DE60128298T2 - Maschinenbetriebener Generator - Google Patents

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Motohiro Wako-shi Shimizu
Masashi Wako-shi Nakamura
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Honda Motor Co Ltd
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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/0205Circuit arrangements for generating control signals using an auxiliary engine speed control
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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    • F02D2041/2075Type of transistors or particular use thereof

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Motorangetriebenen Generator und im Speziellen auf einen Motorangetriebenen Generator, der einen gleichmäßigen Betrieb der Steuerung der Anzahl der Umdrehungen des Motors auf eine Zielrate in Reaktion auf eine Größe der Last erhalten kann, selbst wenn der Motor nicht ein vorbestimmtes Niveau einer Leistungsabgabe erzielt.
  • Eine Menge von Motorangetriebenen Generatoren, die im Allgemeinen als Wechselstromquellen verwendet werden, sind mit einem Drehrichter zum Stabilisieren der Ausgangsfrequenz ausgestattet. In solch einem konventionellen Motorangetriebenen Generator wird ein Wechselstrom durch einen Generator erzeugt, der durch einen Motor angetrieben wird, temporär in einen Gleichstrom konvertiert, und zurück konvertiert durch einen Drehrichter in eine Wechselstromausgabe bei der handelsüblichen Frequenz, bevor diese ausgegeben wird. Das konventionelle Generatorsystem, das mit dem Drehrichter ausgestattet ist, ermöglicht es dessen Ausgangsfrequenz, kaum von der Anzahl der Umdrehungen des Motors abhängig zu sein, und kann dessen Ausgabe über Steuerung der Anzahl der Umdrehungen des Motors in Reaktion auf die Last bestimmen.
  • Beispielsweise ist ein mit einem Drehrichter ausgestatteter Motorangetriebener Generator in der offen gelegten Japanischen Patentveröffentlichung (Heisei) 5-18285 offenbart, wo die Last in Übereinstimmung mit einem Ausgangsstrom des Inverters geschätzt wird und verwendet wird zum Steuern einer Drosselklappenöffnung des Motors. Dies ermöglicht, dass die Ausgangspannung des Generators auf einem im Wesentlichen gleichmäßigen Niveau beibehalten werden kann unabhängig der Variationen der Last.
  • In der offen gelegten Japanischen Patentveröffentlichung (Heisei) 5-146200 ist ein Motorangetriebener Generator offenbart, der dessen Ausgangsspannung am Eingang eines Drehrichters detektieren und mit einer vorbestimmten Referenzspannung vergleichen kann, um die Anzahl der Umdrehungen des Motors zu bestimmen, die der Last entsprechen.
  • Die deutsche Patentanmeldung DE-A-3045687 offenbart einen Benzinmotor angetriebenen elektrischen Generator zum Erzeugen einer Gleichspannung, wobei der Generator einen Felderreger aufweist, der das magnetische Feld innerhalb des Generators erzeugt, wodurch die Anpassung des Felderregerstroms wiederum ermöglicht wird, um die Ausgangsspannung des Generators anzupassen. Durch diese Maßnahme ist die Generatorausgangsspannung fast unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit einstellbar, die der Benzinmotor dem Generator verleiht. Ein Winkelantriebsmotor passt die Drosselklappe des Benzinmotors an, um eine konstante Winkelgeschwindigkeit für den Benzinmotor aufrecht zu halten. Wenn das Antriebssignal für den Winkelantriebsmotor eine exzessive Drosselklappenöffnung anzeigt, wird die Ausgangsspannung des Generators gemindert durch Reduzierung des Erregerfeldstroms.
  • Die Anmelderin dieser Patentanmeldung hat einen Motorangetriebenen Generator vorgeschlagen, der mit einem Konverter ausgestattet ist, der aus einem Halbleiter-Gleichrichterelement zum Gleichrichten der Ausgangsspannung eines Generators besteht, und angeordnet ist zum Steuern der Anzahl der Umdrehungen des Motors, so das der Leitungswinkel des Halbleiter-Gleichrichterelements einem Zielgrad angenähert wird, der kleiner ist als die maximale Grenze des Leitungswinkels, um dadurch die Ausgangsspannung des Konverters auf einem gewünschten Niveau aufrecht zu erhalten (siehe EP 0951136 ). Da der Generator mit einer moderaten Differenz bzw. Spanne arbeitet, kann dieser einfach auf eine Erhöhung der Last innerhalb der Spanne reagieren. Auch kann die Ausgabe des Generators bewahrt werden, durch eine Variation der Anzahl der Umdrehungen des Motors beeinflusst zu werden.
