Устройство генератора инверторного – что это такое, чем отличается от обычного и какой лучше выбрать для дома, преимущества и недостатки, схема работы с видео

Инверторный генератор — электростанция в которой используется инверторная система с регулятором широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для более высокого качества электроэнергии (стабильность выходного напряжения и частоты).

Принцип работы инверторного генератора следующий. Переменный ток преобразуется в постоянный при помощи выпрямителя, после чего осуществляется фильтрация пульсаций, сглаживаемая емкостными фильтрами. После этого, благодаря мощным ключам на транзисторах или тиристорах, включенных по мостовой схеме, осуществляется формирование переменного тока на нагрузке. Высокое качество выходных параметров (то есть самого тока) обеспечивается не только высококачественным сглаживанием пульсаций, но и стабильностью работы системы управления, отслеживающей необходимые выходные характеристики посредством цепей обратных связей.

 invertor

 

 

  1. Ротор вращается вокруг статора.
  2. На выходе получается трехфазный переменный ток, который поступает на цепь выпрямления блока инвертора.
  3. С помощью цепи выпрямления трехфазный переменный ток преобразовывается в постоянный, а затем стабилизируется при помощи цепи сглаживания.
  4. В цепи преобразования этот постоянный ток превращается в синусоидальный, который почти аналогичен полной синусоиде.
  5. На выход инвертора поступает переменный ток.
  6. Микрокомпьютер контролирует напряжение и частоту сигнала по частотной характеристике напряжения.

 

Электростанции подобного типа имеют массу плюсов:

— Бензиновые электростанции инверторного типа отличаются более экономичным режимом работы. Это достигается благодаря наличию инверторной системы зажигания, а также автоматической регулировке оборотов двигателя, в зависимости от необходимой нагрузки. Кроме того, бензиновые электростанции инверторного типа оснащены функцией переключения работы двигателя в экономичный режим, в том случае, если нагрузка на генератор не велика;

— Инверторные генераторы отличаются, также, иным принципом соединения с двигателем. В электростанциях подобного типа, генератор соединяется с мотором напрямую, без включения в эту систему массивного маховика. Это позволило значительно сократить вес электростанции, вплоть до 50%, а также уменьшить габариты устройства;

— Бензиновые электростанции инверторного типа, как правило, оснащаются современными системами воздушного охлаждения двигателя. Также, в них значительно улучшена система шумопоглащения. Бензиновые двигатели и так работают гораздо тише дизельных, а использование двойного шумопоглощающего кожуха, и довольно эффективных глушителей, позволяют рекомендовать подавляющее большинство моделей таких электростанций для эксплуатации в непосредственной близости с местами работы или жизнедеятельности человека;

— Кроме того, инверторные электростанции значительно «чище» других генераторов. Благодаря современной, высокоэффективной системе улучшенного сгорания топлива, уровень вредных выбросов максимально снижен, что делает эти устройства значительно безопаснее для окружающей среды;

Современные генераторы очень надежны. Это достигается не только более совершенной конструкцией и качеством сборки, но и применяемым инновационным технологиям защиты основных узлов и деталей генератора.

Устройство и работа бензогенератора: схема и все подробности

Автономные генераторы зачастую бывают незаменимыми, и полный список их возможных применений будет очень длинным — от обеспечения электроэнергией пляжной вечеринки на выходных до постоянной работы у частного здания. Широкий спектр выполняемых работ породил большое количество типов автономных генераторов, отличающихся как конструктивно, так и по характеристикам. Общим же у них является принцип действия — двигатель внутреннего сгорания того или иного типа вращает вал электрогенератора, преобразуя механическую энергию в электрическую.

Наиболее очевидное разделение групп генераторов — на профессиональные и бытовые.

  • Бытовой генератор — это, как правило, переносной агрегат с бензиновым двигателем, не предназначенный для длительной работы, имеющий мощность в несколько кВА.
  • Профессиональные генераторы имеют повышенные мощность и время беспрерывной работы, а для большей топливной экономичности и увеличения ресурса на них, как правило, устанавливаются дизельные двигатели. При этом, если бытовые электрогенераторы вырабатывают однофазный ток напряжением 220 В, то профессиональные генераторы в подавляющем большинстве трехфазные, рассчитанные на 380 В выходного напряжения. Большие габариты и масса заставляют либо размещать мощные генераторы на колесном шасси, либо делать их стационарными.

Итак, в этой классификации мы уже обнаружили ряд конструктивных различий. Рассмотрим их по порядку.

устройство бензогенератораКак известно, бензиновый двигатель может работать как по двухтактному циклу, так и по четырехтактному. При этом низкая экономичность и ограниченный ресурс делает двухтактные двигатели не самым лучшим выбором для привода электрогенератора, хотя они и проще в конструкции, а значит — дешевле и легче.

Четырехтактный же двигатель, хотя он сложнее и дороже, расходует значительно меньше топлива и способен проработать гораздо больше. Поэтому генераторы мощностью до 10 кВА, как правило, оснащаются двигателями именно такого типа.

Бензиновые двигатели электрогенераторов — это в основном одноцилиндровые агрегаты с принудительным воздушным охлаждением, приготовление горючей смеси осуществляется при помощи карбюратора. Для запуска их применяется либо тросовый стартер, либо в конструкцию дополнительно включается электрозапуск (тогда, помимо аккумулятора, такие генераторы имеют и 12 В выход: от этой цепи заряжается аккумулятор и к ней же могут подключаться потребители, рассчитанные на низковольтное питание). Наиболее распространены моторы с чугунной гильзой и верхнеклапанным газораспределительным механизмом — как правило, это моторы Honda GX и их китайские копии.

Двигатели бытовых бензогенераторов не предназначены для длительной беспрерывной эксплуатации. Превышение времени работы, указанного в инструкции по эксплуатации (как правило, не более 5-7 часов), сократит ресурс мотора.

Однако же, даже самые совершенные бензиновые двигатели имеют ограниченный ресурс: при должном уходе они проработают 3-4 тысячи моточасов. Много это или мало? При эпизодическом использовании на выезде, например, для подключения электроинструмента — это достаточно большой ресурс, а вот постоянно запитывать частный дом от бензогенератора значит ежегодно перебирать его двигатель.

Значительно больший ресурс имеют дизельные силовые агрегаты, кроме того, они выгоднее при длительной эксплуатации за счет большей экономичности. По этой причине все мощные генераторные установки, как переносные, так и стационарные, используют дизельные моторы.

Для таких агрегатов ряд недостатков дизельных моторов по сравнению с бензиновыми (дороговизна, больший вес и шумность) не являются принципиальными, определенное неудобство есть лишь при запуске дизельных моторов в холодное время.

