CN102790586B - 逆变发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供逆变发电机，其具备由发动机驱动的发电部，可利用发电部来使发动机起动并且整体上实现了轻量化以及小型化而不会导致成本的增加。作为解决手段，逆变发电机(10)具备：绕组(第1、第2绕组22a、22b)，缠绕在由发动机(12)驱动的发电部(14)上；变换器(第1、第2变换器24、26)，与绕组连接，并将从绕组输出的交流电变换为直流电；逆变器(36)，与变换器连接，并将从变换器输出的直流电变换为交流电进行输出；以及控制部(42)，控制变换器与逆变器的动作，该逆变发电机(10)还具备电池(20)，绕组由第1绕组(22a)和第2绕组(22b)构成，并且控制部(42)能够将电池(20)的输出提供给第1、第2绕组(22a、22b)中的一个，使发电部(14)进行旋转驱动而使发动机(12)起动。

Description

逆变发电机
技术领域
本发明涉及逆变发电机，更详细地说涉及具备由发动机驱动的发电部的逆变发电机。
一直以来，在具备由发动机驱动的发电部的逆变发电机中，广泛公知有利用起动电动机(starter motor)(电池电动机)使发动机起转从而起动的技术，但在这样构成的情况下，存在这样的问题：发电机整体增大了配置起动电动机的部分。
因此，在下述专利文献1所述的技术中，除去起动电动机并且将电池的输出提供给发电部进行旋转驱动来使发动机起动、即，使发电部作为起动电动机发挥功能而使发动机起动，由此能够使发电机小型化。
【专利文献1】
日本特开2004-340055号公报
但是，在如专利文献1所述技术那样构成的情况下，需要利用变换器将电池电压升压到可将发电部作为起动电动机进行旋转驱动的电压后再进行供给。但是，该可进行旋转驱动的电压与发电部的输出电压的设定值、换言之是发电时在缠绕于发电部上的绕组中产生的线电压的设定值成比例。
因此，例如在将绕组的线电压设定得比较高时，可进行旋转驱动的电压会增加，因而，变换器的升压比也变高，变换器尺寸增大，结果存在发电机整体的重量增加且大型化的问题。此外，还存在如下问题：对于发电时从发电部施加较高电压的部位(例如电容器等)，需要增大电压耐压值，尺寸及成本会增加。
发明内容
因此，本发明的目的是解决上述课题并提供具备由发动机进行驱动的发电部的逆变发电机，该逆变发电机可利用发电部来使发动机起动并且整体上实现了轻量化以及小型化而不会导致成本的增加。
为了解决上述课题，在权利要求1中，逆变发电机具备：绕组，其缠绕在由发动机驱动的发电部上；变换器，其与所述绕组连接，并将从所述绕组输出的交流电变换为直流电；逆变器，其与所述变换器连接，并将从所述变换器输出的直流电变换为交流电进行输出；以及控制部，其控制所述变换器与所述逆变器的动作，该逆变发电机具有电池，所述绕组由第1绕组和第2绕组构成，并且所述控制部能够将所述电池的输出提供给所述第1绕组和第2绕组中的一个，使所述发电部进行旋转驱动而使所述发动机起动。
在权利要求2的逆变发电机中，所述第1绕组和第2绕组产生的线电压相同、且被设定为比根据所述逆变发电机的额定输出电压规定的规定线电压值小的值，并且所述变换器由第1变换器和第2变换器构成，该第1变换器与所述第1绕组连接，并将从所述第1绕组输出的交流电变换为直流电，该第2变换器的输入侧与所述第2绕组连接，另一方面，输出侧与所述第1变换器的输出端子串联连接，并且将从所述第2绕组输出的交流电变换为直流电进行输出。
在权利要求3的逆变发电机中，在所述第1绕组和第2绕组中产生的线电压被设定为所述规定线电压值的约50%的值。
在权利要求4的逆变发电机中，所述第2绕组产生的线电压被设定为比所述第1绕组的线电压小的值，所述变换器由第1变换器和第2变换器构成，并具有升压变换器，该第1变换器与所述第1绕组连接，并将从所述第1绕组输出的交流电变换为直流电，该第2变换器与所述第2绕组连接，并将从所述第2绕组输出的交流电变换为直流电，该升压变换器的输入侧与所述第2变换器连接，另一方面，输出侧与所述第1变换器的正负输出端子之间并联连接，并且将从所述第2变换器输出的直流电压升压后进行输出。
在权利要求5的逆变发电机中，所述控制部能够将所述电池的输出提供给所述第2绕组，使所述发电部进行旋转驱动而使所述发动机起动。
在权利要求6的逆变发电机中，在所述第2绕组中产生的线电压被设定为所述第1绕组的约50%的值。
在权利要求7的逆变发电机中，通过使所述第2绕组的匝数少于所述第1绕组的匝数，在所述第2绕组中产生的线电压被设定为比所述第1绕组的线电压小的值。
（发明的效果）