  • Es ist wünschenswert, den konventionellen Generator weiter zu verbessern, in dem die Anzahl der Umdrehungen des Motors so gesteuert werden kann, dass sich der Leitungswinkel (erster Zustandswinkel) des Halbleiter-Gleichrichterelements einem Zielgrad annähert, der kleiner als das maximale Niveau bestimmt ist. Der Motor in dem Motorangetriebenen Generator kann das Erbringen eines vorbestimmten Niveaus der Leistungsausgabe verfehlen aufgrund der Degeneration im Verlauf der Zeit. Da der Zielgrad der Leitung des Halbleiter-Gleichrichterelements auf den primären Eigenschaften des Motors beruht, wird die Degeneration des Motors im Verlauf der Zeit zu dem oberen Nachteil führen.
  • Es wird nun davon ausgegangen, dass die Anzahl der Umdrehungen des Motors zwischen 3000 und 5000 Upm gesteuert wird, und wenn der Motor nicht degeneriert, benötigt die Ausgangslast von 1000 VA 4000 Upm für die Anzahl der Umdrehungen des Motors und 75% der Drosselklappenöffnung. Wenn der Motor degeneriert ist und die Ausgangslast von 1000 VA benötigt wird, wird die Zielzahl der Umdrehungen des Motors auf 4000 Upm eingestellt. Da der Motor degeneriert ist, kann dieser nur schwerlich bei 4000 Upm der Zielzahl der Umdrehungen mit der vorherigen Einstellung der Drosselklappenöffnung laufen und verfehlt somit die Erzeugung einer gewünschten Leistungsausgabe. Zum Erhöhen der Leistungsausgabe muss die Drosselklappenöffnung vergrößert werden. Wenn es noch schlimmer kommt, kann es sein, dass eine Drosselklappenöffnung von fast 100% benötigt wird, wodurch ein Überlastzustand erzeugt wird. Diese Art von Nachteil kann verursacht werden durch nicht lediglich nur der Degeneration im Verlauf der Zeit, sondern auch durch Leistungsmangel aufgrund einer individuellen Diskrepanz der Ausgabe des Motors oder des Leistungsüberschusses aufgrund einer individuellen Diskrepanz der Ausgabe des Generators.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Motorangetriebenen Generator gemäß Anspruch 1 bereitzustellen, bei dem ein Generator angeordnet ist zum Erzeugen einer tatsächlichen Leistungsausgabe mit einer komfortablen Spanne in Reaktion auf einen breiten Bereich der elektrischen Last zum Steuern eines stabilen Niveaus der Ausgangsspannung, und eines Motors, der angeordnet ist, gleichmäßig gesteuert zu werden in der Anzahl der Umdrehungen ungeachtet der Motordegenerierung im Verlauf der Zeit oder einer Variation in der Ausgabe des Generators.
  • Die vorliegende Erfindung, die die erste Eigenschaft aufweist, umfasst einen Konverter, der gebildet ist aus einem Halbleiter-Gleichrichter-Element zum Gleichrichten des Ausgangsstroms eines Generators, der von einem Motor angetrieben wird, und einem Drehrichter zum Konvertieren eines Gleichstroms, der von dem Konverter empfangen wird, in einen Wechselstrom mit einer gewünschten Frequenz, einen Halbleiter-Gleichrichter-Element-Treiberschaltkreis zum Steuern der Leitungsrate des Halbleiter-Gleichrichter-Elements, um die Ausgangsspannung des Konverters auf ein Zielniveau einzustellen, eine Leitungsraten-Detektierungseinrichtung zum Detektieren der Leitungsrate des Halbleiter-Gleichrichter-Elements, eine Motor-Umdrehungs-Steuerungseinrichtung zum Steuern der Anzahl der Umdrehungen des Motors, so dass die Leitungsrate, die detektiert wird durch die Leitungsraten-Detektierungseinrichtung, konvergiert wird bei einer Zielrate, eine Einrichtung zum Detektieren der Drosselklappenöffnung des Motors, und eine Modifizierungseinrichtung zum Vermindern der Zielrate, wenn die Drosselklappenöffnung einen vorbestimmten Grad übersteigt.