При эксплуатации дизельного генератора нужно учитывать, что длительная работа на холостом ходу без нагрузки для них вредна: нарушается полнота сгорания топлива, что приводит к повышенному образованию сажи, забивающей выпуск, и разжижению моторного масла просачивающимся через поршневые кольца дизельным топливом. Поэтому в список регламентных работ для дизельных электростанций обязательно включается периодический вывод их на полную мощность.

Кроме того, существуют и генераторы, работающие на природном газу. Конструктивно они ничем не отличаются от бензиновых, кроме системы питания: вместо карбюратора они оснащены редуктором для регулирования давления газа и калиброванной форсункой, подающей газ во впускной коллектор. При этом такие генераторы в качестве источника топлива могут использовать не только баллон со сжиженным газом, но и газовую сеть — в этом случае расходы на топливо становятся минимальными. Недостатком подобных генераторов является низкая мобильность (газовый баллон габаритнее и тяжелее бензобака, который, к тому же, можно дозаправлять прямо на месте), а также повышенная пожароопасность, особенно при неграмотной эксплуатации. Однако в качестве источника резервного питания в доме, подключенном к газовой магистрали, это неплохой вариант: нет необходимости заботиться о поддержании уровня и качества топлива в бензобаке, а ресурс двигателя при работе на газу выше, чем при работе на бензине.

устройство бензогенератора

ЭлектрогенераторЭто основной узел бензогенератора, определяющий его характеристики и область применения. Принцип его действия заключается в возбуждении тока в неподвижной обмотке статора переменным магнитным полем, создаваемым вращающейся обмоткой (ротором) в генераторах синхронного типа или постоянным магнитом в асинхронных генераторах. При этом количество обмоток статора определяет количество фаз на выходе:

  • Однофазные генераторы имеют одну силовую обмотку, такая схема распространена в бытовых генераторах небольшой и средней мощности;
  • Трехфазные генераторы имеют три силовые обмотки и могут запитывать как нагрузку, рассчитанную на трехфазное питание напряжением 380 вольт, так и однофазные потребители (в этом случае с такой схемой их необходимо распределить по трем группам равной мощности).

Мощность же генератора тесно связана и с количеством фаз, и с его общей конструкцией:

  • Маломощные генераторы (до 2 кВА) — это легкие бензиновые агрегаты, не предназначенные для профессионального применения. Типичное их применение — обеспечение энергией уличных торговых точек;
  • Генераторы средней мощности (до 6,5 кВА) — это техника, относящаяся к полупрофессиональному и профессиональному классам, но при этом достаточно компактная. Используются также бензиновые моторы. Подобный генератор сможет питать гаражную мастерскую или небольшой дом;
  • Среди агрегатов высокой мощности (до 15 кВА) можно встретить как бензиновые, так и дизельные, часто имеющие более одного цилиндра. Высокая мощность делает нецелесообразным использование однофазной схемы, поэтому такие генераторы часто имеют трехфазный выход 380 В, а более мощные генераторные установки выпускаются исключительно трехфазными.

Кроме высоковольтной обмотки, многие генераторы оснащаются дополнительной, которая через выпрямитель питает потребители, рассчитанные на 12 В постоянного тока: безопасные переноски, автомобильные компрессоры и так далее.

Тип возбуждения генератора зависит от его мощности и области применения. Асинхронные генераторы значительно проще и дешевле синхронных за счет отсутствия обмотки возбуждения и щеточного узла, а их ресурс выше. С другой стороны, синхронные генераторы изменением тока обмотки позволяют легко и точно регулировать выходное напряжение, а также значительно лучше работают при резких изменениях нагрузки, особенно имеющей высокую индуктивность — например, при подключении мощного электродвигателя величина и длительность просадки напряжения будут выше у асинхронного генератора. По этой причине бензогенераторы, выполненные по асинхронной схеме, часто снабжаются специальной системой пускового усиления, кратковременно повышающей отдаваемую генератором мощность.

Принцип работы асинхронного генератора показан на видео

Есть и еще один важный параметр переменного тока, о котором нельзя забывать — это его частота. И если для ряда потребителей наподобие ламп накаливания она не имеет большого значения, то для блоков питания электронных устройств отклонение частоты питающего напряжения от номинальной чревато не только нарушением их работы, но и повреждением.

Частота тока, выдаваемого генератором, определяется двумя параметрами: частотой вращения ротора и количеством полюсов на нем. Таким образом, двухполюсный ротор для создания тока с частотой 50 Гц должен вращаться с частотой 3000 об/мин, а четырехполюсный — 1500 об/мин. Поддержание заданных оборотов обеспечивается механическим регулятором, управляющим дроссельной заслонкой карбюратора на бензогенераторах или топливным насосом высокого давления — на дизельных. Такой механизм прост и достаточно эффективен при постоянной нагрузке, в то время как при резком изменении потребляемого тока частота меняется на короткий промежуток времени. Кроме того, необходимость поддержания постоянной частоты вынуждает двигатель генератора постоянно работать на одних и тех же оборотах максимальной мощности, хотя при низком энергопотреблении двигатель мог бы обеспечить электропитание и на меньших оборотах — отсюда снижение ресурса мотора и повышенный расход топлива.

Этих недостатков удалось избежать с появлением в широком доступе мощной коммутирующей электроники, позволившей создать инверторные генераторы. Принцип действия силового инвертора прост: переменный ток, выработанный генератором, выпрямляется, после чего преобразуется электронным блоком вновь в переменный, но уже строго заданной частоты. Это делает частоту выходного напряжения абсолютно не зависящей от частоты вращения ротора генератора, а следовательно — позволяет двигателю изменять обороты в зависимости от нагрузки, сберегая ресурс и топливо.

Дешевые инверторы, как правило, могут выдавать напряжение, по форме далекое от идеальной синусоиды. Подключение мощной индуктивной нагрузки к такому инвертору приведет к перегреву и возможному повреждению силового каскада инвертора!

Есть у инверторных генераторов и определенные минусы: за счет наличия электронного блока они дороже, чем обычные бензогенераторы, а также теоретически менее надежны. Кроме того, возможности силовой электроники не безграничны, и максимальная мощность инверторных генераторов сейчас не превышает 7 кВА.

На видео показано устройство бензогенератора на примере модели марки Зубр

Выбор генератора

ЭлектрогенераторПри выборе генератора нужно начать с определения необходимой мощности. Этот вопрос не так прост, как кажется, поскольку потребители в цепях переменного тока имеют как активное (омическое) сопротивление, так и реактивное (емкостное и индуктивное), а также зачастую до выхода на рабочий режим имеют энергопотребление значительно больше номинального.

