一種數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器是工作在發(fā)動機(jī)的不同轉(zhuǎn)速段下的，在低功率輸出時工作在較低轉(zhuǎn)速來降低噪音和油耗，在高功率輸出時工作在較高轉(zhuǎn)速以提升發(fā)動機(jī)的輸出功率。由于這一類數(shù)碼發(fā)電機(jī)使用的永磁發(fā)電機(jī)在低速時需要滿足逆變器的母線電壓最低電壓要求，就需要繞制更多的繞組來提升電壓，這使得在高轉(zhuǎn)速時因電機(jī)線圈內(nèi)阻較大而效率降低。
[0003]為了得到在高輸出功率時的最佳效率，改善的常用方法是將永磁電機(jī)的輸出電壓調(diào)整到剛好適應(yīng)在高輸出功率轉(zhuǎn)速時的要求，而在逆變器端增加電路和控制方法來滿足低轉(zhuǎn)速時對永磁電機(jī)的電壓要求。經(jīng)常采用在輸入電壓整流后進(jìn)行DC-DC升壓提高母線電壓來解決這個問題?！颈尘凹夹g(shù)】的電路框圖如圖1。DC-DC升壓電路串接在三相整流電路和全橋逆變電路之間。帶有DC-DC升壓電路的實(shí)際電路簡圖如圖2，其中L1，Q1，D7為DC-DC升壓的執(zhí)行元件，負(fù)責(zé)使其輸出的母線電壓在任意時刻都滿足要求。由于此種電路串聯(lián)在電路中的，DC-DC升壓電路無論在高功率段還是低功率段都要流過電流而損耗能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器，可以在低速時滿足逆變器對母線電壓的要求的同時，使逆變器在高速時幾乎不額外損耗能量，使發(fā)電機(jī)獲得更佳的效率和更低的油耗。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:一種數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器，包括依次連接的三相橋式整流電路和全橋逆變電路，其特征在于:在逆變器上并聯(lián)有PWM斬波電路，其中PWM斬波電路包括:
三只極性方向一致的二極管D7、二極管D8與二級管D9并聯(lián)形成第一電路，第一電路的輸出依次連接電感LI和能量吸收電路；電感LI后還連接有接地的絕緣柵雙極型晶體管Ql ;三相電的三相分別接在二級管D7、二級管D8和二級管D9的正極。
[0006]所述能量吸收電路由二級管DlO和兩個并聯(lián)的元器件:電容Cl、電阻Rl串聯(lián)形成。
[0007]本發(fā)明在原有三相整流電路上并聯(lián)一 PWM斬波電路，在發(fā)電機(jī)低速工作即三相整流電路的輸出母線電壓不足時打開斬波電路，通過PWM斬波電路突然關(guān)斷流過電機(jī)繞組的電流使得電機(jī)繞組產(chǎn)生自感電勢疊加，從而讓三相整流電路的輸出母線電壓達(dá)到目標(biāo)值。
[0008]在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高時，三相整流電路的輸出母線電壓足夠，PWM斬波電路的控制信號關(guān)閉，使PWM斬波電路幾乎不消耗能量。
[0009]本專利的電路是并聯(lián)連接在三相輸入電路中的，在高轉(zhuǎn)速時增加的電路可以完全關(guān)閉，對主電路完全沒有影響。本專利的特點(diǎn)是在高功率輸出的高轉(zhuǎn)速工作時產(chǎn)生能量損耗少，可以使得高功率輸出時的效率達(dá)到最高，同時在低轉(zhuǎn)速的時候起作用使得永磁電機(jī)低轉(zhuǎn)速時輸出更高的電壓，從而讓逆變器得到足夠的母線電壓。因此具有更高的發(fā)電效率，在同樣的發(fā)電機(jī)上，效率更高意味著可以輸出更大的功率，和更低的油耗。
[0010]說明書附圖
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的框圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的具體電路圖；
圖3為本發(fā)明的框圖；
圖4為本發(fā)明的具體電路圖；
圖5為MCU的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0012]如圖3至圖5所示，數(shù)碼發(fā)電機(jī)包含原動機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)、逆變器以及其他附件，原動機(jī)帶動永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電，再由逆變器將永磁發(fā)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的交流電壓輸出供用戶使用。
[0013]一種數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器，包括依次連接的三相橋式整流電路和全橋逆變電路，三相電源的輸入端與三相橋式整流電路并聯(lián)連接有PWM斬波電路，其中三相橋式整流電路包括由二極管Dl和二級管D4組成的第一支路、由二極管D2和二級管D5組成的第二支路和由二極管D3和二級管D5組成的第三支路這三個支路組成，電流從三相電源的輸入端經(jīng)過二極管D1，二極管D2，二極管D3流出，再經(jīng)過二極管D4，二極管D5，二極管D6流回去。
