[发明专利]逆变器控制式发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种逆变器控制式发电机，特别是涉及一种在将永磁发电机用作发电机的场合，可在宽转数范围以良好的效率运行发电机的的逆变器控制式发电机。

背景技术

在用作交流电力电源装置的发动机发电机中为了使输出频率稳定化而使用逆变器的场合日渐增多。例如在日本特开平11-308896号公报中所记载的那样，使用发动机发电机。在这种逆变器控制式发电机中，驱动与发电机连接的发动机产生交流电力，将其变换成直流电力后，由逆变器变换成商用频率的交流电力后输出。在逆变器控制式发电机中，由于输出频率与发动机转数不相关，所以，通过控制发动机转数，可进行所需输出电力即与负荷量相应的输出电力的控制。

图9为将转数作为参数，示出将永磁发电机用作发电机的场合的输出特性的一例的图。在该图中，特性A、B、C示出发电机的产生电压与电流的关系，为发电机的转数分别处于H、M、L(H＞M＞L)时的特性。另外，特性Ap、Bp、Cp分别示出与特性A、B、C对应的发电机输出电力。在根据负荷控制逆变器输出电力的场合，使逆变器输入侧的直流电压维持在目标电压V那样地受到控制。

由图可以看出，在逆变器输入侧的直流电压维持在基准电压V的场合，发电机的转数为L、M、H时的发电机输出电力分别由与曲线A、B、C上的目标电压V对应的曲线Ap、Bp、Cp上的值p′、q′、r′来示出。这样，转数M时的输出电力虽然为其转数时的大体最大输出电力，但转数L时的输出电力为达到最大输出电力之前的低输出电力，转数H时的输出电力为超过最大输出电力点后下降的低输出电力。即，可在最大输出电力附近以良好效率运行发电机的这一状态局限在转数M近旁的极为狭窄的转数范围内。

另外，在希望改变转数从而调整发电机的产生电压的场合，在低转数区域中只能在不会出现电压不足的范围内使用，即，在图9的例中，只能在可超过目标电压V的转数下使用。另一方面，由于在高转数区域中使用超过最大输出电力的过电流侧的特性的场合变得多，所以，存在输出电力不可避免地下降的问题。

发明内容 

本发明的目的在于提供一种逆变器控制式发电机，该逆变器控制式发电机可消除上述问题，可在宽的转数范围以良好的效率运行发电机。

本发明的逆变器控制式发电机，由半导体整流元件构成的变流器对永磁发电机输出电力进行整流，并由逆变器将从该变流器输出的直流电力变换成规定频率的交流电力后输出；其第1特征在于：具有半导体整流元件驱动装置、转数检测装置、及目标电压设定装置；该半导体整流元件驱动装置为了将上述变流器的输出电压控制为目标值而对上述半导体整流元件的导通进行控制；该转数检测装置用于检测上述永磁发电机的转数；该目标电压设定装置设定上述目标值，以便上述检测出的转数具有正特性。

按照该特征，在永磁发电机的低转数区域将上述目标值设定得较低，在其高转数区域将上述目标值设定得较高。因此，与转数大体成比例地增大产生电压的永磁发电机可在更低的转数下输出适合于上述目标值的电压。另外，在高转数区域，可在最大输出电力点附近的位置不降低效率地运行。这样，扩大了发电机可使用的转数范围。

另外，本发明的第2特征在于：具有对发电机驱动用发动机的转数进行控制以使上述半导体整流元件的导通比例收敛于预先设定的目标导通比例的发动机转数控制装置，通过控制对上述发动机的燃料供给量从而对上述发动机转数进行控制。

按照第2特征，当控制发动机转数时，可在更宽范围使发动机转数变化，将上述半导体整流元件的导通比例控制在所期望的值。

另外，本发明的第3特征在于：上述发动机转数控制装置包含在上述半导体整流元件的导通角相对上述目标导通角的偏差为正的场合降低发动机转数、在为负的场合增大发动机转数的装置。另外，本发明的第4特征在于：使增大时的发动机的转数的变化率比上述下降时大。

附图说明

图1为示出本发明一实施形式的逆变器控制式发动机的功能框图。

图2为示出目标电压与发动机转数的关系的图。

图3为示出可控硅驱动部的要部的功能框图。

图4为示出本发明实施形式的永磁发电机的输出特性与目标电压的关系的图。

图5为示出包含逆变器的输出电压控制部的逆变器控制式发电机的要部的功能框图。

图6为示出燃料量控制部的要部的功能框图。

图7为可控硅的导通角(半导体整流元件的导通比例)的说明图。

图8为示出导通角偏差与目标转数调整量的关系的图。