Простейший пример: нам нужен переносной генератор, от которого мы запитаем перфоратор мощностью 800 Вт. Его электродвигатель имеет значительную индуктивную составляющую сопротивления, которая при расчете энергопотребления описывается так называемым коэффициентом мощности, обозначаемым как cosφ. Если для нагрузки, не обладающей реактивным сопротивлением, он равен единице, то с ростом емкости либо индуктивности нагрузки растет. Кроме того, нельзя забывать и то, что сам генератор имеет значительную индуктивность.

Именно из-за индуктивного сопротивления обмоток генератора его мощность обозначается не в ваттах, а в вольт-амперах при заданном коэффициенте мощности: например, бензогенератор мощностью 5 кВА при собственном cosφ=0,8 реально имеет максимальную мощность 4 кВт.

Таким образом, при необходимости запитать 800-ваттный электродвигатель с собственным cosφ=0,5 нам потребуется генератор, способный длительно отдавать мощность 1600 Вт, то есть его пиковая мощность, обозначаемая в характеристиках, должна быть в полтора-два раза больше. С учетом же потерь в самом генераторе для нашего перфоратора придется приобрести бензогенератор на 4 кВА.

В то же время, если нам нужно будет запитать от этого же генератора освещение и электрообогреватель (потребители, не имеющие реактивного сопротивления), их суммарная мощность сможет быть в два раза больше при той же нагрузке на сам генератор.

Далее определимся со временем работы генератора. Как уже говорилось, для длительной работы предпочтительнее дизельный силовой агрегат — поэтому рассматривая агрегат для постоянного обеспечения энергией здания (частного дома или небольшого цеха), стоит рассмотреть этот вариант, особенно с учетом вышеописанного расчета требуемой мощности генератора — бензиновый агрегат окажется слишком прожорливым. Поскольку постоянный контроль над длительно работающим генератором осуществлять будет невозможно, он обязательно должен оснащаться защитным устройством, глушащим двигатель при падении уровня моторного масла либо его давления.

В ряде случаев (необходимость частой транспортировки, особенно ручной) меньшая масса бензогенератора может оказаться более важным фактором, чем экономичность дизельного. Также бензиновый агрегат является более предпочтительным вариантом для кратковременной эксплуатации — в этом случае экономичность и ресурс играют значительно меньшую роль, чем цена самой установки.

Для аварийного снабжения дома электроэнергией стоит рассмотреть вариант подключения к газовой сети генератора, рассчитанного на использование природного газа.

Переносной генераторПереносной генератор необходимо разместить на ровной сухой поверхности, а в случае работы на открытом пространстве — защитить его от попадания осадков. Поскольку одноцилиндровые двигатели, применяемые в бензогенервторах, отличаются высоким уровнем вибраций, нельзя располагать на генераторе посторонние предметы, а особенно — емкости с топливом, во избежание их падения.

Перед запуском необходимо удостовериться в достаточном уровне моторного масла и при необходимости долить его, после чего двигатель генератора можно запускать.

Подключать нагрузку к генератору можно только после того, как двигатель будет запущен. Не запускайте генератор, если к нему подключены электроприборы.

Для запуска бензинового мотора служит специальная воздушная заслонка, в закрытом положении обогащающая топливную смесь. При первом запуске двигателя, особенно в холодную погоду, ее необходимо закрыть тем больше, чем ниже температура воздуха, а по мере прогрева двигателя плавно открыть. Прогретый двигатель должен запускаться без прикрытия заслонки, в противном случае стоит обратить внимание на регулировки карбюратора. Запуск в зависимости от конструкции двигателя осуществляется либо тросовым стартером (плавно вытяните его до ощущения сопротивления, после чего резко увеличьте усилие), либо электрическим (для запуска нажмите и удерживайте пусковую кнопку).

Запуск дизельного мотора отличается только тем, что нет необходимости использовать воздушную заслонку, но вместо этого нужно приоткрывать декомпрессор — устройство, снижающее давление в камере сгорания для облегчения проворота коленчатого вала при запуске. Кроме того, запуск дизельного мотора может сильно затруднить завоздушенная топливная система (первый запуск нового генератора или если до этого бак был выработан насухо). В таком случае придется прокачать топливную систему (порядок прокачки отличается для разных двигателей и описывается в руководстве по эксплуатации).

Дав поработать генератору некоторое время (в теплое время года бензиновый двигатель прогреется достаточно быстро, не более минуты), можно подключать нагрузку, убедившись, что индикаторы работоспособности или указатель напряжения генераторной установки указывают на ее полную работоспособность.

Техническое обслуживание

ТО генератораСвоевременное обслуживание генераторной установки заметно сказывается на ее ресурсе. Наиболее частого внимания требует двигатель, как ее наиболее сложный узел. Согласно заданной производителем периодичности, указываемой в часах работы, необходимо заменять моторное масло и обслуживать воздушный фильтр. На мощных генераторах, оснащенных более сложными двигателями, также меняются масляный и топливный фильтры. Бензиновые и дизельные двигатели (газовые — гораздо реже) требуют замены свечей зажигания.

Если генератор используется эпизодически, не стоит хранить его заправленным — окисляющееся и разлагающееся со временем может привести к засорению отложениями карбюратора на беногенераторах и выпадению парафина на дизельных моторах, способному полностью перекрыть поступление топлива. Также старое топливо затруднит запуск.

Непосредственно генератор — узел практически вечный, лишь время от времени необходимо очищать щеточный узел синхронного генератора от пыли и менять сами щетки, а иногда — несущие подшипники ротора.

Как выбрать инверторный генератор: достоинства, недостатки, схема, подключение

В этой статье мы расскажем о том, как выбрать инверторный генератор и что он из себя представляет. Инверторные цифровые электростанции вырабатывают переменный ток высокого качества промышленной частоты. Такие показатели обеспечивает электронная регулировка инверторного блока, который состоит из выпрямителя, преобразователя тока и микропроцессора.

Достоинства

  • Большим достоинством таких электростанций является обеспечение на выходе тока хорошего качества, вне зависимости от того, находится аппарат под нагрузкой или нет. В следствие этого вы можете подключать к агрегату чувствительные к качеству тока приборы.
  • Аппарат имеет встроенную защиту от нагрузки и осуществляет контроль уровень масла.
  • Инверторные электростанции компактны и весят меньше обычных генераторов.
  • Экономичность и малый расход топлива достигается путем автоматического регулирования оборотов в зависимости от нагрузки. Таким образом, при малом энергопотреблении значительно снижается расход топлива.
  • Электронный инверторный блок управления позволяет подключать любых потребителей от сварочного аппарата и холодильника, до компьютера.
  • Электронная система зажигания обеспечивает легкий пуск двигателя в любую погоду.
  • Аппарат упакован в закрытый кожух. Это позволяет ему работать в условиях повышенной влажности и запыленности.
  • Корпус электроагрегата имеет надежную систему шумо и виброзащиты. Можно смело устанавливать электростанцию вблизи рабочего места.

