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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Generatorsystem mit einem Wechselrichter
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Solch
ein Generator ist aus der
EP
0 951 136 A2 bekannt, die einen motorbetriebenen Generator offenbart,
der derart ausgelegt ist, konstant auf eine Änderung der Belastung mit einem
Spielraum hinsichtlich der Leistung anzusprechen. Der Ausgabestrom
des mittels einer Maschine angetriebenen Generators wird durch einen
Wechselrichter gleichgerichtet, der aus einer Thyristor-Brückenstruktur
aufgebaut ist. Ein von dem Wechselrichter freigegebener Gleichstrom
wird durch einen Wechselrichter in einen Wechselstrom mit einer
handelsüblichen
Frequenz konvertiert und mit einer Last verbunden. Eine Thyristor-Treiberschaltung
steuert das Leitvermögen bzw.
die Übertragung
des Thyristors derart, dass die Spannung am Eingang des Wechselrichters
konstant ist.
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Des
weiteren offenbart die
US 4,554,501 einen
Gleichstromzwischenkreis in der Gestalt eines Konstant-Frequenz-Leistungssystems
bei variabler Geschwindigkeit, welcher mit einem DC-Hilfs- bzw. DC-Nebenausgang
versehen ist. Das System weist einen Generator für variable Geschwindigkeiten
zum Erzeugen einer DC-Spannung an einem Paar von DC-Zwischenkreisleitern
auf. Wenn der Generator in seinem normalen bzw. durchschnittlichen
Geschwindigkeitsbereich betrieben wird, wandelt ein Wechselrichter
die DC-Spannung in eine AC-Spannung mit konstanter Frequenz um.
Wenn der Generator bei einer Geschwindigkeit betrieben wird, die
unterhalb seines normalen bzw. durchschnittlichen Geschwindigkeitsbereiches
liegt, oder wenn ein externes Hilfsausgabe-Befehlssignal empfangen
wird, werden die DC-Zwischenkreisleiter zu einer Hilfs- bzw. Neben-Ausgabeleitung geschaltet,
und die DC-Zwischenkreisspannung wird geregelt, um den erwünschten
Hilfs-Rusgabespannungspegel beizubehalten.
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Des
weiteren beschreibt die
DE
37 01 208 A1 ein Steuerungsverfahren für einen Wechselrichter, in
welchem die angelegte DC-Spannung zur Steuerung der Versorgungsspannung
und der einem Wechselstrommotor bereitgestellten Versorgungsfrequenz
umgeschaltet wird, um das Schwingungsverhalten oder die Geräuschentwicklung
innerhalb des mechanischen Systems zu verbessern.
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Ferner
betreffen die
EP 1
178 600 A2 und die
EP
1 168 594 A2 einen motorbetriebenen Generator, der auf
eine Veränderung
hinsichtlich der Belastung aufgrund der im Zeitverlauf oder ungeachtet
seiner Temperatur auftretenden Verschlechterung reagieren kann.
Beide Druckschriften begründen
den Stand der Technik gemäß Artikel
54(3,4) EPÜ.
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Es
ist im wachsenden Maße üblich geworden,
für die
Verwendung als Wechselstrom-Versorgungsquelle einen motorbetriebenen
Generator mit einem Wechselrichter zur Stabilisierung der Ausgangsfrequenz
auszurüsten.
Beispielsweise wird solch ein Generatorsystem mit einem Wechselrichter in
der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Heisei) 11-308896 offenbart,
wo mittels eines motorbetriebenen Generators eine Wechselstromleistung
erzeugt wird, die in eine Gleichstromform umgewandelt wird, und
die erneut durch den Wechselrichter in eine Wechselstromform einer
handelsüblichen Frequenz umgewandelt
wird. Da ihre Frequenz nicht von der Drehzahl der Maschine abhängt, kann
die Ausgabe des Generatorsystems, das einen Wechselrichter aufweist,
auf eine gewünschte
Leistungsausgabe eingestellt werden, die vorab festgelegt oder ermittelt wird,
um mit der Höhe
der Belastung abgestimmt zu sein, indem die Drehzahl der Maschine
gesteuert wird.
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9 zeigt eine Leistungsausgabe-Charakteristik
eines Magnetgenerators, wobei die Drehzahl einen Parameter darstellt.
