[发明专利]发动机驱动型发电机

说明书

本发明涉及发动机驱动型发电机，特别涉及到能根据负荷大小来控制发动机转速的发动机驱动型发电机。

在用作交流电源装置的发动机驱动型发电机中，为使输出频率稳定，多使用逆变器装置。这种发动机驱动型发电机由与此发电机相连接的发动机所驱动而产生交流电，此交流电一旦变换为直流电后，就由逆变器装置变换为工频交流电输出。使用了逆变器装置的发电机，由于其输出频率与发动机转速无关，故能通过控制发动机的转速进行适应负荷的输出控制。

例如在日本特开平5-18285号公报中所公开的逆变器式发动机驱动型发电机中，可以根据逆变器装置的输出电流探测负荷，再根据此探测结果控制发动机的节流阀。通过这种控制，不论负荷如何波动，总能使输出电压保持成基本恒定。

在根据负荷大小将发动机控制到最佳转速时，必须将转速控制得使负荷保持于发电机的输出能力之内。但是，与负荷相应的最佳转速必须应用逆变器装置的有效输出电功率(电压×电流×功率因数)、逆变器装置的变换效率、每转的发电能力、以及发电机与有效电力探测器的部件公差等参数来进行计算，从而会使控制变得极其复杂。

已提出有另一种发动机驱动型发电机(日本特开平5-146200号公报)，它在逆变器装置的输入端探测发电机的输出电压，将此输出电压同预设的基准电压比较，求出与负荷相对应的发动机转速。

但是，不论是上述哪一种发动机驱动型发电机，当负荷超过与发动机转速相称的能力时，一旦发电机的输出电压下降，即使是想通过提高发动机的目标转速使发动机的转速加大，也是非常不易提高发动机的转速的。

此外，在根据探测出的输出电流或输出电压相对于目标值的偏差来控制节流阀的开度时，由于响应节流阀开度的变化到发电机的输出改变存在有时延，就不能跟踪负荷的变动，而易使输出电压不稳。

本发明的目的在于提供这样的发动机驱动型发电机，它常能对广范围变化的电力负荷使实际的发电能力保持适当的余量，由此来稳定地控制输出电压。

本发明的发动机驱动型发电机的特征是，它包括有：由对发动机驱动的发电机的输出电流进行整流的半导体整流元件组成的换流器；将此换流器输出的直流电变换为预定频率的交流电的逆变器，为把上述换流器的输出电压控制到目标值而控制前述半导体整流元件的导通的半导体整流元件驱动电路；用来探测前述半导体整流元件导通角的导通角探测装置；把一小于最大导通角的角度设定为目标导通角的目标导通角设定装置；控制所述发动机的转速使上述导通角探测装置探测出的导通角保持于所述目标导通角的发动机转速控制装置。

由于能把半导体整流元件的导通角控制到设定为小于最大导通角的目标导通角，因而可在负荷增大时与之相对应地增大导通角。这就是说，由于发电机常常是在其输出有余量的情形下运转，故能在此余量范围内对负荷的增大迅速作出响应。同时，也就能抑制发动机转速的变动对输出电压的影响。

图1为示明依据本发明一实施形式的发动机驱动型发电机系统结构的框图。

图2为示明发动机驱动型发电机的燃料控制部中主要部分结构的框图。

图3是可控硅的导通角的说明图。

图4示明可控硅的导通角偏差与目标转速调整量的关系。

下面参照附图详述本发明一实施形式。图1为示明发动机驱动型发电机结构的框图。(内燃)发动机2连接到多极磁铁发电机(以下简称发电机)1上，发电机1为发动机2所驱动，产生多相(通常为三相)交流电。所产生的交流电通过由将作为半导体整流元件的可控硅组成桥形的整流电路构成的换流器3全波整流后，变换为直流电，输入逆变器4。逆变器4即把工频(例如50Hz)的单相交流电供给与其输出端相连接的外部负荷5。设有步进马达7用来调节发动机2的节流阀6的开度，即通过燃料控制部10供给于此步进马达7的脉冲数来控制节流阀6的开度，由此来控制发动机2的转速。此外，发动机2也可以是燃料喷射型的，这时就可通过燃料喷射时间控制来取代节流阀开度的控制。

电压探测部8探测换流器3的输出电压。可控硅驱动电路9比较预设的目标电压(例如170V)与上述输出电压，通过周知的适当方式控制构成换流器3的可控硅的导通，使探测出的换流器3的实际输出电压等于目标电压。通过这种结构，就能在相应于上述可控硅导通角控制范围的输出电流范围内，将换流器3的输出电压保持为目标电压。