Как выбрать?

Выбирая электростанцию нужно учесть мощность потребителя и его характеристики.

Проще всего с омическими потребителями, они преобразуют электроэнергию в тепло или свет. В момент пуска их потребление не превышает эксплуатационного. Поэтому подключая лампу накаливания или утюг, нужно обратить внимание на их суммарную мощность.

С индуктивными потребителями дело обстоит немного сложнее. В их конструкцию входит электродвигатель. Поэтому в момент пуска кратковременное потребление мощности индуктивного аппарата возрастает от двух до семи раз по сравнению с рабочей мощностью.

Всё зависит от нагрузки потребителя. Малонагруженные двигатели установлены в электроинструменте, к примеру, в электролобзиках и перфораторах. Насосы, компрессоры, стиральные машины и холодильники называют нагруженными устройствами, потому что их моторы не имеют холостого хода. Поэтому в момент включения скачок потребляемой мощности весьма значителен.

Суммарная мощность потребителей должна быть на 15-20 % меньше номинальной мощности генератора. Не забудьте про индуктивные нагрузки. Тогда электростанция будет служить вам исправно и долго, а перебоев с подачей электроэнергии не будет.

Недостатки

Про достоинства инверторной техники написано много, а про недостатки не сыщешь и двух слов.

Для того чтобы не выбрать кота в мешке и не пожалеть о покупке, предлагаем вам рассмотреть еще и недостатки:

  1. Цена;
  2. Сложность конструкции;
  3. Маленькая мощность;
  4. Недопустимость перегрузок.


Цена на инверторы

В противоположность обычным генераторам, инверторы стоят намного дороже. Высокая стоимость обусловлена сложной конструкцией.

Для сравнения возьмем обычный бензиновый генератор Hyundai HHY 2500F и инверторную модель HY 2000Si;

Цена инверторного генератора почти в два раза дороже своего «классического» аналога.


Сложность конструкции

Сложность конструкции инверторов приводит к увеличению вероятности отказов. Кроме того, в аппаратах используется аккумуляторы ограниченной ёмкости, которые нельзя заменить.

Отсюда появляется необходимость покупать инвертор с батареей нужной ёмкости для ваших потребителей. При использовании слишком мощных устройств аккумуляторная батарея не будет успевать заряжаться и придется отключать нагрузку, ожидая пока аккумулятор снова зарядится.


Мощность

В настоящее время, из-за сложной конструкции, просто не выгодно производить инверторы мощностью более 7000 ватт. Это один из главных недостатков. Но, с улучшением технологии производства цены будут падать, а максимальная выходная мощность таких устройств будет только расти.

Если вам нужно более 7000 ватт и для одного из потребителей просто необходима качественная электроэнергия, вы всегда сможете выбрать маленький инвертор для энергообеспечения только нескольких потребителей и мощный обычный генератор, для питания всех остальных устройств.

Как подготовить инвертор к работе

  1. Для начала установите инвертор на ровную и горизонтальную поверхность.
  2. Залейте масло и проверьте уровень при помощи щупа. Уровень масло нужно проверять каждый раз перед запуском двигателя. Электроника просто автоматически отключит мотор генератора, если уровень масла будет ниже минимального.
  3. Залейте бензин в инвертор. С бензином экспериментировать не надо. Заливайте только 92.
  4. Проверка воздушного фильтра. Его нужно проверять каждый раз перед запуском техники. При необходимости прочистите его или замените.
  5. Перед запуском инвертора, надёжно заземлите агрегат.

Какое масло заливать?

В картер инверторного генератора, оснащенного четырехтактным двигателем, нужно заливать соответствующее масло. В бензобак двухтактного мотора заливается топливно-масляная смесь в пропорциях 100:50. То есть на 100 мл масла, нужно 50 мл бензина. Но в любом случае, нужно использовать только масло, которое рекомендует производитель инвертора.

Подготовка к запуску.

  1. Поверните кран на крышке топливного бака в положение ВКЛЮЧЕНО.
  2. Выключатель двигателя в положение ВКЛЮЧЕНО.
  3. Если агрегат не прогрет, переведите воздушную заслонку в положение СТАРТ (START).
  4. Запуск. Потяните ручку стартера до появления сопротивления. Затем резко дёрните.После чего, плавно верните ее в исходное положение. Ни в коем случае не бросайте ручку, иначе произойдет сцепление стартера с валом привода/
  5. После того, как аппарат прогреется, переведите воздушную заслонку в положение РАБОТА

Для того чтобы выбрать генератор инвертного типа, внимательно изучите приведенную информацию.

Устройство бензиновых генераторов

Общее устройство генератора

На фото изображен обыкновенный, однофазный, рамный генератор. Такие генераторы оснащены четырех тактными двигателями, в большинстве случаев аналоги Honda с верхнеклапанным расположением ГРМ. В зависимости от мощности кВт генератора, рассчитывается мощность двигателя. Другими словами для генераторов в 2.5-3.0 кВт идут двигатели до 210 куб. см. или до 7 л.с. На генераторы мощностью от 3.0-4.5 кВт устанавливаются двигатели объемом от 240 до 290 см. куб. или от 9 л.с до 11 л.с. Большие генераторы от 5.5 — 7кВт комплектуются двигателями от 13 до 15 л.с. с объемом от 390 до 420 куб. см. На совсем мощных электростанциях до 15 кВт обычно устанавливаются 2-х цилиндровые двигатели объемом от 600 куб.см.

Устройство альтернатора (генераторной части)

 

Принцип работы бензогенератора

На конусный коленвал двигателя установлен ротор, который при вращении внутри обмотки статора дает магнитное поле. После возбуждения генератора автоматическим регулятором напряжения, грубо говоря, магнитное поле превращается в электроэнергию. Такие генераторы работают на постоянных оборотах в 3000 об., что является 50 герцами и 220 вольтами. Такую частоту оборотов поддерживает механический регулятор оборотов. Нарушение количества оборотов ведет к изменению потенциала электрической величины, другими словами если обороты занижены вольтаж падает и прибор может не включиться, а если обороты завышены — подключенный прибор может и сгореть.