  • Die vorliegende Erfindung, die die zweite Eigenschaft aufweist, ist dass der vorbestimmte Grad, der in der Modifizierungseinrichtung verwendet wird, bestimmt und mit Bezug zu der Anzahl der Umdrehungen des Motors eingestellt wird, wobei die Modifizierungseinrichtung untersucht, ob die Drosselklappenöffnung den vorbestimmten Grad übersteigt gemäß der Drosselklappenöffnung und der Anzahl der Umdrehungen des Motors.
  • Gemäß der ersten und zweiten Eigenschaft der vorliegenden Erfindung, wenn die Drosselklappenöffnung den vorbestimmten Grad übersteigt, wird geurteilt bzw. bewertet, dass der Motor überlastet ist, und der Zielgrad der Leitung kann entsprechend gesenkt werden. Wenn der Zielgrad der Leitung gesenkt wird, treibt die Motor-Umdrehungs-Steuerungseinrichtung den Motor an, mit einer erhöhten Anzahl von Umdrehungen zu laufen, so dass die Leitungsrate weiterhin nicht das gesenkte Ziel übersteigt. Die erhöhte Anzahl der Umdrehungen erhöht die Ausgabe des Motors. Da der Motor mit einer großzügigen Spanne läuft, kann die Drosselklappe so gesteuert werden, dass ihre Öffnung reduziert wird.
  • Die vorliegende Erfindung mit der dritten Eigenschaft ist, dass die Modifizierungseinrichtung angeordnet ist zum Verringern der Zielrate, wenn die Drosselklappenöffnung den vorbestimmten Grad übersteigt. Gemäß der dritten Eigenschaft dieser Erfindung führt eine momentane Erhöhung der Drosselklappenöffnung nicht zu einer Fehlbewertung im Detektierungsprozess für eine Überlast des Generators.
  • Daher kann eine zuverlässige Steuerung durchgeführt werden.
  • Die vorliegende Erfindung mit der vierten Eigenschaft ist, dass die Modifizierungseinrichtung angeordnet ist zum Zurücksetzen der Zielrate auf eine Anfangseinstellung, wenn die Drosselklappenöffnung einmal den vorbestimmten Grad überstiegen hat und zurückgeführt wurde auf weniger als der vorbestimmte Grad. Gemäß der vierten Eigenschaft dieser Erfindung wird die Motorgeschwindigkeit nicht auf einer ungewünscht hohen Geschwindigkeit gehalten.
  • Die vorliegende Erfindung mit der fünften Eigenschaft ist, dass die Leitungsrate repräsentiert wird durch den Leitungswinkel des Halbleiter-Gleichrichterelements, und die Zielrate repräsentiert wird durch einen Zielwinkel des Halbleiter-Gleichrichterelements. Gemäß der fünften Eigenschaft dieser Erfindung wird der Leitungswinkel des Halbleiter-Gleichrichterelements, das den Konverter umfasst, modifiziert, wenn der Generator überladen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Anordnung eines Motorangetriebenen Generators, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Primärteil einer Benzinsteuerungseinheit in dem Motorgeneratorsystem zeigt;
  • 3 ist Diagramm zum Erklären, das den Leitungswinkel des Thyristors zeigt;
  • 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Abweichung des Leitungswinkels und einer Modifizierung der Zielanzahl der Umdrehungen zeigt;
  • 5 ist ein Blockdiagramm eines Primärteils zum Modifizieren des Leitungswinkels durch Steuern der Drosselklappenöffnung;
  • 6 ist ein Diagramm, das eine Lastbewertungstabelle mit der Anzahl der Umdrehungen und die Drosselklappenöffnung als zwei Parameter zeigt; und
  • 7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Ausgabe an der Drosselklappenöffnung und der Anzahl der Umdrehungen des Motors zeigt.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird detaillierter mit Bezug auf die relevanten Zeichnungen erklärt. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Motorangetriebenen Generators zeigt. Ein magnetischer Multipol-Generator 1 (der im Folgenden als ein Generator bezeichnet wird), der einen Magneten zum Entwickeln eines magnetischen Feldflusses aufweist, wird mit einem (internen Brennkraft-) Motor 2 verbunden. Wenn der Generator 1 durch den Motor 1 angetrieben wird, erzeugt dieser einen mehrphasigen (im allgemeinen dreiphasigen) Wechselstrom. Der Wechselstrom wird in dessen Gleichstromform durch die Vollwellengleichrichtung eines Konverters 3 geändert, der einen Gleichrichterschaltkreis beinhaltet, der Thyristoren aufweist, die als die Halbleiter-Gleichrichterelemente in einer Brückenkonfiguration verbunden sind, und wird zu einem Drehrichter 4 übertragen. Der Drehrichter 4 ist an dessen Ausgang mit einer externen Last 5 verbunden zum Zuführen eines einphasigen Wechselstroms, der mit der Netzfrequenz (z.B. 50 Hz) ausgegeben wird. Ein Schrittmotor 7 ist auch bereitgestellt zum Steuern der Drosselklappenöffnung in dem Motor 2. Im Genaueren wird die Öffnung des Drosselklappenventils 6 gesteuert mit der Anzahl der Pulse, die durch den Schrittmotor 7 empfangen werden, wodurch die Anzahl der Umdrehungen des Motors 2 bestimmt wird. Der Motor 2 kann mit einer Kraftstoffeinspritzung ausgestattet sein. In diesem Fall wird die Steuerung der Drosselklappenöffnung ersetzt durch eine Steuerungsaktion der Kraftstoffeinspritzungszeit zum Bestimmen der Anzahl der Umdrehungen.
