TWI620408B - 調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法 - Google Patents

調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI620408B
TWI620408B TW105142460A TW105142460A TWI620408B TW I620408 B TWI620408 B TW I620408B TW 105142460 A TW105142460 A TW 105142460A TW 105142460 A TW105142460 A TW 105142460A TW I620408 B TWI620408 B TW I620408B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage signal
signal
rotor
circuit
alternator
Prior art date
Application number
TW105142460A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201824731A (zh
Inventor
游家崧
Original Assignee
朋程科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 朋程科技股份有限公司 filed Critical 朋程科技股份有限公司
Priority to TW105142460A priority Critical patent/TWI620408B/zh
Priority to US15/423,605 priority patent/US10063173B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI620408B publication Critical patent/TWI620408B/zh
Publication of TW201824731A publication Critical patent/TW201824731A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

一種調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法。車用交流發電機包括轉子線圈、定子線圈部、整流器電路及調節器。調節器控制流經轉子線圈的電流。轉子線圈與定子線圈部協同運作以將機械能轉換為交流電能。整流器電路將來自定子線圈部的交流電能轉換為直流電能。當車用交流發電機以殘磁進行自激磁啟動運作時，調節器偵測轉子線圈的轉子電壓信號的頻率，以做為計算車用交流發電機的轉速的依據。

Description

調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法
本發明是有關於一種發電機電路，且特別是有關於一種車用交流發電機的調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法。
習知車用交流發電機是由轉子(rotor)線圈與定子(stator)線圈所構成。在正常的運作下，當激磁電流通過轉子線圈時，轉子線圈可以提供磁場給定子線圈。當汽車之內燃引擎帶動轉子線圈轉動時，此轉子線圈即會產生旋轉磁場，使得定子線圈產生交流電能。車用交流發電機的整流器可接受來自定子線圈的交流電能，予以整流後產生直流電能。此直流電能可以對蓄電池充電或是供電給負載。此蓄電池也可以經由車用交流發電機中的調節器提供激磁電流給轉子線圈。
一般來說，現行的調節器乃是偵測定子線圈端的感應電壓信號的振幅及頻率，以計算出車用交流發電機的正確轉速。另外，當車用交流發電機由靜止狀態(即停機狀態)啟動時，轉子線圈並無電流流通，轉子線圈需藉由殘留於其磁芯(rotor core)內之殘磁(或稱剩磁，residual magnetism)來建立磁場，以讓車用交流發電機進行自激磁啟動(auto start)。詳細來說，當車用交流發電機以殘磁進行自激磁啟動運作時，轉子線圈藉由機械能轉動，轉子線圈磁芯內的殘磁可交鏈定子線圈，以使定子線圈產生感應電壓信號。由於轉子線圈磁芯內之殘磁通常都很微弱，因此定子線圈所產生的感應電壓信號也很微弱，倘若此感應電壓信號的振幅低於臨界電壓值，則調節器將無法偵測出此感應電壓信號的頻率，當然也無法計算出車用交流發電機的轉速。
除此之外，定子線圈的微弱的感應電壓信號也容易因整流器的二極體的漏電現象而導致電位飄移或信號衰減，使得調節器不易偵測出定子線圈端的感應電壓信號的振幅及頻率，從而增加取得車用交流發電機之轉速的困難度，並導致車用交流發電機的自激磁啟動功能不佳。
