用于内燃机逆变发电机带电启动功能的逆变器装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于燃烧发动机的起动的技术领域，具体是涉及一种用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置及方法。
【背景技术】
[0002]如图1所示，现有采用逆变器技术的通用内燃机发电机一般为:内燃发动机带动永磁发电机I转动，该永磁发电机产生中频的三相交流电，经三相半控桥2整流成高压直流电，同时三相半控桥能限制输出的高压直流电的幅度值，避免电压过高给后面功率器件带来损害，将上述高压直流电输入储能电容3，再经后面连接的全桥逆变电路4、滤波电路5将该高压直流电逆变成50Hz或60Hz的正弦波交流电，以供给通用电器使用，内燃机发电机电启动一般采用12V直流串激电动机通过减速齿轮带动内燃机曲轴转动，达到启动内燃机的目的，这种方式需要另配12V电动机，减速齿轮，齿轮分离机构等，机械结构复杂笨重。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置及方法，该用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置通过设置有电机驱动电路，在内燃机启动之前，利用永磁电机逆向使用成为永磁无刷电动机，通过电机驱动单元给永磁无刷电动机三相输出端输入合适的三相交流电即可驱动该永磁无刷电动机转动，可带动与之相联的内燃机转动，达到电启动内燃机的目的，内燃机启动后，内燃机驱动永磁电机转动将机械能转换为电能，通过整流、逆变、滤波，输出50或60HZ的交流电压。
[0004]为了达到上述目的，一种用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置，包括与永磁电机依次连接的电机驱动单元、储能单元、逆变单元和低通滤波单元，
所述电机驱动单元，用于连接直流电源驱动永磁电机转动和用于将永磁电机在发电状态下输出的交流电整流成直流电；
所述储能单元，用于将整流后的直流电的交流成分滤除，变为平滑的直流电；
所述逆变单元，用于将直流电压逆变为交流电压；
所述低通滤波单元，用于将上述交流电的高频成分滤除，还原为50HZ或者60HZ的交流电输出。
[0005]进一步，所述电机驱动单元和储能单元之间设置有直流正母线和直流负母线，所述电机驱动单元包括整流电路和由不少于3对IGBT管或者MOSFET管组组成的电启动电路，永磁电机每一相输出端连接有I对IGBT管或者MOSFET管，I个IGBT管或者MOSFET管的另一端连接在直流正母线，另I个IGBT管或者MOSFET管的另一端连接在直流负母线上。
[0006]进一步，所述整流电路和电启动电路设置为同一电路。
[0007]进一步，所述IGBT管的集电极与发射极之间并联设置有二极管或者所述MOSFET管的漏极与源极之间并联设置有二极管
进一步，所述储能单元设置为储能电容，所述储能电容两端外接有直流电源。
[0008]进一步，所述直流电源包括直流电瓶、与直流电瓶连接的升压型DC/DC转换器和设置在升压型DC/DC转换器和储能电容之间的二极管I，所述二极管I由升压型DC/DC转换器至储能电容方向导通。
[0009]进一步，所述储能单元和所述逆变单元之间设置有DC-DC电压变换单元和储能电容I。
[0010]进一步，所述DC-DC电压变换单元包括MOSFET管、串联设置在直流正母线或直流负母线上的电感器和二极管II，所述MOSFET管的漏极或者源极连接在电感器和二极管II之间，所述储能电容I连接在二极管II的输出端。
[0011]本发明开还公开了一种用于内燃发电机逆变发电的启动方法，其步骤如下:
1)直流电源连接在储能电容两端；
2)MCU控制IGBT管组或者MOSFET管组顺序导通，把直流电源输出的直流电压逆变为多相交流电压，用于驱动永磁电机转动，带动内燃机启动；
3)内燃机转动后，带动永磁电机转动发电，内燃机气缸内混合气体被点燃后转速急剧升高，MCU通过检测永磁电机输出的中频交流电压频率，计算到内燃机转速达到规定值时，停止启动IGBT管组或者MOSFET管组，再驱动逆变电路、滤波电路工作。
