用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，現(xiàn)有采用逆變器技術(shù)的通用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)一般為:內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)，該永磁發(fā)電機(jī)產(chǎn)生中頻的三相交流電，經(jīng)三相半控橋2整流成高壓直流電，同時(shí)三相半控橋能限制輸出的高壓直流電的幅度值，避免電壓過(guò)高給后面功率器件帶來(lái)?yè)p害，將上述高壓直流電輸入儲(chǔ)能電容3，再經(jīng)后面連接的全橋逆變電路4、濾波電路5將該高壓直流電逆變成50Hz或60Hz的正弦波交流電，以供給通用電器使用，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)電啟動(dòng)一般采用12V直流串激電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速齒輪帶動(dòng)內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的目的，這種方式需要另配12V電動(dòng)機(jī)，減速齒輪，齒輪分離機(jī)構(gòu)等，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置及方法，該用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置通過(guò)設(shè)置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)之前，利用永磁電機(jī)逆向使用成為永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元給永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)三相輸出端輸入合適的三相交流電即可驅(qū)動(dòng)該永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可帶動(dòng)與之相聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到電啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的目的，內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)后，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)整流、逆變、濾波，輸出50或60HZ的交流電壓。
[0004]為了達(dá)到上述目的，一種用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置，包括與永磁電機(jī)依次連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、儲(chǔ)能單元、逆變單元和低通濾波單元，
所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，用于連接直流電源驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和用于將永磁電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)下輸出的交流電整流成直流電；
所述儲(chǔ)能單元，用于將整流后的直流電的交流成分濾除，變?yōu)槠交闹绷麟姡?br> 所述逆變單元，用于將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟妷海?br> 所述低通濾波單元，用于將上述交流電的高頻成分濾除，還原為50HZ或者60HZ的交流電輸出。
[0005]進(jìn)一步，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和儲(chǔ)能單元之間設(shè)置有直流正母線和直流負(fù)母線，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括整流電路和由不少于3對(duì)IGBT管或者M(jìn)OSFET管組組成的電啟動(dòng)電路，永磁電機(jī)每一相輸出端連接有I對(duì)IGBT管或者M(jìn)OSFET管，I個(gè)IGBT管或者M(jìn)OSFET管的另一端連接在直流正母線，另I個(gè)IGBT管或者M(jìn)OSFET管的另一端連接在直流負(fù)母線上。
[0006]進(jìn)一步，所述整流電路和電啟動(dòng)電路設(shè)置為同一電路。
[0007]進(jìn)一步，所述IGBT管的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)設(shè)置有二極管或者所述MOSFET管的漏極與源極之間并聯(lián)設(shè)置有二極管
進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能單元設(shè)置為儲(chǔ)能電容，所述儲(chǔ)能電容兩端外接有直流電源。
[0008]進(jìn)一步，所述直流電源包括直流電瓶、與直流電瓶連接的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器和設(shè)置在升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器和儲(chǔ)能電容之間的二極管I，所述二極管I由升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器至儲(chǔ)能電容方向?qū)ā?br>[0009]進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能單元和所述逆變單元之間設(shè)置有DC-DC電壓變換單元和儲(chǔ)能電容I。
[0010]進(jìn)一步，所述DC-DC電壓變換單元包括MOSFET管、串聯(lián)設(shè)置在直流正母線或直流負(fù)母線上的電感器和二極管II，所述MOSFET管的漏極或者源極連接在電感器和二極管II之間，所述儲(chǔ)能電容I連接在二極管II的輸出端。
[0011]本發(fā)明開(kāi)還公開(kāi)了一種用于內(nèi)燃發(fā)電機(jī)逆變發(fā)電的啟動(dòng)方法，其步驟如下:
1)直流電源連接在儲(chǔ)能電容兩端；
2)MCU控制IGBT管組或者M(jìn)OSFET管組順序?qū)?，把直流電源輸出的直流電壓逆變?yōu)槎嘞嘟涣麟妷?，用于?qū)動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)；
3)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，帶動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)混合氣體被點(diǎn)燃后轉(zhuǎn)速急劇升高，MCU通過(guò)檢測(cè)永磁電機(jī)輸出的中頻交流電壓頻率，計(jì)算到內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時(shí)，停止啟動(dòng)IGBT管組或者M(jìn)OSFET管組，再驅(qū)動(dòng)逆變電路、濾波電路工作。