Устройство инверторного генератора

Устройство инверторного генератора отличается лишь тем, что вольтаж и обороты двигателя регулируются электрической заслонкой под управлением инверторной платы. Это сделано для более тихой работы устройства и для уменьшения расхода топлива. В большинстве случаев, инверторный генератор делают не на раме а в закрытом корпусе типа чемодана. Сделано это все также для того, что бы уменьшит шум работы двигателя. Инверторные генераторы рассчитаны на подключение приборов с маленьким пусковым током (типа лампочек, телевизора, холодильника, компьютера и др.). Такая техника идеальна для выезда на природу с минимальным количеством электроприборов, такой генератор можно спрятать за чем нибудь и он практически не будет доставать шумом работы. Если подключать приборы с высоким пусковым (типа насос, большие электромоторы, нагреватели, сварочники и др.), то легко можно спалить плату инвертора, которая стоит 2/3 стоимости нового генератора. Также губительны для инверторных установок длинные и тонкие удлинители, а также работа в влажных условиях, например под дождем.

 

Инверторный генератор

Настоящее изобретение относится к инверторному генератору, в частности к инверторному генератору, оснащенному блоком генератора с приводом от двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Инверторный генератор содержит блок генератора (14), модуль зажигания (12е), устройство управления зажиганием (44), конвертер (20), инвертор (26), центральный процессор (40), измеритель частоты вращения двигателя (14b4). Центральный процессор (40) является устройством определения превышения допустимого числа оборотов и одновременно управляющим устройством инвертора. Блок генератора (14) приводится от ДВС и генерирует переменный ток. Конвертер (20) соединен с блоком генератора (14) и инвертором (26). Инвертор (26) снабжен ключевыми элементами. Управляющее устройство инвертора управляет ключевыми элементами с помощью ШИМ-сигнала. ШИМ-сигнал генерируется с использованием опорного синусоидального сигнала, а также несущего сигнала, с возможностью преобразования переменного тока в ток заданной частоты. Устройство управления зажиганием (44) управляет модулем зажигания (12е). Устройство определения превышения допустимого числа оборотов определяет, находится ли ДВС в состоянии превышения числа оборотов. При превышении числа оборотов ДВС управляющее устройство инвертора посылает команду на устройство управления зажиганием (44) для остановки ДВС. Управляющее устройство инвертора может срабатывать в каждом цикле управления. Устройство определения превышения допустимого числа оборотов может подсчитывать число раз, когда частота вращения двигателя равна первому пороговому значению или превышает его. Устройство управления зажиганием (44) может содержать аналоговую схему. Технический результат заключается в обеспечении возможности предохранения ДВС от повторного превышения числа оборотов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к инверторному генератору, в частности к инверторному генератору, оснащенному блоком генератора с приводом от двигателя внутреннего сгорания и выполненному с возможностью надежного предотвращения превышения двигателем допустимого числа оборотов.

Уровень техники

Хорошо известные инверторные генераторы вначале осуществляют преобразование переменного тока, выдаваемого блоком генератора с приводом от двигателя, в постоянный ток, после чего преобразуют постоянный ток в переменный ток заданной частоты (частоты питающей сети) посредством управления ключевыми (переключающими) элементами с помощью ШИМ-сигнала, генерируемого с использованием опорного синусоидального (гармонического) сигнала, имеющего форму волны требуемого выходного напряжения, и несущего сигнала. Пример такого инверторного генератора можно найти в опубликованной японской заявке на изобретение № Н 4(1992)-355672.

Раскрытие изобретения

В таком инверторном генераторе, раскрытом в указанной заявке, частота вращения двигателя измеряется, как правило, схемой управления зажиганием, и когда двигатель находится в состоянии превышения допустимого числа оборотов («разнос двигателя»), зажигание выключается. Тем не менее, поскольку схема управления зажиганием обычно представлена аналоговой схемой и ее функционирование управляется простым образом путем задания постоянных величин (уставок), то когда частота вращения двигателя падает при выключении зажигания, зажигание снова возобновляется, приводя, в результате, к следующему состоянию превышения числа оборотов. Другими словами, двигатель может повторять последовательность, при которой происходит превышение допустимого числа оборотов, выключение зажигания, падение частоты вращения двигателя, возобновление зажигания, возрастание частоты вращения двигателя, происходит превышение допустимого числа оборотов, выключение зажигания и т.д., и, таким образом, остановка процесса возникновения состояния превышения числа оборотов оказывается затруднительной.

Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы решить вышеуказанную проблему за счет предложения инверторного генератора, который может предохранять двигатель от того, чтобы он испытывал многократное повторение превышения числа оборотов.

Для достижения указанной цели, в соответствии с настоящим изобретением предлагается инверторный генератор, содержащий блок генератора, приводимый от двигателя внутреннего сгорания и генерирующий переменный ток; конвертер, соединенный с блоком генератора и преобразующий переменный ток в постоянный; инвертор, соединенный с конвертером и преобразующий постоянный ток в переменный, снабженный ключевыми элементами для питания электрической нагрузки, управляющее устройство инвертора, содержащее микрокомпьютер, которое управляет ключевыми элементами с помощью ШИМ-сигнала, генерируемого с использованием опорного синусоидального сигнала, имеющего форму волны требуемого выходного напряжения, а также несущего сигнала, и которое преобразует переменный ток, преобразованный в инверторе, в переменный ток заданной частоты, модуль зажигания, который осуществляет зажигание в двигателе, и устройство управления (контроллер) зажиганием, которое управляет работой модуля зажигания. Согласно изобретению, инверторный генератор содержит измеритель частоты вращения двигателя, измеряющий частоту вращения двигателя; устройство определения превышения допустимого числа оборотов, которое на основании измеренной частоты вращения двигателя определяет, находится ли двигатель в состоянии превышения числа оборотов, причем управляющее устройство инвертора посылает команду на устройство управления зажиганием для выключения зажигания с целью останова двигателя, когда двигатель находится в состоянии превышения числа оборотов.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и прочие цели и преимущества настоящего изобретения более подробно объясняются в нижеследующем описании со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг.1 изображена блок-схема, показывающая общую структуру инверторного генератора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.2 представлено графическое изображение сигналов для объяснения процесса ШИМ-управления, осуществляемого ЦП (CPU), изображенным на фиг.1;

на фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс управления остановом при превышении допустимого числа оборотов, осуществляемый центральным процессором, изображенным на фиг.1;

на фиг.4 представлена временная диаграмма для объяснения процесса, представленного блок-схемой на фиг.3;

на фиг.5 представлена временная диаграмма для объяснения процедуры обработки в соответствии с уровнем техники.

