[发明专利]一种内燃机驱动的逆变发电装置及其逆变控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及逆变发电机控制技术领域的逆变技术，具体是一种内燃机驱动的逆变发电装置及其逆变控制方法。

背景技术

目前倍频逆变方法广泛用于各种场合的逆变装置，能够减小逆变装置输出滤波电感的电感量，从而减小逆变装置的体积，降低逆变装置的成本。

专利号为201110060848.X公开了一种内燃机驱动发电机的倍频逆变方法和装置。从该专利不难看出他实现倍频的方法实质上是采用的一种单极性正弦脉宽调制方法。该方法还可以详细参见陈道炼编著的由机械工业出版社出版的教科书：《DC-AC逆变技术及其应用》的介绍。该方法所对应的装置的核心部分是一个正弦波发生器和一个三角波发生器和一个比较器组成，该电路存在结构复杂调试困难的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种电路结构简单的能实现倍频逆变的内燃机驱动的逆变发电装置及其逆变控制方法。

为了实现上述第一目的本发明采用如下技术方案：一种内燃机驱动的逆变发电装置包括整流单元、逆变单元、输出滤波单元、取样单元和控制单元；

其中所述整流单元，用于对发电机输出的电压进行整流，并将整流后的电压输入逆变单元的电源输入端。

所述逆变单元中逆变桥4个臂的功率开关晶体管分别接收控制单元产生的4路频率为f的PWM信号，从而输出频率为2f的PWM电压波。

所述输出滤波单元，用于对逆变单元输出的频率为2f的PWM电压波进行滤波，然后输出。

所述取样单元，用于对输出滤波单元的输出进行电压和电流取样，并对取样的电压信号进行衰减后，输入到控制单元的电压信号输入端，对取样的电流信号进行放大后，输入到控制单元的电流信号输入端。

所述控制单元，用于对电压信号和电流信号进行模数转换，计算获得电压和电流的有效值或平均值；然后将该有效值或平均值与预设的目标值进行比较而获得偏差，根据该偏差和预存的正弦表值进行PI调节计算，将PI调节计算结果输入PWM信号发生器中，产生两路互补的PWM信号，同时将PI调节计算结果再进行移相180°计算后结果输入另一PWM信号发生器中，产生另两路互补的PWM信号，从而得到4路频率为f的PWM信号。

为了更优地实现上述技术方案，上述控制单元接收整流单元整流后的电压，对该电压以及发动机转速进行实时检测，以此来判断发电机的功率是否充足，如果发现该电压和转速下降低于预定值，则说明发电机的功率不足，则通过控制单元调节输出的PWM信号，使输出电压降低从而减小输出功率。

具体地，上述所述取样单元通过放大器对取样电流信号进行放大；放大器的同相输入端与控制单元的MCU供电电压5V的中点电压2.5V连接，同时与本装置输出端之一A端连接，还与电流取样电阻R4的一端连接；电流取样电阻R4的另一端与输出滤波电感L1连接，该端还通过电阻R3连接到放大器的反相输入端；放大器的输出端与控制单元的电流信号输入端连接。

上述取样单元通过电阻R7、R6组成的衰减器对电压信号进行分压衰减，R7的一端连接到本装置的输出端B端，R7另一端与R6一端连接，R6的另一端连接到本装置的另一输出端A端；R7与R6的连接端连接到控制单元的电压信号输入端；或R7与R6的连接端通过放大器后再连接到控制单元的信号输入端。

更进一步，上述整流单元增加相线尖峰电压吸收电路，具体为：发电机的输出三相线分别连接二极管D8、D9、D10的正极，电阻R8和电容C6并联后，一端与二极管D8、D9、D10的负极连接，另一端与整流电桥的可控硅SCR1的负极连接，或与二极管D5正极端连接。

上述输出滤波单元由LC滤波电路构成。

为了更优地实现上述技术方案，本装置还设置有与所述微控制器连接的温度传感器，当温度传感器检测到的温度大于预设值时，则通过控制输出端电压减小来减小输出功率。

本发明还提供了一种内燃机驱动的逆变发电装置的逆变控制方法，包括：

整流单元对发电机输出的电压进行整流，并将整流后的电压输入逆变单元的电源输入端。

逆变单元中逆变桥4个臂的功率开关晶体管分别接收控制单元产生的4路频率为f的PWM信号，从而输出频率为2f的PWM电压波。

输出滤波单元对逆变单元输出的频率为2f的PWM电压波进行滤波，然后输出。

取样单元对输出滤波单元的输出进行电压和电流取样，并对取样的电压信号进行衰减后，输入控制单元的电压信号输入端，对取样的电流信号进行放大后，输入控制单元的电流信号输入端。