Ac发电系统的制作方法

专利名称：Ac发电系统的制作方法
技术领域：
本公开内容涉及发电机，更具体地，涉及和可变速度动力源一起使用的交流(AC) 发电机。
背景技术：
需要从具有可变速度的能量源来可行且一致地产生AC电力。通常，当处理具有可 变输出速度的能量源时，传统解决方案是将该能量源联接至DC发电机，因为使用本领域技 术人员已知的技术，DC电流更容易被标准化为恒定的电压。但是，DC电力系统具有若干缺点，与可比较的AC电力系统相比，DC电力系统正常 在相对较低的电压下运行。因此，DC系统需要较大的标准配线，并且平均来看部件也比同等 AC部件要大且贵。尽管有可能通过对DC电压进行电子升压并随后人工斩波该电压以产生 伪AC正弦波，从而将DC电流转换为AC电流，但是这种解决方案是有问题的，因为需要复杂 的电控制系统以产生伪AC正弦波输出，并且在所需电压转化和电压斩波中发生效率损失。因此，存在能将可变速度动力源转换为可靠的AC电流的需要。

发明内容
本公开内容涉及一种联接至可变速度动力源的AC发电机系统，该AC发电机系统 利用具有适当控制装置的可变速度变速器，以将该可变速度动力源转换为基本恒定的速 度，该恒定速度能被输入至标准AC发电机，以产生基本恒定频率的AC电流。在另一种形式中，本公开内容涉及一种车载AC发电机系统，其中该车辆包括联接 至连续可变变速器的可变速度原动机动力源，该连续可变变速器在有限范围内本质上具有 无限数量的可用传动比。连续可变变速器被联接至AC发电机，且该连续可变变速器受控以 产生基本恒定的输出速度。