有鑑於此，本發明提供一種車用交流發電機的調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法，可在車用交流發電機以殘磁進行自激磁啟動時，透過偵測轉子線圈端的感應電壓信號的振幅及頻率，以正確地計算出車用交流發電機的轉速。
本發明的調節器包括控制電路及偵測電路。控制電路耦接至車用交流發電機的轉子線圈，以控制流經轉子線圈的電流。偵測電路耦接至轉子線圈以接收轉子線圈的轉子電壓信號。當車用交流發電機進行自激磁啟動運作時，偵測電路偵測轉子電壓信號的頻率，以做為計算車用交流發電機的轉速的依據。
在本發明的一實施例中，上述的偵測電路更耦接至車用交流發電機的定子線圈部與整流器電路間的節點，以接收定子線圈部的定子電壓信號。當上述的車用交流發電機完成自激磁啟動運作之後，偵測電路變更為偵測定子電壓信號的頻率，以做為計算車用交流發電機的轉速的依據。
本發明的車用交流發電機包括轉子線圈及調節器。調節器包括控制電路及偵測電路。控制電路耦接至轉子線圈，以控制流經轉子線圈的電流。偵測電路耦接至轉子線圈以接收轉子線圈的轉子電壓信號。當車用交流發電機進行自激磁啟動運作時，偵測電路偵測轉子電壓信號的頻率，以做為計算車用交流發電機的轉速的依據。
本發明的車用交流發電機的轉速偵測方法包括以下步驟。判斷車用交流發電機是否進行自激磁啟動運作。若判斷車用交流發電機進行自激磁啟動運作，則透過調節器偵測轉子線圈的轉子電壓信號的頻率，以做為計算車用交流發電機的轉速的依據。
基於上述，在本發明實施例所提出的調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法中，可在車用交流發電機以殘磁進行自激磁啟動時，透過偵測轉子線圈的轉子電壓信號的振幅及頻率，以做為計算車用交流發電機的轉速的依據。由於轉子電壓信號並無電位偏移的現象，且不會受到整流器電路漏電或是負載效應的影響，故轉子電壓信號的頻率易於偵測。如此一來，除了可正確地計算出車用交流發電機的轉速以提昇自激磁啟動之性能，還能簡化調節器的電路複雜度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
為了使本發明創作之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明創作確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件，係代表相同或類似部件。
以下請參照圖1，圖1是依照本發明一實施例所繪示的車用交流發電機100的電路方塊示意圖。車用交流發電機100可包括轉子線圈110、定子線圈部120、整流器電路130及調節器140，但不限於此。轉子線圈110可與定子線圈部120協同運作以將機械能轉換為交流電能。整流器電路130耦接至定子線圈部120，用以將交流電能轉換為直流電能。此直流電能可以被儲存於蓄電池20，也可以供電給一或多個負載電路(未繪示)。
調節器140可包括控制電路141及偵測電路142。控制電路141耦接至轉子線圈110，以控制流經轉子線圈110的電流。更進一步來說，當車用交流發電機100正常運作時，控制電路141可接收來自蓄電池20的直流電能，並據以控制轉子線圈110的電流。當電流通過轉子線圈110時，轉子線圈110可產生磁場。另外，當機械能帶動轉子線圈110轉動時，定子線圈部120可反應於轉子線圈110所產生的旋轉磁場而產生交流電能給整流器電路130，使得整流器電路130將來自定子線圈部120的交流電能轉換為直流電能。
偵測電路142耦接至轉子線圈110，以接收轉子線圈110運作時所產生的轉子電壓信號SR。此外，偵測電路142還耦接至定子線圈部120與整流器電路130間的節點，以接收定子線圈部120運作時所產生的定子電壓信號PS。特別的是，當車用交流發電機100進行自激磁啟動(auto start)運作時，偵測電路142可偵測轉子電壓信號SR的頻率，以做為計算車用交流發電機100的轉速的依據。另外，當車用交流發電機100完成自激磁啟動運作之後，偵測電路142可偵測定子電壓信號PS的頻率，以做為計算車用交流發電機100的轉速的依據。
詳細來說，當車用交流發電機100進行自激磁啟動運作時，控制電路141為禁能狀態，故轉子線圈110並無電流流通。此時，透過機械能帶動轉子線圈110轉動，轉子線圈110的磁芯殘磁可產生旋轉磁場以交鏈定子線圈部120，致使定子線圈部120感應出定子電壓信號PS。另外，在轉子線圈110旋轉的過程中，定子線圈部120的磁阻變化會改變轉子線圈110磁芯的磁通密度，故轉子線圈110亦會感應出轉子電壓信號SR。由於轉子線圈110尚無電流流通，故轉子線圈110所產生的轉子電壓信號SR乃是以一固定的參考電壓位準(例如0伏特)為中心的弦波信號。換句話說，此時的轉子電壓信號SR並無電位偏移的現象，故相較於定子電壓信號PS，轉子電壓信號SR的頻率易於偵測。因此，以轉子電壓信號SR的頻率來計算車用交流發電機100的轉速的依據，將可簡化偵測電路142(或調節器140)的電路複雜度。另外，即使定子線圈部120的定子電壓信號PS因整流器電路130的漏電而發生信號衰減或電位飄移，轉子電壓信號SR依然維持原狀。也就是說，轉子電壓信號SR的頻率及振幅並不會受到整流器電路130漏電或是負載效應的影響，故可據以正確地計算出車用交流發電機100的轉速。
