一种内燃机发电机及其一机两用控制方法与流程

本发明涉及电动机发电机控制技术领域,具体地说是一种内燃机发电机及其一机两用控制方法。

背景技术：

传统内燃机发电机的启动是通过蓄电池先为启动电机提供电能，启动电机轴端的小齿轮转动带动内燃机的大齿盘转动，大齿盘转动带动内燃机活塞工作，活塞工作吸入燃油燃烧，内燃机启动，动力输出轴输出动力带动与动力输出轴连接的发电机转动向外输出电力。此种结构的内燃机发电机必须具备启动发动机用于启动内燃机，内燃机工作后再带动发电机发电，存在的不足是，结构复杂，启动电机相对于发电机来说体积虽小，工作耗电流很大，所以必须是有刷电动机，而且还须一套充电控制系统。由于力矩很大，尚须一套齿轮变速系统。造成的后果是频繁启动内燃机易造成小齿轮容易损坏，大电流工作电机转子的换向器容易烧蚀损坏，故障多维修频繁整体影响了内燃机发电机的工作效率和使用寿命……

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种内燃机发电机及其一机两用控制方法。

本发明的目的是按以下方式实现的，一种内燃机发电机及其一机两用控制方法，其结构包括内燃机、无刷永磁电机和多功能控制器，无刷永磁电机与内燃机的动力输出轴连接，多功能控制器通过导线与无刷永磁电机定子绕组连接，对内燃机启动和无刷永磁电机发电输出控制。

无刷永磁电机定子设置主绕组和副绕组与多功能控制器连接，多功能控制器是由发电控制器a和内燃机启动控制器b组成，其中，主绕组的三根引线与发电控制器a连接，副绕组的三根引线与内燃机启动控制器b连接，副绕组是主绕组的中间抽头或是与主绕组端头接。

发电控制器a是由整流器zl,三相桥开关电源电路dy，单片机mcu2，场效应管dk1-dk4，电容c1-c2和电感l组成，其中，整流器的1-3脚与无刷永磁电机定子的主绕组三根引线连接，整流器的4-5脚分别为正负极输出，正极输出分别连接电容c1的正极；串接单相桥开关电源电路dy接单片机mcu2的1脚；并接场效应管dk1、dk2的3脚，dk3、dk4的2脚和电容c1的负极并接整流器的负极输出，单片机mcu2的2-5脚分别接场效应管dk1-dk4的1脚，场效应管dk1-dk3的3脚并接与场效应管dk2-dk2的3脚并接再串电感l组成单相交流电输出，单相交流电输出端并接滤波电容c2。

内燃机启动控制器b是由场效应管sk1-sk6、单片机mcu1、按钮开关an、电容c3、电能存储器e和充电模块cd组成，其中，场效应管sk1-sk3的2脚、单片机mcu1的10脚、电容c3的负极、电能存储器e的负极和充电模块cd的1脚并接整流器zl的负极输出，场效应管sk1-sk3的1脚分别于单片机mcu1的1-3脚连接，场效应管sk4-sk6的1脚分别连接单片机mcu1的4-6脚，场效应管sk4-sk6的1脚与单片机mcu1的7脚、电容c3的正极,电能存储器e的正极和充电模块cd的3脚并接，场效应管sk1-sk3的3脚分别与场效应管sk4-sk6的2脚并接后接无刷永磁电机定子的副绕组的三根引线连接。

所述的一种内燃机发电机及其一机两用控制方法，电能存储器e是电容蓄电器。

具体一机两用控制方法如下，内燃机启动时，按下按钮开关an，单片机mcu1开启启动程序信号，按照三相换向内燃机启动控制器b中的电能存储器e向无刷永磁电机定子输入启动电流，无刷永磁电机定子按单片机mcu1定制的磁场顺序旋转顺序运行，无刷永磁电机做电动机使用，当无刷永磁电机转子转动带动内燃机旋转到最低启动转速后，单片机mcu1停止工作，无刷永磁电机自动转换成发电机进入发电状态，发电机发出的电力经定子主绕组引线接入发电控制器a的整流器zl，把不稳定不规则的交流电变成直流电输出，单片机mcu2按照设定的衡频恒压载波调制信号三相桥开关电源电路dy提供信号，让三相桥开关电源电路dy按照制定的工作模式运行把整流器zl输出的直流电转换成交流载波电流，再经lc整形滤波电路，最后得到稳频稳压的高品质交流电输出，在发电机向外输出高品质稳频稳压电能，电能存储器e为发电控制器a下次启动内燃机提供电能。

