專(zhuān)利名稱(chēng)：輕型發(fā)電組的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及輕型便攜式發(fā)電機(jī)。
一般說(shuō)來(lái)，人們已經(jīng)知道便攜式直流發(fā)電機(jī)。便攜式發(fā)電機(jī)一般包含一個(gè)普通的用柴油或汽油作動(dòng)力的引擎，引擎的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)相連。發(fā)電機(jī)包括一個(gè)定子，和用來(lái)與引擎轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)磁場(chǎng)與定子上的繞組相交時(shí)，就感應(yīng)出電流。通常把感應(yīng)電流加于橋式整流器，有時(shí)經(jīng)穩(wěn)壓，并提供作為輸出?，F(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)例子包括Generac G1000(950瓦，49磅)、HondaEX1000(1000瓦，57磅)和Yamaha EF1000(1000瓦，55磅)。雖然便攜式裝置通常沒(méi)有交流輸出，但可以通過(guò)向逆變器施加直流信號(hào)來(lái)提供交流輸出。
談到便攜式，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)裝置要么既重又笨；要么不能提供足夠用于普通用途的持續(xù)功率。此外，現(xiàn)有技術(shù)的裝置通常要么提供較小電流和較高電壓(例如115伏)的輸出，要么提供較低電壓、較大電流的輸出(例如，在25到200安培下為12或24伏特)，重量近似為40至65磅，干重。但是，在許多情況下，要求既具有高電壓小電流輸出(例如燈光或電動(dòng)工具的應(yīng)用場(chǎng)合)，又具有低電壓大電流輸出(例如由某人用背帶容易攜帶的裝置對(duì)電池充電或突然啟動(dòng)車(chē)輛的應(yīng)用場(chǎng)合)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種真正重量輕的發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)能夠提供足夠用于普通用途的持續(xù)功率。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，采用轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)輕型發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子使用高能積(energy product)永久磁鐵。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，轉(zhuǎn)子直接安裝在引擎轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子與引擎耦合足夠緊，從而可保持定子和轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，除了引擎中通常采用的那些以外，不用軸承。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，轉(zhuǎn)子是一種多極設(shè)計(jì)，其中，一半的極由高密度磁鐵組成，而另一半極由中間極(consequence pole)組成，從而使高密度磁鐵得到最大使用。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，采用多繞組定子，以提供低電壓、大電流輸出(例如用于電池充電)和高電壓小電流、輸出(例如用于燈光和電動(dòng)工具)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以提供兩種可選的電壓、大電流輸出(例如12伏和24伏)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，發(fā)電機(jī)功率輸出對(duì)轉(zhuǎn)子重量的比值超過(guò)每磅150或200瓦/磅，更好的是500瓦/磅，再好的是700瓦/磅，最好的是800瓦/磅。
附圖簡(jiǎn)述下面參見(jiàn)附圖來(lái)描述本發(fā)明，圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。


圖1是按照本發(fā)明的輕型發(fā)電機(jī)組的圖；圖2是圖1所示發(fā)電機(jī)組的側(cè)面局部剖視圖；圖3是圖1所示發(fā)電機(jī)、支架和安裝板的部件分解視圖；圖4是圖1所示發(fā)電機(jī)組的發(fā)電裝置的部件分解視圖；圖5是局部切開(kāi)發(fā)電機(jī)裝置機(jī)殼和控制電路板的圖；圖5A示出的是另一種形式的發(fā)電機(jī)裝置機(jī)殼的內(nèi)部；圖6是定子繞組的示意圖；圖7A是定子繞組和控制電路的示意框圖；圖7B是圖1所示發(fā)電機(jī)組的控制電路示意方框圖；圖7C是控制電路的示意圖；圖8A、8B、8C和8D是按照本發(fā)明一個(gè)方面的轉(zhuǎn)子的正視圖、側(cè)面剖視圖和部件分解正視圖；圖9是包含一逆變器的控制電路方框示意圖；圖9A揭示的是圖9中電流的合適的穩(wěn)流器；圖10是圖9所示電路的信號(hào)提供處的三相穩(wěn)壓器、單相橋；圖11是合適的逆變器控制部分的示意圖；圖11A-11F是逆變器運(yùn)行的示意的存儲(chǔ)器映射(memory map)和流程圖；圖12是基本電力變換器的示意圖；圖13是圖9中采用圖12所示基本電力變換器的圖9的逆變器的輸出波形圖；圖14是嚴(yán)密模擬正弦波形的輸出波形圖；圖15和15A是在產(chǎn)生圖14所示波形時(shí)采用的另一種輔助繞組電路的示意圖；圖16是適于用來(lái)產(chǎn)生圖14所示波形的電力變換電路的示意圖；圖17是用來(lái)產(chǎn)生圖14所示波形的另一種電力變換電路的示意圖；圖18A和18B是各種狀態(tài)下扼流控制的示意描述圖；圖19A和19B分別是采用外轉(zhuǎn)子的另一種發(fā)電機(jī)的部件分解側(cè)面剖視圖和外轉(zhuǎn)子的俯視圖。
較佳典型實(shí)施例的詳細(xì)描述參見(jiàn)圖1和圖2，按照本發(fā)明的輕型便攜式發(fā)電機(jī)包含引擎12、高輸出小型發(fā)電機(jī)裝置14和安裝支架16。
從圖2和圖3可以看到，引擎12包括從凸肩42向外延伸的轉(zhuǎn)軸200。引擎12可以是任何一種能夠使轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的高馬力重量比的小型高RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的引擎。在該較佳實(shí)施例中，引擎12是一個(gè)2.0馬力、二沖程內(nèi)燃機(jī)，具有3立方英寸的排氣量，重71/2磅，如Tecumseh TC300。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖1、2和3，支架1 6提供用于引擎12和發(fā)電機(jī)裝置14的輕型公共固定件。支架16是用輕而硬的導(dǎo)電、導(dǎo)熱材料(如鋁)恰當(dāng)形成的。在本較佳實(shí)施例中，將鋁板彎曲，以給出支架16的底座部分162、垂直部分164和把手部分166。在離某一端預(yù)定距離處將鋁板彎曲，形成底座162，和垂直向上的部分164。把手166包含從垂直部分164起彎曲而覆蓋底座162的第一部分167；垂直部分168；以及最好成一定角度的朝前的凸緣169；由這些部分形成一個(gè)便于操作者攜帶的手指可以伸入的槽170。
如果需要，把手166上可以配置一條帶子或一盞燈。例如，在把手166的凸緣的任一側(cè)上形成容納帶子18的夾箍的各小孔172。通過(guò)把手166的凸緣形成安裝探照燈的各個(gè)小孔172A。
正如下文中將要描述的那樣，引擎12和發(fā)電機(jī)裝置14安裝在支架垂直部分164的相對(duì)側(cè)上。從圖2和圖3可以看到，引擎12安裝在垂直部分164上，覆蓋底座162。
安裝板204介于引擎12和支架垂直部分164之間，向垂直部分164提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并提供將引擎12和定子210安裝到支架16上的媒介。為了便于安裝引擎12和定子210，板204還包括第一組和第二組小孔309和310。小孔309的位置與支架垂直部分164中的相應(yīng)小孔311(埋頭孔)以及發(fā)動(dòng)機(jī)法蘭202中的螺孔313對(duì)準(zhǔn)。用預(yù)定個(gè)數(shù)(例如，4個(gè))穿過(guò)垂直部分164中的小孔311和安裝板204的孔309螺釘308(圖3)，將引擎12適當(dāng)固定到垂直部分164上，并旋入發(fā)動(dòng)機(jī)法蘭202上的孔313內(nèi)。如圖3所示，如果需要，安裝板204可以向上延伸到垂直部分164和把手166之間的支架16的彎曲部分，用來(lái)增加垂直部分168安裝可選的探照燈的機(jī)械強(qiáng)度。如果需要，可以在底座162的遠(yuǎn)端，在底座162和發(fā)動(dòng)機(jī)12之間配置一安裝塊206(軟橡皮塊較合適)，以吸收振動(dòng)。如果需要，在底座162中可以提供矩形孔，用以容納可選的鎖定附件。如前所述，對(duì)于小孔310恰當(dāng)攻螺紋，以便安裝發(fā)電機(jī)定子210。因此，板204是用足夠厚的硬材料(諸如10號(hào)板(10-guage plate))形成的，以便容納螺孔310。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2、3和4，發(fā)電機(jī)裝置14最好包含一定子210、轉(zhuǎn)子220、風(fēng)扇軸延ta部分230、風(fēng)扇240和電子控制電路250，所有這些部件都位于機(jī)殼260和頂板282內(nèi)。
定子210與引擎轉(zhuǎn)軸200同心，與支架垂直部分164偏移一定的距離。更具體地說(shuō)，定子210固定安裝在支架垂直部分164(因此也就是引擎12)上，并用螺栓212與引擎轉(zhuǎn)軸200保持同心。用各墊圈214保持與垂直部分164的偏移。螺栓212通過(guò)定子210、墊圈214和支架164中的小孔延伸，并旋入板204中的孔內(nèi)。正如前文中指出的那樣，板204提供了安裝定子210的結(jié)構(gòu)完整性。
正如后文中將結(jié)合圖6和7A作更全面討論的那樣，定子210最好包括一三相繞組的極性，以產(chǎn)生第一和第二低電壓大電流輸出，例如，高電壓小電流輸出，繞制時(shí)，最好每相的各個(gè)繞組歸在一起，并同時(shí)圍繞一層狀鐵心繞制，作為一個(gè)單元，以提供特別優(yōu)越的散熱特性。
簡(jiǎn)略參見(jiàn)圖6，定子210包含兩個(gè)三相繞組，和一個(gè)與每個(gè)三相繞組中的第一相繞制在一起的單相控制繞組。更確切地說(shuō)，定子210包括第一和第二三相星形繞組602和604，和單相中心繞組605(與第一相繞組繞制在一起)。第一繞組602恰當(dāng)?shù)靥峁└唠妷盒‰娏鬏敵?，并且是由相?dāng)小的直徑形成的，例如24號(hào)線。繞組604恰當(dāng)?shù)靥峁└鞯碗妷?例如12和24伏)、大電流輸出。繞組604的每一相恰當(dāng)?shù)匕ㄓ沙轭^確定的以提供第一低電壓(例如12伏)大電流輸出的第一部分606，和從中取得第二低電壓(例如24伏)大電流輸出的第二部分608。繞組606和608最好是用多根24號(hào)線，在公共絕緣套內(nèi)并聯(lián)形成。繞組606的有效線徑近似為繞組608的有效線徑的兩倍(例如分別為15和18號(hào)線)。繞組602和604每一相的各個(gè)繞組包括對(duì)應(yīng)于與特定繞組相應(yīng)的電壓輸出的預(yù)定圈數(shù)。繞組606和608的累積圈數(shù)提供第二低電壓大電流輸出，例如24伏。例如，在本較佳實(shí)施例中，12伏繞組606包括5圈，24伏繞組608再包括4圈(總有效圈數(shù)為9圈)，而高電壓(例如115瓦)繞組602在每一相中包括總?cè)?shù)29圈。
實(shí)際裝配中，相應(yīng)于高電壓的各繞組，以及每一相(以及第一相中的控制繞組)的第一和第二低電壓歸成一組，作為一個(gè)單元，并一起繞制在一層狀鐵心上，作為一個(gè)單元。以這種方式將各繞組緊密繞制在一起，保持有效的熱接觸，并擁有相同的空間。這種結(jié)構(gòu)特別具有幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)單個(gè)定子產(chǎn)生多個(gè)電壓；從任一繞組可以得到最大瓦數(shù)輸出；并且不用的繞組用作正在工作的繞組的熱沉。各繞組的緊密靠近有效地使整個(gè)機(jī)殼散發(fā)正在工作的繞組所產(chǎn)生的熱。
轉(zhuǎn)子220安裝在引擎轉(zhuǎn)軸200上，與定子210同軸，與定子210隔開(kāi)一相當(dāng)小的預(yù)定空氣隙242，例如，在0.020到0.060英寸的范圍內(nèi)，并且最好為0.030英寸。具體說(shuō)來(lái)，引擎轉(zhuǎn)軸200容納在轉(zhuǎn)子220中的中心軸孔內(nèi)。銷(xiāo)子403(圖4)確保轉(zhuǎn)子220與轉(zhuǎn)軸的正旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸200上的墊圈404使轉(zhuǎn)子220與定子210軸向?qū)?zhǔn)。
轉(zhuǎn)子220最好是一個(gè)永久磁鐵轉(zhuǎn)子，重量足夠輕，可以保持與定子210軸向?qū)?，并緊貼定子210(即空氣隙242小于近似0.060英寸)旋轉(zhuǎn)，而不必使用通常引擎12中另外還包括的軸承。轉(zhuǎn)子220恰當(dāng)?shù)仫@示出，發(fā)電機(jī)輸出功率對(duì)轉(zhuǎn)子重量(單位為瓦/磅)的比值超過(guò)150或200，更好一些超過(guò)500，再好一些超過(guò)700，最好的情況是超過(guò)800。較佳實(shí)施例清楚地顯示出，發(fā)電機(jī)輸出功率對(duì)轉(zhuǎn)子重量的比值在每磅800到900瓦的范圍內(nèi)。例如，對(duì)于一個(gè)2千瓦的裝置，轉(zhuǎn)子220的恰當(dāng)重量不超過(guò)約2.40磅。類(lèi)似的情況是，對(duì)于一個(gè)900瓦的裝置，轉(zhuǎn)子220的重量最好不超過(guò)1.06磅。正如將結(jié)合圖8作更全面討論的那樣，在較佳實(shí)施例中，這可以通過(guò)采用高能積磁鐵以及中間極來(lái)實(shí)現(xiàn)。