另外，當車用交流發電機100完成自激磁啟動運作之後，控制電路141將開始控制轉子線圈110的電流，故轉子電壓信號SR的振幅及頻率可能會受到影響。因此偵測電路142可變更為偵測定子電壓信號PS的頻率，以做為計算車用交流發電機100的轉速的依據。
在本發明的一實施例中，定子電壓信號PS的頻率fs與轉子電壓信號SR的頻率fr的關係如式(1)所示，而定子電壓信號PS的頻率fs與車用交流發電機100的轉速N的關係如式(2)所示，其中定子電壓信號PS的頻率fs及轉子電壓信號SR的頻率fr的單位皆為赫茲(Hz)，車用交流發電機100的轉速N的單位為每分鐘轉速(RPM)，而P為車用交流發電機100的極對(pole pairs)的數量。
式(1)
式(2)
可以理解的是，只要知道車用交流發電機100的極對的數量P，並偵測出定子電壓信號PS的頻率fs，即可根據式(2)計算出車用交流發電機100的轉速N。另外，只要知道車用交流發電機100的極對的數量P，並偵測出轉子電壓信號SR的頻率fr，即可根據式(1)及式(2)計算出車用交流發電機100的轉速N。
以下請參照圖2，圖2是依照本發明一實施例說明圖1所示車用交流發電機100的範例電路示意圖。於圖2所示實施例中，調節器140中的控制電路141包括開關242、二極體243以及場控制器244。開關242的第一端耦接至車用交流發電機100的第一直流電壓輸出端(例如功率端B+），而開關242的第二端耦接至轉子線圈110的第一端。二極體243的陰極耦接至轉子線圈110的第一端與開關242的第二端，而二極體243的陽極與轉子線圈110的第二端相耦接並耦接至車用交流發電機100的第二直流電壓輸出端(例如接地端GND）。場控制器244耦接至開關242的控制端，以對應控制開關242的導通狀態。開關242的導通狀態可以決定通過轉子線圈110的電流量，進而調整定子線圈部120所產生的交流電能。場控制器244的實施細節可以依照設計需求來決定。例如在一些實施例中，習知的場控制器或其他控制器可以被採用來實現場控制器244，故場控制器244的操作細節不再贅述。
於圖2所示實施例中，定子線圈部120包含U相線圈120U、V相線圈120V與W相線圈120W。U相線圈120U的第一端與第二端分別電連接至共同節點123與整流器電路130的U相交流端130U。V相線圈120V的第一端與第二端分別電連接至共同節點123與整流器電路130的V相交流端130V。W相線圈120W的第一端與第二端分別電連接至共同節點123與整流器電路130的W相交流端130W。當汽車之內燃引擎(未繪示)帶動轉子線圈110轉動時，轉子線圈110可根據其磁芯的殘磁或是流過的電流而產生旋轉磁場。U相線圈120U、V相線圈120V與W相線圈120W將會切割此旋轉磁場的磁力線，進而產生三相交流電能給整流器電路130的U相交流端130U、V相交流端130V與W相交流端130W。
整流器電路130接受來自定子線圈部120之三相交流電能。整流器電路130將此三相交流電能轉換為直流電能，並將直流電能經由第一直流電壓輸出端(例如功率端B+)與第二直流電壓輸出端(例如接地端GND)提供給蓄電池20。值得注意的是，蓄電池20亦可以經由功率端B+與接地端GND提供直流電能給控制電路141及轉子線圈110。
於圖2所示實施例中，整流器電路130包括U相上二極體231U、U相下二極體232U、V相上二極體231V、V相下二極體232V、W相上二極體231W以及W相下二極體232W。U相上二極體231U、V相上二極體231V與W相上二極體231W的陰極共同耦接至車用交流發電機100的第一直流電壓輸出端(例如功率端B+)。U相下二極體232U、V相下二極體232V與W相下二極體232W的陽極共同耦接至車用交流發電機100的第二直流電壓輸出端(例如接地端GND)。U相上二極體231U的陽極與U相下二極體232U的陰極共同耦接至整流器電路130的U相交流端130U。V相上二極體231V的陽極與V相下二極體232V的陰極共同電連接至整流器電路130的V相交流端130V。W相上二極體231W的陽極與W相下二極體232W的陰極共同耦接至整流器電路130的W相交流端130W。
於圖2所示實施例中，偵測電路142耦接至轉子線圈110，以接收轉子線圈110運作時所產生的轉子電壓信號SR。此外，偵測電路142還耦接至定子線圈部120，以接收定子線圈部120運作時所產生的定子電壓信號PS。定子電壓信號PS可來自於定子線圈部120的U相線圈120U、V相線圈120V或W相線圈的120W其中任一相，而本實施例中是以來自U相線圈120U為例。
