[发明专利]具有分段波形转换器的混合型装置

说明书

一种设备包括受控场交流发电机或实用电源、分段波形转换器和控制器。电源被配置成生成多相信号。同步逆变器包括在电源的多相信号与输出滤波器之间连接的多个开关。控制器被配置成基于与输出滤波器相关联的测量电量来提供用于开关的控制信号，并且可以向受控场交流发电机提供场控制信号。该设备可以应用于车辆、割草机、零转弯半径割草机或其他类型的机器。

相关申请的交叉引用

本申请是依据37 C.F.R.§1.53(b)的2016年6月7日提交的编号为15/175,761的美国专利申请(代理人案号10222-15004B)以及2015年10月16日提交的编号为14/885,112 的美国专利申请(代理人案号10222-15004A)的部分继续申请案。所述每个美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及可变速发电机的领域，更具体地涉及用于对可变速发电机上的受控场同步交流发电机的输出进行控制的交流电(AC)到AC转换器。

背景技术

发动机-发电机组可以称为发电机或发电机组，可以包括发动机和交流发电机或者用于生成电能或电力的另一种装置。一个或更多个发电机可以通过电力母线向负载提供电力。电力母线可以称为发电机母线或公共母线，将电力从发动机-发电机组传送给负载。在许多示例中，发动机-发电机组上的电负载可能会随时间而变化。

同步交流发电机的输出的频率基于发动机的速度以及发电机的数量。为了提供恒定的输出频率，原动机可能需要以固定的速度进行操作。发动机为了向负载提供足够的电力可以无需以固定的速度进行操作，但这样做要保持频率不变。

虽然允许发动机速度在轻负载下降低可以降低磨损、燃料消耗以及来自发电机的声排放，但是需要转换频率以使发动机速度与额定速度相比有所降低。

附图说明

在此参照附图来描述示例性实施方式。

图1A和图1B示出了包括一个或更多个同步逆变器的示例性发动机-发电机组。

图2示出了示例性单相分段波形转换器。

图3A和图3B示出了分段波形转换器的示例性开关。

图4示出了具有交流发电机励磁电流控制的示例性三相分段波形转换器。

图5示出了另一个示例性三相分段波形转换器。

图6A示出了图4的分段波形转换器的集成电路的示例性引脚图。

图6B示出了图5的分段波形转换器的集成电路的示例性引脚图。

图6C示出了用于向交流发电机场供给电流的示例性电源。

图7A和图7B示出了同步逆变器的示例性单相接线图。

图8A示出了同步逆变器的示例性低Y形接线图。

图8B示出了同步逆变器的示例性高Y形接线图。

图9示出了同步逆变器的示例性低三角形接线图。

图10示出了同步逆变器式发电机,其被配置成使用交流发电机和同步逆变器来起动发动机。

图11A示出了示例性发动机转矩曲线。

图11B示出了发动机的示例性功率曲线。

图12A示出了在含有同步逆变器的可变速发电机上的示例性受控场交流发电机中的交流发电机损耗的图。

图12B示出了包括同步逆变器的系统的示例性发动机速度与负载曲线以及系统损耗曲线。

图13示出了双轴交流发电机的示例性侧视图。