[0012]進(jìn)一步，在步驟3)中，永磁電機(jī)輸出的中頻交流電壓，經(jīng)過(guò)IGBT管組或者M(jìn)OSFET管組全橋整流，整流后的直流電輸入到儲(chǔ)能電容I存儲(chǔ)，通過(guò)DC-DC電壓變換電路單元來(lái)獲得適合而幅值穩(wěn)定的電壓，直流電壓經(jīng)過(guò)逆變?nèi)珮驍夭?，由低通濾波器過(guò)濾成50Hz或60Hz的交流電輸出。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置通過(guò)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)作為機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，同時(shí)利用永磁電機(jī)逆向使用成為永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，通過(guò)給該永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)三相輸出端輸入合適的三相交流電即可驅(qū)動(dòng)該永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可帶動(dòng)與之相聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到完成電啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明:
圖1為現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)逆變器裝置的電路布置圖；
圖2為本發(fā)明用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置的原理圖；
圖3為發(fā)明用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置第一種實(shí)施方式的電路圖；
圖4為圖3的MOSFET管組并列二極管的電路圖；
圖5為發(fā)明用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置第二種實(shí)施方式的電路圖；
圖6為第二種DC-DC電壓變換實(shí)施電路圖。
[0015]附圖標(biāo)記:1-永磁電機(jī)；2_半控橋整流電路；3_儲(chǔ)能單元；4_逆變單元；5-低通濾波單元；6_電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元；7_直流電瓶；8_直流電源；9_儲(chǔ)能電容I ;10-DC-DC電壓變換單元；I1-1GBT 管；12-DC-DC 轉(zhuǎn)換器;13- 二極管 I ;14_ 二極管；15_M0SFET 管。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0017]如圖2所示為本發(fā)明用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置的原理圖；本發(fā)明一種用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置，包括與永磁電機(jī)I依次連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元6、儲(chǔ)能單元3、逆變單元4和低通濾波單元5，
所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元6，用于連接直流電源驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和用于將永磁電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)下輸出的交流電壓整流成直流電壓；
所述儲(chǔ)能單元3，用于濾波；
所述逆變單元4，用于將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟妷海?br> 所述低通濾波單元5，用于將交流電壓過(guò)濾成50HZ或者60HZ的交流電壓輸出。
[0018]本實(shí)施例在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)之前，利用永磁電機(jī)逆向使用成為永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元給永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)三相輸出端輸入合適的三相交流電即可驅(qū)動(dòng)該永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可帶動(dòng)與之相聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到電啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的目的，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)作為機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)整流、逆變、濾波，輸出50或60HZ的交流電壓，完成逆變發(fā)電。
[0019]如圖3所示為發(fā)明用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置第一種實(shí)施方式的電路圖；如圖5所示為發(fā)明用于內(nèi)燃機(jī)逆變發(fā)電機(jī)的帶電啟動(dòng)功能的逆變器裝置第二種實(shí)施方式的電路圖；進(jìn)一步，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元6和儲(chǔ)能單元3之間設(shè)置有直流正母線和直流負(fù)母線，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元6包括整流電路和由不少于3對(duì)IGBT管組或者M(jìn)OSFET管組組成的電啟動(dòng)電路，永磁電機(jī)I每一相輸出端連接有I對(duì)IGBT管11或者M(jìn)OSFET管15，I個(gè)IGBTll管或者M(jìn)OSFET管15的另一端連接在直流正母線，另I個(gè)IGBT管11或者M(jìn)OSFET管15的另一端連接在直流負(fù)母線上，在每一對(duì)IGBT管或者M(jìn)OSFET管中，第一只IGBT管的發(fā)射極或者M(jìn)OSFET管的源極與第二只IGBT管的集電極或者M(jìn)OSFET管的漏極相連，該連接點(diǎn)再與永磁電機(jī)的一相輸出端連接，第一只IGBT管的集電極或者M(jìn)OSFET管的漏極連接在直流正母線，第二只IGBT管的發(fā)射極或者M(jìn)OSFET管的源極連接在直流負(fù)母線上，永磁電機(jī)有幾相輸出端均要如上述連接幾對(duì)IGBT管或者M(jìn)OSFET管，該結(jié)構(gòu)有利于直流電壓逆變?yōu)榻涣麟妷?，方便通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路給永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)三相輸出端輸入合適的三相交流電即可驅(qū)動(dòng)該永磁無(wú)