需說明的是，圖2實施例的定子線圈部120及其相應的整流器電路130乃是以三相為範例來說明，但本發明並不以此為限，定子線圈部120的相數及其相應整流器電路130可視實際應用或設計需求而改變。
以下請同時參照圖1及圖3，圖3是依照本發明一實施例說明圖1所示偵測電路的範例電路示意圖。偵測電路142包括輸入選擇電路341、電阻器342、比較器343、低通濾波器344以及頻率計算器345。輸入選擇電路341用以接收選擇信號SEL、轉子電壓信號SR及定子電壓信號PS，且根據選擇信號SEL而選擇轉子電壓信號SR與定子電壓信號PS的其中一者以做為偵測信號DS，其中選擇信號SEL用以指示車用交流發電機100進行自激磁啟動運作。在本發明的一實施例中，輸入選擇電路341可採用多工器或是開關來實現，但本發明並不以此為限。
電阻器342耦接在輸入選擇電路341的輸出端與接地端GND之間，可用以抑制雜訊的干擾。比較器343耦接至輸入選擇電路341的輸出端以接收偵測信號DS，用以將偵測信號DS與臨界電壓信號Vth進行比較，並據以產生比較信號CMPS。低通濾波器344耦接至比較器343以接收比較信號CMPS，並對比較信號CMPS進行低通濾波處理以產生濾波信號FS。
頻率計算器345耦接至低通濾波器344以接收濾波信號FS，用以計算濾波信號FS的頻率以做為計算車用交流發電機100的轉速的依據。在本發明的一實施例中，當頻率計算器345在計算出濾波信號FS的頻率(亦即轉子電壓信號SR或定子電壓信號PS的頻率)之後，可藉由頻率計算器345或是其他運算電路(例如微處理器或數位訊號處理器)依據上述式(1)或式(2)進行運算以獲得車用交流發電機100的轉速。另外，頻率計算器345的實施細節可以依照設計需求來決定。例如在一些實施例中，習知的頻率計算器可被採用來實現頻率計算器345，故頻率計算器345的操作細節不再贅述。
以下請同時參照圖1及圖4，偵測電路142’包括輸入選擇電路341、電阻器342、快速傅立葉轉換(Fast Fourier Transform，FFT)電路443以及頻譜分析電路444，其中圖4的輸入選擇電路341及電阻器342分別類似於圖3的輸入選擇電路341及電阻器342，故其實施方式及運作可參考上述圖3的相關說明，在此不再贅述。
快速傅立葉轉換電路443耦接至輸入選擇電路341的輸出端以接收偵測信號DS，並對偵測信號DS進行快速傅立葉轉換運算，以將偵測信號DS轉換為頻域信號FQS。例如圖5所示，快速傅立葉轉換電路443可將圖5左側的時域信號(即偵測信號DS)轉換為圖5右側的頻域信號FQS。
頻譜分析電路444耦接至快速傅立葉轉換電路443以接收頻域信號FQS，並對頻域信號FQS進行分析以取得頻域信號FQS的頻率，以做為計算車用交流發電機100的轉速的依據。舉例來說，頻譜分析電路444可依據圖5右側的頻域信號FQS而偵測出頻域信號FQS的頻率為3赫茲，而振幅為100毫伏。在本發明的一實施例中，當頻譜分析電路444在取得頻域信號FQS的頻率(亦即轉子電壓信號SR或定子電壓信號PS的頻率)之後，可藉由頻譜分析電路444或是其他運算電路(例如微處理器或數位訊號處理器)，依據上述式(1)或式(2)進行運算以獲得車用交流發電機100的轉速。習知的頻譜分析器可以被採用來實現頻譜分析電路444，故頻譜分析電路444的操作細節不再贅述。
在本發明的一實施例中，快速傅立葉轉換電路443及頻譜分析電路444可以是硬體、韌體或是儲存在記憶體而由微處理器或是數位信號處理器所載入執行的軟體或機器可執行程式碼。若是採用硬體來實現，則快速傅立葉轉換電路443及頻譜分析電路444可以是由單一整合電路晶片所達成，也可以由多個電路晶片所完成，但本發明並不以此為限制。上述多個電路晶片或單一整合電路晶片可採用特殊功能積體電路(ASIC)或可程式化邏輯閘陣列(FPGA)來實現。而上述記憶體可以是例如隨機存取記憶體、唯讀記憶體或是快閃記憶體等等。
以下請同時參照圖1及圖6，圖6為依照本發明一實施例所繪示的車用交流發電機100的轉速偵測方法的步驟流程圖。車用交流發電機100的轉速偵測方法包括如下步驟。首先，在步驟S600開始之後，於步驟S610中，判斷車用交流發電機100是否進行自激磁啟動運作。若步驟S610的判斷結果為是，則執行步驟S620的自激磁啟動運作。於步驟S620，可透過調節器140來偵測轉子線圈110所產生的轉子電壓信號SR的頻率，以做為計算車用交流發電機100的轉速的依據。接著，於步驟S630中，判斷車用交流發電機100是否已完成自激磁啟動運作，亦即是否已計算出車用交流發電機100的轉速。若步驟S630的判斷結果為否，則回到步驟S620。若步驟S630的判斷結果為是，則執行步驟S640。於步驟S640中，可透過調節器140變更為偵測定子線圈部120的定子電壓信號PS的頻率，以做為計算車用交流發電機100的轉速的依據。另一方面，若步驟S610的判斷結果為否，亦即車用交流發電機100並非執行自激磁啟動運作，則執行步驟S640。