Осуществление изобретения

Инверторный генератор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения далее описывается более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг.1 представлена блок-схема, показывающая общую структуру инверторного генератора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Инверторный генератор обозначен поз.10 на фиг.1. Генератор 10 оснащен двигателем (двигателем внутреннего сгорания) 12 и имеет номинальную выходную мощность около 3 кВт (100 В, 30 А переменного тока). Двигатель 12 представляет собой двигатель с воздушным охлаждением и искровым зажиганием. Его дроссель 12а открывается и закрывается приводом (актюатором) 12b дросселя, представляющим собой шаговый двигатель. Двигатель 12 запускается ручным стартером (не показан).

Круговой статор (не показан) закреплен вблизи головки блока цилиндров двигателя 12. Статор снабжен обмотками, образующими блок 14 электромашинного генератора, а именно трехфазными (U, V и W) выходными обмотками (главными обмотками) 14а и тремя однофазными обмотками 14b, 14с и 14d.

Ротор (не показан), выполненный в виде маховика двигателя 12, установлен снаружи статора. В роторе напротив вышеупомянутых обмоток 14а и т.д. установлены постоянные магниты (не показаны) с чередованием радиальной полярности их полюсов.

При вращении постоянных магнитов ротора, окружающего статор, на выходе трехфазных выходных обмоток 14а создается (генерируется) трехфазный (U, V и W фазы) переменный ток, а на выходе однофазных выходных обмоток 14b, 14с и 14d возникает однофазный переменный ток.

Трехфазный переменный ток, создаваемый (генерируемый) выходными обмотками 14а блока 14 генератора, поступает через клеммы 14е (U, V и W) на плату 16 управления (печатную плату) и подается в установленный на ней конвертер 20. Конвертер 20 содержит соединенные по мостовой схеме три тиристора SCR (silicon-controlled rectifier, однооперационный триодный тиристор) и три диода DI. Трехфазный переменный ток, создаваемый на выходе блока 14 генератора, преобразуется в постоянный ток посредством управления углами проводимости (включения) тиристоров.

Источник питания 22 с дроссельным преобразователем RCC (ringing choke converter, преобразователь с переходными процессами в дросселе) (стабилизированный источник питания постоянного тока) соединен с боковыми положительным и отрицательным электрическими выводами конвертера 20 и подает выпрямленное напряжение постоянного тока в качестве рабочего напряжения питания на три тиристора. После RCC-источника питания 22 в цепь включен сглаживающий конденсатор 24 для сглаживания постоянного тока на выходе конвертера 20.

Инвертор 26 включен в цепь после сглаживающего конденсатора 24. Инвертор 26 имеет мостовую схему с четырьмя полевыми транзисторами (ключевыми элементами). Как объяснено ниже, постоянный ток на выходе конвертера 20 преобразуется в переменный ток заданной частоты (50 Гц или 60 Гц частоты питающей сети) посредством управления состоянием проводимости (ОТКРЫТ-ЗАКРЫТ) четырех полевых транзисторов.

Выходной сигнал инвертора 26 проходит через дроссель 30, состоящий из LC-фильтра для подавления гармоник, и через фильтр шумов 32 для подавления помех и подается на выходные клеммы 34, с которых он может быть подан на электрическую нагрузку 36 через соединительный проводник (не показан) или аналогичный элемент.

Плата 16 управления оснащена центральным процессором (ЦП) 40 с 32-битной архитектурой. ЦП 40 управляет углом проводимости тиристоров конвертера 20 с помощью тиристорного (SCR) управляющего устройства (схемы управления) 40а, состоянием проводимости полевых транзисторов инвертора 26 с помощью устройства управления 40b затворами, а также работой привода 12b дросселя с помощью устройства управления 40 с приводом. ЦП 40 оснащен устройством памяти EEPROM (ЭСППЗУ, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) (энергонезависимым ЗУ) 40а.

Выходной сигнал первой однофазной выходной обмотки 14b подается на плату управления 16 через клеммы 14b1 и 14b2, а с нее — на генератор 14b3 управляющего напряжения, который генерирует рабочее напряжение питания 5 В для ЦП 40. Выходной сигнал с клеммы 14b1 подается на схему 14b4 измерения оборотов, где он преобразуется в импульсный сигнал и подается на ЦП 40. ЦП 40 подсчитывает импульсы выходного сигнала схемы 14b4 измерения оборотов и вычисляет (измеряет) скорость вращения двигателя 12.

Выходной сигнал второй выходной обмотки 14с подается на схему двухполупериодного выпрямителя 14с1, где осуществляется его двухполупериодное выпрямление для формирования рабочего напряжения питания для привода 12b дросселя и других устройств.

Выходной сигнал третьей выходной обмотки 14d подается на вторую плату 42 управления (печатную плату), оснащенную схемой 44 управления зажиганием (представляющей собой аналоговую схему). Выходной сигнал третьей выходной обмотки 14d подается на вторую плату 42 управления через клемму 14d1 (обозначена «ЕХ») для его использования в качестве рабочего напряжения питания для схемы 44 управления зажиганием.

Схема 44 управления зажиганием работает как контроллер зажигания. Более конкретно, двигатель 12 имеет модуль 12е зажигания, который осуществляет зажигание в двигателе 12 и содержит катушку 12 с зажигания и свечу 12d зажигания, а также генерирующую импульсы катушку 12f, намотанную вокруг статора блока 14 генератора двигателя и расположенную рядом с третьей выходной обмоткой 14d и т.д., и выдает сигнал за один оборот маховика при заданном угле поворота коленчатого вала при вращении относительно постоянных магнитов, закрепленных в роторе.

Выходной сигнал третьей выходной обмотки 14d подключен к первичной обмотке катушки 12с зажигания для его использования также в качестве напряжения зажигания. Вторичная обмотка катушки 12с зажигания подключена к свече 12d зажигания. Выходной сигнал с генерирующей импульсы катушки 12f подается на вторую плату 42 управления через клемму 12f1 (обозначена «PC»), где он подается на схему 44 управления зажиганием.

Схема 44 управления зажиганием прерывает подачу тока на первичную обмотку катушки 12с зажигания при угле поворота коленчатого вала, измеренном на выходе генерирующей импульсы катушки 12f, таким образом, что на вторичной обмотке создается высокое напряжение для выработки искры между электродами свечи 12d зажигания и поджига, таким образом, топливовоздушной смеси в камере сгорания двигателя 12.

В токопроводящей цепи, соединяющей между собой третью выходную обмотку 14d и модуль 12е зажигания, помещен выключатель 12g аварийного останова (обозначен «kill SW»), с возможностью управления им со стороны пользователя. Выключатель 12g отключает подачу тока на модуль 12е зажигания, когда он установлен в положение «ВКЛ». Выходной сигнал с выключателя 12g подается на вторую плату 42 управления через клемму 12g1 (обозначена как «IGN»), где он подается на вход схемы 44 управления зажиганием.