在权利要求1的逆变发电机中构成为具有电池，缠绕在由发动机驱动的发电部上的绕组由第1绕组和第2绕组构成，并且控制部能够将电池的输出提供给第1、第2绕组中的一个，使发电部进行旋转驱动而使发动机起动，即，将发电部的绕组划分为第1绕组和第2绕组，所以例如还可以将第1、第2绕组双方或一方的线电压设定为比规定线电压值小的值，由此可利用发电部来起动发动机，具体地说，可通过向第1、第2绕组中的一个提供比较低的电压来使发电部进行旋转驱动而使发动机起动，因此例如能够抑制将电池电压升压后提供给第1绕组或第2绕组的变换器(具体地说是DC/DC变换器)的升压比，由此能够提高变换器的效率，还可以减小变换器尺寸，结果能够使发电机整体轻量化以及小型化。此外，可以不需要起动用的起动电动机等，所以能够使发电机整体进一步小型化。
另外，因为能够如上所述地设定第1、第2绕组的线电压，所以对于在发电时被施加来自发电部(第1、第2绕组)的输出电压的部位(例如电容器等)，能够使电压耐压值降低，由此不会导致尺寸或成本增加等的问题。此外，从第1绕组或第2绕组输入到变换器的电压变低，由此能够降低变换器的部件耐压(电压耐压值)，并且在成本方面也是有利的。
在权利要求2的逆变发电机中，第1、第2绕组产生的线电压相同，而且被设定为比根据逆变发电机的额定输出电压规定的规定线电压值小的值，并且变换器由与第1绕组连接并将从第1绕组输出的交流电变换为直流电的第1变换器、和输入侧与第2绕组连接、输出侧与第1变换器的输出端子串联连接并且将从第2绕组输出的交流电变换为直流电进行输出的第2变换器构成，所以除了上述效果之外，还将从第1变换器输出的直流电压与从第2变换器输出的直流电压相加后输入至逆变器，从而变换为交流电进行输出，所以即使将在第1、第2绕组中产生的线电压设定得较小，发电机的额定输出也不会降低。
在权利要求3的逆变发电机中，因为将在第1、第2绕组中产生的线电压设定为规定线电压值的约50%的值，所以除了上述效果之外，还可以使将电池电压升压后提供给第1绕组或第2绕组的变换器的升压比成为约50%，所以能够使变换器的效率进一步提高，并且能够可靠地使变换器尺寸也变小，由此使发电机整体进一步轻量化以及小型化。
在权利要求4的逆变发电机中，将第2绕组产生的线电压设定为比第1绕组的线电压小的值，所以除了权利要求1所述的效果之外，还可以通过向第2绕组提供比较低的电压来使发电部进行旋转驱动而使发动机起动，例如能够可靠地抑制将电池电压升压后提供给第2绕组的变换器的升压比，由此能够进一步提高变换器的效率，并且还可以减小变换器尺寸，结果能够可靠地使发电机整体轻量化以及小型化。
另外，变换器由第1变换器和第2变换器构成，并具有升压变换器，该第1变换器与第1绕组连接，并将从第1绕组输出的交流电变换为直流电，该第2变换器与第2绕组连接，并将从第2绕组输出的交流电变换为直流电，该升压变换器的输入侧与第2变换器连接，另一方面，输出侧与第1变换器的正负输出端子之间并联连接，并且使从第2变换器输出的直流电压升压后输出，即：第2变换器将从第2绕组输出的交流电变换为直流电，升压变换器使该直流电的电压升压后输出至第1变换器的正负输出端子之间，所以从第1变换器输出的直流电与从升压变换器输出的直流电重叠地输入至逆变器，从而变换为交流电进行输出，所以即使将在第2绕组中产生的线电压设定得较小，发电机的额定输出也不会降低。另外，因为如上述这样设定第2绕组的线电压，所以从第2绕组输入至第2变换器的电压也变低，由此能够降低第2变换器的部件耐压，并且在成本方面也是有利的。
在权利要求5的逆变发电机中，控制部能够将电池的输出提供给第2绕组使发电部旋转驱动而使发动机起动，所以除了权利要求4所述的效果之外，还可以通过向第2绕组提供比较低的电压来使发电部旋转驱动以可靠地起动发动机。
在权利要求6的逆变发电机中，将第2绕组产生的线电压设定为第1绕组的约50%的值，所以除了权利要求4、5所述的效果之外，还能够使将电池电压升压后提供给第2绕组的变换器的升压比成为约50%，所以能够进一步提高变换器的效率，并且还能够可靠地减小变换器尺寸，由此能够使发电机整体进一步轻量化以及小型化。
在权利要求7的逆变发电机中，通过使第2绕组的匝数少于第1绕组的匝数，来将在第2绕组中产生的线电压设定为比第1绕组的线电压小的值，所以除了权利要求4、5所述的效果之外，还可以利用简易的结构将第2绕组的线电压设定为比第1绕组的线电压小的值。
附图说明
图1是整体示出本发明第1实施例的逆变发电机的框图。
图2是示出构成图1所示的发电部的定子等的俯视图。
图3是示出图1所示的控制部动作的流程图。
图4是用于说明输入到图1所示的逆变器的电压的说明框图。
图5是整体示出本发明第2实施例的逆变发电机的与图1相同的框图。
图6是整体示出现有技术的逆变发电机的与图1相同的框图。
图7是用于说明图6所示的电容器的框图。
标号说明
10、110逆变器发电机，12发动机(内燃机)，14、114发电部，20电池，22a、122a第1绕组，22b、122b第2绕组，24第1变换器，24c、24d（第1变换器的)正负输出端子，26第2变换器，36逆变器，42控制部，134升压变换器。
具体实施方式
以下，参照附图来说明用于实施本发明逆变发电机的方式。
【实施例1】