另外，本發明的實施例的車用交流發電機100的轉速偵測方法的細節，可由圖1至圖5實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，故不再贅述。
綜上所述，在本發明實施例所提出的調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法中，可在車用交流發電機以殘磁進行自激磁啟動時，透過偵測轉子線圈的轉子電壓信號的振幅及頻率，以做為計算車用交流發電機的轉速的依據。由於轉子電壓信號並無電位偏移的現象，且不會受到整流器電路漏電或是負載效應的影響，故轉子電壓信號的頻率易於偵測。如此一來，除了可正確地計算出車用交流發電機的轉速以提昇自激磁啟動之性能，還能簡化調節器的電路複雜度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧車用交流發電機
110‧‧‧轉子線圈
120‧‧‧定子線圈部
120U‧‧‧U相線圈
120V‧‧‧V相線圈
120W‧‧‧W相線圈
123‧‧‧共同節點
130‧‧‧整流器電路
130U‧‧‧U相交流端
130V‧‧‧V相交流端
130W‧‧‧W相交流端
140‧‧‧調節器
141‧‧‧控制電路
142、142’‧‧‧偵測電路
20‧‧‧蓄電池
231U‧‧‧U相上二極體
231V‧‧‧V相上二極體
231W‧‧‧W相上二極體
232U‧‧‧U相下二極體
232V‧‧‧V相下二極體
232W‧‧‧W相下二極體
242‧‧‧開關
243‧‧‧二極體
244‧‧‧場控制器
341‧‧‧輸入選擇電路
342‧‧‧電阻器
343‧‧‧比較器
344‧‧‧低通濾波器
345‧‧‧頻率計算器
443‧‧‧快速傅立葉轉換電路
444‧‧‧頻譜分析電路
B+‧‧‧功率端
CMPS‧‧‧比較信號
DS‧‧‧偵測信號
FS‧‧‧濾波信號
FQS‧‧‧頻域信號
GND‧‧‧接地端
PS‧‧‧定子電壓信號
S600、S610、S620、S630、S640‧‧‧步驟
SEL‧‧‧選擇信號
SR‧‧‧轉子電壓信號
Vth‧‧‧臨界電壓信號
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。 圖1是依照本發明一實施例所繪示的車用交流發電機的電路方塊示意圖。 圖2是依照本發明一實施例說明圖1所示車用交流發電機的範例電路示意圖。 圖3是依照本發明一實施例說明圖1所示偵測電路的範例電路示意圖。 圖4是依照本發明另一實施例說明圖1所示偵測電路的範例電路示意圖。 圖5是依照本發明一實施例說明圖4的快速傅立葉轉換電路將時域信號轉換為頻域信號的示意圖。 圖6為依照本發明一實施例所繪示的車用交流發電機的轉速偵測方法的步驟流程圖。

Claims (10)

  1. 一種調節器，用於一車用交流發電機，包括： 一控制電路，耦接至該車用交流發電機的一轉子線圈，以控制流經該轉子線圈的一電流；以及 一偵測電路，耦接至該轉子線圈以接收該轉子線圈的一轉子電壓信號， 當該車用交流發電機進行一自激磁啟動運作時，該偵測電路偵測該轉子電壓信號的一頻率，以做為計算該車用交流發電機的一轉速的依據。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的調節器，其中： 當該車用交流發電機進行該自激磁啟動運作時，該控制電路為禁能狀態，致使該轉子線圈的該電流為零。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的調節器，其中： 該偵測電路更耦接至該車用交流發電機的一定子線圈部與一整流器電路間的一節點，以接收該定子線圈部的一定子電壓信號；以及 當該車用交流發電機完成該自激磁啟動運作之後，該偵測電路變更為偵測該定子電壓信號的一頻率，以做為計算該車用交流發電機的該轉速的依據。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的調節器，其中： 該定子電壓信號的該頻率與該轉子電壓信號的該頻率的關係為 ；以及 該定子電壓信號的該頻率與該車用交流發電機的該轉速的關係為 ， 其中fr為該轉子電壓信號的該頻率，單位為赫茲(Hz)；fs為該定子電壓信號的該頻率，單位為赫茲(Hz)；P為該車用交流發電機的極對的數量；以及N為該車用交流發電機的該轉速，單位為每分鐘轉速(RPM)。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的調節器，其中該偵測電路包括： 一輸入選擇電路，用以接收一選擇信號、該轉子電壓信號及該定子電壓信號，且根據該選擇信號而選擇該轉子電壓信號與該定子電壓信號的其中一者以做為一偵測信號，其中該選擇信號用以指示該車用交流發電機進行該自激磁啟動運作； 一電阻器，耦接在該輸入選擇電路的一輸出端與一接地端之間； 一比較器，耦接至該輸入選擇電路的該輸出端以接收該偵測信號，用以將該偵測信號與一臨界電壓信號進行比較，並據以產生一比較信號； 一低通濾波器，耦接至該比較器以接收該比較信號，並對該比較信號進行低通濾波處理以產生一濾波信號；以及 一頻率計算器，耦接至該低通濾波器以接收該濾波信號，用以計算該濾波信號的一頻率以做為計算該車用交流發電機的該轉速的依據。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的調節器，其中該偵測電路包括： 一輸入選擇電路，用以接收一選擇信號、該轉子電壓信號及該定子電壓信號，且根據該選擇信號而選擇該轉子電壓信號與該定子電壓信號的其中一者以做為一偵測信號，其中該選擇信號用以指示該車用交流發電機進行該自激磁啟動運作； 一電阻器，耦接在該輸入選擇電路的一輸出端與一接地端之間； 一快速傅立葉轉換電路，耦接至該輸入選擇電路的該輸出端以接收該偵測信號，對該偵測信號進行快速傅立葉轉換運算，以將該偵測信號轉換成一頻域信號；以及 一頻譜分析電路，耦接至該快速傅立葉轉換電路以接收該頻域信號，對該頻域信號進行分析以取得該頻域信號的一頻率，以做為計算該車用交流發電機的該轉速的依據。
  7. 一種車用交流發電機，包括： 一轉子線圈；以及 一調節器，包括： 一控制電路，耦接至該轉子線圈，以控制流經該轉子線圈的一電流；以及 一偵測電路，耦接至該轉子線圈以接收該轉子線圈的一轉子電壓信號， 當該車用交流發電機進行一自激磁啟動運作時，該偵測電路偵測該轉子電壓信號的一頻率，以做為計算該車用交流發電機的一轉速的依據。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的車用交流發電機，更包括： 一定子線圈部，其中該轉子線圈與該定子線圈部協同運作以將一機械能轉換為一交流電能；以及 一整流器電路，耦接至該定子線圈部，用以將該交流電能轉換為一直流電能，其中： 該偵測電路更耦接至該定子線圈部與該整流器電路間的一節點，以接收該定子線圈部的一定子電壓信號；以及 當該車用交流發電機完成該自激磁啟動運作之後，該偵測電路變更為偵測該定子電壓信號的一頻率，以做為計算該車用交流發電機的該轉速的依據。
  9. 一種車用交流發電機的轉速偵測方法，該車用交流發電機包括一轉子線圈、一定子線圈部、一整流器電路以及一調節器，該方法包括： 判斷該車用交流發電機是否進行一自激磁啟動運作；以及 若判斷該車用交流發電機進行該自激磁啟動運作，則透過該調節器偵測該轉子線圈的一轉子電壓信號的一頻率，以做為計算該車用交流發電機的一轉速的依據。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的車用交流發電機的轉速偵測方法，更包括： 判斷該車用交流發電機是否完成該自激磁啟動運作；以及 若判斷該車用交流發電機完成該自激磁啟動運作，則透過該調節器變更為偵測該定子線圈部提供給該整流器電路的一定子電壓信號的一頻率，以做為計算該車用交流發電機的該轉速的依據。
TW105142460A 2016-12-21 2016-12-21 調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法 TWI620408B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105142460A TWI620408B (zh) 2016-12-21 2016-12-21 調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法
US15/423,605 US10063173B2 (en) 2016-12-21 2017-02-03 Regulator, and vehicle alternator and rotating speed detection method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105142460A TWI620408B (zh) 2016-12-21 2016-12-21 調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI620408B true TWI620408B (zh) 2018-04-01
TW201824731A TW201824731A (zh) 2018-07-01

Family

ID=62562711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105142460A TWI620408B (zh) 2016-12-21 2016-12-21 調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10063173B2 (zh)
TW (1) TWI620408B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019083565A1 (en) * 2017-10-23 2019-05-02 Johnson Controls Technology Company BUILDING MANAGEMENT SYSTEM WITH AUTOMATED VIBRATION DATA ANALYSIS
TWI701900B (zh) * 2019-08-14 2020-08-11 朋程科技股份有限公司 發電系統
TWI757866B (zh) * 2020-09-09 2022-03-11 正芯科技有限公司 動力控制系統以及穩壓控制裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202931247U (zh) * 2012-10-19 2013-05-08 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车交流发电机电压调节器
US20140009102A1 (en) * 2010-06-16 2014-01-09 Eaton Corporation System and method of speed detection in an ac induction machine
TWI509941B (zh) * 2013-06-05 2015-11-21 Universal Scient Ind Shanghai 電壓調節器、其運作方法以及電壓調節系統

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4994684A (en) * 1989-01-30 1991-02-19 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Doubly fed generator variable speed generation control system
US5730094A (en) * 1996-12-10 1998-03-24 General Motors Corporation Alternator field current control for active driveline damping
US6825575B1 (en) * 1999-09-28 2004-11-30 Borealis Technical Limited Electronically controlled engine generator set
JP3509007B2 (ja) * 2000-06-29 2004-03-22 株式会社デンソー 車両用交流発電機
JP4006941B2 (ja) * 2000-11-02 2007-11-14 株式会社デンソー 車両用発電制御装置
US7739016B2 (en) * 2006-03-22 2010-06-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Parameter state estimation
EP2270974B1 (en) * 2009-06-19 2016-07-27 Vestas Wind Systems A/S Method for determining rotor position of an electrical generator in a wind turbine
EP2477325B1 (en) * 2011-01-18 2019-04-24 Vestas Wind Systems A/S Method for operating an electromechanical generator
US8896261B2 (en) * 2012-03-15 2014-11-25 Hitachi, Ltd. Doubly-fed generator and doubly-fed electric machine
US20140365153A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 Hamilton Sundstrand Corporation Sensorless monitoring of electric generator rotor unbalance
US9276511B2 (en) * 2014-02-04 2016-03-01 Kohler Co. Field current profile