Схема 44 управления зажиганием через клеммы 44а и 40п подключена к центральному процессору 40 через сигнальную линию 46. Как объясняется далее, при принятии центральным процессором 40 решения о том, находится ли двигатель 12 в состоянии превышения числа оборотов, и в случае утвердительного результата он посылает сигнал Н-уровня. Схема 44 управления зажиганием отключает зажигание для останова двигателя 12.

ЦП 40 соединен с первым и вторым датчиками напряжения 40е и 40f. Первый датчик напряжения 40е, включенный после RCC-источника питания 22, генерирует выходной сигнал, пропорциональный выходному напряжению постоянного тока конвертера 20. Второй датчик напряжения 40f, включенный после инвертора 26, генерирует выходной сигнал, пропорциональный выходному напряжению переменного тока инвертора 26. Выходные сигналы первого и второго датчиков напряжения 40е и 40f подаются на ЦП 40.

ЦП 40 также соединен с датчиком тока 40g. Датчик тока 40g генерирует выходной сигнал, пропорциональный значению тока на выходе инвертора 26, т.е. тока, проходящего через электрическую нагрузку 36, когда нагрузка 36 подключена.

Выходной сигнал датчика тока 40g подается в ЦП 40, а также в ограничитель сверхтока 40h, выполненный в виде логической схемы (аппаратной схемы), независимой от ЦП 40. Когда ток, измеренный датчиком тока 40g, превышает предельно допустимое значение, ограничитель сверхтока 40h временно отключает выходной сигнал устройства 40b управления затворами для временного обнуления выходного сигнала инвертора 26.

ЦП 40 на основе подаваемых на его вход выходных сигналов первого и второго датчиков напряжения 40е, 40f и датчика тока 40g осуществляет ШИМ-управление полевыми транзисторами инвертора 26, управляет работой привода 12b дросселя, а также управляет остановом двигателя при превышении допустимого числа оборотов.

На фиг.2 представлено графическое изображение сигналов для объяснения процесса ШИМ-управления, осуществляемого ЦП (CPU) 40.

Процесс ШИМ-управления полевыми транзисторами инвертора 26 будет описан со ссылкой на фиг.2. На основании опорного синусоидального сигнала (сигнальной волны, верхняя сплошная линия) с учетом заданной частоты (50 Гц или 60 Гц частоты питающей сети), имеющего форму волны требуемого выходного напряжения переменного тока, ЦП 40 использует компаратор (не показан) для сравнения опорного сигнала с несущим сигналом (например, с несущей волной частотой 20 кГц), генерирует ШИМ-сигнал (сигнал ШИМ-формы), а именно последовательность импульсов с переменным коэффициентом заполнения (отношения длительности t импульса к периоду Т его следования) в соответствии с принципом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), и выдает выходной сигнал через устройство 40b управления затворами.

Период Т (шаг) ШИМ-сигнала (сигнала ШИМ-формы) в действительности является значительно более коротким, чем это показано на фиг.2, где он увеличен с целью облегчения понимания.

ЦП 40 управляет открытием дроссельного клапана 12а для установки требуемой скорости вращения двигателя, рассчитанной на основании значения выходного переменного тока, определяемого электрической нагрузкой 36, рассчитывает выходные импульсы фазы А и фазы В для шагового привода 12b дросселя и подает их через устройство управления 40с приводом на привод 12b с выходных клемм 40с1, управляя тем самым работой привода 12b.

На фиг.3 представлена блок-схема алгоритма, иллюстрирующая процесс управления указанным выше остановом при превышении допустимого числа оборотов, осуществляемый центральным процессором 40. Представленная программа выполняется в каждый заданный момент времени, например через каждые 10 мс.

Программа начинается с шага S10, на котором на основании выходного сигнала схемы 14b4 измерения частоты вращения двигателя определяется частота NE вращения двигателя 12. Программа переходит к шагу S12, на котором проверяется, является ли измеренное значение частоты вращения двигателя равным заданному значению (например, 4400 об/мин) или превышает его, и если результат сравнения утвердительный, то происходит переход к шагу S14, на котором флагу превышения допустимого числа оборотов присваивается значение «установлен» («ON»).

С другой стороны, если результат на шаге S12 отрицательный, программа переходит к шагу S16, на котором производится проверка, меньше ли измеренная частота NE вращения двигателя порогового значения (например, 4300 об/мин), и если результат утвердительный, то происходит переход к шагу 818, на котором флагу превышения допустимого числа оборотов присваивается значение «сброшен» («OFF»). Когда результат на шаге S16 отрицательный, шаг S18 пропускается.

Затем программа переходит к шагу S20, на котором определяется, было ли в предыдущем цикле (т.е. при предшествующем выполнении программы в соответствии с блок-схемой на фиг.3) значение флага превышения числа оборотов равным «OFF», а в текущем цикле (т.е. при текущем выполнении программы в соответствии с блок-схемой на фиг.3) оно имеет значение «ON».

Когда результат на шаге S20 утвердительный, программа переходит к шагу S22, на котором значение счетчика увеличивается на единицу, и далее переходит к шагу S24, на котором проверяется, равно ли значение счетчика заданному значению (например, пяти) или превышает его. Если результат на шаге S24 утвердительный, программа переходит к шагу S26, на котором на схему 44 управления зажиганием по сигнальной линии 46 посылается командный уровень сигнала «Н» на выключение зажигания для останова двигателя 12.

Далее программа переходит к шагу S28, на котором информация о значении флага превышения числа оборотов, т.е. состояние его бита, в текущем цикле управления сохраняется в памяти. Та же самая процедура выполняется, когда на шагах S20 или S24 получен отрицательный результат.

На фиг.4 представлена временная диаграмма для объяснения процесса, представленного блок-схемой на фиг.3, а на фиг.5 представлена временная диаграмма для объяснения процесса, характеризующего текущий уровень техники.

Как показано на фиг.5, поскольку в соответствии с текущим уровнем техники работа двигателя 12 управляется с помощью схемы управления зажиганием (представляющей собой аналоговую схему), то зажигание выключается, когда частота вращения двигателя превысит 4400 об/мин, и возобновляется при частоте вращения двигателя 4200 об/мин. В результате двигатель 12 повторяет последовательность, при которой происходит превышение допустимого числа оборотов, выключение зажигания, падение частоты вращения двигателя, возобновление зажигания, возрастание частоты вращения двигателя, превышение допустимого числа оборотов, выключение зажигания и т.д., и, таким образом, выход из состояния превышения числа оборотов является в этом случае затруднительным. Поскольку в данном варианте осуществления схема 44 управления зажиганием также содержит аналоговую схему, то та же самая проблема будет возникать до тех пор, пока управление остановом двигателя при превышении им числа оборотов будет осуществлять схема 44 управления зажиганием.