[0014]三只極性方向一致的二極管D7、二極管D8與二級管D9并聯(lián)形成第一電路，第一電路的負(fù)極依次連接電感LI和能量吸收電路；電感LI后還連接有接地的絕緣柵雙極型晶體管Ql ;三相電的三相分別接在二級管D7、二級管D8和二級管D9的正極。
[0015]在三相橋式整流電路的輸出與地之間還并聯(lián)有電容C2 ;
在三相橋式整流電路的輸出與地之間還連接有全橋逆變電路，其中全橋逆變電路包括絕緣柵雙極型晶體管Q2、絕緣柵雙極型晶體管Q3串聯(lián)形成的電路，以及絕緣柵雙極型晶體管Q4、絕緣柵雙極型晶體管Q5串聯(lián)形成的電路，這兩個電路并聯(lián)。其中絕緣柵雙極型晶體管Q2的射極連接絕緣柵雙極型晶體管Q3的集電極相連，絕緣柵雙極型晶體管Q4的射極連接絕緣柵雙極型晶體管Q5的集電極相連，在絕緣柵雙極型晶體管Q2的射級與絕緣柵雙極型晶體管Q4的射級之間還串聯(lián)有電感L2、電容C3和電感L3。
[0016]其中所述能量吸收電路由二級管D10、并聯(lián)的電容Cl和電阻Rl串聯(lián)組成。
[0017]本專利中，將永磁發(fā)電機(jī)的最佳效率點(diǎn)設(shè)置在額定輸出功率點(diǎn)附近，在該點(diǎn)所處的轉(zhuǎn)速時永磁電機(jī)輸出的電壓剛好適應(yīng)逆變器需要的母線電壓，同時永磁電機(jī)采用盡可能小的線圈內(nèi)阻以獲得最大效率值。在低于該最佳效率點(diǎn)的轉(zhuǎn)速，特別是在最低工作轉(zhuǎn)速時，永磁電機(jī)的輸出電壓將小于逆變器需要的電壓，此時逆變器的控制單元控制PWM斬波電路開始工作，使永磁電機(jī)的輸出電壓提高，來滿足逆變器對永磁電機(jī)的母線電壓需求。
[0018]PWM斬波電路只在低功率輸出的低轉(zhuǎn)速段電壓不足時生效，當(dāng)負(fù)載功率和轉(zhuǎn)速超過特定的值，該電路將因?yàn)橛来烹姍C(jī)輸出電壓足夠高而徹底關(guān)閉，從而使發(fā)電機(jī)獲得最高效率。PWM斬波電路主要包含元件二級管D7，二級管D8，D9，電感LI，絕緣柵雙極型晶體管Ql,而二級管DlO,電阻Rl,電容Cl是作為輔助元件用來吸收尖峰電壓，也可以使用別的吸收電路來代替，在Ql關(guān)閉時對LI進(jìn)行續(xù)流以吸收LI產(chǎn)生的感應(yīng)電壓尖峰。
[0019]當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，永磁電機(jī)的輸出電壓較低，即逆變器三相電源輸入電壓較低，此時整流電路的輸出母線電壓不足，圖3所示的PWM斬波電路開始工作，PWMl的占空比變大，絕緣柵雙極型晶體管Ql在一個PWM周期中電流增加并在占空比結(jié)束時被關(guān)斷。由于絕緣柵雙極型晶體管Ql關(guān)斷時電感LI及永磁電機(jī)的繞組將產(chǎn)生感生電壓而使得輸出電壓抬升，該電壓是由永磁電機(jī)繞組和電感LI串聯(lián)產(chǎn)生的，而電感LI的電感量遠(yuǎn)小于永磁電機(jī)繞組電感量，所以電機(jī)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓較高，相當(dāng)于電機(jī)繞組的輸出電壓變高，最終整流電路的輸出電壓變高。當(dāng)整流電路輸出電壓高出預(yù)先設(shè)定的值時，MCU控制PWMl占空比減小，絕緣柵雙極型晶體管Ql的單次導(dǎo)通電流減小而使得感生電壓減小，進(jìn)而使輸出電壓穩(wěn)定在預(yù)設(shè)值附近。MCU的控制流程圖如圖5。
【主權(quán)項】
1.一種數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器，包括依次連接的三相橋式整流電路和全橋逆變電路，其特征在于:在逆變器上并聯(lián)有PWM斬波電路，其中PWM斬波電路包括: 三只極性方向一致的二極管D7、二極管D8與二級管D9并聯(lián)形成第一電路，第一電路的輸出依次連接電感LI和能量吸收電路；電感LI后還連接有接地的絕緣柵雙極型晶體管Ql ;三相電的三相分別接在二級管D7、二級管D8和二級管D9的正極。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器，其特征在于:所述能量吸收電路由二級管DlO和兩個并聯(lián)的元器件:電容Cl、電阻Rl串聯(lián)形成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)碼發(fā)電機(jī)逆變器，包括依次連接的三相橋式整流電路和全橋逆變電路，在逆變器上并聯(lián)有PWM斬波電路，三只極性方向一致的二極管D7、二極管D8與二級管D9并聯(lián)形成第一電路，第一電路的輸出依次連接電感L1和能量吸收電路；電感L1后還連接有接地的絕緣柵雙極型晶體管Q1；三相電的三相分別接在二級管D7、二級管D8和二級管D9的正極。本發(fā)明在高功率輸出的高轉(zhuǎn)速工作時產(chǎn)生能量損耗少，可以使得高功率輸出時的效率達(dá)到最高，同時在低轉(zhuǎn)速的時候起作用使得永磁電機(jī)低轉(zhuǎn)速時輸出更高的電壓，從而讓逆變器得到足夠的母線電壓，因此具有更高的發(fā)電效率。
【IPC分類】H02H9-04, H02P9-48
【公開號】CN104868809
【申請?zhí)枴緾N201510285124
【發(fā)明人】龔治俊
【申請人】重慶瑜欣平瑞電子有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月29日