  • Die Ausgangsspannung des Konverters 3 wird von dem Spannungsdetektor 8 gemessen. Ein Thyristor-Antriebsschaltkreis 9 vergleicht die Ausgangsspannung des Konverters 3 mit einer Referenzspannung (z. B. 170V), die als ein Zielniveau eingestellt ist, und steuert dann die Leitung oder das Zünden der Thyristors auf eine bekannte Art und Weise, so dass die reale Ausgangsspannung des Konverters 3 einem gewünschten, eingestellten Spannungsniveau gleich ist. Diese Anordnung ermöglicht es der Ausgangsspannung des Konverters 3 auf dem eingestellten Spannungsniveau zu bleiben, wenn es in einem bestimmten Spannungsbereich ist, wo der Leitungswinkel der Thyristoren gesteuert werden kann. Der Konverter 3 kann modifiziert werden, wo dessen Ausgangsspannung bestimmt wird durch Steuern der relativen Einschaltdauer eines Leistungstransistors. Es ist anzumerken, dass sich auf den Leitungswinkel und die relative Einschaltdauer in dieser Beschreibung bezogen wird als die Zünd-Rate des Halbleiter-Gleichrichterelements.
  • Das Halbleiter-Gleichrichterelement wird gesteuert zum Erhalten dessen "in Phase" gemäß dem Leitungswinkel oder der Leitungsrate.
  • Nun wird eine Kraftstofffluss-Steuerungseinheit 10 erklärt. 2 ist ein Blockdiagramm einer Anordnung der Kraftstofffluss-Steuerungseinheit 10. Ein Thyristorleitungswinkeldetektor 101 misst den Leitungswinkel der Thyristoren gemäß dem Steuerungssignal, das von den Thyristorantriebsschaltkreis 9 zu den Konverter 3 zugeführt wird. Der Leitungswinkel wird kontinuierlich bei Intervallen einer gegebenen Periode gemessen und dessen Durchschnitt wird berechnet.
  • Der durchschnittliche Leitungswinkel, der von dem Thyristorleitungswinkeldetektor 101 berechnet wird, wird zu einem Abweichungsdetektor 102 übertragen, wo eine Abweichung von dem Zielgrad der Leitung detektiert wird. Im Genaueren wird von dem durchschnittlichen Leitungswinkel des Thyristors bewertet, ob der Generator 1 mit einer komfortablen Spanne der Ausgabe betrieben wird. Beispielsweise kann der Zielgrad der Leitung 75% sein. Im Genaueren kann der Zielgrad der Leitung, wie eine allgemeine Einstellung für die Steuerung, einen Grad von Hysterese aufweisen.
  • Da die Anzahl der Umdrehungen des Motors 2 auf einen Zielwert gesteuert wird, so dass die Abweichung, die durch den Abweichungsdetektor 102 berechnet wird, auf Null verkleinert wird, läuft der Generator 1 in einer bevorzugten Bedingung. Der Zielgrad der Leitung ist variabel in Abhängigkeit von der Temperatur des Generators 1, wie später detaillierter erklärt wird.
