[發(fā)明專利]具有改進的相電流的相位可控性的發(fā)電機

有效

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• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102111102A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 堀畑晴美
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

技術領域

本公開涉及一種用于基于至少一相電流和磁場之間的電磁作用生成電功率和/或運動功率的發(fā)電機，更具體地說，涉及一種用于控制至少一相電流的相位的發(fā)電機。

背景技術

三相逆變器用于利用多個開關元件，把從三相繞組生成的電功率(比如三相電壓)轉換成DC(直流)功率(比如DC電壓)，每個開關元件都具有與其并聯(lián)連接的二極管。DC功率被提供給要在其中充電的電池，并且/或者被提供給電氣負載。

這些三相逆變器中的一種類型用于，在相對于在另一相電樞繞組中所感生的電壓過去預設的延遲時間之后，斷開每相電樞繞組的開關元件。例如，在日本專利申請公開No.2004-7964中公開了這些三相逆變器中的這一類型。

這種類型的三相逆變器還用于確定每相電樞繞組的開關元件的斷開定時，使得每相電樞繞組的開關元件的接通時段從120電角度到180電角度變化。

發(fā)明內容

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在發(fā)電機(比如包括轉子、具有三相電樞繞組的定子和在專利公開No.2004-7964中公開的三相逆變器的三相旋轉電機)中存在應被改進之處。

具體地說，在該專利公開中所公開的三相逆變器相對于在另一相電樞繞組中所感生的電壓，確定每相電樞繞組的開關元件的斷開定時。

不過，該三相逆變器不能精確地控制流過每相電樞繞組的相電流的相位。

讓我們考慮如下情況，其中該三相逆變器試圖控制一相電樞繞組的相電流的相位，從而使一相電樞繞組的接通時段長于其間相電流能夠流過相應二極管的時段；該接通時段允許電流在預設時段(預設的電角度范圍)期間從電池流到一相電樞繞組。

這種情況下，一相電樞繞組的相電流的相位的控制(被稱為“相位控制”)需要轉子和定子(每相電樞繞組)之間精確的相對位置。從而，相位控制需要用于檢測轉子的旋轉位置的組件(比如旋轉變壓器)，以便進行相位控制。

換句話說，除非包括該專利公開中所公開的三相逆變器的三相轉子電機包括用于檢測轉子的旋轉位置的部件，否則它不能進行相位控制。

作為發(fā)電機的普通三相旋轉電機被設計成使得由磁激轉子生成的磁通量在每相電樞繞組中感生電壓。流過每相電樞繞組的電流也生成磁通量，并且由流過每相電樞繞組的電流所生成的磁通量對在每相電樞繞組中所感生的電壓有影響。總之，在每相電樞繞組中所感生的電壓受到流過其中的電流的影響。

在該專利公開中所公開的三相逆變器還用于與其間電流能夠流過相應二極管的導通時段同步地接通每個開關元件，從而把三相電壓整流成DC電壓。這種整流將被稱為“同步整流”。

當該三相逆變器在改變每個開關元件的通/斷定時的同時進行同步整流時，在每相電樞繞組中所感生的電壓沒有很大改變。

不過，如該專利公開中所公開的那樣，當該三相逆變器在每個開關元件的接通時段被設定成長于或偏離其間電流流過相應二極管的接通時段的情況下，把三相電壓整流成DC電壓時，在除相應二極管的接通時段外的時段內，電流可從電池流入每相電樞繞組，導致在每相電樞繞組中所生成的電壓的相位顯著改變。

在每相電樞繞組中所感生的電壓的相位的這種顯著改變會使得難以相對于在另一相電樞繞組中所感生的電壓，精確地確定每相電樞繞組的開關元件的斷開定時，這是因為在另一相電樞繞組中所感生的電壓的相位顯著改變。

鑒于上面所述的情況，本發(fā)明的各個方面之一是尋求提供設計用來解決上面陳述的發(fā)電機中應改進之處的發(fā)電機。

具體地說，本發(fā)明的各個方面的一個可替選方案目標在于提供一種如下發(fā)電機，其能夠精確控制流過發(fā)電機的一相電樞繞組的電流的相位，而不使用用于檢測發(fā)電機的轉子的旋轉位置的部件。

根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種發(fā)電機。該發(fā)電機包括：至少兩相電樞繞組和開關單元，對于至少兩相電樞繞組中的每一個，開關單元包括一對高邊開關元件和第二低邊開關元件，高邊開關元件帶有與其并聯(lián)連接的第一二極管，第二低邊開關元件帶有與其并聯(lián)連接的第二二極管。開關單元被配置成通過高邊開關元件、第一二極管、第二低邊開關元件和第二二極管中的至少一個，整流在至少兩相電樞繞組中的每一個中所感生的電壓。該發(fā)電機包括：過零檢測器，其檢測相電流的方向被反轉時的時間點作為相電流的過零點，相電流是基于在至少兩相電樞繞組中的每一個中所感生的電壓的；和判定器，其確定至少兩相電樞繞組中每一個的高邊開關元件和低邊開關元件至少之一相對于由過零檢測器檢測到的過零點的斷開定時。