[發(fā)明專(zhuān)利]一種起動(dòng)發(fā)電機(jī)改進(jìn)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510522795.7
• 申請(qǐng)日: 2015-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105099302B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅一峰;宋剛;周曉平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇江南電機(jī)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P9/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P9/00;H02P25/02;H02K1/24;H02K1/14;H02K1/16;H02P101/45;H02P101/25
• 代理公司: 北京馳納智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 蔣路帆

1.一種起動(dòng)發(fā)電機(jī)改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：主電機(jī)、功率變換器、傳感模組、控制器；所述主電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，二者均為非永磁體的凸極結(jié)構(gòu)；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(duì)的凸極之上的一對(duì)繞組線圈構(gòu)成；

所述功率變換器為定子上的每一相中的兩個(gè)繞組分別提供一個(gè)由主開(kāi)關(guān)管和續(xù)流二級(jí)管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路；

所述傳感模組用于檢測(cè)多類(lèi)型的狀態(tài)參數(shù)；所述傳感模組包括：位置感應(yīng)模組，用于檢測(cè)主電機(jī)當(dāng)中定子的各相繞組相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線的角度；油門(mén)位置傳感器，用于提供油門(mén)位置信號(hào)，獲得駕駛操作中的油門(mén)狀態(tài)參量；相電流傳感器，用于檢測(cè)主電機(jī)定子的各相繞組的電流信號(hào)；以及，蓄電池電壓傳感器，用于檢測(cè)蓄電池的輸入及輸出電壓信號(hào)；蓄電池電流傳感器，用于檢測(cè)蓄電池的輸入及輸出電流信號(hào)；所述位置感應(yīng)模組為光學(xué)位置傳感開(kāi)關(guān)，所述光學(xué)位置傳感開(kāi)關(guān)包括齒盤(pán)和光學(xué)感應(yīng)器，所述傳感器固定在主電機(jī)的機(jī)殼上，而所述齒盤(pán)與轉(zhuǎn)子同軸安裝，所述齒盤(pán)齒數(shù)與轉(zhuǎn)子的凸極數(shù)相同；

所述控制器用于基于所述狀態(tài)參數(shù)，控制起動(dòng)發(fā)電機(jī)多個(gè)工作狀態(tài)之間的切換，以及在每個(gè)工作狀態(tài)下通過(guò)對(duì)功率變換器中各個(gè)主開(kāi)關(guān)管接通和斷開(kāi)的狀態(tài)的控制，決定各相繞組的運(yùn)行狀態(tài)以及執(zhí)行保護(hù)控制；

其中，所述起動(dòng)發(fā)電機(jī)的多個(gè)工作狀態(tài)包括初始起動(dòng)狀態(tài)、穩(wěn)定助力狀態(tài)以及發(fā)電狀態(tài)，所述控制器依據(jù)傳感模組提供的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速參量、蓄電池系統(tǒng)狀態(tài)參量以及油門(mén)狀態(tài)參量，確定起動(dòng)發(fā)電機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)；

所述控制器判斷轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是否達(dá)到預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，如果未達(dá)到則確定當(dāng)前工作狀態(tài)為初始起動(dòng)狀態(tài)；如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，所述控制器基于蓄電池系統(tǒng)狀態(tài)參量，判斷蓄電池系統(tǒng)處于允許助力范圍還是允許發(fā)電范圍；在所述允許助力范圍，控制器根據(jù)所述油門(mén)狀態(tài)參量判斷是否處于油門(mén)到底，在處于油門(mén)到底狀態(tài)下控制起動(dòng)發(fā)電切入穩(wěn)定助力狀態(tài)，否則保持停機(jī)等待模式；在所述允許發(fā)電范圍，控制器根據(jù)所述油門(mén)狀態(tài)參量判斷是否處于油門(mén)到底，在非處于油門(mén)到底狀態(tài)下控制起動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，在處于油門(mén)到底狀態(tài)下控制起動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)入停機(jī)等待模式；