與轉(zhuǎn)軸200軸向?qū)R的風(fēng)扇延長(zhǎng)部分230用來(lái)使風(fēng)扇240與轉(zhuǎn)軸200耦連。延長(zhǎng)部分230恰當(dāng)包含一通常為圓柱體的231，柱體的兩端232和234的直徑減小(見(jiàn)圖2)，并且中間沿軸向有一個(gè)孔。把減小直徑端232容納在轉(zhuǎn)子220的中孔內(nèi)，柱體231形成的臺(tái)階緊靠在轉(zhuǎn)子220的前端面上。安裝風(fēng)扇240使之與轉(zhuǎn)軸200一起旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生使發(fā)電機(jī)裝置的各個(gè)元件特別是定子210和電子控制電路250冷卻的氣流。風(fēng)扇240恰當(dāng)?shù)匕ò惭b在輪轂408上的多個(gè)(例如5個(gè))葉片。輪轂408恰當(dāng)?shù)匕ㄒ恢锌?10，通常該孔截面與延長(zhǎng)部分230的一端236一致，例如，輪轂408包括與平406對(duì)應(yīng)的平412。風(fēng)扇240安裝在延長(zhǎng)部分230 上，與轉(zhuǎn)軸200一起旋轉(zhuǎn)；風(fēng)扇240是由重量相當(dāng)輕的塑料(例如Celcon)恰當(dāng)形成的。延長(zhǎng)部分230的一端234容納在風(fēng)扇240的中孔410內(nèi)。延長(zhǎng)端平406與中孔410中的平坦部分412配合，確保風(fēng)扇240與轉(zhuǎn)軸230的正確旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子220、延長(zhǎng)部分230和風(fēng)扇240作為一個(gè)單元，用螺栓414以及張力構(gòu)件(如墊圈416和開(kāi)縫墊圈418)固定到引擎轉(zhuǎn)軸200上。螺栓414穿過(guò)墊圈416和418、再穿過(guò)風(fēng)扇軸延長(zhǎng)部分230，并與引擎轉(zhuǎn)軸200一端中的軸向孔420螺紋嚙合。張力構(gòu)件趨向于防止螺栓414與轉(zhuǎn)軸200脫開(kāi)。
機(jī)殼260和頂板282一起將定子210、轉(zhuǎn)子220、風(fēng)扇240和控制電路250罩住。頂板282從支架垂直部分164垂直延伸，通過(guò)螺栓、鉚釘或焊接恰當(dāng)固定到垂直部分164上。機(jī)殼260恰當(dāng)(例如用螺栓)固定到頂板282和支架16上。正如在下文中作更全面討論的那樣，機(jī)殼260是用重量相當(dāng)輕的導(dǎo)電導(dǎo)熱材料形成的，并恰當(dāng)用作電路250的接地，以及有助于冷卻的熱沉。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖3、4和5，機(jī)殼260、頂板282和支架垂直部分164一起構(gòu)成一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)，在該封閉結(jié)構(gòu)的預(yù)定位置處有一些預(yù)定孔(例如柵格)，構(gòu)成氣流通道，以有助于發(fā)電機(jī)14元件的冷卻。具體說(shuō)來(lái)，柵格320(在圖3和圖4中看得最清楚)形成在支架164的垂直部分上。機(jī)殼260包括正面422和各側(cè)面424和426(從圖4和圖5看得最清楚)以及底面428。第一種柵格430和第二種更小的小孔系列432形成在前面422的預(yù)定位置處。通過(guò)側(cè)面424恰當(dāng)形成另外兩組小孔434和436，并且如果需要，通過(guò)側(cè)面426形成一組小孔436。柵格430一般與風(fēng)扇240對(duì)齊。工作時(shí)，風(fēng)扇240通過(guò)柵格430將空氣吸入機(jī)殼內(nèi)，在機(jī)殼內(nèi)部形成正壓，并迫使空氣通過(guò)垂直部分164上的柵格320和小孔432、434、436和436A流出柵格320。小孔432、434和436的設(shè)置是關(guān)鍵的，用以使氣流流過(guò)特定的熱敏元件。另外，風(fēng)扇240自身的動(dòng)作產(chǎn)生沿離開(kāi)風(fēng)扇240翼梢的徑向氣流。特定的熱敏元件最好放置在風(fēng)扇240產(chǎn)生的徑向氣流中，例如，用于熱敏電子元件的熱沉500置于徑向偏離但軸向?qū)R的位置。熱沉500可以做成各種形狀和排列(見(jiàn)圖5A)。由于氣流隨所需要的不同而不同，采用將風(fēng)扇與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸200直接耦連特別有利引擎的rpm越高，產(chǎn)生的功率越大，并且同時(shí)，元件產(chǎn)生的熱量也越大。但是，引擎的rpm增大時(shí)，風(fēng)扇240產(chǎn)生的氣流也增大，以適應(yīng)產(chǎn)生的附加熱量。
控制電路250對(duì)來(lái)自定子繞組的信號(hào)進(jìn)行整流?？刂齐娐?50可以包含任意的合適整流電路，將來(lái)自定子210的信號(hào)轉(zhuǎn)換成合適的直流信號(hào)。參見(jiàn)圖5和圖5A，控制電路250恰當(dāng)?shù)匕c熱沉500(圖5A中為500A)一起工作的第一全波橋式整流器706(高電壓小電流)；熔斷絲501；合適的開(kāi)關(guān)704以及第二整流器700(高電壓小電流)?？刂齐娐?50與合適的普通雙聯(lián)插座702；三刀雙擲開(kāi)關(guān)704以及正負(fù)接線端子703和705一起恰當(dāng)工作?？刂齐娐?50的元件和配合工作的元件可以以各種方式布置在機(jī)殼250內(nèi)。圖5和圖5A示出其中兩種排列方式。
參見(jiàn)圖5A，整流器706和熔斷絲501可以恰當(dāng)?shù)嘏帕性诿?22上。整流器706恰當(dāng)?shù)匕欢O管橋，其規(guī)格可以承受比引擎12的功率極限范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生的輸出更大的短路輸出。熔斷絲501例如在電池充電運(yùn)行期間避免整流器706的二極管在接線端子703和705處的反極性連接。
插座702和端子703和705恰當(dāng)?shù)刎灤┭由?，并且開(kāi)關(guān)704安裝在側(cè)壁424上。然而端子703和705可以根據(jù)需要布置在機(jī)殼260上的任何一個(gè)地方，以適合控制電路250中采用的元件的特定結(jié)構(gòu)和位置。例如，當(dāng)正端子703如圖5A那樣位于側(cè)壁424的上部，而負(fù)端子705在側(cè)壁的下部時(shí)，則可以將相對(duì)位置顛倒(見(jiàn)圖1和5)。
整流器700可以安裝在側(cè)壁424上，或者根據(jù)需要形成一個(gè)單獨(dú)的組件安裝在插座702的后背上。
正如下文中將要討論的那樣，正端子703由合適的絕緣墊圈504與側(cè)壁424電絕緣。負(fù)端子705與側(cè)壁424電(并且機(jī)械)連接在一起。正如將要討論的那樣，機(jī)殼260同時(shí)用作電路250各元件的電接地和熱沉。
現(xiàn)在再看圖7A，高電壓小電流繞組602與三相橋700恰當(dāng)連接在一起。整流器700的輸出與雙聯(lián)插座702連接在一起。繞組604(即來(lái)自繞組606和608的)各低電壓大電流輸出施加到三刀雙擲開(kāi)關(guān)704的各個(gè)擲端上。開(kāi)關(guān)614的各個(gè)刀與控制電路250(整流器706；圖5A)相連，在端子703和705處提供低電壓大電流輸出。
工作時(shí)，引擎12使轉(zhuǎn)軸200旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)子220和風(fēng)扇240同時(shí)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子220的旋轉(zhuǎn)在定子210的繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
定子210的各輸出有選擇地施加到控制電路250上，控制電路250對(duì)信號(hào)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)卣?，在用于諸如電池充電的正負(fù)輸出端子703和705處提供所要求的低電壓大電流輸出信號(hào)，以及用來(lái)向普通電動(dòng)工具、照明燈等供電的高電壓小電流雙聯(lián)插座702。
圖7A和7B中，控制電路250可以按照需要包含各種電路，以提供除熔斷絲501以外的某些保護(hù)功能，或用來(lái)代替熔斷絲501。保護(hù)電路有利地放在印刷電路板250A上(圖5)。特別參照?qǐng)D7B和7C，在這樣的控制電路中，整流器706最好是可控硅(SCR)控制的，即正二極管塊708和包含SCR形成的與合適的控制電路712一起工作的負(fù)二極管塊710。接著，控制電路712與各傳感電路(例如反極性傳感器，以及啟動(dòng)傳感器716和停止運(yùn)行傳感器718一起工作。
當(dāng)反極性傳感器714檢測(cè)到反極性電壓超過(guò)一預(yù)定電平，即在輸出端子703和705兩端超過(guò)負(fù)0.6伏特時(shí)，它將使控制電路712停止運(yùn)行。所以，在充電操作期間，如果端子703和705的引線連接到電池錯(cuò)誤的極性端時(shí)，裝置將停止運(yùn)行。
啟動(dòng)傳感器716和停止運(yùn)行傳感器718檢測(cè)輸出端子703和705兩端(例如來(lái)自電池)的電壓，并且僅當(dāng)電壓超過(guò)預(yù)定閾值(例如150毫伏)時(shí)啟動(dòng)控制電路712。這樣，如果輸出端子與電池?cái)嚅_(kāi)，則裝置就停止運(yùn)行，以避免因無(wú)意連接而產(chǎn)生的火花或短路。
如果需要，可以提供瞬時(shí)開(kāi)關(guān)S1，來(lái)取消保護(hù)性能，以便將電力提供給完全沒(méi)有充電的電池，或者將電力提供給沒(méi)有電池的負(fù)載。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖7C，整流器706的負(fù)塊恰當(dāng)?shù)匕瑥目刂齐娐?12接收控制信號(hào)的3個(gè)SCR?？刂齐娐?12有選擇地啟動(dòng)SCR 704，使電流能夠流過(guò)電路的負(fù)極?？刂齐娐?12恰當(dāng)?shù)匕w管Q1和Q4、電阻器R2和R3，以及瞬時(shí)作用開(kāi)關(guān)S1。晶體管Q4由檢測(cè)電路有選擇地正向偏置。在沒(méi)有檢測(cè)到反極性的情況下，當(dāng)對(duì)晶體管Q4作正向偏置時(shí)，Q1通過(guò)分壓器鏈聯(lián)電阻器R2和R3接通，而啟動(dòng)SCR704。
反極性傳感器714在輸出端子703和705處檢測(cè)到反極性連接時(shí)，使控制電路712停止運(yùn)行。在較佳實(shí)施例中，反極性傳感器714包含電阻器R4、R5、R6和R11，二極管CR7和晶體管Q2和Q3。例如，通過(guò)與要被充電的電池的反極性連接，端子703和706兩端相當(dāng)小的反極性電壓使二極管CR7正向偏置。當(dāng)二極管CR7的正向偏置超過(guò)一定的電平(例如600毫伏)時(shí)，在分壓器鏈R5和R6兩端提供一基極驅(qū)動(dòng)，使晶體管Q3接通。晶體管Q3的集電極與晶體管Q2的基極耦連。當(dāng)晶體管Q3接通時(shí)，晶體管Q2停止，并且同時(shí)，控制電路712中的晶體管Q1，使整流器706停止工作。
啟動(dòng)傳感器716實(shí)際上僅在端子703和705與電池連接以后，才啟動(dòng)控制電路，以避免產(chǎn)生放電或無(wú)意的短路。啟動(dòng)傳感器716恰當(dāng)?shù)匕娙萜鰿2、電阻器R1、R10和R16、二極管CR5和齊納二極管CR4。當(dāng)二極管CR5被正向偏置到超過(guò)預(yù)定閾值(例如600毫伏)時(shí)，電壓施加到齊納二極管CR4的陰極。當(dāng)電壓克服二極管的齊納電壓時(shí)，電壓就施加到包含電阻器R10和控制電路712中的電阻器R9的兩端，提供用于控制電路712中的晶體管Q4的偏置電壓。這樣又啟動(dòng)晶體管Q1，因而也啟動(dòng)整流器706。如果端子703處的電壓落到600毫伏以下時(shí)，如同短路的情況那樣，則晶體管Q4關(guān)斷，使晶體管Q1關(guān)斷，并使整流器706中的SCR CR1、CR2和CR3停止工作。電阻器R1和電容器C2包含用于抗噪聲度的濾波器。
當(dāng)電流下降時(shí)，停止傳感器(過(guò)壓傳感器)718檢測(cè)到電壓的上升，并因此使整流器706停止。這樣，當(dāng)斷開(kāi)端子703和705時(shí)，有效地?cái)嚅_(kāi)大電流輸出。停止運(yùn)行傳感器718包含齊納二極管Z1和Z2、電容器C1、電阻器R7和R12以及晶體管Q5。取決于選擇哪一個(gè)低電壓大電流繞組(例如12伏或24伏)，有選擇地將齊納二極管Z2切換進(jìn)和切換出電路。當(dāng)電壓跨過(guò)二極管CR5施加到齊納二極管Z1或Z2的陰極時(shí)，齊納電壓(例如，對(duì)于齊納二極管Z2，22伏對(duì)用于齊納二極管Z118伏)就施加到包含電阻器R7和R12的分壓器兩端，接通晶體管Q5。接著又使晶體管Q4和控制電路712停止工作，并使SCR塊710。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，為了使裝置的重量輕，機(jī)殼280既用作電接地，同時(shí)又用作各電路元件的熱沉?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖7B、7C和圖4和圖5，塊710的SCR704的正極直接與機(jī)殼260相連。具體說(shuō)來(lái)，SCR704的正極電、熱連接到機(jī)殼260(例如壁422)。負(fù)端子705電、機(jī)連接到機(jī)殼260(即機(jī)殼260的側(cè)壁424)，因而也通過(guò)機(jī)殼電連接到SCR704的正極。端子705恰當(dāng)?shù)匕ㄒ粋€(gè)穿過(guò)側(cè)壁424延伸的接線柱(圖1和圖4)。因此，機(jī)殼260既用作電接地，又用作熱沉。塊708中正二極管的負(fù)極電、熱連接到熱沉500(圖5A中500A)，并從該處連接到端子703。端子703的接線柱延伸穿過(guò)機(jī)殼260的側(cè)壁424中的小孔502，并用絕緣墊圈504與機(jī)殼電絕緣。同時(shí)將機(jī)殼260用作電接地和熱沉，避免了每一組二極管使用單獨(dú)熱沉的必要性。
正如在前文中指出的那樣，轉(zhuǎn)子220最好是重量足夠輕的永久磁鐵轉(zhuǎn)子，并且該轉(zhuǎn)子可以保持與定子210軸向?qū)R并相對(duì)于定子210旋轉(zhuǎn)，而除引擎12中通常包括的軸承以外不必再包含任何軸承。在本較佳實(shí)施例中，這是通過(guò)采用高能積磁鐵和中間極來(lái)實(shí)現(xiàn)的。參見(jiàn)圖8、8A、8B和8C，轉(zhuǎn)子220最好包含一個(gè)一般呈圓盤(pán)形的鐵心800，鐵心800將高能積磁鐵802的一極支承在其圓形表面上。磁鐵802最好位于圓形表面中的803內(nèi)，鐵心800的交錯(cuò)部分(intervening)包含中間極802。
磁鐵802包括外表面808和內(nèi)表面810(圖8A中810A)。磁鐵802位于嵌入部分803內(nèi)，其內(nèi)表面810(810A)貼在鐵心800的相應(yīng)表面805(805A)上，與相鄰中間極806偏離預(yù)定縫隙812。
磁鐵802最好包含高能積磁鐵，具有至少在5千高斯數(shù)量級(jí)的磁通密度，由稀土合金，如釹鐵硼或釤鈷適當(dāng)?shù)匦纬?。這些稀土合金極其昂貴，因此要求使所用材料量最小。然而同時(shí)又要求產(chǎn)生相當(dāng)高的磁通密度。在較佳實(shí)施例中，磁鐵802相當(dāng)薄，例如，厚度為1/10英寸數(shù)量級(jí)，但面積相當(dāng)大，例如3/4英寸乘以約1英寸，以使所用高能積磁鐵的量為最小。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，對(duì)于給定的總磁鐵，使裝置的整個(gè)大小以及所用高能積磁性材料的量為最小。具體說(shuō)來(lái)，磁鐵表面808的面積大于中間極表面806的面積一個(gè)近似為永久磁鐵產(chǎn)生的磁通密度與中間極允許磁通密度之比值。所以，通過(guò)使永久磁鐵相對(duì)于中間極的面積為最大，對(duì)于給定總磁通量，要求直徑更小的鐵心。對(duì)于給定的總磁通量，直徑更小的鐵心導(dǎo)致重量更輕、所需磁鐵材料更少。