Wie gezeigt, deuten die Kurvenverläufe A, B und C die Beziehung
zwischen der Spannung und dem Strom der Ausgabe an, wenn für die Drehzahl
des Generators jeweils H, M und L (H > M > L)
gilt. Die Kurvenverläufe
Ap, Bp und Cp stellen die Ausgaben des Generators dar, die jeweils durch
die Kurvenverläufe
A, B und C festgelegt werden. Die Gleichstromspannung beim Eingang
des Wechselrichters kann von daher auf einen Soll-Pegel V gesteuert
werden, um die Wechselrichterausgabe derart zu halten, dass sie
mit der Belastung aufeinander abgestimmt ist.
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Wie
es anhand der Zeichnungen ersichtlich ist, werden, wenn die Gleichstrom-Spannung
beim Eingang des Wechselrichters auf dem Soll-Pegel V gehalten wird,
die Ausgaben des Generators bei der Drehzahl L, M und H durch die
jeweils an den entsprechenden Kurvenverläufen Ap, Bp und Cp ausersehen
Punkte p', q' und r' ausgedrückt, welche
jeweils durch die Schnittpunkte zwischen A und V, zwischen B und
V und zwischen C und V definiert werden. Die Leistungsausgabe ist
nahezu ein maximaler Pegel bei der Drehzahl M, während ein niedriger Vor-Pegel
bei der Drehzahl L und ein niedriger Nach-Pegel bei der Drehzahl
H vorliegt. Im Einzelnen sollte die Drehzahl in einem engen Bereich
bei etwa M liegen, um es dem Generator zu ermöglichen, allgemein ein Maximum
der Ausgabe zu erzeugen oder bei einer optimalen Effizienz zu arbeiten.
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Wenn
die Drehzahl der Maschine zum Einstellen der Ausgabe des Generators
gesteuert wird, sollte er, beispielsweise wie in 9 gezeigt, innerhalb eines Nicht-Spannungs-Mangelbereiches betrieben
werden, wo die Spannung gleich wie oder höher als ein Sollpegel V ist.
Wenn andererseits die Drehzahl zu hoch ist, wird aufgrund der bevorzugten Verwendung
der Über-Stromseite
der Charakteristik die Leistungsausgabe geneigt bzw. gesenkt.
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Von
daher liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Generatorsystem
mit einem Wechselrichter anzugeben, der hinsichtlich der Drehzahl
in einem weiteren Bereich betrieben werden kann, während die
zuvor aufgeführten
Nachteile beseitigt werden.
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Als
ein erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Generatorsystem
mit einem Umsetzer bereitgestellt, der aus Halbleiter-Gleichrichtvorrichtungen
zum Gleichrichten der Leistungsausgabe eines Magnetgenerators und
aus einem Wechselrichter zum Konvertieren einer Gleichstromausgabe des
Umsetzers in eine Wechselstromform einer bestimmten Frequenz besteht,
wobei das Generatorsystem folgendes aufweist: eine Halbleiter-Gleichrichteinrichtungs-Steuervorrichtung
zum Steuern der Leitfähigkeit
der Halbleiter-Gleichrichteinrichtung,
um die Ausgangsspannung des Wechselrichters auf einem Sollspannungspegel
aufrecht zu erhalten; eine Drehzahl-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen
der Drehzahl des Magnetgenerators; und eine Sollspannungs-Einstellvorrichtung
zum Bestimmen des Sollspannungspegels, so dass der Sollspannungspegel eine
positive Charakteristik zur erfassten Drehzahl in einem vorbestimmten
Bereich zeigt.
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Dieses
ermöglicht
es, dass der Sollspannungspegel bei einem unteren Bereich der Drehzahl des
Magnetgenerators auf einem niedrigeren Wert und bei einem höheren Bereich
des gleichen auf einem höheren
Wert festgelegt wird. Wenn der Magnetgenerator hinsichtlich der
Spannungsausgabe im Wesentlichen in Proportion zu der Drehzahl gesteigert
wird, kann er demgemäss
eine Spannungsausgabe des Sollpegels bei dem niedrigeren Bereich
der Drehzahl erzeugen. Des weiteren kann seine Spannungsausgabe
nahe am Maximumpegel liegen, ohne die Effizienz herabzusetzen, wenn
der Generator bei dem höheren
Bereich der Drehzahl betrieben wird. Als ein Ergebnis hiervon kann
der nutzbare Bereich der Drehzahl des Generators vergrößert werden.