图1是整体示出本发明的实施例的逆变发电机的框图。
在进入图1的说明之前，说明现有逆变发电机的结构。图6是整体示出现有技术的逆变发电机的与图1相同的框图。
如图6所示，逆变发电机200具备由发动机202驱动的发电部(starter generator，起动发电机)204，并具有交流400V的额定输出电压(最大电压750V)。输出绕组206缠绕在发电部204上，在发电时由输出绕组206产生的线电压V1(即，发电部204的输出电压)根据逆变发电机200的额定输出电压规定，具体地规定为500V。此外，以下，将如上所述根据发电机的额定输出电压规定的线电压称为“规定线电压值”。
发动机202通过发电部204的旋转驱动而进行起动。具体地说，具有CPU等的控制部208利用DC/DC变换器212使从电池210输出的直流电压(12V)升压到500V，并将升压后的输出经由平滑电容器214输入至作为起动驱动器（starter driver）发挥功能的变换器216。控制部208将输入到变换器216的电池输出提供给缠绕在发电部204上的输出绕组206，由此，在发电部204中使兼作发动机202的飞轮的转子(未图示)进行旋转驱动来使发动机202起动。
当发动机202起动后利用发电部204开始发电时，控制部208利用变换器216将从发电部204的输出绕组206输出的交流电(线电压V1是500V)变换为直流电，利用平滑电容器214使该直流电平滑，输入至逆变器220，变换为规定频率(具体地说是50Hz或60Hz)的交流电400V，经由输出端子222提供给电气负载224。
此外，因为对平滑电容器214施加比较高的电压，所以电压耐压值设定为比较高的值(例如800V)。另外，在图6中虽然示出1个平滑电容器214，但是，由于可安装于印制基板上的电容器一般是电压耐压值到达500V的类型，所以，实际上如图7所示，以如下方式由多个电容器构成，即：按照必要的静电容量将串联连接电压耐压值为400V的2个平滑电容器214后的组并联连接(在图7中为3组)。
按照上述现有逆变发电机200的结构来说明图1，在图中，标号10表示逆变发电机(以下，简称为“发电机”)。发电机10具备发动机(内燃机)12、由发动机12驱动的发电部(起动发电机)14和配置在可由操作者(用户)自如操作的位置的操作部16，具有作为比较大的额定输出的、交流400V的额定输出电压。
发动机12是火花点火式的空冷汽油发动机，例如具备排气量390cc。发动机12与输出额定12V直流电压的电池20连接，并作为未图示的油门电动机或点火塞等的动作电源进行使用。
图2是示出构成发电部14的定子等的俯视图。
发电部14由定子14a和转子14b构成，定子14a固定在发动机12的曲轴壳体(未图示)上，转子14b以可围绕定子14a自由旋转的方式配置、并兼作发动机12的飞轮。
定子14a具备定子铁心14a1，并且在定子铁心14a1上形成有辐射状延伸的多个具体地说为30个突起(齿)14a2。如图所示，在30个突起14a2中的半数的15个突起14a2上缠绕有由1组U、V、W相构成的三相的第1输出绕组(以下称为“第1绕组”，在图中用单点划线包围表示)22a，并且剩余的15个突起14a2也同样缠绕有由1组U、V、W相构成的三相的第2输出绕组(以下称为“第2绕组”，在图中用双点划线包围表示)22b。
第1绕组22a和第2绕组22b都被设计成产生被设定为比规定线电压值(500V)小的值的线电压Va、Vb，具体的线电压Va、Vb例如被设定为规定线电压值的约50%(准确地说是50%)的值。即，在第1、第2绕组22a、22b中产生的线电压Va、Vb相同，为规定线电压的约50%、换言之是现有输出绕组206的约50%即250V(最大电压375V)。
例如通过使第1、第2绕组22a、22b的匝数少于现有输出绕组206来降低在上述这样的绕组中产生的线电压Va、Vb。这样，发电部14的绕组被划分(被分割)为线电压小的第1、第2绕组22a、22b这2个系统。
在转子14b的内部，在与第1、第2绕组22a、22b相对的位置，永久磁铁14b1如图所示使在径向上被磁化的磁极交替(图2中仅示出一部分)，并且安装有10对(20个)永久磁铁14b1。2个(例如14b11和14b12)永久磁铁14b1构成1对，并针对每3个突起14a2，配置1对永久磁铁14b1。
通过转子14b的永久磁铁14bl围绕定子14a进行旋转，从第1、第2绕组22a、22b分别输出(发电)三相(U、V、W相)的交流电。
返回图1的说明，发电机10还具备与第1绕组22a连接的第1变换器(整流器)24、与第2绕组22b连接的第2变换器(整流器)26、与第1、第2变换器24、26分别连接的第1、第2平滑电容器30、32、与第1、第2变换器24、26的后级连接的逆变器36、与电池20连接的DC/DC变换器40、以及控制第1变换器24、逆变器36等的动作的控制部42。此外，在该说明书中所谓“后级”就是从进行发电的发电部14输出的电流的流动方向上的后级(下游侧)。