內(nèi)表面810(圖8C)與嵌入部分803的相應(yīng)嵌八表面805最好沿與磁鐵外表面808和中間極806外表面同心的半徑彎曲。每一磁鐵802和相鄰中間極806之間留有間隙812。間隙812最好比轉(zhuǎn)子和定子之間的空氣隙242(圖2)足夠大，例如大5到6倍，從而確保大多數(shù)磁能引入定子中，而不是穿過(guò)間隙812。
用粘結(jié)劑將磁鐵802恰當(dāng)?shù)毓潭ㄔ阼F心800上。如果需要，可以用一種非金屬材料(例如玻璃纖維帶)纏繞轉(zhuǎn)子220，以確保磁鐵802能克服因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的影響。
磁鐵內(nèi)表面810、810A和相應(yīng)的鑲邊內(nèi)表面805和805A可以取任何結(jié)構(gòu)，只要它們相互一致即可。例如參見(jiàn)圖8D，磁鐵802的內(nèi)表面810A與鐵心800上的配合面805A可以取平面形。這樣，已經(jīng)確定要求包括凹口814，該凹口在磁鐵中間極空氣隙812附近的表面805(a)下沿徑向延伸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，凹口814使得從轉(zhuǎn)子220引至定子內(nèi)的磁通量增加。
如果需要，可以將發(fā)電機(jī)裝置14改成產(chǎn)生交流信號(hào)。參見(jiàn)圖9，115伏交流信號(hào)可以通過(guò)下述方式提供用更高電壓的繞組(例如150伏繞組)替換高電壓小電流繞組602；用額定電壓為更高的模擬電路904替換三相橋700；并將直流信號(hào)施加到合適的逆變器906上。
三相穩(wěn)壓器904在直流軌道(rail)905A、905B上產(chǎn)生足以產(chǎn)生所要求的交流電壓的某一電平(如150伏直流)的輸出電壓。直流軌道905A、905B相對(duì)于系統(tǒng)接地(例如機(jī)殼260)恰當(dāng)浮動(dòng)，以便按照UL標(biāo)準(zhǔn)使逆變器906接地。
逆變器906在插座702處產(chǎn)生一輸出信號(hào)915，該輸出信號(hào)模擬具有預(yù)定頻率的正弦波。逆變器906最好是一個(gè)變頻逆變器，并恰當(dāng)?shù)匕刂撇糠?08和電力變換部分910。一般情況下，控制部分908產(chǎn)生提供給電力變換部分910的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，電力變換部分910負(fù)責(zé)將直流軌道電壓提供給插座702的各個(gè)端子。施加直流軌道信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)915，該輸出信號(hào)具有模擬(例如與所要求的交流信號(hào)具有相同的RMS值)所要求的交流信號(hào)(例如，在美國(guó)為120V、60Hz；在歐洲為_(kāi)________V、50Hz)的預(yù)定波形。由橋式整流器912和穩(wěn)壓器914從控制繞組605恰當(dāng)引出用于逆變器控制部分910的穩(wěn)定電壓(例如15V，5V)。
使用變頻逆變器在許多方面特別有利。因?yàn)榻涣餍盘?hào)是由逆變器906綜合產(chǎn)生的，所以交流信號(hào)不受引擎12的rpm的影響。因此，可以調(diào)節(jié)逆變器906，在各種預(yù)定的頻率下(在美國(guó)為60Hz，在大多數(shù)歐洲國(guó)家為50Hz)提供全功率。
另外，通過(guò)改變作為負(fù)載電流的函數(shù)的輸出頻率以適應(yīng)對(duì)負(fù)載的特殊臨時(shí)要求，可以使裝置10能與比通常聯(lián)用的裝置大得多的裝置聯(lián)用。特別是，已經(jīng)確定，啟動(dòng)大的電動(dòng)機(jī)(比如，空調(diào)機(jī)上的制冷壓縮機(jī))所所需的電流比一旦啟動(dòng)以后保持電動(dòng)機(jī)運(yùn)行所需的電流安大得多。當(dāng)負(fù)載(例如電動(dòng)機(jī))引入比系統(tǒng)的額定輸出大的電流時(shí)，施加到逆變器906上的直流軌道電壓趨于下降。已經(jīng)確定，通過(guò)減小作為例如與電壓的下降成正比的交流輸出信號(hào)的頻率，裝置10可以用來(lái)啟動(dòng)通常需要大得多的發(fā)電機(jī)啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，并使之保持運(yùn)行。在降低施加信號(hào)的頻率將有效地降低要啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)(例如壓縮機(jī))的工作RPM。這就降低了電動(dòng)機(jī)上的負(fù)載，并降低了啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的電流。例如，當(dāng)電壓下降到預(yù)定電平(例如約110伏)以下時(shí)，頻率下降，最好線性跟蹤電壓下降到約30Hz和50伏。一旦電動(dòng)機(jī)運(yùn)行了起來(lái)，電動(dòng)機(jī)流入的電流減小，直流軌道電壓升高，并恢復(fù)到正常的運(yùn)行頻率。例如，按照本發(fā)明的2千瓦發(fā)電機(jī)能夠啟動(dòng)并保持13,000btu的(英國(guó)熱量單位)空調(diào)機(jī)，而這在以前，為了適應(yīng)啟動(dòng)負(fù)載，卻需要4千瓦或5千瓦的發(fā)電機(jī)。
相反，因?yàn)榭梢栽诓粶p小頻率的情況下降低引擎12的速率，所以，引擎12的速率可以按照取得的輸出而變化。因此，如果只有一部分系統(tǒng)容量被利用，可以使引擎減速或不工作。更具體地說(shuō)，可以采用電壓反饋控制，來(lái)控制引擎的速率。所以，引擎的速率隨負(fù)載而變，使噪聲下降，并提高了燃料的經(jīng)濟(jì)效益。
正如前文中指出的那樣，穩(wěn)壓器904產(chǎn)生直流軌道信號(hào)，提供給逆變器906。參見(jiàn)圖10，合適的穩(wěn)壓器904包含整流器橋1002；調(diào)整電容器(levellingcapacitor)C21；比較器1004和光隔離器1006。整流器橋1002是由二極管D28、D29和D30和SCRTH1、TH2和TH3恰當(dāng)形成的。比較器1004恰當(dāng)?shù)匕w管Q13和Q15以及由電阻器R21和R23形成的分壓器。
來(lái)自三相交流發(fā)電機(jī)繞組902的輸出引線(J6、J7和J8)將三相輸入信號(hào)提供給橋1002。這些交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)按照引擎的RPM是電壓和頻率可變的。比較器1004有選擇地啟動(dòng)光隔離器1006，接通SCRTH1、TH2和TH3，在直流軌道905A和905B上產(chǎn)生經(jīng)穩(wěn)壓輸出。
本質(zhì)上，比較器1004提供有源反饋，將軌道電壓保持在預(yù)定的電平上(例如150伏)。取得軌道電壓的標(biāo)記，并與一參考電壓(穩(wěn)壓器914提供的經(jīng)穩(wěn)壓調(diào)整的直流電壓)。當(dāng)軌道電壓下降到規(guī)定電壓(例如150伏)以下時(shí)，比較器1004啟動(dòng)光隔離器1006，接通SCR TH1-TH3。
由橋式整流器912和穩(wěn)壓器914從控制605恰當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生穩(wěn)定的電源電壓(例如15V，5V)。橋式整流器912恰當(dāng)?shù)匕Ｒ?guī)的單相二極管電橋。穩(wěn)壓器914恰當(dāng)?shù)匕胀ǖ姆€(wěn)壓器件Vrl和Vr2(例如Motorola 78LXX系列三引線穩(wěn)壓器件)，在合適的電平(例如Vrl 15V，Vr25V)下提供經(jīng)穩(wěn)壓調(diào)整的直流輸出，用于逆變器控制908(15V)、SCR TH1、TH2和TH3(5V)，以及用來(lái)產(chǎn)生用于比較器1004的參考信號(hào)(5V)。
如前所述，控制部分908產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)給電力變換部分910。參見(jiàn)圖11，逆變器控制部分908恰當(dāng)?shù)匕线m的微機(jī)1102；合適的數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器1104；具有預(yù)定諧振頻率(例如4兆赫)的合適晶體；合適的反饋信號(hào)接口電路1108和1115以及合適的組合邏輯電路1110。
微機(jī)1102就是普通的微機(jī)，如Ziolog Z86E04，包括內(nèi)部隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，計(jì)數(shù)器和寄存器(可以按照標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)將它們構(gòu)筑在RAM內(nèi))，另外還有能夠產(chǎn)生中斷的內(nèi)部比較器以及在與微機(jī)的各輸出端(插腳)處用來(lái)控制輸出信號(hào)的端口寄存器。(為便于查閱，相應(yīng)的端口寄存器有時(shí)用同音詞來(lái)表述。)具體地說(shuō)，微機(jī)包括兩個(gè)內(nèi)部比較器，第一個(gè)比較器將插腳8處施加的電壓與在插腳10處施加的電壓作比較，第二個(gè)比較器將在插腳9處施加的電壓與在插腳10處施加的電壓作比較(插腳10處施加的電壓是公共參考信號(hào))。正如下文中將說(shuō)明的那樣，公共參考信號(hào)是由D/A轉(zhuǎn)換器1104產(chǎn)生的受控斜坡(ramp)電壓。
微機(jī)1102產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)(A至D，圖11A)，該計(jì)數(shù)反映在插腳1-4和15-18。D/A轉(zhuǎn)換器1104(確切地說(shuō)是一個(gè)與微機(jī)1102的插腳1-4和15-18相連的R2R電阻階梯(ladder))產(chǎn)生反映該計(jì)數(shù)的斜坡參考電壓?？缬赗2R階梯的電壓經(jīng)濾波，并作為公共比較器參考電壓施加到微機(jī)插腳10處。正如將要描述的那樣，采用將各個(gè)參數(shù)(例如輸出信號(hào)915電壓(插腳8)的標(biāo)記、電源電壓或過(guò)電流(插腳9)的標(biāo)記)與斜坡電壓作的比較，以產(chǎn)生這些參數(shù)或給定功能的數(shù)字標(biāo)記；參數(shù)與參考電壓相等時(shí)，計(jì)數(shù)A/D的瞬時(shí)值表示該參數(shù)電壓的值。這些比較也用來(lái)有選擇地啟動(dòng)中斷功能。
微機(jī)1102受恰當(dāng)中斷驅(qū)動(dòng)；產(chǎn)生各中斷信號(hào)以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。例如，響應(yīng)于下述比較結(jié)果產(chǎn)生中斷D/A斜坡參考信號(hào)與來(lái)自接口1108的輸出信號(hào)標(biāo)記(開(kāi)關(guān)循環(huán)頻率調(diào)整)的比較；D/A斜坡參考信號(hào)與輸出電流的標(biāo)記、電流檢測(cè)信號(hào)(ISEN)(過(guò)電流保護(hù))以及電源電壓的標(biāo)記(在功率晶體管門(mén)閾值保護(hù)以下)的比較；以及來(lái)自內(nèi)部時(shí)鐘的計(jì)數(shù)與各控制參數(shù)(插腳12和13處產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)脈沖的脈沖寬度和這些脈沖之間的停滯時(shí)間)的比較。
另外，微機(jī)1102與組合邏輯電路1110恰當(dāng)配合工作，產(chǎn)生各開(kāi)關(guān)信號(hào)LHRL(左高右低)和RHLL(右高左低)，提供給電力變換部分910，響應(yīng)于這些信號(hào)，電力變換部分910對(duì)輸出端子L1和L2施加受控的直流軌道電壓。更具體地說(shuō)，微機(jī)1102在插腳12和13處產(chǎn)生脈沖寬度、相對(duì)定時(shí)和重復(fù)率受到控制的可選的脈沖。這些脈沖用電流檢測(cè)(ISEN)反饋信號(hào)選通，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)LHRL和RHLL。如果需要，微機(jī)1102和組合邏輯電路1110也可以產(chǎn)生別的開(kāi)關(guān)信號(hào)HIV(BOOST)和CHARGE，以及GOV，提供給電力變換部分910，以實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)915的有利成形。微機(jī)1102的運(yùn)行將結(jié)合圖11A-11F作更全面的描述。
適于用作與A/D轉(zhuǎn)換器1104產(chǎn)生的斜坡參考信號(hào)作比較的輸出信號(hào)915的電壓標(biāo)記由反饋信號(hào)接口電路1108提供。反饋信號(hào)接口電路1108包含與輸出端子L1和L2相連的單相二極管橋1112；合適的低通濾波電路(例如，電阻器R29和R30以及電容器C7)；齊納二極管Z1；第二低通濾波電路1116(例如電阻器R8和R14以及電容器C18)。在輸出端子L1和L2處提供的輸出信號(hào)915施加到橋1112上，產(chǎn)生平均直流信號(hào)。直流信號(hào)經(jīng)濾波器1114和1116以及齊納二極管Z1濾波、平滑和限幅，并施加至分壓器(R8，R14)，產(chǎn)生與輸出915的平均電壓成正比的信號(hào)，該信號(hào)施加在微機(jī)1102的插腳8上，用作與參考斜坡信號(hào)的比較。
表示處在電源電壓閾值電平和過(guò)電流狀態(tài)下的信號(hào)由第二反饋接口電路1115提供。更具體地說(shuō)，電源914穩(wěn)壓器VR1產(chǎn)生的15伏電源電壓施加到由齊納二極管Z5和電阻器R26組成的分壓器的兩端，用以產(chǎn)生表示電源電壓水電平的信號(hào)。該信號(hào)施加到微機(jī)1102的插腳19上，用來(lái)與參考斜坡信號(hào)作比較。另外，表示電力變換器910產(chǎn)生的輸出信號(hào)電流大小的信號(hào)(ISEN)通過(guò)隔離二極管D1施加到微機(jī)1102的1009。本質(zhì)上，如果電源電壓電平降低到預(yù)定最小值以下，或者輸出電流超過(guò)預(yù)定的最大值，則產(chǎn)生中斷，使電力變換器910停止運(yùn)行，并防止其元件被損壞。
電力變換部分910響應(yīng)于來(lái)自控制部分908的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)LHRL和RHLL(以及如果使用的話，別的開(kāi)關(guān)信號(hào)HIV(BOOST)和CHARGE)，有選擇地將直流軌道電壓施加到插座702的各個(gè)端子(L1，L2)，產(chǎn)生具有預(yù)定波形的輸出信號(hào)915。參見(jiàn)圖12，一恰當(dāng)?shù)幕镜碾娏ψ儞Q電路910A包含各高側(cè)隔離電力開(kāi)關(guān)電路1202和1204；各低側(cè)不隔離電力開(kāi)關(guān)電路1206和1208以及電流傳感器放大器1210。