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Als
eine zweite Eigenschaft der vorliegenden Erfindung kann ein Generatorsystem,
das einen Wechselrichter aufweist, ferner eine Maschinendrehzahl-Steuervorrichtung
zum Steuern der Drehzahl einer Maschine, um den Generator anzusteuern,
aufweisen, so dass sich das Leitfähigkeitsmaß bzw. das Übertragungsmaß der Halbleiter-Gleichrichteinrichtung
einem vorbestimmten Sollmaß annähert, wobei die
Steuerung der Drehzahl der Maschine durchgeführt wird, indem der Bedarf
an Kraftstoff für
die Maschine eingestellt wird.
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Dieses
ermöglicht
es, dass die Drehzahl der Maschine innerhalb eines weiteren Bereichs
modifiziert bzw. abgeändert
werden kann, wodurch das Leitfähigkeitsmaß bzw. das Übertragungsmaß der Halbleiter-Gleichrichteinrichtungen
auf einem gewünschten
Niveau geregelt wird.
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Als
eine dritte Eigenschaft der vorliegenden Erfindung kann die Maschinendrehzahl-Steuervorrichtung
angeordnet bzw. ausgelegt sein, um die Drehzahl der Maschine zu
verringern, wenn die Abweichung des Leitfähigkeitsmaßes bzw. Übertragungsmaßes von
dem Sollmaß positiv
ist und selbige zu vergrößern, wenn
sie negativ ist. Als ein viertes Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist ein Maß der Veränderung
der Drehzahl der Maschine größer bei einer
Erhöhung
als bei einer Verringerung derselben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein funktionelles
Blockdiagramm eines Generatorsystems mit einem Wechselrichter, das
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine Darstellung,
welche die Beziehung zwischen der Sollspannung und der Drehzahl einer
Maschine zeigt;
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3 ist ein funktionelles
Blockdiagramm, welches einen primären Teil einer Thyristor-Ansteuereinheit
zeigt;
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4 ist ein Diagramm, welches
die Beziehung zwischen dem Soll-Spannungspegel und der Leistungsausgabe
eines Magnetgenerators in der Ausführungsform zeigt;
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5 ist ein funktionelles
Blockdiagramm eines primären
Teils des Generatorsystems, welches einen Wechselrichter aufweist,
mit einer Spannungsausgabesteuerung des Wechselrichters;
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6 ist ein funktionelles
Blockdiagramm eines primären
Teils einer Steuerung des Treibstoffdurchflusses;
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7 ist eine erläuternde
Ansicht, die den Grad der Leitfähigkeit
der Thyristoren zeigt (den Grad der Leitfähigkeit der Halbleiter-Vorrichtungen);
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8 stellt die Beziehung zwischen
der Abweichung des Leitfähigkeitsmaßes und
der Einstellung der Soll-Drehzahl
dar; und
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9 stellt die Beziehung zwischen
dem Soll-Spannungspegel
und der Ausgabe eines herkömmlichen
Generators dar.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird detaillierter unter Hinzunahme der
einschlägigen
Zeichnungen beschrieben. 1 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung des Generatorsystems mit
einem Wechselrichter der Ausführungsform
zeigt. Ein mehrpoliger Magnetgenerator 1 (der von nun an
einfach als Generator bezeichnet wird) wird durch eine Maschine 2 (Verbrennungsmotor)
angetrieben, um eine Mehr-Phasen (gewöhnlich Drei-Phasen) Wechselstrom-Leistungsausgabe
zu erzeugen. Die Wechselstrom-Leistungsausgabe
wird durch einen Umsetzers 3 ganzwellig in eine Gleichstromform
gleichgerichtet, welcher eine Gleichrichtschaltung mit Thyristoren
(als Halbleiter-Gleichrichtvorrichtungen)
aufweist, die in einer Brückenform
angeschlossen sind. Die Gleichstrom-Leistungsausgabe wird dann zu
einem Wechselrichter 4 übertragen, der
mit seiner Ausgabe hiermit verbunden ist, und der einer externen
Last 5 eine Ein-Phasen-Leistungsausgabe einer handelsüblichen
Frequenz (z.B. 50 Hz) bereitstellt. Ebenso ist ein Schrittmotor 7 vorgesehen,
um das Öffnen
eines Drosselventils 6 der Maschine 2 zu steuern.