第1变换器24具备桥式连接的3组晶闸管24a和二极管24b，晶闸管24a的栅极端子24a1经由控制部42与电池20连接。控制部42控制晶闸管24a的导通角，由此，第1变换器24将从第1绕组22a输出的交流电变换为直流电，并经由正负输出端子24c、24d输出。
第2变换器26的输入侧与第2绕组22b连接，另一方面，输出侧与第1变换器24的输出端子，准确地说是正侧的输出端子24c串联连接。第2变换器26具备由6个FET(场效应晶体管、开关元件)26b桥式连接的电路，FET26b的栅极端子26b1与电池20连接，FET26b具有体二极管(body diode)26a。控制部42控制FET26b的动作，具体地说控制通电(接通(导通))和停止通电(关断(非导通))，并使用体二极管26a，由此，第2变换器26将从第2绕组22b输出的交流电变换为直流电，并经由正负输出端子26c、26d输出。
另外，第2变换器26使第2绕组22b作为发电机(发电器)动作，并且，第2变换器26还作为起动驱动器(起动发电机驱动器)发挥作用，使第2绕组22b作为发动机12的起动装置(起动器)进行动作。即，在此实施例中，对第2绕组22b通电使发电部14进行旋转驱动来使发动机12起动，换言之，使发电部14作为电动机(起动电动机)发挥作用。
具体地说，控制部42控制FET26b的动作，由此，第2变换器(起动驱动器)26对第2绕组22b提供电池20的输出，使发电部14旋转驱动而使发动机12起动。此外，在这样的发动机12起动时，从输出端子26c、26d输入电池输出，即输出端子26c、26d作为输入端子。
第1平滑电容器30与第1变换器24的后级连接，使从第1变换器24输出的直流电平滑。同样，第2平滑电容器32与第2变换器26的后级连接，使从第2变换器26输出的直流电平滑。
第1、第2平滑电容器30、32输入将线电压Va、Vb设定为比较小的值的第1、第2绕组22a、22b的输出，所以电压耐压值都可以是比较低的值，例如设定为与图6所示的现有平滑电容器214的约50%相当的400V。
逆变器36的输入侧与串联连接的第1变换器24、第2变换器26连接。逆变器36具备由4个FET36a桥式连接的电路，同样，FET36a的栅极36a1与电池20连接。控制部42控制各FET36a的导通/非导通，由此，逆变器36将从第1变换器24和第2变换器26输出的直流电变换为规定频率(具体地说为50Hz或60Hz的商用频率)的单相交流电。
从逆变器36输出的交流电经由去除交流电流的高次谐波分量的滤波器(未图示)从输出端子44输出，并经由未图示的连接器等自由地提供给电气负载46。
DC/DC变换器40的输入侧与电池20连接，另一方面，输出侧与第2变换器26的正负输出端子26c、26d(这里，如上所述为输入端子)连接。
DC/DC变换器40由具备桥式连接的4个FET40a、变压器40b和二极管40c的绝缘型DC/DC变换器构成，FET40a的栅极40a1与电池20连接。控制部42控制FET40a的动作，由此，DC/DC变换器40在发动机起动时使从电池20输出的直流电压升压后输出，并且在发动机起动后将由发电部14的第2绕组22b发电而从第2变换器26输出的直流电压降压后提供给电池20进行充电。
控制部42具备CPU等，如上所述，控制第1变换器24、第2变换器(起动驱动器)26及逆变器36等的动作。电池20与控制部42连接而提供动作电源。此外，虽然省略图示，但从第1绕组22a输出的由U、V、W相构成的三相中的任意一相的输出级与变压器、整流电路连接，因此还将降压并整流后的电力提供给控制部42等。即，将电池输出和第1绕组22a发出的一部分电力作为控制用电源进行利用。
操作部16具备输出来自操作者的对发电机10的起动指示(接通)或者停止指示(关断)的起动/停止开关16a和显示发电机10的运转状态等的显示部(例如输出显示灯、过负载警告灯或液晶面板等)16b。起动/停止开关16a的输出被输入至控制部42，并且由控制部42控制显示部16b的动作(例如输出显示灯的点亮/熄灭等)。
另外，在发动机12的飞轮即转子14b的附近配置有由电磁拾取器（pick up）构成的曲轴角传感器50，按照规定曲轴角度将脉冲信号输出至控制部42。另外，虽然省略图示，但发电机10还具备检测从逆变器36输出的发电电力的电压和电流的各种传感器，并将这些传感器的输出也输入至控制部42。
图3是输出发电机10的控制部42的动作的流程图。起动/停止开关16a接通后执行图示的程序。
进行以下说明，首先在S(步骤)10中，将电池20的输出提供给(通电)第2绕组22b，使发电部14进行旋转驱动而使发动机12起动。
具体地说，在DC/DC变换器40中使电池20的输出直流电压(12V)升压到250V左右，输出至第2变换器(起动驱动器)26。
第2变换器26作为起动驱动器进行动作，并将已升压的电池输出提供给第2绕组22b，使发电部14的转子14b相对于定子14a进行旋转，由此，使发动机12起动。