高側(cè)隔離電力開(kāi)關(guān)電路1202和1204以及低側(cè)不隔離電力開(kāi)關(guān)電路1206和1208中的每一個(gè)包括一個(gè)功率晶體管(分別為Q1、Q2、Q3和Q4)，以及一個(gè)按照開(kāi)關(guān)信號(hào)LHRL和RHLL使功率晶體管接通或斷開(kāi)的合適的啟動(dòng)電路。電力開(kāi)關(guān)電路1202-1208互聯(lián)成H結(jié)構(gòu)高側(cè)隔離電源開(kāi)關(guān)電路1202-1204分別限定通向在高側(cè)端子1203處電連接在一起的輸出端子L1和L2的受控電流路徑(例如，功率晶體管Q1和Q2的漏極地端子1203處連接)；而低側(cè)不隔離電力開(kāi)關(guān)電路1206和1208分別限定通向分別在低側(cè)端子1207電連接在一起的輸出端子L1和L2的受控電流路徑(例如，功率晶體管Q3和Q4的源極端子1207處連接。在圖12所示的基本結(jié)構(gòu)中，高側(cè)端子1203連接到正軌道905A，而低側(cè)端子1207通過(guò)隔離二極管D7連接到負(fù)軌道905B。
電力開(kāi)關(guān)電路1202-1208有效地作為用電子電路控制的雙刀、雙擲開(kāi)關(guān)而運(yùn)行，響應(yīng)于開(kāi)關(guān)控制信號(hào)LHRL和RHLL而將直流軌道有選擇地連接到端子L1和L2。更具體地說(shuō)，把開(kāi)關(guān)信號(hào)LHRL施加到高側(cè)隔離驅(qū)動(dòng)器1202和低側(cè)不隔離驅(qū)動(dòng)器1208，而把開(kāi)關(guān)信號(hào)RHLL施加到高側(cè)隔離驅(qū)動(dòng)器1204和低側(cè)不隔離驅(qū)動(dòng)器1206。當(dāng)LHRH為預(yù)定狀態(tài)(例如低狀態(tài))時(shí)，高側(cè)端子L1由驅(qū)動(dòng)器1202連接到正直流軌道905A，而低側(cè)端子L2由驅(qū)動(dòng)器1208連接到負(fù)直流軌道905B。相反，當(dāng)RHLL為一預(yù)定狀態(tài)(例如低狀態(tài))時(shí)，高側(cè)端子L1由驅(qū)動(dòng)器1204連接到負(fù)直流軌道905B，而低側(cè)端子L2由驅(qū)動(dòng)器1206連接到正直流軌道905A。通過(guò)交替產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)LHRL和RHLL，可以如圖13所示產(chǎn)生模擬正弦波它具有由一對(duì)驅(qū)動(dòng)器的斷開(kāi)(時(shí)刻T1)與相對(duì)的一對(duì)驅(qū)動(dòng)器接通(時(shí)刻T2)之間時(shí)間間隔(“停滯時(shí)間”)控制的RMS值。與電壓電平成一定關(guān)系的停滯時(shí)間的控制提供了一個(gè)與所要求正弦波的RMS值近似相等的RMS值。
人們要求當(dāng)相關(guān)開(kāi)關(guān)信號(hào)LHRL、RHLL改變狀態(tài)時(shí)，隔離驅(qū)動(dòng)器1202和1204的啟動(dòng)電路快速使相關(guān)的功率晶體管Q1、Q2進(jìn)入飽和狀態(tài)，以使開(kāi)關(guān)間隔內(nèi)的功耗為最小。提供有利的接通和斷開(kāi)特性的特別經(jīng)濟(jì)的啟動(dòng)電路包含電阻器R13(R19)；NPN晶體管Q9(Q10)；二極管D2(D3)；電容器C4(C2)和電阻器R9(R15)和R6(R10)。如果需要，可以把電容器C8(C10)和C6(C9)連接在功率晶體管Q1(Q2)的漏極與源極以及柵極與源極之間，以防止任何高頻振蕩，并且可把齊納二極管Z4(Z7)連接在功率晶體管Q1(Q2)的漏極和源極之間，以限制柵極電壓不超過(guò)預(yù)定值(例如15V)。
在較佳實(shí)施例中，啟動(dòng)時(shí)控制信號(hào)LHRL和RHLL處在低電平，不啟動(dòng)時(shí)處在高電平。當(dāng)相關(guān)的控制信號(hào)LHRL(RHLL)不啟動(dòng)為(即為高電平)時(shí)，晶體管Q9(Q10)導(dǎo)通。這實(shí)際上是將功率晶體管Q1(Q2)的柵極接地，并使其不導(dǎo)通。但是，從15V電源到二極管D2(D3)和電阻器R6(R10)產(chǎn)生一條電流通路；因而在電阻器R6(R10)上產(chǎn)生15V的電壓降。由于晶體管Q9(Q10)導(dǎo)通，電容器C4(C2)與電阻器R6(R10)實(shí)際上并聯(lián)，并且因此充電到超過(guò)使功率晶體管Q1(Q2)進(jìn)入飽和所必需的閾值柵極電壓(例如8V)的某一電平(約15V)。
當(dāng)相關(guān)的控制信號(hào)LHRL(RHLL)改變成啟動(dòng)狀態(tài)(即變低)時(shí)，晶體管Q9(Q10)不導(dǎo)通。這實(shí)際上是使功率晶體管Q1(Q2)的柵極處在15V，并使其導(dǎo)通。當(dāng)功率晶體管Q1(Q2)導(dǎo)通時(shí)，該器件呈現(xiàn)出很小的電阻，源電壓接近漏極電壓(例如150伏)，因而假設(shè)電容器C4(C2)的負(fù)端呈現(xiàn)接近軌道電壓(150伏)的電壓。由于電容器C4(C2)已經(jīng)充電到接近15伏，所以，電容器正側(cè)處在接近軌道電壓加上充電電壓(即165伏)的電壓。這實(shí)際上是對(duì)二極管D2(D3)反向偏置，從而二極管不導(dǎo)通，并有效地阻擋了15伏電源。然而，由于電容器C4(C2)相應(yīng)充電到在所設(shè)置的功率晶體管Q1飽和閾值柵電壓以上的某一電平，所以晶體管Q1繼續(xù)導(dǎo)通。源電壓(15伏)的電平和電容器C4(C2)初始充電達(dá)到的電平被選來(lái)將功率晶體管Q1(Q2)初始置為硬全導(dǎo)通。但是，一旦二極管D2被阻斷，電容器C2就開(kāi)始通過(guò)電阻器R9(R10)放電。選擇電容器C4(C2)和電阻器R9(R10)的時(shí)間常數(shù)，使得在相關(guān)的控制信號(hào)LHRL(RHLL)改變狀態(tài)時(shí)的那一刻，電容器C4上的電荷(因此柵極電壓)接近(僅稍稍超過(guò))功率晶體管Q1(Q2)的閾值。在頻率改變的那些系統(tǒng)中，選擇時(shí)間常數(shù)使得柵極電壓接近(略高于)在系統(tǒng)要運(yùn)行的最低頻率處的閾值。當(dāng)相關(guān)的控制信號(hào)RHRL(RHLL)初始取不啟動(dòng)狀態(tài)(即變高)時(shí)，晶體管Q9(Q10)再次導(dǎo)通，使晶體管(Q2)的柵極接地，并關(guān)斷晶體管Q1(Q2)，并重復(fù)該循環(huán)。通過(guò)使電容器C4(C9)放電到接近閾值電壓的某一點(diǎn)(放掉多余的電荷)，使功率晶體管Q1(Q2)的關(guān)斷速率增大。
由電流檢測(cè)放大器1210產(chǎn)生表示提供給反饋接口電路1115的輸出電流大小(ISEN)的反饋信號(hào)。放大器1210簡(jiǎn)單地包含電阻器R3，和組成放大器的一個(gè)晶體管Q13。如果跨于電阻器R3兩端的電壓超過(guò)某一預(yù)定極限，那么由電阻器R3通過(guò)功率晶體管Q1-Q4的電流，晶體管Q13導(dǎo)通，有效地將ISEN信號(hào)引向地。如前所述，ISEN信號(hào)作為柵極控制被有效地施加到組合邏輯電路1110(圖11中的“與非”門(mén)U7A、U7B和U7C)，有效地禁止那些柵極。另外，如前所述，它還有效地在1009處將電壓拉至零，產(chǎn)生中斷。
所要求的正弦波輸出的更接近的近似可以通過(guò)對(duì)輸出信號(hào)915的波形來(lái)整形實(shí)現(xiàn)。這可以通過(guò)產(chǎn)生一輔助信號(hào)并且通過(guò)啟動(dòng)的高側(cè)功率晶體管可控地將該輔助信號(hào)施加到相關(guān)的輸出端來(lái)實(shí)現(xiàn)。得到的波形示于圖14。
輔助(升繞組，boost)信號(hào)可以以幾種方式來(lái)形成。例如，升壓信號(hào)可以通過(guò)加在定子210中的輔助繞組來(lái)產(chǎn)生，參見(jiàn)圖14、15、15A和16，附加繞組903可以與繞組902一起，以大體相同的間距纏繞在定子210上。繞組903與普通的三相二極管橋1502配合工作，產(chǎn)生具有預(yù)定電壓(例如70V)的中間正軌道905C。為了產(chǎn)生圖14所示的模擬正弦波，有源端子(L1，L2)有效地依次連至中間正軌道905c以及正軌道905a。
中間軌道電壓可以替換電繞組902提供的正軌道電壓，或者是添加。例如，參見(jiàn)圖15，可以獨(dú)立建立起中間正軌道和正軌道電壓，比如，繞組903產(chǎn)生中間軌道電壓，而繞組902大體獨(dú)立于繞組903產(chǎn)生全部正軌道電壓。然而如果需要，繞組903和902可以用來(lái)配合在正軌道905a處產(chǎn)生所要求的電壓。簡(jiǎn)略地參看圖15A，在這樣一種結(jié)構(gòu)中，繞組903可以包括預(yù)定個(gè)數(shù)的與所要求的電壓和中間軌道905c對(duì)應(yīng)的繞組，二極管橋1502可以介于穩(wěn)壓器904和負(fù)軌道905B之間。提供繞組902A，該繞組與繞組902對(duì)應(yīng)，但包括與中間軌道905c處所要求的電壓和正軌道905a處的電壓(例如150伏)之間的差值對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)。
參見(jiàn)圖16，中間電壓(70V)軌道905c通過(guò)合適的隔離二極管D4與基本電力變換器910A的高側(cè)端子1203相連(即，與高側(cè)隔離電力開(kāi)關(guān)1202和1204的功率晶體管(FET)Q1和Q2的漏極相連)。高電壓(例如150V)正軌道通過(guò)升壓電路1600有選擇地與基本電力變換電路910A的高側(cè)端子1203耦連。升壓電路1600與高側(cè)的隔離電力開(kāi)關(guān)電路1202和1204大體相同，包括FETQ5，和一個(gè)相關(guān)的啟動(dòng)電路。但是，升壓電路1600響應(yīng)于來(lái)自控制部分908(來(lái)自圖11中的“與非門(mén)”U7C，與微機(jī)1102的插腳11處的信號(hào)對(duì)應(yīng))的控制信號(hào)HIV。升壓電路FETQ％的漏極與高電壓正軌道905A相連。功率晶體管的源極通過(guò)隔離二極管D3與高側(cè)電力開(kāi)關(guān)電路1202和1204中功率晶體管Q1和Q2的漏極相連。如果需要，可以提供反極性回掃二極管(flyback diode)D6。
在不增加因例如在輸出信號(hào)停滯時(shí)間(dead time)期間產(chǎn)生的能量的輔助繞組的情況下也可以產(chǎn)生輔助(升壓)電壓。這實(shí)際上是通過(guò)將在輸出信號(hào)停滯時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的能量存儲(chǔ)到某一電容器內(nèi)(否則就浪費(fèi)了)，并可控地使電容器放電從而產(chǎn)生升壓脈沖。具體地說(shuō)，簡(jiǎn)略參見(jiàn)附圖11，圖中示出的是一由HIV(BOOST)控制信號(hào)反相的獨(dú)立控制信號(hào)，即，在下一個(gè)二分之一周期內(nèi)，在從升壓脈沖的后沿(T3)到升壓脈沖的上升沿的那些時(shí)間間隔內(nèi)為有效。CHARGE信號(hào)施加到使電容充電或放電以產(chǎn)生升壓脈沖的受控蓄電/放電電路1710。電路1701合適地包含NPN晶體管Q16、FETQ6和電容器C19。CHARGE控制信號(hào)施加到晶體管Q16的基極。當(dāng)啟動(dòng)充電信號(hào)(例如為低電壓)時(shí)，F(xiàn)ETQ6導(dǎo)通，有效地使電容器C19與正軌道905C相連。(用停滯時(shí)間能量來(lái)產(chǎn)生升壓脈沖使得可以采用更低的軌道電壓。)當(dāng)啟動(dòng)HIV(BOOST)控制信號(hào)并因此不啟動(dòng)控制信號(hào)CHARGE時(shí)，F(xiàn)ETQ6不導(dǎo)通，而且電容器C19附加地向基本電力變換器910A的高側(cè)端子1203放電，以提供升壓脈沖。
如前所述，微機(jī)1102產(chǎn)生計(jì)數(shù)(插腳1-4和15-18)，從該計(jì)數(shù)，由D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生斜坡參考信號(hào)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)脈沖(插腳11-13)提供給組合邏輯電路1110，從組合邏輯電路1110得到提供給電力變換部分910的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)(以控制由電力變換部分910向輸出端子L1和L2施加直流軌道電壓)。按照來(lái)自接口1108(插腳8)的輸出信號(hào)915的標(biāo)記與參考斜坡(插腳10)的比較來(lái)調(diào)整開(kāi)關(guān)循環(huán)的頻率；以及按照來(lái)自內(nèi)部時(shí)鐘的計(jì)數(shù)與各控制參數(shù)的比較來(lái)調(diào)整開(kāi)關(guān)脈沖的脈沖寬度和脈沖之間的停滯時(shí)間。根據(jù)插腳9處反映的過(guò)電流或電源電壓不足的情況，停止電力變換。
更具體地說(shuō)，參見(jiàn)圖11和11A，微機(jī)1102包含多個(gè)內(nèi)部寄存器和計(jì)數(shù)器模/數(shù)計(jì)數(shù)(ATOD)；各內(nèi)部定時(shí)器，定時(shí)器1和定時(shí)器2；周期計(jì)數(shù)(COUNT)；分別用來(lái)存儲(chǔ)輸出電壓和柵極電壓(電源電壓)標(biāo)記的各寄存器(RVALU和GVALU)；指出輸出頻率的二分之一周期的計(jì)數(shù)(CPS)；指出開(kāi)關(guān)脈沖后沿(圖14中T1)的計(jì)數(shù)(PWM)；指出輸出頻率時(shí)基的計(jì)數(shù)(BASE)；FET輸出啟動(dòng)標(biāo)志(DUMMY)；和在插腳11-13處指出開(kāi)關(guān)脈沖輸出圖形的寄存器(FETMASK)；具有與每一中斷對(duì)應(yīng)的一比特的中斷允許寄存器(INIT)以及分別對(duì)應(yīng)于插腳11-13和插腳1-4和15-18的端口寄存器P0和P2。另外，如果采用階梯形輸出信號(hào)，則還有指出階梯上升沿(TB)和階梯后沿(T4)的計(jì)數(shù)(SECND)器，對(duì)階梯亦進(jìn)行確定。如果需要，處理器還可以包括一中斷優(yōu)先級(jí)寄存器，以指定各個(gè)中斷的相對(duì)優(yōu)先級(jí)。
參見(jiàn)圖11和圖11A-11F，微機(jī)1102通過(guò)具有預(yù)定個(gè)數(shù)(例如4個(gè))中斷驅(qū)動(dòng)子程序的連續(xù)主循環(huán)(簡(jiǎn)單跑道)程序，恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行這些操作?；狙h(huán)路程序執(zhí)行D/A轉(zhuǎn)換器1104的運(yùn)算。各種其他功能受中斷驅(qū)動(dòng)。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖11B，當(dāng)電力第一次施加到微機(jī)時(shí)，各定時(shí)器、寄存器和端口初始化(步驟11)。初始化以后，微機(jī)1102恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行設(shè)施D/A轉(zhuǎn)換器1904的運(yùn)算的連續(xù)主循環(huán)，以及產(chǎn)生參考斜坡。D/A轉(zhuǎn)換器1104實(shí)際上產(chǎn)生從0伏到5伏的受控斜坡電壓。更具體地說(shuō)，使A/D計(jì)數(shù)ATOD遞增(步驟1912)，然后進(jìn)行測(cè)試，以確定是否發(fā)生的翻轉(zhuǎn)；計(jì)數(shù)器ATOD恰當(dāng)?shù)貜?運(yùn)行到256，然后翻轉(zhuǎn)到零(步驟1914)。假設(shè)沒(méi)有發(fā)生翻轉(zhuǎn)，則將ATOD計(jì)數(shù)裝到與插腳1-4和15-18(與ATOD轉(zhuǎn)換器1904連接)對(duì)應(yīng)的端口P2，并再次使ATOD遞增(重復(fù)步驟1912)。如果發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，則修改中斷允許寄存器INIT的內(nèi)容，用以允許各個(gè)中斷(步驟1918)中斷IRQ0(過(guò)電流/電源電壓不足中斷)和中斷IRQ2(輸出電壓中斷)。正如將要說(shuō)明的那樣，每一斜坡循環(huán)只允許出現(xiàn)過(guò)電流中斷IRQ0和輸出電壓中斷IRQ2一次，以避免虛假計(jì)數(shù)。
由中斷IRQ0啟動(dòng)電源電壓電平不足和過(guò)電流保護(hù)功能。當(dāng)插腳9處的電壓(電源電壓/FET柵極電壓和ISEN過(guò)電流信號(hào))等于參考斜坡時(shí)，產(chǎn)生IRQ0。除非是在過(guò)電流的情況下(當(dāng)ISEN使插腳9接地，即0伏時(shí))，計(jì)數(shù)是指示施加到電力變換器910的FETQ1-Q4的柵極的供電電壓(例如標(biāo)稱(chēng)15伏)的指示。參見(jiàn)圖11C，當(dāng)產(chǎn)生中斷IRQ0時(shí)，計(jì)數(shù)ATOD的值與寄存器GVALU的內(nèi)容取平均，并將該平均值裝入寄存器GVALU內(nèi)，以保持供電電壓電平運(yùn)行平均值的標(biāo)記(步驟1920)。隨后，對(duì)GVALU是否處在合理范圍內(nèi)，例如，供電電壓至少等于由功率晶體管柵極看到的最小的邏輯高電壓(步驟1922)。
視GVALU的內(nèi)容是否位于合理范圍內(nèi)的情況而定，或者清除FET啟動(dòng)標(biāo)志(DUMMY)以使電力變換器910(步驟1924)，或者設(shè)置該標(biāo)志以啟動(dòng)電力變換器910(步驟1926)。隨后，調(diào)整中斷允許寄存器(INIT)的內(nèi)容以禁止中斷IRQ0(步驟1928)，并實(shí)施從中斷的返回(步驟1930)。如前所述，在下一個(gè)斜坡循環(huán)開(kāi)始時(shí)，將中斷允許寄存器INIT設(shè)置成再允許中斷IRQ0)。
響應(yīng)于每次參考斜坡超過(guò)微機(jī)1102插腳處提供的輸出電壓的標(biāo)記時(shí)產(chǎn)生的中斷IRQ2，實(shí)施平均整流輸出電壓的測(cè)量。參見(jiàn)圖11D，當(dāng)產(chǎn)生中斷IRQ2時(shí)，將ATOD計(jì)數(shù)(ATOD)加到寄存器RVALU內(nèi)，隨后將和數(shù)除以二，在寄存器RVALU內(nèi)產(chǎn)生表示輸出電壓運(yùn)行平均值的計(jì)數(shù)(步驟1932)。調(diào)整輸入允許寄存器(INIT)，以對(duì)于剩余的斜坡循環(huán)禁止IRQ2(步驟1934)；在下一個(gè)斜坡循環(huán)開(kāi)始時(shí)再允許中斷IRQ2(步驟1918)。隨后實(shí)施從中斷的返回(步驟1936)。
通過(guò)改變開(kāi)關(guān)控制輸出寄存器的內(nèi)容(FETMASK)，控制在微機(jī)1102的插腳11-13處產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)的狀態(tài)。按照第一時(shí)間間隔定時(shí)器(定時(shí)器1)的內(nèi)容所反映的預(yù)定頻率，周期地改變FET狀態(tài)。例如，對(duì)于60Hz的輸出頻率，產(chǎn)生中斷IRQ4，例如，每8.2毫秒。參見(jiàn)圖11E，當(dāng)產(chǎn)生定時(shí)器1中斷IRQ4時(shí)測(cè)試FET輸出允許標(biāo)志(DUMMY)(步驟1938)。如果標(biāo)志指示FET已經(jīng)停止工作，(例如，由于過(guò)電流或電源電壓不足情況)，則清除開(kāi)關(guān)控制輸出寄存器FETMASK，以關(guān)斷(或停止運(yùn)行)電力變換器910的FET(步驟1940)，并實(shí)施從中斷的返回(步驟1942)。
假設(shè)FET沒(méi)有停止運(yùn)行，則使循環(huán)計(jì)數(shù)(COUNT)遞增(步驟1944)，接著對(duì)各參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，以判定并設(shè)置電力變換器FET的合適狀態(tài)。根據(jù)表示開(kāi)關(guān)脈沖后沿(圖13中的T1)的計(jì)數(shù)PWM初始測(cè)試循環(huán)計(jì)數(shù)(步驟1946)。如果循環(huán)計(jì)數(shù)已經(jīng)達(dá)到了脈寬計(jì)數(shù)PWM，則關(guān)斷電力變換器910中的FETQ1-Q4，例如端口寄存器(清除與插腳11到13對(duì)應(yīng)的PO)(步驟1948)。
隨后，根據(jù)表示輸出信號(hào)頻率二分之一周期的計(jì)數(shù)(CPS)測(cè)試循環(huán)計(jì)數(shù)(步驟1950)。如果循環(huán)計(jì)數(shù)已經(jīng)達(dá)到二分之一循環(huán)計(jì)數(shù)CPS，則使電力變換器910中各對(duì)FET的狀態(tài)(LHRL和RHLL)反轉(zhuǎn)(與開(kāi)關(guān)控制輸出寄存器FETMASK中的位相補(bǔ))(步驟1952)，并將FETMASK的內(nèi)容裝入與插腳11到13對(duì)應(yīng)的端口寄存器PO內(nèi)(步驟1954)。隨后清除循環(huán)計(jì)數(shù)(計(jì)數(shù)1956)，并實(shí)施從中斷的返回(步驟1958)。如果循環(huán)計(jì)數(shù)小于二分之一周期參數(shù)CPS，則實(shí)施從中斷的返回(步驟1958)。
如果系統(tǒng)采用基本的電力變換器910(圖12)，并且發(fā)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)小于脈寬參數(shù)PWM，則實(shí)施從中斷的返回。但是，如果想要更接近地模擬正弦波，即如圖14所示在輸出信號(hào)中提供多個(gè)臺(tái)階，例如，采用圖16或17所示的電力變換電路，那么，根據(jù)高電壓脈沖的邊沿測(cè)試循環(huán)計(jì)數(shù)，以控制在產(chǎn)生HIV(BOOST)和CHARGE控制信號(hào)的插腳11處產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。具體說(shuō)來(lái)，如果循環(huán)計(jì)數(shù)大于或等于沿計(jì)數(shù)SECND，則根據(jù)與高壓脈沖的后沿SECOND(圖14中的T4)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)SECND，初始測(cè)試循環(huán)計(jì)數(shù)，有效地使相應(yīng)的升壓電路停止運(yùn)行，例如，清除對(duì)應(yīng)于插腳11的端口寄存器PO中的位(步驟1962)，并實(shí)施從中斷的返回(步驟1964)。
如果循環(huán)計(jì)數(shù)小于后沿計(jì)數(shù)SECND，那么就根據(jù)對(duì)應(yīng)于高電壓脈沖的上升沿(圖14中的T3)的計(jì)數(shù)，再次測(cè)試循環(huán)計(jì)數(shù)(步驟1956)。
如果循環(huán)計(jì)數(shù)(已經(jīng)被確定為小于對(duì)應(yīng)于后沿T4的計(jì)數(shù))大于或等于與高電壓脈沖上升沿對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)，則啟動(dòng)升壓電路1600，例如，設(shè)置對(duì)應(yīng)于插腳11的端口寄存器PO中的位(步驟1968)，并實(shí)施從中斷的返回(步驟1970)。
如果循環(huán)計(jì)數(shù)小于與升壓脈沖上升沿對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)，則實(shí)施從中斷的返回(步驟1972)。在輸出信號(hào)中采用增加的臺(tái)階，在根據(jù)第一臺(tái)階脈沖后沿(步驟1960)和第一臺(tái)階脈沖上升沿(步驟1966)之間進(jìn)行的按照那些脈沖后根據(jù)沿和上升沿進(jìn)行的測(cè)試之間恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)的介入測(cè)試。
按照輸出電壓的測(cè)量值周期地(較合適的是額定輸出頻率的每?jī)蓚€(gè)周期，例如，32.256毫秒(對(duì)于60Hz近似為32.32毫秒))調(diào)整輸出信號(hào)的頻率和其他參數(shù)。本質(zhì)上，頻率、脈寬和停滯時(shí)間參數(shù)(后沿T1與二分之一周期點(diǎn)T2之間的時(shí)間差)是變化的，以適應(yīng)瞬態(tài)重負(fù)載(即，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng))。本質(zhì)上，如果輸出電壓下降到預(yù)先確定的最小值之下，則頻率減小，并調(diào)整輸出波形參數(shù)，以向負(fù)載提供附加功率。產(chǎn)生周期性中斷IRQ5以后，測(cè)試FET輸出允許標(biāo)志(DUMMY)(步驟1974)。如果沒(méi)有允許輸出，則在步驟1975期間判斷FET，并實(shí)施從中斷的返回。
假設(shè)允許了FET輸出，則根據(jù)與確定為不能接受的低值(例如，180伏(UL低電壓數(shù)值))電壓對(duì)應(yīng)的預(yù)定最小值，測(cè)試輸出電壓標(biāo)記RVALU。(步驟1976)如果輸出電壓小于或等于最小電壓，則假設(shè)該裝置遇到了不尋常的負(fù)載(例如，處在啟動(dòng)狀態(tài)下的壓縮機(jī)馬達(dá))。因此，輸出信號(hào)的頻率遞降的方式下降到某一預(yù)定最小值(例如30Hz)，并且輸出波形參數(shù)因此而改變，使通向負(fù)載的電流最大。
更具體地說(shuō)，使表示指定輸出頻率時(shí)基的計(jì)數(shù)(在對(duì)相應(yīng)于所要求的輸出頻率(例如60Hz)的計(jì)數(shù)(例如4)初始化期間)遞增1(步驟1978)，以有效地降低輸出頻率。根據(jù)預(yù)定最小值(例如30Hz)檢查頻率，并假設(shè)該頻率位于允許范圍內(nèi)，則調(diào)整脈寬和停滯時(shí)間以反映頻率的變化，例如，調(diào)整脈寬和停滯時(shí)間從而保持其比值不變(步驟1982)。例如，將對(duì)應(yīng)于高電壓脈沖上升沿的計(jì)數(shù)(FIRST)設(shè)置成經(jīng)調(diào)整的BASE計(jì)數(shù)；隨后，將對(duì)應(yīng)于高電壓脈沖在沿的計(jì)數(shù)(SECND)設(shè)置成等于上升沿計(jì)數(shù)(FIRST)的5倍；將對(duì)應(yīng)于基座形脈沖(pedestal pulse)后沿沿(T1)的(PWM)的計(jì)數(shù)設(shè)置成是BASE計(jì)數(shù)的7倍，并將對(duì)應(yīng)于二分之一周期的計(jì)數(shù)(CPS)設(shè)置成是經(jīng)調(diào)整的BASE計(jì)數(shù)的8倍。在調(diào)整了輸出波形參數(shù)(步驟1982)以后，實(shí)施從中斷的返回(步驟1984)。
如上所述，建立起最小頻率(例如30Hz)。因此，如果實(shí)施BASE計(jì)數(shù)會(huì)引起頻率下降到最小值以下，則在實(shí)施輸出波形參數(shù)調(diào)整(步驟1982)之前將BASE計(jì)數(shù)復(fù)位至與最小值對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)。
一旦非尋常負(fù)載情況被消除，即，克服了啟動(dòng)慣性，則由于輸出頻率和波形的變化，會(huì)表現(xiàn)出輸出電壓的上升。一旦測(cè)量值RVALU達(dá)到某一預(yù)定值(例如122伏)，則假設(shè)中止。因此，假設(shè)輸出電壓的測(cè)量值RVALU大于最小電壓(例如108伏)，則按照被認(rèn)為表示從非尋常負(fù)載情況(例如122伏)恢復(fù)的預(yù)定最大電壓測(cè)試測(cè)量的輸出電壓(RVALU)(步驟1988)。隨后，使頻率遞增，直到達(dá)到所要求的輸出頻率(例如60Hz)。
更具體地說(shuō)，如果測(cè)得的輸出值大于預(yù)定最小值(例如108伏)，并小于預(yù)定最大(恢復(fù))電壓，則實(shí)施從中斷的返回(步驟1984)。(實(shí)施調(diào)整參數(shù)步驟1982，但是，由于BASE計(jì)數(shù)未被調(diào)整，所以數(shù)值不變。)但是，如果測(cè)得值大于預(yù)定最大(恢復(fù))電壓(例如122伏)，則頻率BASE計(jì)數(shù)(BASE)遞減(步驟1990)，而有效地增大了輸出頻率。隨后，根據(jù)所要求的頻率來(lái)測(cè)試頻率，即，按照與所要求的頻率(例如60Hz)對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)測(cè)試BASE計(jì)數(shù)(步驟1992)。假設(shè)頻率是在該范圍內(nèi)，則調(diào)整輸出波形參數(shù)以計(jì)及頻率的變化(步驟1982)，并實(shí)施從中斷的返回(步驟1984)。如果遞減使BASE計(jì)數(shù)與大于所要求頻率的某一頻率對(duì)應(yīng)，則在實(shí)施調(diào)整參數(shù)(步驟1982)之前，將BASE計(jì)數(shù)設(shè)置成與所要求頻率對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)(步驟1994)。
如前所述，由于可以在不減小頻率的情況下降低引擎12的速率，所以可以引擎12減速，或者在只有一部分系統(tǒng)容量被取出的情況下使其停機(jī)。簡(jiǎn)略參見(jiàn)圖11，微機(jī)1102在插腳15處產(chǎn)生用于負(fù)載用量控制器(load demand governor)的控制信號(hào)。當(dāng)插腳15處的信號(hào)為高時(shí)，晶體管15導(dǎo)通，啟動(dòng)電磁控制器，它與引擎12的油門(mén)一起工作。參見(jiàn)圖18A和18B，恰當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生油門(mén)控制信號(hào)GOV，作為平均負(fù)載輸出電壓(RVALU)的函數(shù)。在穩(wěn)定狀態(tài)下(圖18A)，引擎被恰當(dāng)?shù)販p速。然而，當(dāng)輸出電壓減小一預(yù)定值時(shí)，產(chǎn)生控制器信號(hào)進(jìn)行加大油門(mén)，并增大引擎12的RPM。一特別有利的負(fù)載用量控制器包含一柱形磁鐵1800，該磁鐵沿長(zhǎng)度方向被磁化，由鋁鎳鈷合金恰當(dāng)形成，與一非磁性推桿1802(例如用尼龍形成)配合工作，以及纏繞在合適的芯子(例如用鑄造用尼龍(cast nylon)形成)上的繞組1801。推桿1802與油門(mén)桿臂1803配合。彈簧1806使油門(mén)桿臂壓到停機(jī)位置上。