Wenn im Einzelnen das Öffnen des
Drosselventils 6 über
die Anzahl der Impulse gesteuert wird, wird die Drehzahl der Maschine 2 festgelegt.
Die Maschine 2 kann eine Motor vom Treibstoffeinspritztyp
sein, bei welchem die Drehzahl über die
Zeitdauer der Treibstoffeinspritzung gesteuert wird.
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Ein
Spannungsdetektor 8 erfasst eine Ausgabespannung des Umsetzers 3.
Eine Thyristor-Ansteuervorrichtung 9 vergleicht die Ausgabespannung des
Umsetzers 3 mit einem (später detaillierter beschriebenen)
Soll-Spannungspegel und ermittelt unter Verwendung einer bekannten
Art und Weise die Leitfähigkeit
bzw. die Übertragung
der Thyristoren in dem Umsetzer 3, so dass die mittels
des Spannungsdetektors 8 erfasste, tatsächliche Ausgabespannung des
Umsetzers 3 gleich dem Soll-Spannungspegel ist. Dieses
ermöglicht
es, dass die Ausgabe des Umsetzers 3 bei dem Soll-Spannungspegel
innerhalb des Steuerungsbereiches des Leitfähigkeitsmaßes der Thyristoren liegt.
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Der
Soll-Spannungspegel wird als eine Funktion der Drehzahl der Maschine
auf die folgende Art und Weise bestimmt. 2 ist eine Darstellung, welche die Beziehung
zwischen dem Soll-Spannungspegel
und der Drehzahl der Maschine zeigt. Wie dargestellt, wird der Soll-Spannungspegel
auf V0 festgelegt, wenn die Drehzahl Ne der Maschine niedriger als
300 upm beträgt,
und er wird auf V1 festgelegt, was größer als V0 ist, wenn die Drehzahl
höher als
5000 upm ist. Der Soll-Spannungspegel
wird schrittweise verändert,
wenn sich die Drehzahl von 3000 bis 5000 upm erstreckt. Beispielsweise
kann der Soll-Spannungspegel von der Gleichung (1) berechnet werden: VDC = 145 + (Ne / 256) ... (1)
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Gemäß Gleichung
(1) beträgt,
wenn die Drehzahl Ne der Maschine 3000, 4300 oder 5000 upm beträgt, der
Soll-Spannungspegel
jeweils 156,7 V, 161,8 V oder 164,5 V. Die Berechnung des Soll-Spannungspegels
wird nicht durch die obige Gleichung beschränkt, sondern kann auf eine
beliebige geeignete Weise verwendet werden, wo ein Optimum der Leistungsausgabe
bei einer gegebenen Drehzahl mit Beziehung zu den Charakteristika
des Generators erzielt werden kann.
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3 ist ein funktionelles
Blockdiagramm, welches einen primären Teil der Thyristor-Ansteuereinheit 9 zeigt,
die dem Soll-Spannungspegel zugeordnet ist. Wie dargestellt, misst
ein Drehzahldetektor 6 die Drehzahl Ne. Die Drehzahl Ne
wird dann zu einem Soll-Spannungsberechner 91 übertragen,
wo sie zur Berechnung des Soll-Spannungspegels VDC von der Gleichung
1 verwendet wird. Ein Spannungsabweichungsdetektor 92 vergleicht
die Gleichstromspannung von dem Spannungsdetektor 8 oder
die Spannungsausgabe des Umsetzers 3 mit dem Soll-Spannungspegel VDC,
um eine Abweichung von dem Soll-Spannungspegel
zu ermitteln. Die Abweichung wird zu einer Thyristor-Steuerschaltung 93 übertragen,
um die Leitfähigkeit
bzw. Übertragung der
Thyristoren zu steuern, wie es mit 1 erläutert ist.