По этой причине данный вариант осуществления предполагает определение нахождения двигателя в состоянии превышения числа оборотов, выключение зажигания с целью останова двигателя, когда приведенная выше последовательность событий повторится пять раз. Благодаря указанному исполнению, превышение числа оборотов двигателя 12 может быть надежным образом предотвращено. Другими словами, поскольку управление осуществляется не схемой 44 управления зажиганием, а центральным процессором 40, может быть осуществлено более сложное управление по сравнению со случаем, когда оно осуществляется схемой 44 управления зажиганием, в результате чего надежно предотвращается превышение числа оборотов двигателя 12.

Кроме того, поскольку для останова двигателя 12 используется центральный процессор (40), становится возможным останавливать двигатель 12 после «замораживания» отклоняющихся от нормы данных, сохранения данных об ошибках и т.п. таким образом, что функции диагностики неисправностей и обслуживания системы могут быть также усовершенствованы.

Как было изложено выше, вариант осуществления изобретения предусматривает инверторный генератор 10, содержащий блок 14 генератора, приводимый от двигателя 12 внутреннего сгорания и генерирующий переменный ток; конвертер 20, соединенный с блоком генератора и преобразующий переменный ток в постоянный; инвертор 26, соединенный с конвертером и преобразующий постоянный ток в переменный, снабженный ключевыми элементами для питания электрической нагрузки 36, управляющее устройство инвертора (центральный процессор 40), содержащее микрокомпьютер, которое управляет ключевыми элементами с помощью ШИМ-сигнала, генерируемого с использованием опорного синусоидального сигнала, имеющего форму волны требуемого выходного напряжения, а также несущего сигнала, и которое преобразует переменный ток, преобразованный в инверторе, в переменный ток заданной частоты, модуль 12е зажигания, который осуществляет зажигание в двигателе, и устройство управления зажиганием (схема 44 управления зажиганием), которое управляет работой модуля 12е зажигания. Согласно изобретению, инверторный генератор содержит измеритель (цепь 14b4 определения частоты вращения двигателя, центральный процессор 40, шаг S10) частоты вращения двигателя, измеряющий частоту вращения двигателя 12; устройство (центральный процессор 40, шаги S12-S24) определения превышения допустимого числа оборотов, которое на основании измеренной частоты вращения двигателя определяет, находится ли двигатель 12 в состоянии превышения числа оборотов, причем управляющее устройство (центральный процессор 40) инвертора посылает команду на устройство 44 управления зажиганием для выключения зажигания с целью останова двигателя 12, когда двигатель 12 находится в состоянии превышения числа оборотов (шаг S26).

Благодаря этому становится возможным уберечь двигатель 12 от бесконечного повторения последовательности, при которой происходит превышение допустимого числа оборотов, выключение зажигания, падение частоты вращения двигателя, возобновление зажигания, возрастание частоты вращения двигателя, превышение допустимого числа оборотов, выключение зажигания и т.д., и таким образом надежно предотвращается превышение двигателем 12 допустимого числа оборотов.

В инверторном генераторе устройство определения превышения допустимого числа оборотов подсчитывает число раз, для которых частота вращения двигателя равна первому пороговому значению или превышает его, и принимает решение о том, что двигатель 12 находится в состоянии превышения числа оборотов, когда счетчик становится равным заданному значению или превышает его (шаги S12-S26). Более конкретно, управляющее устройство (центральный процессор 40) инвертора срабатывает в каждом цикле управления, причем устройство определения превышения допустимого числа оборотов подсчитывает число раз, когда частота вращения двигателя равна первому пороговому значению или превышает его, и принимает решение о том, что двигатель находится в состоянии превышения числа оборотов, когда в течение одного из циклов управления счетчик равен заданному значению или превышает его (шаги S12-S26). В результате этого в дополнение к вышеуказанному эффекту становится возможным точно определять состояние превышения числа оборотов двигателя 12.

Несмотря на то что в приведенном выше описании в качестве ключевых элементов инвертора использованы полевые транзисторы, это не является ограничением, и вместо них возможно использование биполярных транзисторов с изолированным затвором (БТИЗ) и т.п.

1. Инверторный генератор, содержащий блок генератора, приводимый от двигателя внутреннего сгорания и генерирующий переменный ток; конвертер, соединенный с блоком генератора и преобразующий переменный ток в постоянный; инвертор, соединенный с конвертером и преобразующий постоянный ток в переменный, снабженный ключевыми элементами для питания электрической нагрузки; управляющее устройство инвертора, содержащее микрокомпьютер и выполненное с возможностью управления ключевыми элементами с помощью ШИМ-сигнала, генерируемого с использованием опорного синусоидального сигнала, имеющего форму волны требуемого выходного напряжения, а также несущего сигнала, и с возможностью преобразования переменного тока, преобразованного в инверторе, в переменный ток заданной частоты, модуль зажигания для осуществления зажигания в двигателе, и устройство управления зажиганием для управления работой модуля зажигания, отличающееся тем, что содержит измеритель частоты вращения двигателя для измерения частоты вращения двигателя; устройство определения превышения допустимого числа оборотов, выполненное с возможностью определения на основании измеренной частоты вращения двигателя, находится ли двигатель в состоянии превышения числа оборотов, причем управляющее устройство инвертора посылает команду на устройство управления зажиганием для выключения зажигания с целью останова двигателя, когда двигатель находится в состоянии превышения числа оборотов.

2. Инверторный генератор по п.1, отличающийся тем, что устройство определения превышения допустимого числа оборотов выполнено с возможностью подсчета числа раз, для которых частота вращения двигателя равна первому пороговому значению или превышает его, и с возможностью принятия решения о том, что двигатель находится в состоянии превышения числа оборотов, когда счетчик становится равным заданному значению или превышает его.

3. Инверторный генератор по п.2, отличающийся тем, что управляющее устройство инвертора срабатывает в каждом цикле управления, а устройство определения превышения допустимого числа оборотов подсчитывает число раз, когда частота вращения двигателя равна первому пороговому значению или превышает его, и принимает решение о том, что двигатель находится в состоянии превышения числа оборотов, когда в течение одного из циклов управления счетчик равен заданному значению или превышает его.

4. Инверторный генератор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что устройство управления зажиганием содержит аналоговую схему.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.