Aparato de control de salida de generador.

Un aparato de control de salida de un generador (100) incluyendo un devanado de generador (103) y un devanado de excitación (104) enrollado alrededor de un lado de estator,

un devanado de campo (105) enrollado alrededor de un rotor (105) que se hace girar por una fuente de accionamiento, un rectificador (108) para rectificar una corriente generada por el devanado de excitación (104), un condensador de filtrado (113) para alisar una corriente de salida del rectificador (108) e introducir la corriente de salida alisada al devanado de campo (102), un primer dispositivo de conmutación (110) conectado al devanado de campo (102) y controlado por PWM para hacer converger un voltaje de salida del devanado de generador (103) a un voltaje deseado, y un diodo volante (112) conectado al devanado de campo (102), incluyendo el aparato de control de salida de un generador (100):

un segundo dispositivo de conmutación (10) conectado en paralelo al diodo volante (112) y movido en una fase inversa a una fase de la señal de accionamiento controlada por PWM,

caracterizado porque el aparato de control de salida de un generador (100) incluye además:

una unidad de supervisión de relación de trabajo (1) que determina si una relación de trabajo de una señal de accionamiento del primer dispositivo de conmutación (110) es igual o mayor que una relación de trabajo de referencia; y

una unidad de extensión de ciclo de salida PWM (2) que prolonga un ciclo de salida de la señal de accionamiento cuando la unidad de supervisión de relación de trabajo (1) determina que una relación de trabajo de la señal de accionamiento no es igual o mayor que la relación de trabajo de referencia de modo que dicho ciclo de salida de la señal de accionamiento sea más largo que el ciclo de salida de la señal de accionamiento cuando la unidad de supervisión de relación de trabajo (1) determine que la relación de trabajo de la señal de accionamiento es igual o mayor que la relación de trabajo de referencia.

Aparato de control de salida de generador Campo técnico La invención se refiere a un aparato de control de salida de un generador y más en concreto a un aparato de control de salida de un generador que tiene una unidad de estabilización de un voltaje de salida en consideración a la influencia de una acción magnetizante cuando está conectada una carga de avance de fase.

Antecedentes de la invención Se conoce un aparato de control de salida de un generador según el preámbulo de la reivindicación 1 por EP 1 876 701 A2.

JP 2009-183128 A describe una unidad de supervisión de relación de trabajo, en la que, si la variación de una relación de trabajo básica excede de un umbral predeterminado, se detecta una anomalía en un control de accionamiento de motor.

Se conoce un regulador automático de voltaje (a continuación, también llamado "RAV") que mantiene una salida de voltaje de un devanado de generador a un voltaje previamente establecido controlando una corriente suministrada a un devanado de campo por un voltaje generado a un devanado de excitación.

Una operación de un generador de corriente alterna que tiene un RAV convencional (a continuación, también llamado "generador RAV) se describirá con referencia a un dibujo. En la figura 7, un generador 100 incluye un devanado de campo 102, un devanado de generador 103, y un devanado de excitación 104. Imanes permanentes 106 están dispuestos en un rotor 105 alrededor del que se enrolla el devanado de campo 102. Un rectificador 109a, una unidad de accionamiento de transistor (unidad de control) 109, y un transistor 110 están dispuestos en un RAV

107. El devanado de excitación 104 está conectado a un lado de entrada de un rectificador 108; y el devanado de campo 102 está conectado a un lado de salida del rectificador 108 a través de una escobilla 111. Un diodo volante 112 y un condensador de filtrado 113 están conectados en paralelo con el devanado de campo 102.

Cuando el rotor 105 se hace girar por una fuente de accionamiento, no representada, tal como un motor, se genera una fuerza electromotriz en el devanado de excitación 104 por los imanes permanentes 106 dispuestos en superficies periféricas exteriores del rotor 105. La fuerza electromotriz es rectificada y alisada por el rectificador 108 así como el diodo volante 112 y el condensador de filtrado 113. Cuando se enciende el transistor 110, se hace fluir una corriente al devanado de campo 102 por la fuerza electromotriz, y la excitación es ejecutada por un campo magnético grande además de la excitación ejecutada por una fuerza magnética de los imanes permanentes 106. Se aplica una realimentación positiva a un campo, como se ha descrito anteriormente, y aumenta un voltaje de salida del devanado de generador 103. El voltaje de salida es rectificado por el rectificador 109a, introducido a la unidad de accionamiento de transistor 109, y comparado con un valor de voltaje deseado. Cuando el voltaje de salida llega al valor de voltaje deseado, el transistor 110 se apaga. Como resultado, el voltaje de salida del devanado de generador 103 se reduce y el transistor 110 se enciende de nuevo. Como se ha descrito anteriormente, el transistor 110 se enciende y apaga repetidas veces, y se lleva a cabo un control de voltaje constante.

Se describen generadores que tienen el RAV, por ejemplo, en los documentos de patente 1, 2, 3, 4 y análogos.

Documento de Patente 1: Solicitud de patente japonesa publicada número 8-140400

Documento de Patente 2: Patente japonesa número 2996574

Documento de Patente 3: Patente japonesa número 3043566

Documento de Patente 4: Solicitud de patente japonesa publicada número 3-253300

Resumen de la invención Problema técnico Dado que el generador RAV convencional tiene una configuración simple, el generador RAV se ha difundido ampliamente y puede obtener buenas características de voltaje constante en particular en una carga de factor de potencia alta. Sin embargo, en un caso de carga de factor de potencia baja, un voltaje cambia en gran medida por magnetización y desmagnetización. En particular, cuando una carga de avance de fase está conectada al generador, se genera una fuerza electromotriz en el devanado de campo 102 por un flujo magnético producido por una corriente de avance de fase que fluye en el devanado de generador 103, y la fuerza electromotriz es rectificada por el diodo volante, convertida en una corriente que tiene la misma fase que la de una corriente de campo, incrementa un flujo

de campo magnético (magnetización) , e incrementa un voltaje de salida.

Cuando el voltaje de salida excede de un valor de voltaje deseado, el transistor 110 lo mantiene apagado, y se para un accionamiento de campo ejecutado por el devanado de excitación 104. Sin embargo, si la carga de avance de fase tiene una capacidad grande, entonces el devanado de campo 102 es excitado de forma continua solamente por una corriente generada en el devanado de campo 102 por corriente de avance de fase. Como se ha descrito anteriormente, dado que la corriente generada en el devanado de campo 102 incrementa también el voltaje a través del condensador de filtrado 113, hay posibilidad de que el condensador de filtrado 113 experimente un voltaje excesivo. Así, es deseable una solución del problema.

Para suprimir un aumento del voltaje de salida producido por la carga de avance de fase, en una técnica convencional descrita en el documento de Patente 4, el RAV está provisto de una función de supresión de magnetización, y un flujo magnético generado en el devanado de campo es disminuido por la carga de avance de fase que hace circular una corriente en una dirección inversa a una dirección de una corriente que fluye al devanado de campo.

Sin embargo, el tiempo en el que la corriente de dirección inversa fluye en el devanado de campo puede coincidir con el tiempo en el que una corriente de accionamiento de campo se hace fluir por una señal PWM (señal de tiempo de un control de trabajo de tiempo de encendido del transistor 110) . En este caso, dado que la corriente de campo no puede ser cancelada por la corriente de dirección inversa y por ello el efecto de suprimir un aumento del voltaje de salida es pequeño, éste es un problema a resolver.

Una fase de la fuerza electromotriz generada en el devanado de campo se determina por fases mecánicas del rotor y un estator, una capacitancia electrostática de la carga, inductancias del rotor y el estator y análogos. Se supone típicamente, una carga general de avance de fase, y el rotor se monta en el estator alineando la fase del rotor con la fase del estator de modo que el tiempo en el que se obtenga una señal de accionamiento del transistor 110 no coincida con el tiempo en el que la corriente de dirección inversa se haga fluir. Sin embargo, cuando se conecta una carga de avance de fase supuesta, no se puede cancelar una corriente generada por la carga de avance de fase que incrementa la corriente de campo.

Para resolver dicho problema, un objeto de la invención es proporcionar un aparato de control de salida de un generador capaz de suprimir un aumento de un voltaje de salida cuando una carga de avance de fase está conectada al generador.

Solución del problema La presente invención tiene una primera característica que consiste en un aparato de control de salida de un generador incluyendo un devanado de generador y un devanado de excitación enrollado alrededor de un lado de estator, un devanado de campo enrollado alrededor de un rotor girado por una fuente de accionamiento, un rectificador para rectificar una corriente generada por el devanado de excitación, un condensador de filtrado para alisar una corriente de salida del rectificador e introducir la corriente de salida alisada al devanado de campo, un primer dispositivo de conmutación conectado al devanado de campo y controlado por PWM para converger un voltaje de salida del devanado de generador a un voltaje deseado, y un diodo volante conectado al devanado de campo, incluyendo el aparato de control de salida de un generador un segundo dispositivo de conmutación conectado en paralelo al diodo volante y movido en una fase inversa a una fase de la señal de accionamiento controlada por PWM; una unidad de supervisión de relación de trabajo que determina si una relación de trabajo de una señal de accionamiento del primer dispositivo de conmutación es igual o mayor que una relación de trabajo de referencia; y una unidad de extensión de ciclo de salida PWM que prolonga un ciclo de salida de la... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de control de salida de un generador (100) incluyendo un devanado de generador (103) y un devanado de excitación (104) enrollado alrededor de un lado de estator, un devanado de campo (105) enrollado alrededor de 5 un rotor (105) que se hace girar por una fuente de accionamiento, un rectificador (108) para rectificar una corriente generada por el devanado de excitación (104) , un condensador de filtrado (113) para alisar una corriente de salida del rectificador (108) e introducir la corriente de salida alisada al devanado de campo (102) , un primer dispositivo de conmutación (110) conectado al devanado de campo (102) y controlado por PWM para hacer converger un voltaje de salida del devanado de generador (103) a un voltaje deseado, y un diodo volante (112) conectado al devanado de campo (102) , incluyendo el aparato de control de salida de un generador (100) :

un segundo dispositivo de conmutación (10) conectado en paralelo al diodo volante (112) y movido en una fase inversa a una fase de la señal de accionamiento controlada por PWM, caracterizado porque el aparato de control de salida de un generador (100) incluye además:

una unidad de supervisión de relación de trabajo (1) que determina si una relación de trabajo de una señal de accionamiento del primer dispositivo de conmutación (110) es igual o mayor que una relación de trabajo de referencia; y una unidad de extensión de ciclo de salida PWM (2) que prolonga un ciclo de salida de la señal de accionamiento cuando la unidad de supervisión de relación de trabajo (1) determina que una relación de trabajo de la señal de accionamiento no es igual o mayor que la relación de trabajo de referencia de modo que dicho ciclo de salida de la señal de accionamiento sea más largo que el ciclo de salida de la señal de accionamiento cuando la unidad de supervisión de relación de trabajo (1) determine que la relación de trabajo de la señal de accionamiento es igual o mayor que la relación de trabajo de referencia.

2. El aparato de control de salida de un generador según la reivindicación 1, donde la unidad de extensión de ciclo de salida PWM (2) incluye una unidad de adelgazamiento de señal de accionamiento (2) que prolonga el ciclo de 30 salida de la señal de accionamiento prohibiendo la salida de la señal de accionamiento a intervalos predeterminados.