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Weil
der Soll-Spannungspegel VDC entsprechend der Drehzahl der Maschine
verändert
wird, kann der nachfolgende Vorteil erzielt werden. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Soll-Spannungspegel VDC
und der Ausgabe des Generators 1, wobei gleiche Gegenstände mit
den gleichen, wie die in 9 gezeigten
Bezugsziffern bezeichnet werden. Die Gleichstromspannung bei der
Eingabe des Wechselrichters wird derart gesteuert, dass sie gleich dem
Soll-Spannungspegel VDC wird. Wie es ersichtlich ist, werden jeweils
drei verschiedene Ausgaben des Generators bei L, M und H hinsichtlich
der Drehzahl mittels der Punkte P, q(=q') oder r an den Kurvenverläufen Ap,
Bp und Cp ausgedrückt,
während der
Gleichstromspannungspegel beim Eingang des Wechselrichters gleich
dem Soll-Spannungspegel VDC gehalten wird. Im Vergleich mit dem
Stand der Technik, wo der Soll-Spannungspegel
auf einem festgelegten Wert V festgelegt ist, wird bei einer niedrigeren
Drehzahl L die Ausgabe von r' auf r
erhöht,
was mittels des Pfeils angezeigt wird, und bei einer höheren Drehzahl
H von p' auf p erhöht. Des
weiteren liegt die Ausgabe bei einer mittleren Drehzahl M im Wesentlichen
bei ihrem Maximum. Im Einzelnen kann ein hoher Ausgabepegel über einen
breiteren bzw. weiteren Bereich der Drehzahl erzielt werden. In
einem experimentellen Beispiel wurde der Bereich der zu verwendenden
Drehzahl tatsächlich
um allgemein 200 upm gesteigert.
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Wenn
der Soll-Spannungspegel VDC verändert
wird, kann sich die Eingangsspannung des Wechselrichters 4 ändern. Diese Änderung
kann durch den Wechselrichter 4 mehr oder weniger kompensiert
bzw. ausgeglichen werden, welcher mit einer Spannungssteuerungsfunktion,
wie etwa mit PMW (Puls-Weiten-Modulation),
bestückt
ist. Die PMW-Technik erlaubt es, dass die Eingangsspannung des Wechselrichters 4 höher als
der geringst erforderliche Pegel ist, jedoch nicht den Pegel der
zulässigen
Spannungsfestigkeit der Halbleitervorrichtungen in dem Wechselrichter 4 überschreitet.
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5 ist ein Blockdiagramm,
welches die Spannungssteuerfunktion in dem Wechselrichter 4 zeigt,
wobei gleiche Bauelemente mit gleichen, wie in 1 gezeigten Bezugsziffern bezeichnet
werden. Wie dargestellt, erfasst ein PWM-Controller 41 die Spannungsausgabe
des Wechselrichters 4 und führt eine PWM-Aktion durch,
um die Spannungsausgabe auf einem festgelegten Pegel zu halten.
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Ein
Treibstoffdurchfluss-Controller 10 ist vorgesehen, welcher
die nachfolgende Anordnung aufweist. 6 ist
ein funktionelles Blockdiagramm eines primären Teils des Treibstoffdurchfluss-Controllers 10.
Ein Thyristor-Leitfähigkeitsmaß-Detektor 101 erfasst
ein Leitfähigkeitsmaß der Thyristoren
von dem Steuersignal, welches von der Thyristor-Ansteuerschaltung 93 in
dem Umsetzer 3 übertragen wird. Das
Leitfähigkeitsmaß wird bei
gleichen Zeitintervallen kontinuierlich gemessen, um seinen Durchschnitt zu
berechnen. Das durchschnittliche Leitfähigkeitsmaß kann in bevorzugter Weise
ein beweglicher Mittelwert von aufeinanderfolgenden Daten (z.B.
von zehn Mal) sein.
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Das
mittels des Thyristor-Leitfähigkeitsmaß-Detektors 101 ermittelte
durchschnittliche Leitfähigkeitsmaß wird zu
einem Abweichungsdetektor 102 übertragen, wo eine Abweichung
des Mittelwertes von einem Soll-Leitfähigkeitsmaß berechnet wird. Die Abweichung
zeigt an, ob oder ob nicht der Generator 1 so betrieben
wird, dass er eine großzügige Spanne
bzw. Spielraum der Ausgabe erzeugt. Für den Zweck kann das Soll-Leitfähigkeitsmaß auf 80% festgesetzt
werden. Das Soll-Leitfähigkeitsmaß weist wie
ein gewöhnliches
Sollmaß eine
Hysterese auf. Das Soll-Leitfähigkeitsmaß kann bei
einem festen Grad festgesetzt sein oder es kann abhängig von
der Temperatur der Maschine 2 variiert werden. Wenn beispielsweise
die Temperatur der Maschine niedrig ist, wird das Soll-Leitfähigkeitsmaß herabgesetzt. Wenn
seine Maschine 2 bei einer gewünschten Drehzahl eingestellt
ist, so dass die mittels des Abweichungsdetektors 102 erfasste
Abweichung Null beträgt,
kann der Generator 1 betrieben werden, um einen großzügigen Freiraum
der Ausgabe zu erzeugen.