这里，详细说明DC/DC变换器40的升压，例如当第2绕组22b的线电压Vb被设定为与图6所说明的现有输出绕组206相同的500V(规定线电压)时，可对发电部14进行旋转驱动的电压(换言之，在使发电部14作为起动电动机发挥作用时能够获得足够转矩的电压)也为500V左右。在这样的情况下，如上述现有的DC/DC变换器212(相当于本发明的变换器40)那样，需要使电池电压(12V)升压到500V，所以升压比变高，变换器尺寸也变大。
但是，在该实施例中，第2绕组22b的线电压Vb被设定为现有输出绕组206的约50%的250V，所以可对发电部14进行旋转驱动的电压也为250V左右，由此只要利用DC/DC变换器40将电池电压升压到250V就足够了。由此，可抑制DC/DC变换器40的升压比，变换器尺寸也变小。
继续进行图3的说明，进入S12，对曲轴角传感器50的输出脉冲进行计数，检测(计算)发动机转速NE，判断所检测的发动机转速NE是否到达完全燃烧转速，换言之判断发动机12的起动是否已结束。
在S12中为否定时，重复S12的处理，另一方面，在肯定时进入S14，发电部14开始发电，并且控制第1变换器24或逆变器36等的动作将发电的电力提供给电气负载46。
具体地说，将从发电部14的第1绕组22a输出(发电)的三相交流电(250V)输入至第1变换器24，在第1变换器24中将该交流电变换为直流电(350V)进行输出。第1平滑电容器30使从第1变换器24输出的直流电平滑。
另一方面，将从发电部14的第2绕组22b输出(发电)的三相交流电(250V)输入至第2变换器26。在第2变换器26中，采用体二极管26a将所输入的交流电变换为直流电(350V)进行输出。第2平滑电容器32使从第2变换器26输出的直流电平滑。
第2变换器26的输出侧与第1变换器24正侧的输出端子24c串联连接，所以如图4所示，从第1变换器24输出的直流电压(350V)与从第2变换器26输出的直流电压(350V)相加(重叠)后的700V直流电被输入到逆变器36。
在逆变器36中，将所输入的直流电变换为规定频率的单相交流电(AC400V)进行输出，并经由滤波器(未图示)从输出端子44提供给电气负载46。
然后，进入S16，使显示部16b动作例如点亮输出显示灯等，来向操作者报知已开始发电。然后，进入S18，判断操作者是否进行发电机10的停止指示，具体地说判断是否关断了起动/停止开关16a。
在S18中为否定时，返回S18的处理，另一方面，在肯定时进入S20，进行点火切断等，使发动机12停止，并结束发电部14的发电。然后，进入S22，停止显示部16b的动作，例如使输出显示灯熄灭。
如上所述，在本发明的第1实施例中，逆变发电机10具备：绕组(第1、第2绕组22a、22b)，其缠绕在由发动机12驱动的发电部14上；变换器(第1、第2变换器24、26)，其与上述绕组连接，将从上述绕组输出的交流电变换为直流电；逆变器36，其与上述变换器连接，将从上述变换器输出的直流电变换为交流电进行输出；以及控制部42，其控制上述变换器和上述逆变器的动作，在该逆变发电机10中还具备电池20，该逆变发电机10构成为，上述绕组由第1绕组22a和第2绕组22b构成，并且上述控制部42可将上述电池20的输出提供给上述第1、第2绕组22a、22b中的一个(具体地说是第2绕组22b)使上述发电部14进行旋转驱动来使上述发动机12起动，即，将发电部的绕组划分为第1绕组和第2绕组，所以例如还可以将第1、第2绕组22a、22b的线电压Va、Vb设定为比规定线电压值（500V）小的值（250V），由此可利用发电部14来起动发动机12，具体地说可通过向第1、第2绕组22a、22b中的一个(具体地说是第2绕组22b)提供比较低的电压，使发电部14进行旋转驱动来使发动机12起动，所以例如可抑制将电池电压升压后提供给第1绕组22a或第2绕组22b的变换器(具体地说是提供给第2绕组22b的DC/DC变换器40)的升压比，由此能够提高变换器40的效率，并且还可以减小变换器尺寸，结果能够使整个发电机轻量化以及小型化。此外，因为可以不需要起动用起动电动机等，所以能够使发电机整体进一步小型化。
另外，能够如上所述地设定第1、第2绕组22a、22b的线电压Va、Vb，所以对于在发电时被施加来自发电部(第1、第2绕组22a、22b)的输出电压的部位(例如第1、第2平滑电容器30、32等)，能够使电压耐压值例如降低到400V，由此不会像图7所示的现有发电机那样需要多个电容器，从而不会导致尺寸或成本增加等的问题，并且还能够扩展电容器的容量选择的范围。此外，从第1绕组22a输入到第1变换器24的电压以及从第2绕组22b输入到第2变换器26的电压变低，由此能够降低各变换器24、26的部件耐压(电压耐压值)，并且在成本方面也是有利的。
另外，第1、第2绕组22a、22b产生的线电压Va、Vb相同，而且被设定为比根据逆变发电机的额定输出电压(AC400V)规定的规定线电压值(500V)小的值(250V)，并且变换器由第1变换器24和第2变换器26构成，该第1变换器24与第1绕组22a连接，并将从第1绕组22a输出的交流电变换为直流电，该第2变换器26的输入侧与第2绕组22b连接，另一方面，输出侧与第1变换器的输出端子(正确地说是正侧的输出端子24c)串联连接，并且将从第2绕组22b输出的交流电变换为直流电进行输出，所以，除了上述效果之外，从第1变换器24输出的直流电压与从第2变换器26输出的直流电压相加后被输入至逆变器36，变换为交流电后进行输出，所以即使将在第1、第2绕组22a、22b中产生的线电压Va、Vb设定得较小，发电机10的额定输出也不会降低。
另外，还构成为将第1、第2绕组22a、22b中产生的线电压Va、Vb设定为规定线电压值的约50%的值，具体地说将第1、第2绕组22a、22b的匝数设定为为了获得规定线电压所需的匝数的约50%，更具体地说匝数构成为现有输出绕组206的约50%，所以除了上述效果之外，还可以使将电池电压升压后提供给第1绕组22a或第2绕组22b的变换器(具体地说是DC/DC变换器40)的升压比成为约50%，因此能够进一步提高变换器40的效率，并且能够可靠地减小变换器尺寸，由此能够使发电机整体进一步轻量化以及小型化。
【实施例2】
接着，说明本发明第2实施例的逆变发电机。
以下，以与第1实施例的不同之处为焦点进行说明，在第2实施例中，将第1绕组122a的线电压Va设为规定线电压值，另一方面，将第2绕组122b的线电压Vb设为小于第1绕组122a的值，并且将电池20的输出提供给第2绕组122b而使发动机12起动。
图5是整体示出本发明第2实施例的逆变发电机110的与图1同样的框图。此外，以下，对与第1实施例相同的结构标注同一标号，省略说明。
如图5所示，发电部114的绕组与第1实施例同样，由第1绕组122a和第2绕组122b构成。第1绕组122a被设计为在发电时产生线电压(规定线电压)Va，具体地说例如可设定为与现有输出绕组206相同的500V(最大电压750V)。另一方面，将在第2绕组122b中产生的线电压Vb设定为比第1绕组122a小的值，具体地说设定为第1绕组122a的约50%(准确地说是50%)的值。即，在第2绕组122b中产生的线电压Vb被设定为现有输出绕组206的约50%即250V(最大电压375V)。
例如通过使第2绕组122b的匝数比第1绕组122a的匝数少(减少)，来降低上述的在第2绕组122b中产生的线电压Vb。这样，第2实施例的发电部114的绕组被划分为（分割为）线电压不同的第1、第2绕组122a、122b这两个系统。
发电机110具备：与第1绕组122a连接的第1变换器24；与第2绕组122b连接的第2变换器26；与第1、第2变换器24、26分别连接的第1、第2平滑电容器130、32；与第2平滑电容器32的后级连接的升压变换器134；以及与第1变换器24和升压变换器134的后级连接的逆变器36。
第1平滑电容器130与第1变换器24的后级连接，使从第1变换器24输出的直流电平滑。第1平滑电容器130的电压耐压值被设为比较高的值，具体地说例如设定为与现有平滑电容器214相同的800V。
第2平滑电容器32与第1实施例同样，被输入将线电压Vb设定为比较小的值的第2绕组22b的输出，所以，电压耐压值可以是比第1平滑电容器130的值低的值，例如为相当于约50%的400V。换言之，第2平滑电容器32的电压耐压值被设定为图6所示的现有平滑电容器214的约50%。
升压变换器134的输入侧与第2变换器26的正负输出端子26c、26d并联连接，另一方面，输出侧与第1变换器24的正负输出端子24c、24d之间并联连接。另外，由图5可知，该升压变换器134的输入侧与输出侧的连接点分别作为第1、第2平滑电容器130、32的后级。
升压变换器134由具备FET134a、扼流圈134b和二极管134c的斩波方式的DC/DC变换器构成，FET134a的栅极134a1与电池20连接。控制部42控制FET134a的动作，由此，升压变换器134使从第2变换器26输出的直流电压升压后输出。
逆变器36的输入侧与第1变换器24、升压变换器134连接，并利用控制部42控制各FET36a的导通/非导通，由此将从第1变换器24和升压变换器134输出的直流电变换为规定频率(具体地说是50Hz或60Hz的商用频率)的单相交流电。
采用图3的流程图说明第2实施例的发电机110的控制部42的动作，首先在S10中将电池20的输出提供给(通电)第2绕组122b使发电部114进行旋转驱动而使发动机12起动。
具体地说，与第1实施例相同，利用DC/DC变换器40使电池20的输出直流电压升压后输出至第2变换器26，将升压的电池输出提供给第2绕组122b，使发电部114的转子114b相对于定子114a进行旋转而使发动机12起动。
如上所述，将第2绕组122b的线电压Vb设定为现有输出绕组206的约50%换言之第1绕组122a的约50%即250V，所以可对发电部114进行旋转驱动的电压也为250V左右，由此在DC/DC变换器40中只要使电池电压升压到250V即可。
然后，进入S12，在肯定时前进到S14，发电部114开始发电。具体地说，将从发电部114的第1绕组122a输出(发电)的三相交流电(500V)输入第1变换器24，在第1变换器24中将该交流电变换为直流电(700V)进行输出。第1电容器130使从第1变换器24输出的直流电平滑，输入至逆变器36。
另一方面，从发电部114的第2绕组122b输出(发电)的三相交流电(250V)被输入至第2变换器26，从而变换为直流电(350V)进行输出。
第2电容器32使从第2变换器26输出的直流电平滑，输入至升压变换器134。在升压变换器134中，将从第2变换器26输出的直流电压升压到2倍即700V后输出至逆变器36。因此，从第1变换器24输出的直流电和从升压变换器134输出的直流电重叠地输入至逆变器36。
在逆变器36中，将所输入的直流电变换为规定频率的单相交流电(AC400V)进行输出，经由滤波器从输出端子44提供给电气负载46。
然后，执行从S16到S22的处理，结束程序。
如上所述，在本发明的第2实施例中，第2绕组122b产生的线电压Vb被设定为比第1绕组122a的线电压Va(500V)小的值(250V)，所以可通过向第2绕组122b提供比较低的电压来使发电部114进行旋转驱动而使发动机12起动，例如能够可靠地抑制将电池电压升压后提供给第2绕组122b的DC/DC变换器40的升压比，由此能够进一步提高DC/DC变换器40的效率，并且还可以减小变换器尺寸，结果能够可靠地使发电机整体轻量化以及小型化。
另外，变换器由第1变换器24和第2变换器26构成，并具有升压变换器134，该第1变换器24与第1绕组122a连接，并将从第1绕组122a输出的交流电变换为直流电，该第2变换器26与第2绕组122b连接，并将从第2绕组122b输出的交流电变换为直流电，该升压变换器134的输入侧与第2变换器26连接，另一方面，输出侧与第1变换器的正负输出端子24c、24d之间并联连接，并且使从第2变换器26输出的直流电压升压后输出，即：第2变换器26将从第2绕组122b输出的交流电变换为直流电，升压变换器134使该直流电的电压升压后输出至第1变换器24的正负输出端子24c、24d之间，所以从第1变换器24输出的直流电与从升压变换器134输出的直流电重叠地输入至逆变器36，从而变换为交流电进行输出，所以即使将在第2绕组122b中产生的线电压Vb设定得较小，发电机110的额定输出也不会降低。另外，因为如上述这样设定第2绕组122b的线电压Vb，所以从第2绕组122b输入至第2变换器26的电压也变低，由此能够降低第2变换器26的部件耐压，并且在成本方面也是有利的。
另外，控制部42构成为可将电池20的输出提供给第2绕组122b使发电部114进行旋转驱动而使发动机12起动，所以可通过向第2绕组122b提供比较低的电压使发电部114进行旋转驱动而可靠地使发动机12起动。
另外，在第2绕组中产生的线电压Vb被设定为第1绕组122a的约50%的值，所以能够使将电池电压升压后提供给第2绕组122b的DC/DC变换器40的升压比也成为约50%，所以能够进一步提高DC/DC变换器40的效率，并且还能够可靠地减小变换器尺寸，由此，能够使发电机整体进一步轻量化以及小型化。
另外，通过使第2绕组122b的匝数少于第1绕组122a的匝数，将在第2绕组122b中产生的线电压Vb设定为小于第1绕组122a的线电压Va的值，所以可利用简易的结构将第2绕组122b的线电压Vb设定为小于第1绕组122a的线电压Va的值。
此外，因为剩余的结构以及效果与第1实施例相同，所以省略说明。
如上所述，在本发明的第1、第2实施例中，逆变发电机10(110)具备：绕组(第1绕组22a(122a)、第2绕组22b(122b))，其缠绕在由发动机12驱动的发电部14(114)上；变换器(第1、第2变换器24、26)，其与上述绕组连接，并将从上述绕组输出的交流电变换为直流电；逆变器36，其与上述变换器连接，并将从上述变换器输出的直流电变换为交流电进行输出；以及控制部42，其控制上述变换器与上述逆变器的动作，该逆变发电机还具备电池20，上述绕组由第1绕组22a(122a)和第2绕组22b(122b)构成，并且上述控制部42可将上述电池20的输出提供给上述第1、第2绕组22a(122a)、22b(122b)中的一个，使上述发电部14(114)进行旋转驱动而使上述发动机12起动。