  • 3 illustriert eine Wellenform der Ausgangsspannung der Thyristoren, wenn der Leitungswinkel gleich 75% ist. Wie gezeigt ist der Leitungswinkel α ein elektrischer Winkel, der mit einer Periode korrespondiert, wo die Thyristoren "in Phase" gehalten werden, und kann durch bekannte Mittel bestimmt werden.
  • Ein Zielumdrehungenaktualisierungsblock 103 ist reagierend zu der Abweichung von dem Abweichungsdetektor 102 angeordnet zum Bestimmen einer Anpassung der Anzahl der Umdrehungen. Der Zielumdrehungenaktualisierungsblock 103 kann implementiert sein durch eine Tabelle, wo die Anpassung der Anzahl der Umdrehungen von der Abweichung als entsprechende Ausleseadressdaten bestimmt wird. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Abweichung und der Anpassung der Anzahl der Umdrehungen zeigt. Die Abweichung ist eine Differenz zwischen dem Zielgrad der Leitung und dem tatsächlichen Grad der Leitung (tatsächlicher Winkel minus Zielwinkel).
  • Wie in 4 gezeigt, wenn die Abweichung positiv ist vom Zielgrad der Leitung, ist die Anpassung in der Anzahl der Umdrehungen größer, als wenn die Abweichung negativ ist. Wenn die Abweichung positiv ist, wird bewertet, dass der Leitungswinkel den Zielgrad (75%) übersteigt, und der Generator 1 hat keine Spanne. Es ist daher für den Generator 1 notwendig, die Ausgabe in Reaktion auf die Last zu erhöhen. Wenn im Gegensatz die Abweichung negativ ist, wird bewertet, dass der Generator eine breite Spanne aufweist. Da jede exzessive Reaktion eine Überschreitung verursacht, die abrupt die Anzahl der Umdrehungen variiert, und die vermieden werden muss, wird die Anpassung der Anzahl der Umdrehungen auf ein Minimum eingestellt.
  • Zurückkehrend zu 2 wird ein Zielumdrehungsspeicher 104 bereitgestellt zum Empfangen der Anpassung der Zielzahl der Umdrehungen von dem Zielumdrehungenaktualisierungsblock 103 und Hinzufügen dieser zu der vorherigen Zielzahl von gespeicherten Umdrehungen, um eine neue Zielzahl von Umdrehungen zu haben. Die Zielzahl der Umdrehungen kann aktualisiert werden innerhalb eines Bereichs zwischen dem Maximum und dem Minimum, die von einem Maximum/Minimum-Umdrehungseinstellungsblock 105 bestimmt werden. Selbst wenn die Addition der Anpassung der Zielzahl der Umdrehungen dazu führt, das die Zielzahl der Umdrehungen sich aus dem Bereich entfernt, verharrt die Zielzahl der Umdrehungen an dessen maximaler oder minimaler Grenze. Die minimale Grenze ist gegeben zum Vermeiden, dass sich der Leitungswinkel der Thyristoren in Reaktion auf eine kleine Variation der Anzahl der Umdrehungen ändert, wodurch die Stabilität bei keiner oder einer minimalen Last verschlechtert.
  • Ein Umdrehungsdetektor 106 ist bereitgestellt zum Messen der Anzahl der Umdrehungen des Generators 1. Ein Steuerungsrechner 107 berechnet eine Steuerung gemäß der tatsächlichen Anzahl der Umdrehungen, die von dem Umdrehungsdetektor 106 empfangen wird, und der Zielzahl der Umdrehungen, die von dem Zielumdrehungsspeicher 104 empfangen wird, unter Verwendung einer bekannten Art und Weise (z.B. einer proportionalen, integralen oder differentiellen Operation), so dass die Abweichung der Anzahl der Umdrehungen von der Zielzahl zu Null verkleinert wird. Eine Drosselklappensteuerungseinheit 108 ist mit dem Schrittmotor 7 verbunden und führt diesem ein Pulssignal zu zum Antreiben der Umdrehung gemäß der Ausgabe des Steuerungsrechners 107. Bei Empfang des Pulssignals wird der Schrittmotor 7 angetrieben, die Drosselklappenöffnung zu variieren.
  • Gemäß der Ausführungsform wird die Anzahl der Umdrehungen des Motors 2 so gesteuert, dass der durchschnittliche Leitungswinkel des Thyristorbrücken-Gleichrichterschaltkreises zum Bestimmen der Ausgabe des Konverters 3 auf einem eingestellten Grad (z.B. 75%) beibehalten werden kann. Dies ermöglicht es dem Generator 1, konstant mit einer komfortablen Spanne zu laufen, und eine Last mit einem Leistungsniveau zu speisen. Im Genaueren, wenn sich die Last erhöht, wird der Leitungswinkel der Thyristoren in Reaktion auf eine Variation der Ausgabe des Konverters 3, die aus einer Erhöhung der Last resultiert, erhöht. Wenn sich der Leitungswinkel erhöht, kann die Anzahl der Umdrehungen des Motors 2 moderat erhöht werden. Als ein Ergebnis wird die Anzahl der Umdrehungen des Motors 2 davor bewahrt, sich mit einer hohen Frequenz zu verändern, und die Erzeugung von Lärm bzw. Rauschen und der Kraftstoffverbrauch des Motors 2 werden gemindert.
  • Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass die Ausgangsspannung des Generators gemessen wird mit dem Eingang des Drehrichters, wodurch die Notwendigkeit des Berechnens der tatsächlichen Leistungsausgabe des Drehrichters, die Konversionseffizienz des Konverters, die Leistungserzeugung pro Umdrehung und Differenzen zwischen Komponenten in dem Generator und dem tatsächlichen Leistungsdetektor als Parameter eliminiert werden, und der Steuerungsbetrieb vereinfacht wird. während bei dem Konverter in dieser Ausführungsform die Thyristoren in einer Brückenkonfiguration verbunden sind zum Gleichrichten der Stromausgabe des Generators, können diese von einem beliebigen Spannungssteuerungstyp sein, so wie ein DC-Spannungskonvertierungstyp.
  • Die Aktion der Modifikation, wenn der Motor überlastet ist, wird nun beschrieben. Wie zuvor erklärt wurde, kann der Motor 2 überlastet sein, wenn der Motor 2 selbst oder der Generator 1 eine Degeneration im Verlauf der Zeit aufweisen. In dieser Ausführungsform kann der Überlastzustand des Motors 2 eliminiert werden durch Untersuchen von der Drosselklappenöffnung, ob der Motor 2 überlastet ist, und Modifizieren des Zielgrades der Leitung auf der Basis des Ergebnisses der Untersuchung.
  • 5 ist ein Funktionsblockdiagramm, das einen primären Teil der Zielleitungswinkel-Modifizierungssteuerungsvorrichtung zeigt. Wie gezeigt ist ein Drosselklappenöffnungssensor 11 mit dem Drosselklappenöffnungsventil des Motors 2 gekoppelt zum Bereitstellen eines Signals, das die Drosselklappenöffnung angibt. Das Signal wird dann durch einen A/D-Konverter 12 in eine digitale Form konvertiert und einem Überlastbereichuntersucher 13 zugeführt.
  • Der Überlastbereichuntersucher 13 untersucht aus der Drosselklappenöffnung θTH, die vom A/D-Konverter empfangen wird, die Anzahl der Umdrehungen Ne, die von dem Umdrehungsdetektor 106 zugeführt wird, ob der Motor 2 sich in dem Normalbereich oder dem Überlastbereich befindet. Wenn bewertet wird, dass sich der Motor 2 im Überlastbereich befindet, wird das Überlastsignal OL auf ein hohes Niveau (H) gebracht. Wenn sich der Motor im Normalbereich befindet, wird das Überlastsignal OL auf ein niedriges Niveau (L) gebracht. Der Überlastbereichuntersucher 13 kann implementiert sein durch eine Tabelle zum selektiven Ausgeben des Bewertungssignals OL, das auf der Drosselklappenöffnung θTH und der Anzahl der Umdrehungen Ne basiert.
  • 6 illustriert ein Beispiel der Tabelle, die den Überlastbereichuntersucher 13 implementiert. Wie in 6 gezeigt, bestimmt die Tabelle den Überlastbereich, wenn die Drosselklappenöffnung einen vorbestimmten Grad übersteigt. Der Normalbereich ist dort, wo die Drosselklappenöffnung kleiner ist als der vorbestimmte Grad. Wenn der Motor bei 3000 Upm läuft, ist dieser im Normalbereich, während die Drosselklappenöffnung θTH unterhalb von 70% bleibt. Wenn sich die Anzahl der Umdrehungen des Motors erhöht, wird der Normalbereich hin zu einer größeren Drosselklappenöffnung erweitert.
