[發明專利]一種起動發電機改進結構

有效

• 申請號: 201510522795.7
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105099302B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 梅一峰;宋剛;周曉平
• 申請（專利權）人: 江蘇江南電機有限公司
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02P25/02;H02K1/24;H02K1/14;H02K1/16;H02P101/45;H02P101/25
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 蔣路帆

1.一種起動發電機改進結構，其特征在于，包括：主電機、功率變換器、傳感模組、控制器；所述主電機包括定子和轉子，二者均為非永磁體的凸極結構；所述定子包括多相繞組，其中每一相繞組由在定子的徑向相對的凸極之上的一對繞組線圈構成；

所述功率變換器為定子上的每一相中的兩個繞組分別提供一個由主開關管和續流二級管構成的開關電路；

所述傳感模組用于檢測多類型的狀態參數；所述傳感模組包括：位置感應模組，用于檢測主電機當中定子的各相繞組相對于轉子軸線的角度；油門位置傳感器，用于提供油門位置信號，獲得駕駛操作中的油門狀態參量；相電流傳感器，用于檢測主電機定子的各相繞組的電流信號；以及，蓄電池電壓傳感器，用于檢測蓄電池的輸入及輸出電壓信號；蓄電池電流傳感器，用于檢測蓄電池的輸入及輸出電流信號；所述位置感應模組為光學位置傳感開關，所述光學位置傳感開關包括齒盤和光學感應器，所述傳感器固定在主電機的機殼上，而所述齒盤與轉子同軸安裝，所述齒盤齒數與轉子的凸極數相同；

所述控制器用于基于所述狀態參數，控制起動發電機多個工作狀態之間的切換，以及在每個工作狀態下通過對功率變換器中各個主開關管接通和斷開的狀態的控制，決定各相繞組的運行狀態以及執行保護控制；

其中，所述起動發電機的多個工作狀態包括初始起動狀態、穩定助力狀態以及發電狀態，所述控制器依據傳感模組提供的發動機轉速參量、蓄電池系統狀態參量以及油門狀態參量，確定起動發電機的當前工作狀態；

所述控制器判斷轉子轉速是否達到預定的發動機怠速轉速，如果未達到則確定當前工作狀態為初始起動狀態；如果轉子轉速達到預定的發動機怠速轉速，所述控制器基于蓄電池系統狀態參量，判斷蓄電池系統處于允許助力范圍還是允許發電范圍；在所述允許助力范圍，控制器根據所述油門狀態參量判斷是否處于油門到底，在處于油門到底狀態下控制起動發電切入穩定助力狀態，否則保持停機等待模式；在所述允許發電范圍，控制器根據所述油門狀態參量判斷是否處于油門到底，在非處于油門到底狀態下控制起動發電機進入發電狀態，在處于油門到底狀態下控制起動發電機進入停機等待模式；

并且，所述控制器在當前工作狀態下確定控制功率變換器中各個主開關管的狀態的控制方式；所述控制器根據開通角、關斷角和電流斬波閾值控制功率變換器中各個主開關管的狀態，所述定子的任一相繞組相對于轉子軸線的角度在開通角和關斷角之間，控制器控制功率變換器中與該相繞組對應的主開關管導通；并且控制器根據相電流或是否達到電流斬波閾值，控制功率變換器中與該相繞組對應的主開關管導通和斷開；其中，在所述初始起動狀態下，所述控制器確定所述控制方式為電流斬波控制方式；在電流斬波控制方式中，在轉子軸線的角度在開通角和關斷角之間時，控制器判斷相電流是否大于或等于相電流斬波閾值，當相電流處于大于或等于相電流斬波閾值的狀態下時，則控制器控制關斷功率變換器中與該相繞組對應的主開關管；在穩定助力狀態下，所述控制器根據轉子的轉速，確定所述控制方式在電流斬波控制方式和角度位置控制方式之間切換；當轉子的轉速低于電動控制方式切換閾值時，控制器確定采用電流斬波控制方式；在電流斬波控制方式中，在轉子軸線的角度在開通角和關斷角之間時，控制器判斷相電流是否大于或等于相電流斬波閾值，當相電流處于大于或等于相電流斬波閾值的狀態下時，則控制器控制關斷功率變換器中與該相繞組對應的主開關管；當轉子的轉速高于電動控制方式切換閾值時，控制器確定采用角度位置控制方式；在角度位置控制方式中，控制器根據轉速以及蓄電池電壓調整所述開通角和關斷角；在發電模式下，所述控制器根據轉子轉速，確定所述控制方式在電流斬波與角度控制復合控制方式以及角度位置控制方式之間切換；當轉子的轉速低于發電控制方式切換閾值時，控制器確定采用電流斬波與角度控制復合控制方式；在電流斬波與角度控制復合控制方式中，控制器根據轉速和輸出電壓調整所述開通角和關斷角，并且控制器判斷勵磁電流是否大于或等于勵磁電流斬波閾值；當勵磁電流處于大于或等于勵磁電流斬波閾值的狀態下時，則控制器控制關斷功率變換器中與該相繞組對應的主開關管；當轉子的轉速高于發電控制方式切換閾值時，控制器確定采用角度位置控制方式；在所述角度位置控制方式中，控制器根據輸出功率選取固定的最優化關斷角，并且根據轉速和輸出功率調整開通角。

2.根據權利要求1所述的起動發電機改進結構，其特征在于，所述位置感應模組為相電感感應裝置，包括與定子的各相繞組同繞地設置電感測試線圈，根據所述電感測試線圈的電感值檢測轉子位置。

3.根據權利要求1所述的起動發電機改進結構，其特征在于，所述控制器包括：速度檢測單元，用于根據位置感應模組檢測的轉子位置判斷主電機的轉速；位置解算單元，用于根據位置感應模組的檢測結果解算轉子的位置；油門檢測單元，用于根據油門位置傳感器的信號確定當前駕駛操作下的油門狀態；相電流檢測單元，用于根據相電流傳感器提供的信號，確定主電機各相繞組的相電流狀態；電壓范圍檢測單元根據蓄電池電壓傳感器的信號提取電壓范圍；控制單元，根據檢測結果生成向功率變換器輸出的驅動信號，從而控制功率變換器中各相開關的開通和關斷。