EP3116085B1 (en) * 2015-07-07 2019-06-05 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Operating a wind turbine connected to a utility grid via an umbilical ac cable through a network bridge controller with power and voltage control

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140009102A1 (en) * 2010-06-16 2014-01-09 Eaton Corporation System and method of speed detection in an ac induction machine
CN202931247U (zh) * 2012-10-19 2013-05-08 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车交流发电机电压调节器
TWI509941B (zh) * 2013-06-05 2015-11-21 Universal Scient Ind Shanghai 電壓調節器、其運作方法以及電壓調節系統

Also Published As

Publication number Publication date
TW201824731A (zh) 2018-07-01
US20180175762A1 (en) 2018-06-21
US10063173B2 (en) 2018-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8222844B2 (en) Method for determining the magnet temperature in synchronous machines
JP2006211734A (ja) トルク検出装置
WO2012153637A1 (ja) ブラシレスモータ制御装置、およびブラシレスモータ制御方法
TWI620408B (zh) 調節器、車用交流發電機及其轉速偵測方法
CN109845090B (zh) 用于检测电机中故障的方法
JP2016518105A (ja) 多相回転電機の回転子の角度位置を推定するための方法、および、そのような機械のための多相インバータの制御への応用
US10355628B2 (en) Starting power generation apparatus and starting power generation method
US10514011B2 (en) Starting power generation apparatus and starting power generation method
US9991832B2 (en) Detecting brushfire in power systems
US10550815B2 (en) Method and system for controlling an integrated starter-generator
CN105227009B (zh) 用于对电机的转子的位置进行检查的方法
US10763774B2 (en) Method and device for controlling polyphase synchronous rotary electrical machine, and corresponding reversible electrical machine for motor vehicle
CN108258955B (zh) 调节器、车用交流发电机及其转速检测方法
CN109478862B (zh) 旋转电机的控制装置及控制方法
US11349418B2 (en) Method and system for cranking an internal combustion engine
JP6383884B1 (ja) 発電制御装置、発電制御方法および発電装置
RU2733224C2 (ru) Блок управления для двигателя на внутренних постоянных магнитах и двигательная установка, содержащая такой блок управления
JP5614908B2 (ja) ブラシレスモータ制御装置、およびブラシレスモータ制御方法
TWI446706B (zh) 無刷電動機控制裝置、及無刷電動機控制方法
JP2009027808A (ja) 整流回路
JP2019097315A (ja) 制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees