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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Daher
kann eine zuverlässige
Steuerung durchgeführt
werden.
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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.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Anordnung eines Motorangetriebenen Generators,
das eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Primärteil einer Benzinsteuerungseinheit
in dem Motorgeneratorsystem zeigt;
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3 ist
Diagramm zum Erklären,
das den Leitungswinkel des Thyristors zeigt;
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4 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Abweichung des Leitungswinkels
und einer Modifizierung der Zielanzahl der Umdrehungen zeigt;
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5 ist
ein Blockdiagramm eines Primärteils
zum Modifizieren des Leitungswinkels durch Steuern der Drosselklappenöffnung;
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6 ist
ein Diagramm, das eine Lastbewertungstabelle mit der Anzahl der
Umdrehungen und die Drosselklappenöffnung als zwei Parameter zeigt; und
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7 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Ausgabe an der Drosselklappenöffnung und
der Anzahl der Umdrehungen des Motors zeigt.
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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.
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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.
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Das
Halbleiter-Gleichrichterelement wird gesteuert zum Erhalten dessen "in Phase" gemäß dem Leitungswinkel
oder der Leitungsrate.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.