在插腳15處產(chǎn)生信號(hào)時(shí)，晶體管Q12導(dǎo)通，通過(guò)繞組1801形成電流通路，產(chǎn)生與柱形磁鐵1800的磁相互作用。繞組1801和磁鐵1800之間的磁相互作用使得磁鐵1800頂著彈簧1806偏置向前移動(dòng)，使引擎12加大油門(mén)(RPM增大)。
微機(jī)1102的插腳15處產(chǎn)生的控制信號(hào)經(jīng)恰當(dāng)脈寬調(diào)制。脈寬越寬，提供給繞組1801的功率就越大，并且同時(shí)，磁鐵18、推桿1802和油門(mén)臂1803的運(yùn)動(dòng)也越大。如果需要，在繞組1801兩端可以提供回掃二極管1804。
在某些情況下，通過(guò)使用圍繞在內(nèi)部配置的定子周邊旋轉(zhuǎn)而配置的部轉(zhuǎn)子，可以獲得重量和尺寸方面的好處。參見(jiàn)圖19(a)和19(b)，一外部轉(zhuǎn)子1100包含一用軟磁材料制成并具有內(nèi)部腔體1104的柱形殼體1102。交替的永久磁鐵802和中間極1106位于殼體1102的內(nèi)側(cè)壁上。如果需要，在殼體1102的內(nèi)側(cè)壁上可以形成各葉片(扇葉)1108，便于冷卻。與此類(lèi)似，殼體1102的上部大體敞開(kāi)，它包括各橫撐1110和一中心輪轂1112，提供與馬達(dá)轉(zhuǎn)軸200的連接。如果需要，可以將橫撐1110做成扇葉，便于進(jìn)行內(nèi)部腔體1104的冷卻。
定子1114恰當(dāng)?shù)匕瑢訝铊F心1116，和各繞組1118。繞組1118呈前面描述的恰當(dāng)形狀。鐵心1116包括中央軸向通孔。
定子1114由固定件1122固定在引擎202上。固定件包括一個(gè)具有內(nèi)孔1126的中心的軸向心柱1124，組裝時(shí)，通過(guò)孔1126將固定件1122與具有引擎轉(zhuǎn)軸200的引擎202用螺栓連接?？?126的直徑略比馬達(dá)轉(zhuǎn)軸200的直徑大。從而馬達(dá)轉(zhuǎn)軸200可以在其內(nèi)部自由旋轉(zhuǎn)。定子1114位于固定件1122上，心柱1124容納在定子1114的中央孔1322內(nèi)。柱體1124恰當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)與孔1322的靜配合，當(dāng)然在需要時(shí)，也可以采用粘結(jié)劑。
轉(zhuǎn)子1100經(jīng)定子1114放置，并與引擎轉(zhuǎn)軸200固定。定子1114容納在腔體1104的內(nèi)部。輪轂1112包括與馬達(dá)轉(zhuǎn)軸200中的端紋的軸向孔1130配合的中心孔1128。螺栓1302穿過(guò)孔1128，并在帶螺紋孔1130內(nèi)嚙合，從而將轉(zhuǎn)子1100與轉(zhuǎn)軸200固定而與之一起旋轉(zhuǎn)。
外部轉(zhuǎn)子1100和內(nèi)部定子1114提供了一種特別小型的發(fā)電機(jī)裝置。在某些情況下，整個(gè)組件可以配置在小引擎的飛輪和永磁區(qū)內(nèi)，從而提供沒(méi)有原始外部元件的發(fā)電機(jī)。另外，可以將組件并入一拉纜(pull cable)起動(dòng)機(jī)(starter)內(nèi)。如圖19(a)所示，拉纜組件和恰當(dāng)包括輪棘和彈簧型單向離合器(overriding spring-typeclutch)和滑輪1328的經(jīng)輪轂1112上，與轉(zhuǎn)子1100軸向?qū)R與之并固定。拉出繩索時(shí)，滑輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)子1100的同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
應(yīng)當(dāng)理解，圖中示出的各個(gè)連接裝置和連接方式是用單線繪出的，但這并非意味著是某種限制，實(shí)際上可以包含本領(lǐng)域中所理解的多種連接方式或連接裝置。與此類(lèi)似，圖中，為了清晰起見(jiàn)，省去各種電源連接和各種控制線以及類(lèi)似的各種元件。另外，上述描述是本發(fā)明的較佳典型實(shí)施例，本發(fā)明并非僅限于所示的特定形式。如權(quán)利要求中所表示的那樣，在本發(fā)明的范圍內(nèi)設(shè)置和安排元件時(shí)可作種種改變。
權(quán)利要求
1.一種包含定子和轉(zhuǎn)子的機(jī)器，所述定子包括至少一個(gè)繞組，所述轉(zhuǎn)子包含一個(gè)的軟磁材料體，在靠近定子的其表面具有多個(gè)永久磁鐵，所述轉(zhuǎn)子與與所述定子隔開(kāi)一定的間隙距離，從而所述轉(zhuǎn)子和所述定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生來(lái)自所述磁鐵的磁通量，與所述定子繞組互相作用并感應(yīng)產(chǎn)生電流，其中，永久磁鐵是具有預(yù)定表面積的高能積磁鐵，并且所述磁鐵安裝靠近定子的轉(zhuǎn)子表面中形成的嵌入部分內(nèi)，靠近定子的轉(zhuǎn)子表面包括嵌入部分之間的部分，形成各中間極，每一所述中間極具有預(yù)定的表面積，并且所述磁鐵位于所述嵌入部分內(nèi)，與相鄰的所述中間極隔開(kāi)一預(yù)定的距離，其特征在于，靠近所述定子的所述永久磁鐵的表面積大于靠近所述定子的所述中間極的表面積。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，靠近所述定子的所述永久磁鐵的表面積大于靠近定子的所述中間極的表面積，其比例為所述永久磁鐵產(chǎn)生的磁通密度與允許的所述中間極的磁通密度之比。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述磁鐵具有至少為5千高斯數(shù)量級(jí)的磁通密度。
4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述嵌入部分對(duì)稱(chēng)配置在靠近所述定子的所述轉(zhuǎn)子表面上；所述中間極對(duì)稱(chēng)配置在靠近所述定子的所述轉(zhuǎn)子表面上；所述磁鐵位于所述嵌入部分的中間。
5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述磁鐵與所述中間極隔開(kāi)的距離大于所述轉(zhuǎn)子表面與所述定子隔開(kāi)的距離。
6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)器，其特征在于，所述磁鐵與所述中間極隔開(kāi)的距離比所述轉(zhuǎn)子表面與定子隔開(kāi)的距離大5倍。
7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，它還包含一個(gè)使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的引擎。
8.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述定子大體呈環(huán)形，中間具有孔，并且所述轉(zhuǎn)子與其同心配置，以在所述孔中旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包含空心柱體，所述磁鐵安裝在所述柱體的內(nèi)表面上，所述定子與所述柱體同心。
10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)器，其特征在于，所述定子包括一中心孔，并且所述轉(zhuǎn)子安裝在穿過(guò)定子中央孔的轉(zhuǎn)軸上。
11.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述定子包括多個(gè)繞組。
12.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述定子包括產(chǎn)生相對(duì)高電壓小電流信號(hào)的第一繞組和產(chǎn)生相對(duì)低電壓大電流信號(hào)的第二繞組。
13.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述定子包括軟磁鐵心；第一三相星形繞組，所述第一繞組的每一相包括與第一預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；以及第二三相星形繞組，所述第二繞組的每一相包括與第二預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；各所述三相繞組的相應(yīng)的相組合在一起作為一個(gè)單元，并繞在所述鐵心上，從而各所述三相繞組線圈的相應(yīng)的相互相連續(xù)熱接觸地繞制。
14.如權(quán)利要求13所述的機(jī)器，其特征在于，所述第一預(yù)定輸出電壓是110伏的數(shù)量級(jí)，而所述第二預(yù)定輸出電壓是12伏的數(shù)量級(jí)。
15.如權(quán)利要求13所述的機(jī)器，其特征在于，至少一個(gè)所述繞組的每一相包括由抽頭限定的第一部分，以提供第三預(yù)定電壓輸出。
16.如權(quán)利要求15所述的機(jī)器，其特征在于，它還包含開(kāi)關(guān)，用來(lái)有選擇地與所述第二或第三預(yù)定電壓輸出中的一個(gè)的連接；以及整流電路，用來(lái)接收來(lái)自所述開(kāi)關(guān)的信號(hào)，產(chǎn)生直流信號(hào)。
17.如權(quán)利要求15所述的機(jī)器，其特征在于，所述第一輸出電壓是110伏的數(shù)量級(jí)，所述第二預(yù)定輸出電壓是24伏的數(shù)量級(jí)，而所述第三預(yù)定輸出電壓是12伏的數(shù)量級(jí)。
18.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，它還包含一整流電路，用來(lái)響應(yīng)于來(lái)自所述定子繞組的信號(hào)，產(chǎn)生直流信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的機(jī)器，其特征在于，所述機(jī)器包括各輸出端子；以及響應(yīng)于跨于所述輸出端子上的反極性電壓超過(guò)預(yù)定電平，使所述整流電路不工作的裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的機(jī)器，其特征在于，所述機(jī)器還包括響應(yīng)于跨于所述輸出端子上的電壓超過(guò)預(yù)定電平而啟動(dòng)整流電路的裝置。
21.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，它還包含第一整流電路，響應(yīng)于來(lái)自所述第一定子繞組的信號(hào)，產(chǎn)生相對(duì)高電壓小電流直流信號(hào)；以及第二整流電路，響應(yīng)于來(lái)自所述第二定子繞組的信號(hào)，產(chǎn)生相對(duì)低電壓大電流直流信號(hào)。
22.如權(quán)利要求21所述的機(jī)器，其特征在于，所述第二繞組包括由抽頭限定的第一部分，以提供第三預(yù)定電壓輸出；并且所述機(jī)器還包含開(kāi)關(guān)，用來(lái)有選擇地實(shí)施所述第二整流電路與所述第二或第三預(yù)定電壓輸出中的一個(gè)之間的連接。
23.如權(quán)利要求18所述的機(jī)器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子、定子和整流電路配置在一機(jī)殼內(nèi)；所述機(jī)殼中的至少一部分是用導(dǎo)電、導(dǎo)熱材料制成的；所述整流電路包括與地電位相連的熱量產(chǎn)生元件；至少一個(gè)所述整流電路元件與所述機(jī)殼電、熱連接，從而所述機(jī)殼用作所述元件的熱沉和所述整流電路的電接地。
24.如權(quán)利要求18所述的機(jī)器，其特征在于，所述機(jī)器還包括安裝用來(lái)與所述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇；所述轉(zhuǎn)子、定子、整流電路和風(fēng)扇位于一機(jī)殼內(nèi)，所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)在所述機(jī)殼內(nèi)產(chǎn)生一正壓力；所述整流電路包括熱量產(chǎn)生元件；以及所述機(jī)殼包括位于相對(duì)于熱產(chǎn)生元件預(yù)定位置處的各個(gè)孔，通過(guò)孔產(chǎn)生流過(guò)所述元件而使抽樣元件冷卻的氣流。
25.如權(quán)利要求18所述的機(jī)器，其特征在于，它還包含一個(gè)響應(yīng)于直流信號(hào)產(chǎn)生交流信號(hào)的逆變器。
26.如權(quán)利要求25所述的機(jī)器，其特征在于，所述逆變器包含變頻逆變器，它響應(yīng)于從所述逆變器取得的電流的標(biāo)記，產(chǎn)生具有按照所取得的電流的頻率的交流信號(hào)。
27.如權(quán)利要求25所述的機(jī)器，其特征在于，所述逆變器包含一變頻逆變器，它響應(yīng)于直流電壓電平的標(biāo)記，產(chǎn)生具有按照所述直流電壓的交流信號(hào)。
28.如權(quán)利要求1所述構(gòu)成產(chǎn)生預(yù)定功率輸出的發(fā)電機(jī)的機(jī)器，其特征在于，所述功率輸出對(duì)所述轉(zhuǎn)子重量的比值大于150瓦/磅。
29.如權(quán)利要求1所述構(gòu)成產(chǎn)生預(yù)定功率輸出的發(fā)電機(jī)的機(jī)器，其特征在于，所述功率輸出對(duì)所述轉(zhuǎn)子重量的比值大于200瓦/磅。
30.如權(quán)利要求1所述構(gòu)成產(chǎn)生預(yù)定功率輸出的發(fā)電機(jī)的機(jī)器，其特征在于，所述功率輸出對(duì)所述轉(zhuǎn)子重量的比值大于500瓦/磅。
31.如權(quán)利要求1所述構(gòu)成產(chǎn)生預(yù)定功率輸出的發(fā)電機(jī)的機(jī)器，其特征在于，所述功率輸出對(duì)所述轉(zhuǎn)子重量的比值大于700瓦/磅。
32.如權(quán)利要求1所述構(gòu)成產(chǎn)生預(yù)定功率輸出的發(fā)電機(jī)的機(jī)器，其特征在于，所述功率輸出對(duì)所述轉(zhuǎn)子重量的比值大于800瓦/磅。
33.一種用來(lái)產(chǎn)生預(yù)定功率輸出的發(fā)電機(jī)，它包含轉(zhuǎn)子和定子，所述定子包括有定子繞組，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包含一個(gè)軟磁材料體，其一個(gè)表面具有多個(gè)永久磁鐵靠近所述定子，與所述定子隔開(kāi)預(yù)定的間隙距離，從而所述轉(zhuǎn)子與所述定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得來(lái)自所述磁鐵的磁通量與所述定子繞組中的電流互相作用并感應(yīng)產(chǎn)生電流；所述功率輸出與所述轉(zhuǎn)子重量的比值大于150瓦/磅；并且所述定子包括軟磁鐵心；第一三相星形繞組，所述第一繞組的每一相包括與第一預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；以及第二三相星形繞組，所述第二繞組的每一相包括與第二預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；各三相繞組相應(yīng)的相組合成在一起成為一個(gè)單元，并纏繞在所述鐵心上，從而所述各三相繞組相互連續(xù)熱接觸。