并且，所述控制器在當(dāng)前工作狀態(tài)下確定控制功率變換器中各個(gè)主開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)的控制方式；所述控制器根據(jù)開(kāi)通角、關(guān)斷角和電流斬波閾值控制功率變換器中各個(gè)主開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)，所述定子的任一相繞組相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸線的角度在開(kāi)通角和關(guān)斷角之間，控制器控制功率變換器中與該相繞組對(duì)應(yīng)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；并且控制器根據(jù)相電流或是否達(dá)到電流斬波閾值，控制功率變換器中與該相繞組對(duì)應(yīng)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和斷開(kāi)；其中，在所述初始起動(dòng)狀態(tài)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(zhuǎn)子軸線的角度在開(kāi)通角和關(guān)斷角之間時(shí)，控制器判斷相電流是否大于或等于相電流斬波閾值，當(dāng)相電流處于大于或等于相電流斬波閾值的狀態(tài)下時(shí)，則控制器控制關(guān)斷功率變換器中與該相繞組對(duì)應(yīng)的主開(kāi)關(guān)管；在穩(wěn)定助力狀態(tài)下，所述控制器根據(jù)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于電動(dòng)控制方式切換閾值時(shí)，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(zhuǎn)子軸線的角度在開(kāi)通角和關(guān)斷角之間時(shí)，控制器判斷相電流是否大于或等于相電流斬波閾值，當(dāng)相電流處于大于或等于相電流斬波閾值的狀態(tài)下時(shí)，則控制器控制關(guān)斷功率變換器中與該相繞組對(duì)應(yīng)的主開(kāi)關(guān)管；當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高于電動(dòng)控制方式切換閾值時(shí)，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(jù)轉(zhuǎn)速以及蓄電池電壓調(diào)整所述開(kāi)通角和關(guān)斷角；在發(fā)電模式下，所述控制器根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，確定所述控制方式在電流斬波與角度控制復(fù)合控制方式以及角度位置控制方式之間切換；當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于發(fā)電控制方式切換閾值時(shí)，控制器確定采用電流斬波與角度控制復(fù)合控制方式；在電流斬波與角度控制復(fù)合控制方式中，控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速和輸出電壓調(diào)整所述開(kāi)通角和關(guān)斷角，并且控制器判斷勵(lì)磁電流是否大于或等于勵(lì)磁電流斬波閾值；當(dāng)勵(lì)磁電流處于大于或等于勵(lì)磁電流斬波閾值的狀態(tài)下時(shí)，則控制器控制關(guān)斷功率變換器中與該相繞組對(duì)應(yīng)的主開(kāi)關(guān)管；當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高于發(fā)電控制方式切換閾值時(shí)，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(jù)輸出功率選取固定的最優(yōu)化關(guān)斷角，并且根據(jù)轉(zhuǎn)速和輸出功率調(diào)整開(kāi)通角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動(dòng)發(fā)電機(jī)改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述位置感應(yīng)模組為相電感感應(yīng)裝置，包括與定子的各相繞組同繞地設(shè)置電感測(cè)試線圈，根據(jù)所述電感測(cè)試線圈的電感值檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動(dòng)發(fā)電機(jī)改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述控制器包括：速度檢測(cè)單元，用于根據(jù)位置感應(yīng)模組檢測(cè)的轉(zhuǎn)子位置判斷主電機(jī)的轉(zhuǎn)速；位置解算單元，用于根據(jù)位置感應(yīng)模組的檢測(cè)結(jié)果解算轉(zhuǎn)子的位置；油門(mén)檢測(cè)單元，用于根據(jù)油門(mén)位置傳感器的信號(hào)確定當(dāng)前駕駛操作下的油門(mén)狀態(tài)；相電流檢測(cè)單元，用于根據(jù)相電流傳感器提供的信號(hào)，確定主電機(jī)各相繞組的相電流狀態(tài)；電壓范圍檢測(cè)單元根據(jù)蓄電池電壓傳感器的信號(hào)提取電壓范圍；控制單元，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果生成向功率變換器輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而控制功率變換器中各相開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷。