某些负载不希望输出电压下降。

图14是说明针对负载的急剧增加而花费时间去增加发动机转数的图示。

在图14中，横坐标表示时间，而纵坐标分别表示负载和发动机转数。

图14示出了负载从无负载状态转换至高负载状态，并且花费很多时间去增加转数的情况。

根据本发明，为了解决该问题，操作者可以手动指定以功率模式驱动逆变器发电机的模式和以回波模式驱动逆变器发电机的模式。

图1所示的功率模式开关550(在图1右下方)是用于指定该功率模式的开关。

根据连接于逆变器部的负载的性质，一旦可能发生逆变器部的负载急剧增加的情况而且在这种情况下不期望出现逆变器部的输出电压过度降低的状况，则提前将功率模式开关550手动设定到其接通状态。

即，如上所述，当逆变器部的负载小的时候，发动机的转数应被设为尽可能小。然而，当提前接通功率模式开关550时，发动机转数被设为稍高于正常模式，从而为发动机的功率提供了余量。

图15示出了在回波模式和功率模式中的各个特性。

在图15中，横坐标表示发动机转数，而纵坐标表示逆变器的输出功率。实线表示在功率模式中的情况，而虚线表示在回波模式中的情况。

在回波模式的情况下，在逆变器部的从电平“0”到电平“低”的输出功率的范围内，将发动机转数设定为例如N₁ rpm，于是发动机的转数响应于超过电平“低”的电平的程度而增加。

相对而言，在功率模式的情况下，在逆变器部的从电平“0”到电平“中”的输出功率的范围内，将发动机转数设定为例如N₂ rpm左右，于是发动机的转数响应于超过电平“中”的电平的程度而增加。

当接通功率模式开关时，在逆变器部的输出功率小的条件下，发动机的转数保持在相对高的状态。因此，对于逆变器部的输出功率的急剧增加，发动机可以提前准备。

作为补充说明，“针对负载来改变发动机转数”的控制使得不仅可以提高发动机的驱动效率，还能够在永磁型发电机和逆变器部中提供高效的驱动条件。

工业实用性

如上所述，根据本发明，在逆变器发电机中，即使在多个逆变器之间负载变得不平衡等时，也能够防止从发动机侧分别馈送到逆变器部的功率的不足，并且能够控制发动机转数，而与负载大小无关。

Claims

1.一种逆变器发电机，包括：

发动机；

发动机控制单元，该发动机控制单元具有控制所述发动机的转数的功能；

交流发电机，通过所述发动机来旋转并驱动该交流发电机；以及

逆变器单元，该逆变器单元包括至少两个逆变器部，所述交流发电机的发电机绕组中引发的交流电压分别被馈送到该至少两个逆变器部，其中每个所述逆变器部都包括：用于将馈送的交流电压整流以产生直流电压的整流器电路部、用于使产生的直流电压平滑的电容器部、施加有平滑的直流电压的逆变器电路部，以及用于使由所述逆变器电路部产生的交流电压平滑以得到正弦交流电压的平滑滤波器部；

外部输出端，将与所述至少两个逆变器部对应的所述平滑滤波器的各个输出端用作该外部输出端，并且将所述平滑滤波器的输出端串联连接以得到所述各个逆变器部的输出电压的和，

其中，每个所述逆变器部都包括：

内部电压传感器，该内部电压传感器用于检测施加于所述逆变器电路部的所述平滑的直流电压的大小，

电流传感器，该电流传感器用于检测由所述逆变器电路部输出的输出电流，以及

控制电路，由所述内部电压传感器检测到的直流电压作为直流链电压被馈送到该控制电路，并且由所述电流传感器检测到的输出电流被馈送到该控制电路，并且

其中，所述控制电路被构造成产生与由所述逆变器部输出的输出电压对应的目标波形信号，并且被构造成计算并使用从所述逆变器部输出的有功功率，并且

其中，所述逆变器部中的一个逆变器部将这个逆变器部的有功功率与其它逆变器部的有功功率比较，并且将与作为较大值的有功功率对应的基准指令转数发送给所述发动机控制单元。

2.一种逆变器发电机，包括：

发动机；

其中，每个所述逆变器部都包括：

其中，所述控制电路被构造成产生与所述逆变器部所要输出的输出电压对应的目标波形信号，并且将基于由所述逆变器部输出的有功功率所算出的指令转数发送至所述发动机控制单元，

其中，如果与所述发动机的转数的差在预定范围内，那么所述控制电路计算所述逆变器部的各个直流链电压中的较低值与预定的直流链基准电压值之间的差，算出该差的积分为校正的转数，并且改变所述指令转数，并且

其中，如果所述发动机的转数与所述指令转数之间的差没有处于所述预定的范围，那么所述控制电路发出所述发动机的指令转数，而不改变该指令转数。

3.一种逆变器发电机，包括：

发动机；

功率模式选择单元，由用户来操作该功率模式选择单元；

其中，每个所述逆变器部都包括控制电路，该控制电路产生与由所述逆变器部输出的输出电压相对应的目标波形信号，并且计算由所述逆变器部输出的有功功率，以将所述发动机的指令转数发送至所述发动机控制单元，并且

所述控制电路被构造成基于由所述功率模式选择单元发出的指令来可变地设定所述发动机的转数。