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7 zeigt eine Wellenform
der Thyristor-Ausgabe des Umsetzers 3, der mit dem Leitfähigkeitsmaß von 80%
betrieben wird. Wie dargestellt, ist das Leitfähigkeitsmaß α ein elektrisches Maß entsprechend
einer Zeitdauer für
das Leitvermögen
bzw. die Übertragung
der Thyristoren und kann von daher mittels einer bekannten Art und
Weise ermittelt werden.
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Eine
Soll-Drehzahl-Aktualisierungseinheit 103 weist eine Tabelle
der Drehzahleinstellung auf, um die Einstellung der Drehzahl in
Erwiderung auf die als eine Ausleseadresse von dem Abweichungsdetektor 102 empfangene
Abweichung 2 zu ermitteln.
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8 zeigt die Beziehung zwischen
der Abweichung und der Einstellung der Drehzahl. Die Abweichung
ist eine Differenz zwischen dem tatsächlichen bzw. aktuellen Leitfähigkeitsmaß und dem Soll-Leitfähigkeitsmaß, "tatsächliches
Leitfähigkeitsmaß – Sollleitfähigkeitsmaß". Wenn die Abweichung ein
positiver Wert ist, ist die Einstellung der von der Abweichung ermittelten
Drehzahl größer, als
die, wenn sie ein negativer Wert ist. Wenn die Abweichung positiv
ist, d.h. das Maß der
Leitfähigkeit überschreitet
das Soll-Leitfähigkeitsmaß (80%),
wird beurteilt, dass der Generator 1 mit einem geringen Spielraum
betrieben wird. Dieses erfordert, dass die Ausgabe des Generators 1 rasch
auf eine Änderung hinsichtlich
der Last anspricht. Wenn die Abweichung negativ ist, läuft der
Generator 1 mit einem großzügigen bzw. reichlichen Spielraum.
Demgemäss
kann in bevorzugter Weise die Drehzahl daran gehindert werden, in
großem
Maß hochgesetzt
oder herabgesetzt zu werden, was durch den Effekt des von einer übermäßigen Antwort
abgeleiteten Überschuss
hervorgerufen wird.
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Zurückkehrend
auf 6 wird der Soll-Drehzahl-Einstellwert
von der Soll-Drehzahl-Aktualisierungseinheit 103 zu einem
Soll-Drehzahlspeicher 104 übertragen, wo er zu einer gespeicherten Soll-Drehzahl
hinzugefügt
wird, so dass eine resultierende Summe eine aktualisierte Soll-Drehzahl
darstellt. Die Soll-Drehzahl wird derart aktualisiert, dass sie
nicht von einem Bereich zwischen dem Maximum- und dem Minimum-Satz
in einer Maximum-/Minimumdrehzahl-Festsetzeinheit 105 abweicht.
Wenn im Einzelnen die Soll-Drehzahl
nach der Addition mit dem Soll-Drehzahl-Einstellwert außerhalb
des Bereiches liegt, wird das Maximum oder das Minimum des Bereiches
als eingestellte Soll-Drehzahl bezeichnet. Es sei darauf hingewiesen,
dass, weil das Thyristor-Leitfähigkeitsmaß bei einer
niedrigeren Drehzahl mittels einer beliebigen geringen Änderung
hinsichtlich der Drehzahl verändert
werden kann, das Minimum des Bereiches spezifiziert werden muss,
um die Stabilität
der Betriebsweise bei fehlender Last oder bei geringer Last sicherzustellen.
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Die
Drehzahl des Generators 1 wird mittels des Drehzahldetektors 106 gemessen.