另外，在第1实施例中，上述第1、第2绕组22a、22b产生的线电压Va、Vb相同，而且可设定为比根据上述逆变发电机10的额定输出电压规定的规定线电压值(500V)小的值(250V)，并且上述变换器由第1变换器24和第2变换器26构成，该第1变换器24与上述第1绕组22a连接，并将从上述第1绕组22a输出的交流电变换为直流电，该第2变换器26的输入侧与上述第2绕组22b连接，另一方面，输出侧与上述第1变换器24的输出端子(准确地说是正侧的输出端子24c)串联连接，并且将从上述第2绕组22b输出的交流电变换为直流电进行输出。
另外，上述第1、第2绕组22a、22b产生的线电压Va、Vb被设定为上述规定线电压值的约50%的值。
另外，在第2实施例中，上述第2绕组122b产生的线电压Vb被设定为比上述第1绕组122a的线电压Va(500V)小的值(250V)，上述变换器由第1变换器24和第2变换器26构成，并具有升压变换器134，该第1变换器24与上述第1绕组122a连接，并将从上述第1绕组122a输出的交流电变换为直流电，该第2变换器26与上述第2绕组122b连接，并将从上述第2绕组122b输出的交流电变换为直流电，该升压变换器134的输入侧与上述第2变换器26连接，另一方面，输出侧与上述第1变换器的正负输出端子24c、24d之间并联连接，并且使从上述第2变换器26输出的直流电压升压后输出。
另外，上述控制部42可将电池20的输出提供给上述第2绕组122b，使上述发电部114进行旋转驱动而使上述发动机12起动。
另外，在上述第2绕组122b中产生的线电压Vb被设定为上述第1绕组122a的约50%的值。
另外，通过使上述第2绕组122b的匝数少于上述第1绕组122a的匝数，将在上述第2绕组122b中产生的线电压Vb设定为比上述第1绕组122a的线电压Va小的值。
此外，在上述中，虽然采用FET作为第2变换器26等的开关元件，但不限于此，还可以是IGBT(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)等。
另外，在第1实施例中，虽然将电池20的输出提供给第2绕组22b来使发动机12起动，但例如也可以使第1变换器24作为起动驱动器发挥作用，经由第1变换器24将电池输出提供给第1绕组22a来使发动机12起动。
另外，第1、第2绕组22a、122a、22b、122b的线电压Va、Vb和逆变发电机10、110的额定输出电压等是用具体的值来表示的，但这些仅仅是例示而不构成限定。

Claims (7)

1.一种逆变发电机，其具备：
绕组，其缠绕在由发动机驱动的发电部上；
变换器，其与所述绕组连接，并将从所述绕组输出的交流电变换为直流电；
逆变器，其与所述变换器连接，并将从所述变换器输出的直流电变换为交流电进行输出；以及
控制部，其控制所述变换器与所述逆变器的动作，
该逆变发电机的特征在于，
该逆变发电机具有电池，
所述绕组由第1绕组和第2绕组构成，并且所述控制部能够将所述电池的输出提供给所述第1绕组和第2绕组中的一个，使所述发电部进行旋转驱动而使所述发动机起动，
所述第1绕组和第2绕组产生的线电压相同、且被设定为比根据所述逆变发电机的额定输出电压规定的规定线电压值小的值，或者所述第2绕组产生的线电压被设定为比所述第1绕组的线电压小的值。
2.根据权利要求1所述的逆变发电机，其特征在于，
在所述第1绕组和第2绕组产生的线电压相同、且被设定为比根据所述逆变发电机的额定输出电压规定的规定线电压值小的值的情况下，所述变换器由第1变换器和第2变换器构成，该第1变换器与所述第1绕组连接，并将从所述第1绕组输出的交流电变换为直流电，该第2变换器的输入侧与所述第2绕组连接，另一方面，输出侧与所述第1变换器的输出端子串联连接，并且将从所述第2绕组输出的交流电变换为直流电进行输出。
3.根据权利要求2所述的逆变发电机，其特征在于，
在所述第1绕组和第2绕组中产生的线电压被设定为所述规定线电压值的50％的值。
4.根据权利要求1所述的逆变发电机，其特征在于，
在所述第2绕组产生的线电压被设定为比所述第1绕组的线电压小的值的情况下，所述变换器由第1变换器和第2变换器构成，并具有升压变换器，该第1变换器与所述第1绕组连接，并将从所述第1绕组输出的交流电变换为直流电，该第2变换器与所述第2绕组连接，并将从所述第2绕组输出的交流电变换为直流电，该升压变换器的输入侧与所述第2变换器连接，另一方面，输出侧与所述第1变换器的正负输出端子之间并联连接，并且将从所述第2变换器输出的直流电压升压后进行输出。
5.根据权利要求4所述的逆变发电机，其特征在于，
所述控制部能够将所述电池的输出提供给所述第2绕组，使所述发电部进行旋转驱动而使所述发动机起动。
6.根据权利要求4或5所述的逆变发电机，其特征在于，
在所述第2绕组中产生的线电压被设定为所述第1绕组的50％的值。
7.根据权利要求4或5所述的逆变发电机，其特征在于，
通过使所述第2绕组的匝数少于所述第1绕组的匝数，在所述第2绕组中产生的线电压被设定为比所述第1绕组的线电压小的值。
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