[0012]进一步，在步骤3)中，永磁电机输出的中频交流电压，经过IGBT管组或者MOSFET管组全桥整流，整流后的直流电输入到储能电容I存储，通过DC-DC电压变换电路单元来获得适合而幅值稳定的电压，直流电压经过逆变全桥斩波，由低通滤波器过滤成50Hz或60Hz的交流电输出。
[0013]本发明的有益效果在于:
本发明用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置通过内燃机驱动永磁电机转动作为机械能转换为电能的装置，同时利用永磁电机逆向使用成为永磁无刷电动机，通过给该永磁无刷电动机三相输出端输入合适的三相交流电即可驱动该永磁无刷电动机转动，可带动与之相联的内燃机转动，达到完成电启动内燃机的目的。
【附图说明】
[0014]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
图1为现有的内燃发电机逆变器装置的电路布置图；
图2为本发明用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置的原理图；
图3为发明用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置第一种实施方式的电路图；
图4为图3的MOSFET管组并列二极管的电路图；
图5为发明用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置第二种实施方式的电路图；
图6为第二种DC-DC电压变换实施电路图。
[0015]附图标记:1-永磁电机；2_半控桥整流电路；3_储能单元；4_逆变单元；5-低通滤波单元；6_电机驱动单元；7_直流电瓶；8_直流电源；9_储能电容I ;10-DC-DC电压变换单元；I1-1GBT 管；12-DC-DC 转换器;13- 二极管 I ;14_ 二极管；15_M0SFET 管。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0017]如图2所示为本发明用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置的原理图；本发明一种用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置，包括与永磁电机I依次连接的电机驱动单元6、储能单元3、逆变单元4和低通滤波单元5，
所述电机驱动单元6，用于连接直流电源驱动永磁电机转动和用于将永磁电机在发电状态下输出的交流电压整流成直流电压；
所述储能单元3，用于滤波；
所述逆变单元4，用于将直流电压逆变为交流电压；
所述低通滤波单元5，用于将交流电压过滤成50HZ或者60HZ的交流电压输出。
[0018]本实施例在内燃机启动之前，利用永磁电机逆向使用成为永磁无刷电动机，通过电机驱动单元给永磁无刷电动机三相输出端输入合适的三相交流电即可驱动该永磁无刷电动机转动，可带动与之相联的内燃机转动，达到电启动内燃机的目的，内燃机转动后，内燃机驱动永磁电机转动作为机械能转换为电能，通过整流、逆变、滤波，输出50或60HZ的交流电压，完成逆变发电。
[0019]如图3所示为发明用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置第一种实施方式的电路图；如图5所示为发明用于内燃机逆变发电机的带电启动功能的逆变器装置第二种实施方式的电路图；进一步，所述电机驱动单元6和储能单元3之间设置有直流正母线和直流负母线，所述电机驱动单元6包括整流电路和由不少于3对IGBT管组或者MOSFET管组组成的电启动电路，永磁电机I每一相输出端连接有I对IGBT管11或者MOSFET管15，I个IGBTll管或者MOSFET管15的另一端连接在直流正母线，另I个IGBT管11或者MOSFET管15的另一端连接在直流负母线上，在每一对IGBT管或者MOSFET管中，第一只IGBT管的发射极或者MOSFET管的源极与第二只IGBT管的集电极或者MOSFET管的漏极相连，该连接点再与永磁电机的一相输出端连接，第一只IGBT管的集电极或者MOSFET管的漏极连接在直流正母线，第二只IGBT管的发射极或者MOSFET管的源极连接在直流负母线上，永磁电机有几相输出端均要如上述连接几对IGBT管或者MOSFET管，该结构有利于直流电压逆变为交流电压，方便通过电机驱动电路给永磁无刷电动机三相输出端输入合适的三相交流电即可驱动该永磁无