34.如權(quán)利要求33所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一預(yù)定輸出電壓是110伏的數(shù)量級(jí)，所述第二預(yù)定輸出電壓是12伏的數(shù)量級(jí)。
35.如權(quán)利要求33所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)繞組的每一相包括由一抽頭限定的第一部分，以提供第三預(yù)定電壓輸出。
36.如權(quán)利要求35所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，它還包含開(kāi)關(guān)，用來(lái)有選擇地連接到所述第二或第三預(yù)定電壓輸出中的一個(gè)電壓輸出上；以及整流電路，它接收來(lái)自所述開(kāi)關(guān)的信號(hào)，用來(lái)產(chǎn)生直流信號(hào)。
37.如權(quán)利要求35所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一預(yù)定輸出電壓是110伏的數(shù)量級(jí)，所述第二預(yù)定輸出電壓是24伏的數(shù)量級(jí)，所述第三預(yù)定輸出電壓是12伏數(shù)量級(jí)。
38.如權(quán)利要求33所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，它還包含響應(yīng)于所述第一預(yù)定電壓輸出信號(hào)的整流器，和與所述整流器配合工作產(chǎn)生交流信號(hào)的逆變器。
39.如權(quán)利要求38所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述逆變器包含一變頻逆變器，所述變頻逆變器響應(yīng)于從所述逆變器取得的電流標(biāo)記，產(chǎn)生具有按照所取得的頻率的交流信號(hào)。
40.如權(quán)利要求38所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述逆變器包含一變頻逆變器，所述變頻逆變器響應(yīng)于所述整流器輸出信號(hào)的標(biāo)記，產(chǎn)生按照所述整流器輸出信號(hào)的電壓的頻率的交流信號(hào)。
41.一種產(chǎn)生提供給負(fù)載的交流信號(hào)的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)包含包括至少一個(gè)繞組的定子，轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子配置，從而所述轉(zhuǎn)子與所述定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得來(lái)自所述轉(zhuǎn)子的磁通量與所述定子繞組中的電流相互作用并感應(yīng)產(chǎn)生電流；整流電路，它響應(yīng)于所述定子繞組中的電流，產(chǎn)生直流信號(hào)；以及變頻逆變器，它響應(yīng)于直流信號(hào)和表示負(fù)載取得電流的控制信號(hào)，產(chǎn)生交流信號(hào)，所述交流信號(hào)按照負(fù)載取得的電流有選擇地變化。
42.如權(quán)利要求41所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，表示由負(fù)載取得的電流的控制信號(hào)包含直流信號(hào)的電壓電平標(biāo)記。
43.一種發(fā)電機(jī)，它包含一個(gè)包括有至少一個(gè)繞組的定子，和一個(gè)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子配置，從而所述轉(zhuǎn)子和定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得來(lái)自所述轉(zhuǎn)子的磁通量與所述定子繞組中的電流相互作用并感應(yīng)產(chǎn)生電流，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)包含一軟磁鐵心；第一繞組，它包括與第一預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；以及第二繞組，它包括與第二預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；把各繞組組合在一起成為一個(gè)單元，并繞在所述鐵心上，從而相互連續(xù)緊密熱接觸地繞制各繞組。
44.如權(quán)利要求32所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包含一個(gè)軟磁材料體，它的一個(gè)表面靠近所述定子，其上具有多個(gè)永久磁鐵。
45.如權(quán)利要求44所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鐵是高能積磁鐵。
46.如權(quán)利要求44所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鐵具有預(yù)定的表面積；所述磁鐵安裝在靠近所述定子的所述轉(zhuǎn)子表面上形成的嵌入部分內(nèi)；靠近所述定子的所述轉(zhuǎn)子表面包括嵌入部分之間的部分，形成各中間極，每一所述中間極具有預(yù)定的表面積；所述磁鐵配置在所述嵌入部分內(nèi)，與相鄰的所述中間極隔開(kāi)預(yù)定的距離；以及所述磁鐵的表面積接近所述定子，并比靠近所述定子的所述中間極的表面積大。
47.如權(quán)利要求44所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述靠近定子的所述永久磁鐵的表面積比靠近所述定子的所述中間極的表面積大一個(gè)比值，所述比值是所述永久磁鐵產(chǎn)生的磁通密度對(duì)所述中間極的允許磁通密度之比。
48.如權(quán)利要求47所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鐵具有至少在5千高斯數(shù)量級(jí)的磁通密度。
49.如權(quán)利要求46所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述嵌入部分對(duì)稱(chēng)配置在靠近所述定子的所述轉(zhuǎn)子表面上；所述中間極對(duì)稱(chēng)配置在靠近所述定子的所述轉(zhuǎn)子表面上；所述磁鐵位于所述嵌入部分的中央。
50.如權(quán)利要求46所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鐵與所述中間極隔開(kāi)的距離大于所述轉(zhuǎn)子表面與所述定子隔開(kāi)的距離。
51.如權(quán)利要求50所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鐵與所述中間極隔開(kāi)的距離至少比所述轉(zhuǎn)子表面與所述定子隔開(kāi)的距離大5倍。
52.如權(quán)利要求43所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，第一繞組是一三相星形繞組，所述第一繞組的每一相包括與所述第一預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；并且第二繞組是一三相星形繞組，所述第二繞組的每一相包括與所述第二預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；把各三相繞組的相應(yīng)的相組合在一起作為一個(gè)單元，并且繞在鐵心上，從而所述各三相繞組的相應(yīng)的相互相熱接觸。
53.如權(quán)利要求52所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一預(yù)定輸出電壓是110伏的數(shù)量級(jí)，而所述第二預(yù)定輸出電壓是12伏的數(shù)量級(jí)。
54.如權(quán)利要求52所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)繞組的每一相包括由一個(gè)抽頭限定的第一部分，以提供第三預(yù)定電壓輸出。
55.如權(quán)利要求54所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，它還包含一開(kāi)關(guān)，用來(lái)有選擇地實(shí)施與所述第二或第三預(yù)定電壓輸出中的一個(gè)輸出的連接；以及一整流電路，它接收來(lái)自所述開(kāi)關(guān)的信號(hào)，產(chǎn)生直流信號(hào)。
56.如權(quán)利要求54所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一預(yù)定輸出電壓是110伏的數(shù)量級(jí)，所述第二預(yù)定輸出電壓是24伏的數(shù)量級(jí)，所述第三預(yù)定輸出電壓是12伏數(shù)量級(jí)。
57.一種發(fā)電機(jī)，它包含定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包含至少一個(gè)繞組，并且轉(zhuǎn)子包含一個(gè)軟磁材料體，它的一個(gè)表面靠近所述定子，其上具有多個(gè)永久磁鐵，與所述定子隔開(kāi)預(yù)定的間隙距離，從而所述轉(zhuǎn)子和定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得所述磁鐵產(chǎn)生的磁通量與所述定子繞組中的電流互相作用并感應(yīng)產(chǎn)生電流，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包含一個(gè)空心柱體，所述磁鐵安裝在所述柱體的內(nèi)表面上；所述定子與所述柱體同心；并且安裝所述轉(zhuǎn)子使之圍繞所述定子旋轉(zhuǎn)。
58.如權(quán)利要求57所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁鐵是具有預(yù)定表面積的高能積磁鐵；把所述磁鐵安裝在所述柱體內(nèi)表面上形成的嵌入部分內(nèi)；所述柱體的內(nèi)表面包括所述嵌入部分之間的部分，形成各中間極，每一所述中間極具有預(yù)定的表面積；所述磁鐵配置在所述嵌入部分內(nèi)，與相鄰所述中間極隔開(kāi)一定的距離；并且所述永久磁鐵的表面積大于所述中間極的表面積。
59.如權(quán)利要求57所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子包括一中央孔，并且把所述轉(zhuǎn)子安裝在穿過(guò)所述定子中央孔的轉(zhuǎn)軸上。
60.如權(quán)利要求57所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子包括多個(gè)繞組。
61.如權(quán)利要求57所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子包括用來(lái)產(chǎn)生相對(duì)高電壓小電流信號(hào)的第一繞組和產(chǎn)生相對(duì)低電壓大電流信號(hào)的第二繞組。
62.如權(quán)利要求57所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子包括軟磁鐵心；第一三相星形繞組，所述第一繞組的每一相包括與第一預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；以及第二三相星形繞組，所述第一繞組的每一相包括與第一預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；各所述三相繞組的相應(yīng)的相組合在一起作為一個(gè)單元，并繞在鐵心上，從而各三相繞組繞組的相應(yīng)的相互相熱接觸。
63.如權(quán)利要求62所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)繞組的每一相包括由抽頭限定的第一部分，以提供第三預(yù)定電壓輸出。
64.如權(quán)利要求57所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，它還包含一整流電路，所述整流電路響應(yīng)于來(lái)自所述定子繞組的信號(hào)，產(chǎn)生直流信號(hào)。
65.如權(quán)利要求64所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)還包括一個(gè)安裝用來(lái)與所述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇；所述轉(zhuǎn)子、定子、整流電路和風(fēng)扇在機(jī)殼內(nèi)產(chǎn)生正壓力；所述整流電路包括熱量產(chǎn)生元件；所述機(jī)殼包括配置在相對(duì)于所述熱量產(chǎn)生元件的預(yù)定位置處的各個(gè)孔，產(chǎn)生通過(guò)所述孔的氣流，用以冷卻元件。
66.如權(quán)利要求65所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)扇包含配置在所述柱體外部的扇葉。
67.如權(quán)利要求57所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子還包含配置在所述柱體外部的扇葉。
68.一種擴(kuò)展交流發(fā)電機(jī)的工作容量的方法，其特征在于，所述方法包含產(chǎn)生直流信號(hào)的下述步驟將直流信號(hào)施加到變頻逆變器，以產(chǎn)生交流信號(hào)；產(chǎn)生一控制信號(hào)，施加到所述逆變器，按照從所述發(fā)電機(jī)取得的電流改變所述交流信號(hào)的頻率，從而適應(yīng)來(lái)自負(fù)載的非尋常的瞬態(tài)要求。
69.一種輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，它包含帶有一可旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)軸的引擎；包含轉(zhuǎn)子和定子的發(fā)電機(jī)；定子包括至少一個(gè)繞組和一中心孔，所述定子與所述引擎轉(zhuǎn)軸固定同心安裝在一起；所述轉(zhuǎn)子包含具有多個(gè)永磁鐵的軟磁材料體，每一永磁鐵具有預(yù)定的表面積，安裝在靠近所述定子的在所述轉(zhuǎn)子表面的形成的嵌入部分內(nèi)，與所述定子隔開(kāi)一定的間隙距離，從而所述轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得所述磁鐵產(chǎn)生的磁通量與所述定子繞組中的電流相互作用并感應(yīng)產(chǎn)生電流，靠近所述定子的所述轉(zhuǎn)子表面在所述嵌入部分之間形成一些部分，以形成中間極，每一中間極具有預(yù)定的表面積；所述磁鐵的表面積大于所述中間極的表面積；所述轉(zhuǎn)子安裝在所述引擎轉(zhuǎn)軸上，與所述引擎耦合足夠緊，從而在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間保持所述轉(zhuǎn)子和所述定子之間的預(yù)定間隙距離，而無(wú)需引擎之外的軸承。
70.如權(quán)利要求69所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子包括多個(gè)繞組。
