[發明專利]裝有數字穩壓器的具有勵磁的旋轉電機

有效

• 申請號: 201080051383.5
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN102598466A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: P.蒂塞蘭德;P.查薩德;L.拉比斯特
• 申請（專利權）人: 法雷奧電機設備公司
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14;H02P9/24;H02P9/48;H02J7/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及能夠作為發電機工作且裝有數字類型的穩壓器設備的具有勵磁的旋轉電機。

背景技術

在機動車領域中，具有勵磁的旋轉電機已知被用于作為交流發電機或交流發電機-起動機，而且包括裝有勵磁線圈的旋轉感應器和具有多個繞組的定子。

當該電機作為交流發電機工作且感應器旋轉時，定子繞組提供交流電壓，其被整流以便獲得直流電壓。將該直流電壓穩壓以便向車輛的車載電源網絡提供用于對電池充電以及向連接到網絡的消費者供電的恒定直流電壓。

通常通過調整在感應器線圈中循環的勵磁電流來調節交流發電機的輸出電壓。

對于恒定的旋轉速度和電荷，交流發電機對勵磁電流的變化的響應受到系統的固有通帶的限制，其依賴于交流發電機的機電特性。

對于機動車應用，必須將輸出電壓穩壓以使得在由車輛制造商定義的工作范圍（由電池和消費者表示的旋轉速度和電荷的范圍）內保持恒定。

為了該目的，在機動車交流發電機中，通過穩壓器設備連續地測量輸出電壓并將其與設置值比較，該穩壓器設備控制勵磁電流以便最小化或消除測量的輸出電壓與設置值之間的誤差。

VALEO?EQUIPEMENTS?ELECTRIQUES?MOTEUR（法雷奧電機設備）公司已經具體地在其歐洲專利EP?0?481?862和EP?0?802?606中提出借助與常規模擬技術相比提供實質的優點的數字技術基于通過采樣的測量完成該穩壓。

然而，在微控制器上實現數字處理算法使得無法容易地修改穩壓器回路的增益和/或通帶和/或穩定性和/或基準輸入。

此外，這些算法必須在大量比特上完成計算，其導致使用具有高分辨率的模數轉換器，因此耗費巨大。

最后，適配于每種特定應用的算法的多樣性并不允許使得它們的知識產權更容易保護的標準化。

因此，需要一種裝有消除現有技術中已知的數字穩壓器的缺點的數字穩壓設備的具有勵磁的旋轉電機。

發明內容

本發明的旨在滿足該需要，而且其目的具體在于一種能夠作為發電機工作且提供裝有通過勵磁電流調整的直流輸出電壓的類型的數字穩壓設備的具有勵磁的旋轉電機。

已知，該類型的電機具有由預定的第一截止頻率限制的通帶。

該類型的電機的數字穩壓器設備通常包括用于控制勵磁電流的部件和穩壓器回路。

同樣已知，該穩壓器回路在其輸入處包括用于通過采樣輸出電壓進行測量并以預定的第一采樣頻率產生采樣信號的部件，并且在其輸出處包括用于產生控制信號的部件，根據采樣信號和設置值來控制這些控制部件。

根據本發明的具有勵磁的旋轉電機的特別之處在于，該用于測量的部件包括過采樣部件以使得第一采樣頻率大于第一截止頻率的兩倍，而且該穩壓器回路額外包括用于抽取（decimation）采樣信號的部件。

該用于測量的部件在預定的第一比特數上產生采樣信號，而且非常有利地，該穩壓器回路額外包括用于對采樣信號進行濾波的部件，使得所述采樣信號在由這些部件處理之后包括大于第一比特數的預定的第二比特數。優選地，該濾波部件包括平均型的濾波器，其產生采樣信號的預定樣本數上的滑動平均。

優選地，該用于抽取的部件實現頻率的改變，使得采樣信號具有低于第一采樣頻率的第二采樣頻率。

根據本發明的第一實施例，控制信號是具有可變占空比的矩形信號，而且該用于產生的部件包括數字比較器，其通過將采樣信號與基準信號進行比較來產生控制信號，通過將設置值與計數信號相加獲得該基準信號，該計數信號由以預定的、或借助例如在ROM或EEPROM型的存儲器中輸入的查找表獲得的第一時鐘頻率工作在第三比特數上的遞減計數器提供。

根據本發明的其他實施例，該計數信號由以預定的、或借助查找表獲得的第二時鐘頻率工作的可逆計數器提供。

非常有利地，根據本發明的具有勵磁的旋轉電機的穩壓器環路額外包括模擬低通濾波器，其在該用于測量的部件之前，并且具有包含在第一截止頻率與第一采樣頻率的一半之間的第三截止頻率。

優選地，該穩壓器回路還包括分壓器，其在該用于測量的部件之前，具有設計用于這些用于測量的部件的工作范圍的預定的衰減比。

以下事實是有利的，該穩壓器回路額外包括通信協議解碼器，其將控制信號解碼，數據總線使得能夠建立設置值，而且配置總線使得能夠基于解碼的控制信號建立以下當中的至少一個參數：

－第二截止頻率；

－第三截止頻率；

－第一時鐘頻率；

－第二時鐘頻率；

－第一采樣頻率；

－第二采樣頻率；