Von der von dem Drehzahldetektor 106 empfangenden, tatsächlichen
Drehzahl und der von dem Soll-Drehzahlspeicher 104 empfangenden
Soll-Drehzahl berechnet
unter Verwendung einer bekannten Art und Weise (z.B. Vergleich,
Integration oder Differentation) ein Steuerungs-Berechner 107 einen
Steuerwert derart, dass die Abweichung der tatsächlichen Drehzahl von der Soll-Drehzahl
Null beträgt.
Ein Drossel-Controller 108 ist mit einem Schrittmotor 7 verbunden
und spricht auf eine resultierende Ausgabe des Steuerungs-Berechners 107 zur
Berechnung der Anzahl der Impulse an, um den Schrittmotor 7 anzusteuern. Der
Schrittmotor 7 wird von daher über die Anzahl der Impulse
angesteuert, um das Öffnen
des Drosselventils 7 zu ändern.
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In
der Ausführungsform
wird das mittlere Leitfähigkeitsmaß für die Thyristor-Brücken-Gleichrichtschaltung
in bevorzugter Weise auf einen bestimmten Pegel geregelt (beispielsweise
80%), indem die Drehzahl der Maschine modifiziert wird, um die Ausgabe
des Umsetzers 3 zu ermitteln. Dieses ermöglicht es,
dass der Generator 1 konstant betrieben wird, um einen
großzügigen Spielraum
der Ausgabe zu erzeugen. Wenn im Einzelnen die Last erhöht wird,
nimmt die Spannungsausgabe des Umsetzers 3 ab. In Erwiderung
auf ein Signal der Abnahme kann das Leitfähigkeitsmaß der Thyristoren erhöht werden,
um ein Ansteigen hinsichtlich der Last auszugleichen. In ähnlicher
Weise kann, wenn das Leitfähigkeitsmaß zunimmt,
die Drehzahl der Maschine 2 schrittweise, jedoch nicht
rasch, gesteigert werden. Weil die Maschine nicht hinsichtlich der
Frequenz in der Drehzahl verändert
wird, kann in erfolgreicher Weise ihre Geräuschentwicklung und ihr Treibstoffverbrauch
herabgesetzt werden.
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Ebenso
wird in der Ausführungsform
die Spannungsausgabe des Umsetzers bei dem Eingang des Wechselrichters
gemessen. Dieses beseitigt den Bedarf der Berechnung einer optimalen Drehzahl
des Generators oder der Maschine mit der Verwendung von Parametern,
die die effektive Leistungsausgabe des Wechselrichters, die Umwandlungseffizienz
des Wechselrichters, die Leistungsausgabe für eine Drehzahl und Variationen
zwischen den Komponenten in dem Generator oder dem effektiven Leistungsdetektor
enthalten, wodurch der Prozess der Steuerung vereinfacht wird. Darüber hinaus ist
der Umsetzer in der Ausführungsform
zur Gleichrichtung der Stromausgabe des Generators nicht auf den
beschriebenen Thyristor-Brückentyp
beschränkt, sondern
er kann irgendein anderer spannungsgesteuerter Typ sein, wie etwa
ein DC-DC-Spannungsumwandlungstyp.
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Wie
obig ausgeführt,
ermöglicht
das im Patentanspruch 1 der vorliegenden Erfindung definierte Merkmal,
dass der Soll-Spannungspegel
herabgesetzt wird, wenn der Generator bei einer geringeren Drehzahl
läuft,
wodurch der Betrieb bei einem geringeren Drehzahlbereich ermöglicht wird.
Wenn ebenso der Soll-Spannungspegel erhöht wird, wenn der Generator
bei einer höheren
Drehzahl läuft,
kann der Betrieb bei einem höheren
Drehzahlbereich sichergestellt werden, ohne die Effizienz herabzusetzen.
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Das
im Patentanspruch 2 der vorliegenden Erfindung definierte Merkmal
ermöglicht
es, dass die Drehzahl der Maschine über ihren Bereich modifiziert wird,
wodurch die Leitfähigkeit
auf ein erwünschtes Maß geregelt
wird. Des weiteren gestatten die in den Patentansprüchen 3 und
4 der vorliegenden Erfindung definierten Merkmale, dass die Leistungsausgabe
bei einer geeigneten Ansprechgeschwindigkeit entsprechend einer Änderung
hinsichtlich der Last erhöht
oder herabgesetzt werden.