71.如權(quán)利要求69所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子包括用來(lái)產(chǎn)生相對(duì)高電壓小電流信號(hào)的第一繞組和產(chǎn)生相對(duì)低電壓大電流信號(hào)的第二繞組。
72.如權(quán)利要求69所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子包括軟磁鐵芯；第一三相星形繞組，所述第一繞組的每一相包括與第一預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；以及第二三相星形繞組，所述第一繞組的每一相包括與第一預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定圈數(shù)；各三相繞組相應(yīng)的相組合在一起作為一個(gè)單元，并繞在鐵心上，從而所述各三相繞組繞組相應(yīng)的相相互熱接觸。
73.如權(quán)利要求72所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一預(yù)定輸出電壓是110伏的數(shù)量級(jí)，并且所述第二預(yù)定輸出電壓是12伏的數(shù)量級(jí)。
74.如權(quán)利要求72所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，至少一個(gè)繞組的每一相包括由抽頭限定的第一部分，用以提供第三預(yù)定電壓輸出。
75.如權(quán)利要求74所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，它還包含一開(kāi)關(guān)，用來(lái)有選擇地實(shí)施與所述第二或第三預(yù)定電壓輸出中的一個(gè)輸出的連接；以及一整流電路，它接收來(lái)自所述開(kāi)關(guān)的信號(hào)，產(chǎn)生直流信號(hào)。
76.如權(quán)利要求74所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一預(yù)定輸出電壓是110伏的數(shù)量級(jí)，所述第二預(yù)定輸出電壓是24伏數(shù)量級(jí)，并且所述第三預(yù)定輸出電壓是12伏的數(shù)量級(jí)。
77.如權(quán)利要求69所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，它還包含一個(gè)整流電路，所述整流電路響應(yīng)于來(lái)自所述定子繞組的信號(hào)，產(chǎn)生直流信號(hào)。
78.如權(quán)利要求77所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子、定子和整流電路配置在一機(jī)殼內(nèi)；所述機(jī)殼至少一部分是由導(dǎo)熱、導(dǎo)電材料形成的；所述整流電路包括與地電位相連的熱量產(chǎn)生元件；所述整流電路元件中的至少一個(gè)與所述機(jī)殼電、熱相連，從而所述機(jī)殼用作所述元件的熱沉和所述整流電路的電接地。
79.如權(quán)利要求77所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)還包括安裝用來(lái)與所述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇；所述轉(zhuǎn)子、定子、整流電路和風(fēng)扇配置在機(jī)殼內(nèi)，所述風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)在所述機(jī)殼內(nèi)產(chǎn)生正壓力；所述整流電路包括熱量產(chǎn)生元件；以及所述機(jī)殼包括在相對(duì)于熱量產(chǎn)生元件的預(yù)定位置處配置的各個(gè)孔，通過(guò)所述孔產(chǎn)生流過(guò)所述元件的氣流，用以冷卻所述元件。
80.如權(quán)利要求77所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，它還包含一逆變器，所述逆變器響應(yīng)于直流信號(hào)，產(chǎn)生交流信號(hào)。
81.如權(quán)利要求80所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述逆變器包含一變頻逆變器，所述變頻逆變器響應(yīng)于從所述逆變器取得的電流，產(chǎn)生具有按照所取得的電流的頻率的交流信號(hào)。
82.如權(quán)利要求80所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述逆變器包含一變頻逆變器，所述變頻逆變器響應(yīng)于直流電壓電平的標(biāo)記，產(chǎn)生具有按照直流電壓的頻率的交流信號(hào)。
83.如權(quán)利要求69所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，它還包括攜帶用帶的連接機(jī)構(gòu)。
84.如權(quán)利要求69所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述永磁鐵是高能積磁鐵。
85.如權(quán)利要求69所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述磁鐵與相鄰中間極隔開(kāi)的預(yù)定距離比所述轉(zhuǎn)子表面與所述定子隔開(kāi)的距離大。
86.如權(quán)利要求85所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，它還包括具有底座部分和帶有第一和第二相向側(cè)的橫向部分的安裝支架；所述支架橫向部分中形成的孔；其中，所述引擎安裝在所述底座上方所述支架橫向部分的一側(cè)，所述引擎轉(zhuǎn)軸延伸通過(guò)所述孔；以及所述定子安裝在與所述引擎轉(zhuǎn)軸同心的橫向部分的相向側(cè)；并且所述轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)軸上，與所述定子橫向?qū)R。
87.如權(quán)利要求86所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述安裝支架是由單層材料形成的。
88.如權(quán)利要求86所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述安裝支架包括一手提部分。
89.如權(quán)利要求89所述輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述手提部分適用于用作與背帶的連接。
90.如權(quán)利要求86所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述安裝支架適用于與攜帶用帶的連接。
91.如權(quán)利要求86所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述定子大體上呈中央為腔體的環(huán)形；并且所述轉(zhuǎn)子位于所述腔體內(nèi)，并與所述腔體同軸。
92.如權(quán)利要求86所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述定子大體呈柱形，帶有中心軸向孔；所述引擎轉(zhuǎn)軸延伸通過(guò)所述孔；所述轉(zhuǎn)子包括大體上呈柱形的中心軸腔體和輪轂；以及所述轉(zhuǎn)子在所述輪轂處安裝在引擎轉(zhuǎn)軸上，而所述定子同軸地位于所述轉(zhuǎn)子腔體內(nèi)。
93.如權(quán)利要求69所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，它還包括具有底座部分和帶有第一和第二相向側(cè)的橫向部分的安裝支架；形成在所述支架橫向部分內(nèi)的孔；并且其中所述引擎安裝在處在底座上方的支架橫向部分的一側(cè)，所述引擎轉(zhuǎn)軸延伸通過(guò)所述孔；以及所述定子安裝在與所述引擎轉(zhuǎn)軸同心的橫向部分的相向側(cè)，并且所述轉(zhuǎn)子安裝在所述轉(zhuǎn)軸上，與所述定子橫向?qū)R。
94.如權(quán)利要求93所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述永磁鐵是高能積磁鐵。
95.如權(quán)利要求93所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述安裝支架是用單層材料形成的。
96.如權(quán)利要求93所述的輕型發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述安裝支架包括一手提部分。
97.如權(quán)利要求96所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述手提部分適用于用來(lái)連接一背帶。
98.如權(quán)利要求93所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述安裝支架適用于用來(lái)連接攜帶用帶。
99.如權(quán)利要求93所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述定子大體呈帶有中央腔體的環(huán)形；并且所述轉(zhuǎn)子同軸地位于所述腔體內(nèi)。
100.如權(quán)利要求93所述的輕型便攜式發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述定子大體上呈帶有中心軸向孔的柱形；所述引擎轉(zhuǎn)軸延伸通過(guò)所述孔；所述轉(zhuǎn)子包括一大體上呈柱形的中心軸向腔體和一輪轂；并且所述轉(zhuǎn)子在所述輪轂處安裝在所述引擎轉(zhuǎn)軸上，所述定子同軸地位于所述轉(zhuǎn)子腔體內(nèi)。
101.一種小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，它包含一內(nèi)部定子，它包含帶有各繞組的鐵心；和穿過(guò)所述鐵心的中心軸向通孔；圍繞所述定子周邊旋轉(zhuǎn)的外部轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包含由軟磁材料形成的柱形外殼，所述外殼具有一內(nèi)部空腔和一內(nèi)部側(cè)壁；以及位于所述外殼內(nèi)側(cè)的多個(gè)交替永磁鐵和中間極；具有中心軸向柱體并且所述柱體具有內(nèi)孔的引擎安裝構(gòu)件，所述定子位于所述安裝構(gòu)件上，中心軸向柱體容納中心軸向通孔，從而中央軸向柱體與中央軸向通孔靜配合；穿過(guò)內(nèi)孔的引擎轉(zhuǎn)軸，所述內(nèi)孔的直徑略比所述引擎轉(zhuǎn)軸的直徑大，從而所述引擎轉(zhuǎn)軸可以在其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，并且所述轉(zhuǎn)子緊固在所述引擎轉(zhuǎn)軸上。
102.如權(quán)利要求101所述的小型發(fā)電機(jī)，其特征在于，它還包含在所述轉(zhuǎn)子外殼的外側(cè)壁上形成的葉片，用以進(jìn)行冷卻。
103.一種產(chǎn)生輸出信號(hào)并提供給負(fù)載的發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)包含帶有可旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)軸的引擎，所述引擎在按照油門(mén)控制的旋轉(zhuǎn)速率下使所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；所述發(fā)電機(jī)包含轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子配置，從而所述轉(zhuǎn)子和所述定子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁通量與所述定子繞組中的電流相互作用并感應(yīng)產(chǎn)生電流，整流電路，它響應(yīng)于來(lái)自所述定子繞組的信號(hào)，產(chǎn)生直流信號(hào)；逆變器，它響應(yīng)于所述直流信號(hào)，產(chǎn)生具有預(yù)定頻率的輸出信號(hào)；以及控制器，用來(lái)有選擇地按照發(fā)電機(jī)組輸出信號(hào)，控制引擎油門(mén)。
104.如權(quán)利要求103所述的發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述控制器包含產(chǎn)生負(fù)載要求的標(biāo)記的傳感器；有選擇地產(chǎn)生油門(mén)控制信號(hào)的裝置；以及與所述引擎油門(mén)機(jī)械耦連的電磁調(diào)節(jié)器，它響應(yīng)于油門(mén)控制信號(hào)，有選擇地改變所述油門(mén)的設(shè)置。
105.如權(quán)利要求104所述的發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述電磁調(diào)節(jié)器包含柱形磁鐵，所述柱形磁鐵在其長(zhǎng)度方向上磁化；與所述柱形磁鐵和引擎油門(mén)配合工作的非磁性推桿；繞在所述推桿上的油門(mén)繞組；所述油門(mén)控制信號(hào)有選擇地施加到所述調(diào)節(jié)器繞組上，在所述繞組和所述磁鐵之間產(chǎn)生磁相互作用，并產(chǎn)生所述磁鐵和所述推桿的運(yùn)動(dòng)以改變所述油門(mén)的設(shè)置。
106.如權(quán)利要求105所述的發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述油門(mén)控制信號(hào)經(jīng)脈寬調(diào)制，并且所述脈沖的寬度決定施加到所述繞組上電信號(hào)的功率。
107.如權(quán)利要求105所述的發(fā)電機(jī)組，其特征在于，它還包含提供跨在所述繞組兩端的回掃二極管。
全文摘要
一種機(jī)器，包含定子和轉(zhuǎn)子，定子包括至少一個(gè)繞組，轉(zhuǎn)子包含一軟磁材料體在其靠近定子的表面上具有多個(gè)永磁鐵，并帶有介入的中間極，磁鐵的表面積大于中間極的表面積。定子包含軟磁鐵心，其上帶有與不同的預(yù)定電壓輸出對(duì)應(yīng)的三相星形繞組，各三相繞組相應(yīng)的相組合在一起作為一個(gè)單元并繞在鐵心上，從而各三相繞組相應(yīng)的相互相連續(xù)熱接觸。本發(fā)明還揭示了一種變頻逆變器的用途，該變頻逆變器響應(yīng)于定子繞組中產(chǎn)生的直流信號(hào)以及表示負(fù)載由取得的電流的控制信號(hào)，產(chǎn)生交流信號(hào)，這里，交流信號(hào)的頻率是按照負(fù)載取得的電流有選擇地變化的。在另一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子包含一空心柱體，磁鐵安裝在柱體的內(nèi)表面上，定子的位置與柱體同軸。本發(fā)明還揭示了一種按照發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)有選擇地控制引擎油門(mén)的控制器。
文檔編號(hào)H02K5/00GK1161113SQ9519509
公開(kāi)日1997年10月1日 申請(qǐng)日期1995年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月8日
發(fā)明者哈羅德·C·斯哥特, 阿德?tīng)枴·貝德諾茲, G·威林·約翰遜, 威廉·J·安德森, 米歇爾·K·戴維斯, 亨利·塔利 申請(qǐng)人:科爾曼電力配套股份有限公司