本发明的有益效果是：降低内燃机发电机的整机造价，降低事故率，减少维修成本，提高发电机使用效率，因为发电机与电动机是通过控制器转换的一机多用，启动电流小，启动扭矩大，不需变速装置，杜绝了因启动电机损坏而产生的故障，电能存储器采用电容储能，淘汰传统的蓄电池储能，是内燃机发电机永远不用更换电池，由于电容长时间储能损耗小，所以不用担心内燃发电机及长时间不用而无法启动，传统内燃机发电机功率越大，外挂蓄电池越重，少则几十公斤，多则几百公斤，没有了传统蓄电池组的外挂降低了内燃机发电机的整机重量，因此彻底杜绝了内燃机使用传统蓄电池造成的环境污染和存储运输造成的麻烦等等。

附图说明

图1是多功能无刷永磁电机控制器的电路原理框图；

图2是多功能无刷永磁电机控制器的电路原理图。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的一种无专用启动电机的一种内燃机发电机及其一机两用控制方法作以下详细地说明。

一种内燃机发电机及其一机两用控制方法，其结构包括内燃机、无刷永磁电机和多功能控制器，无刷永磁电机与内燃机的动力输出轴连接，多功能控制器通过导线与无刷永磁电机定子绕组连接，对内燃机启动和无刷永磁电机发电输出控制。

无刷永磁电机定子设置主绕组和副绕组与多功能控制器连接，多功能控制器是由发电控制器a和内燃机启动控制器b组成，其中，主绕组的三根引线与发电控制器a连接，副绕组的三根引线与内燃机启动控制器b连接，副绕组是主绕组的中间抽头或是与主绕组端头接。

发电控制器a是由整流器zl,三相桥开关电源电路dy，单片机mcu2，场效应管dk1-dk4，电容c1-c2和电感l组成，其中，整流器的1-3脚与无刷永磁电机定子的主绕组三根引线连接，整流器的4-5脚分别为正负极输出，正极输出分别连接电容c1的正极；串接三相桥开关电源电路dy接单片机mcu2的1脚；并接场效应管dk1、dk2的3脚，dk3、dk4的2脚和电容c1的负极并接整流器的负极输出，单片机mcu2的2-5脚分别接场效应管dk1-dk4的1脚，场效应管dk1-dk3的3脚并接与场效应管dk2-dk2的3脚并接再串电感l组成单相交流电输出，单相交流电输出端并接滤波电容c2。

内燃机启动控制器b，由场效应管sk1-sk6、单片机mcu1、按钮开关an、电容c3、电能存储器e和充电模块cd组成，其中，场效应管sk1-sk3的2脚、单片机mcu1的10脚、电容c3的负极、电能存储器e的负极和充电模块cd的1脚并接整流器zl的负极输出，场效应管sk1-sk3的1脚分别于单片机mcu1的1-3脚连接，场效应管sk4-sk6的1脚分别连接单片机mcu1的4-6脚，场效应管sk4-sk6的1脚与单片机mcu1的7脚、电容c3的正极,电能存储器e的正极和充电模块cd的3脚并接，场效应管sk1-sk3的3脚分别与场效应管sk4-sk6的2脚并接后接无刷永磁电机定子的副绕组的三根引线连接，按钮开关an连接单片机mcu1的8-9脚，充电模块的2脚接整流器zl的正极输出。

电能存储器e是电容蓄电器。

实施例

本发明的一种内燃机发电机及其一机两用控制方法，具体控制步骤如下，内燃机启动时，按下按钮开关an，单片机mcu1开启启动程序信号，按照三相换向内燃机启动控制器b中的电能存储器e向无刷永磁电机定子输入启动电流，无刷永磁电机定子按单片机mcu1定制的磁场顺序旋转顺序运行，无刷永磁电机做电动机使用，当无刷永磁电机转子转动带动内燃机旋转到最低启动转速后，单片机mcu1停止工作，无刷永磁电机自动转换成发电机进入发电状态，发电机发出的电力经定子主绕组引线接入发电控制器a的整流器zl，把不稳定不规则的交流电变成直流电输出，单片机mcu2按照设定的衡频恒压载波调制信号三相桥开关电源电路dy提供信号，让三相桥开关电源电路dy按照制定的工作模式运行把整流器zl输出的直流电转换成交流载波电流，再经lc整形滤波电路，最后得到稳频稳压的高品质交流电输出，只要动力机能空载或滿载运行几分钟，通过自感或互感的一根导线即可充足，电能存储器e为发电控制器a下次启动内燃机提供电能。此种方案是物理储能，极其简单，效率极高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的公知技术。