  • Zurückkehrend zu 5 wird das die Überlast anzeigende Überlastsignal OL zu dem Überlastkontinuitätsuntersucher 14 übertragen, der wiederum einen Modifizierungsbefehl s1 ausgibt, wenn das Hochniveau (H) des Signals OL über eine spezifische Zeitperiode fortgeführt wird. Das Untersuchen, ob das Hochniveau über eine spezifische Zeitperiode fortfährt, kann mit einem spezifischen Unterbrechungszyklus durchgeführt werden durch Untersuchen, ob die Anzahl der Überlastbewertungen für eine vorbestimmte Anzahl kontinuierlich ist.
  • Der Modifizierungsbefehl s1 wird zu einer Zielwinkelaktualisierungseinheit 15 übertragen, die einen Zielwinkelreduzierungsbefehl s2 bei Empfang des Modifizierungsbefehls S1 ausgibt (z. B. bei Intervallen von 100 ms). Der Zielwinkelreduzierungsbefehl s2 wird zu einer Zielwinkeleinstellungseinheit 16 übertragen, die den Zielwinkel um 0,5% reduziert z.B. in Reaktion auf den Zielwinkelreduzierungsbefehl s2. Wenn der Zielwinkel erniedrigt wurde, modifiziert die in 2 gezeigte Steuerungsaktion die Zielanzahl der Umdrehungen zum Erhöhen der Anzahl der Umdrehungen des Motors. Wenn der Motor mit einer erhöhten Anzahl von Umdrehungen läuft und dessen Ausgabe mit einer generösen Spanne erzeugt, wird die Drosselklappenöffnung θTH zu dem Schließzustand variiert.
  • 7 ist ein Diagramm, das ein Profil (die Beziehung zwischen der Ausgabe PS und der Anzahl der Umdrehungen Ne) des Motors mit der Drosselklappenöffnung als ein Parameter zeigt. Bei 3000 Upm der Umdrehungen Ne übersteigt wie gezeigt die Ausgabe nur schwer eine Last L mit 80% der Drosselklappenöffnung θTH. Um die Last L zu übersteigen, muss die Drosselklappenöffnung θTH in der Nähe von 90% geöffnet sein. In dem Motor mit diesem Profil, wenn die Anzahl der Umdrehungen Ne auf 4000 Upm erhöht wird, kann die Ausgabe erhöht werden auf eine Rate zum Übersteigen der Last L mit 80% der Drosselklappenöffnung θTH. Im Genaueren läuft der Motor 2 mit einer Spanne und kann dessen Überlastzustand eliminieren.
  • Wenn die Drosselklappenöffnung θTH in der in 5 gezeigten Anordnung kleiner ist als der vorbestimmte Grad, befindet sich der Motor im Normalbereich und der Zielleitungswinkel verbleibt unverändert. Sobald der Motor sich in den Überlastbereich bewegt hat und dann zurückkehrt in den Normalbereich und für eine spezifische Zeitperiode im Normalbereich bleibt, wird der Zielwinkel graduell erhöht auf einer unterschiedlichen Art und Weise als der oben beschriebenen. Wenn der Zielwinkel zurückgebracht wird zu dessen Anfangseinstellung, wird die Aktion des Steuerns des gefeuerten Zustandswinkel beendet.
  • Gemäß der Ausführungsform wird der Leitungswinkel der Thyristoren so gesteuert, dass die tatsächliche Spannungsausgabe des Konverters 3 gleich ist mit dem eingestellten Niveau. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Steuerung des Leitungswinkels begrenzt. Wenn ein Leistungstransistor für die Steuerung der Spannungsausgabe des Konverters 3 genutzt wird, kann die relative Einschaltdauer anstelle des Leitungswinkels modifiziert werden in Abhängigkeit von der Temperatur des Generators.
  • Wie aus der Beschreibung ersichtlich wird, ermöglichen die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, die in den Ansprüchen 1 bis 5 definiert sind, dass die Anzahl der Umdrehungen des Motors und damit dessen Ausgabe erhöht wird, wenn dessen Überlastzustand aus der Erhöhung der Drosselklappenöffnung detektiert wird, wodurch wiederum der Überlastzustand eliminiert wird. Folglich, wenn eine Änderung der Last des Generators erzeugt wird aufgrund der Degeneration im Verlauf der Zeit oder einem Fehlbetrag der Ausgabe des Motors, kann diese aufgehoben werden durch die Steuerung der Aktion des Systems.
  • Gemäß der in Anspruch 3 definierten Eigenschaft der vorliegenden Erfindung kann eine abrupte Erhöhung der Drosselklappenöffnung schwer als eine Überlast bewertet werden. Als ein Ergebnis davon kann die Aktionssteuerung stabil ausgeführt werden. Gemäß der in Anspruch 4 definierten Eigenschaft der vorliegenden Erfindung, kann der Motor davon abgehalten werden, mit einer exzessiv hohen Anzahl von Umdrehungen zu laufen.

Claims (7)

  1. Ein Motorangetriebener Generator, der einen Konverter (3) aufweist, der gebildet ist aus einem Halbleiter-Gleichrichter-Element zum Gleichrichten des Ausgangsstroms eines Generators (1), der von einem Motor (2) angetrieben wird, und einem Drehrichter (4) zum Konvertieren eines Gleichstroms, der von dem Konverter (3) empfangen wird, in einen Wechselstrom mit einer gewünschten Frequenz, umfassend: einen Halbleiter-Gleichrichter-Element-Treiberschaltkreis (9) zum Steuern der Leitungsrate des Halbleiter-Gleichrichter-Elements, um die Ausgangsspannung des Konverters (3) auf ein Zielniveau einzustellen; eine Leitungsraten-Detektierungseinrichtung (101) zum Detektieren der Leitungsrate des Halbleiter-Gleichrichter-Elements; eine Motor-Umdrehungs-Steuerungseinrichtung (108) zum Steuern der Anzahl der Umdrehungen des Motors (2), so dass die Leitungsrate, die detektiert wird durch die Leitungsraten-Detektierungseinrichtung, konvergiert wird bei einer Zielrate, die bereitgestellt wird zum Erzeugen der Ausgangsspannung, damit diese dem Zielniveau entspricht; gekennzeichnet durch: eine Einrichtung (11) zum Detektieren der Drosselklappenöffnung des Motors (2); und eine Modifizierungseinrichtung (15) zum Vermindern der Zielrate, wenn die Drosselklappenöffnung einen vorbestimmten Grad übersteigt, zum Erhöhen einer Zielumdrehung des Motors, die der Zielrate entspricht.
  2. Ein Motorangetriebener Generator nach Anspruch 1, wobei, während der in der Modifizierungseinrichtung (15) verwendete vorbestimmte Grad bestimmt und mit Bezug zu der Anzahl der Umdrehungen des Motors (2) eingestellt wird, die Modifizierungseinrichtung (15) untersucht, ob die Drosselklappenöffnung den vorbestimmten Grad übersteigt gemäß der Drosselklappenöffnung und der Anzahl der Umdrehungen des Motors (2).
  3. Ein Motorangetriebener Generator nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Modifizierungseinrichtung (15) angeordnet ist zum Verringern der Zielrate, wenn die Drosselklappenöffnung den vorbestimmten Grad für eine spezifische Zeitperiode übersteigt.
  4. Ein Motorangetriebener Generator nach Anspruch 1, wobei die Modifizierungseinrichtung angeordnet ist zum Zurücksetzen der Zielrate auf eine Anfangseinstellung, wenn die Drosselklappenöffnung einmal den vorbestimmten Grad überstiegen hat und zurückgeführt wurde auf weniger als der vorbestimmte Grad.
  5. Ein Motorangetriebener Generator nach Anspruch 2, wobei die Modifizierungseinrichtung (15) angeordnet ist zum Zurücksetzen der Zielrate auf eine Anfangseinstellung, wenn die Drosselklappenöffnung einmal den vorbestimmten Grad überstiegen hat und zurückgeführt wurde auf weniger als der vorbestimmte Grad.
  6. Ein Motorangetriebener Generator nach Anspruch 3, wobei die Modifizierungseinrichtung (15) angeordnet ist zum Zurücksetzen der Zielrate auf eine Anfangseinstellung, wenn die Drosselklappenöffnung einmal den vorbestimmten Grad überstiegen hat und zurückgeführt wurde auf weniger als der vorbestimmte Grad.
  7. Ein Motorangetriebener Generator nach Anspruch 1, wobei die Leitungsrate repräsentiert wird durch den Leitungswinkel des Halbleiter-Gleichrichter-Elements, und die Zielrate repräsentiert wird durch einen Zielwinkel des Halbleiter-Gleichrichter-Elements.
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