图1是本公开内容的系统的一个实施方式的示意图，该示意图描绘了一种联接至 AC发电机系统的车用原动机。图2是图1中描绘的系统的一个替代实施方式的示意图，该示意图包括替代的控 制。图3是图1和图2中描绘的系统的一个替代实施方式的示意图，该示意图描绘了 替代的控制信号。图4是动力输出器(PT0)放大的纵向部分剖视图。
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图5是车辆的局部俯视平面图，AC发电系统(根据本公开内容)安装在该车辆中。图6是图5中的可变直径带轮驱动器(VDPD)的俯视平面图，该VDPD被描绘在最 低挡位中。图7是图5中图示的可变直径带轮驱动器(VDPD)的俯视平面图，该VDPD被描绘 在最高挡位中。图8是本公开内容的一个实施方式的示意图，该示意图描绘了一种由可变速度动 力源产生恒定AC电力的系统。
具体实施例方式为了促进对本发明原理的理解的目的，现在将参考本发明某些实施方式，并将使 用具体语言来描述这些实施方式。然而，要理解的是，因此没有意图对本发明的范围加以限 制，本发明所涉及领域的技术人员正常将会想到本文所述原理的这些变更，进一步的变型 和进一步的应用。本公开内容包括若干实施方式，这些实施方式涉及将易于获得的高度商业化发展 的且相对便宜的AC发电机应用至车辆，取代先前应用于这种车辆的过于复杂的DC发电机 和逆变器。以下所述的和图1-图8中所描绘的元件允许以与使用方便且安全的重型发电 一致的方式实现这一点。在更一般的意义上，本公开内容涉及通过连续可变变速器将AC发电机联接至非 恒定速度动力源，该连续可变变速器受控以将动力源的非恒定速度转换为AC发电机的基 本恒定速度。图1-图3示出了车辆系统100，101和102，其中结合了 AC发电系统。现有车辆部 件被参考线A示出，以便区分于AC发电机配件。包括在现有车辆部件中的是车辆系统100， 101或102。现有车辆部件还包括车架，该车架在图1-图3中未被示出，但在图5中被部分 示出。车辆系统100，101和102(简称“车辆”，如本文引用的那样)可包含不同类型的动力 运输工具，包括陆上交通工具，例如小型或大型卡车或公共汽车，水上交通工具，例如小艇 或船只，甚至空中交通工具，例如飞机。除了其它部件，车辆系统100，101和102包括发动机 30，该发动机通过主机械输出34联接至变速器40。这些部件作为车辆系统100，101和102 的原动机起作用。应当注意的是，虽然图1-图3描述了将AC发电系统结合到先前存在的 车辆中，该车辆很可能包括用于发电的独立系统，但是本文的公开内容并不限制成这样。预 见到的是，本文公开的系统可作为原始车辆设计的一部分结合入车辆中，使用所公开的AC 发电系统提供了额外的发电能力，或者代替了所有其它发电系统。发动机30可为任一种类的原动机，包括火花点燃式汽油发动机、或天然气燃料发 动机、或压燃式柴油发动机。对本领域技术人员应当是显而易见的是，可包括提供机械输出 的其它形式的原动机。相似地，变速器40可为任一种类的变速器，但在本文中作为提供了 可旋转输出轴48的自动变速器示出，该自动变速器可联接至本领域众所周知的差速器(未 示出)。变速器40优选包括提供附加动力输出器装置(PT0) 60，附加动力输出器60是6级 的标准特征，超过卡车变速器。但是如本文所述，并不需要PT060的使用。仍然大体上参考图1-图3，总地标示为AC发电机系统105，106和107的AC发电 机系统包括为特定应用选自各种尺寸和制造商的AC发电机160。以千瓦来测量输出，已经发现5千瓦至15千瓦的发电机容易被容纳在车内，如下所述，但是更大的发电机可以通过适当的变型被容纳。对本领域技术人员应该是显而易见的是，许多其它AC发电机能够应用 于这种目，包括三相AC发电机。AC发电机的优点之一是相对于市场上标准逆变器产生的修 改的正弦波或伪正弦波，它产生的正弦波复制了由公共电力设施所产生的正弦波。AC发电 机的特征还为，它们非常强且容易处理在许多商业活动中可能经历的连续高电流负载。在所示实施方式中，AC发电机160被置于车辆中，位于原动机所用隔间的外侧，该 原动机由发动机30和变速器40组成，稍后将详细描述。但是，应当注意的是，AC发电机160 可被结合在几乎任何地方，如果空间允许，或者如果公开的系统被结合在原始车辆设计中， 则可以包括在原动机的隔间内。当参考图1-图3中的部件时，在全部图1-图7中相同的附图标记用于提及执行 相似功能的部件。但是，应该意识到的是，在各种实施方式中标记着相同附图标记的某些部 件之间可能存在适当的变型。仍然参考图1-图3，AC发电机系统105，106和107在PTO 60和齿轮箱110处被 联接至原动机(发动机30和变速器40)。齿轮箱110在来自PTO 60的输出64处被联接至 PTO 60。齿轮箱110可为具有1 1比率的被动齿轮箱，或者可为增速齿轮箱或减速齿轮 箱，如稍后描述的。在一些实施方式中，PTO 60可执行齿轮箱110的功能，允许省略齿轮箱 110。PTO 60使用螺线管116与变速器40和输出46选择性地接合或分离。螺线管116 的类型是缺少电信号时被偏置至脱离位置，然后当电信号通过线175被发送至螺线管116 时，螺线管116被驱使至接合位置。通过线175给螺线管116中的线圈通电，导致PTO 60 联接至输出46。未通电状态中的螺线管116会保留PTO 60不联接。线175将螺线管116 连接至监测和控制接口 170，接口 170使得螺线管116能够接合，因此使得能够进行PT060 和AC发电机系统105，106或107的机械操作，只有当如本文所述的一些条件存在时。虽然AC发电机系统105，106和107的机械输入被示为来自于PT060，但是替代的 机械输入也可从任何方便的发动机输出得到，该输出包括分置变速器的主输出，辅助齿轮 箱，辅助带驱动器等等。齿轮箱110通过输出114被联接至可变直径带轮驱动器(VDPD) 120。VDPD 120在 图5至图7中被进一步详细描述，并也是本领域众所周知的Reeves驱动器。一般来说，应 当注意的是，可变直径带轮驱动器或Reeves驱动器，如本领域技术人员所知，被用于将固 定输入速度转换为可变输出速度。例如，Reeves驱动器已经被用来控制可变速并木工车床 的转速。但是，在本申请中，可变直径带轮驱动器或Reeves驱动器被用于相反方向，也就是 说，输入速度不同，但输出速度被驱动器控制为基本恒定，如本文所述的那样。VDPD 120，如以下进一步详细描述的那样，包括两个V型带轮，这两个带轮垂直于 它们旋转轴线分开，一个V型带运行在它们之间。通过将一个带轮的两个部分移动得更加 靠近在一起，且将另一个带轮的两个部分分得更开，从而改变传动比。由于带的V形截面， 这导致了带在一个带轮上走得更高，在另一个带轮上走得更低。这样做改变了带轮的有效 直径，该有效直径的改变能够改变总的传动比。带轮之间的距离不改变，带的长度也不改 变，所以改变传动比意味着必须调整带轮(一个更大，另一个更小)，同时保持带上适当的 张力。
如图1至图3和图5至图7所述，VDPD 120的操作一般是一个V型带轮处于恒定 力下，例如，通过弹簧，而另一个V型带轮被控制至设定位置。施加至第一 V型带轮的恒定 力导致V型带移动至由第二 V型带轮中的空隙指示的适当位置。如下所述，通过如上所述 那样控制两个V型带轮中的一个的定位，VDPD 120的有效传动比被线性致动器130控制。 致动器130的线性位置被位置控制器140控制，该控制器通过线136接收来自位置传感器 132的反馈。位置控制器140基于设定点142控制线性致动器130的定位，该设定点通过线 144从速度控制器150输入，如下所述的。致动器130可为本领域技术人员已知的可调整VDPD 120的任何形式，包括气动致 动器，液压致动器，线性电机和机电致动器。由于每个不同类型的致动器具有不同的控制方法和系统，应当理解的是，无论控制方法或系统是否适当，都旨在被本文覆盖，且本文描述 的任何无关元件都不是需要的元件。
此时的优选实施方式是气动隔膜线性致动器，如以下更全面的描述的那样，并如 图5所示。在气动隔膜线性致动器的情况下，位置传感器132和/或位置控制器140可直 接与致动器130结合。特别地，在这个实施方式中，线136是作用在隔膜一侧上的从3psi 变化至15psi的气动控制信号。隔膜的另一侧具有施加在其上的大约40psi至60psi的工 作压力。3psi至15psi的控制信号被提供给定位器，该定位器使用力平衡装置以“放大”控 制信号。“放大”的控制信号被隔膜上的工作压力平衡。隔膜的移动导致增加或减少工作压 力气流的流量，其移动了致动器130的位置。因此，应当理解的是，位置传感器132和/或 位置控制器140以及线134和136被包括在本文中，用于可能需要额外部件以控制致动器 130的系统，但这些部件单独而言并不是必需的。致动器130的功能是响应控制致动器130 实际位置的设定点142，这控制VDPD 120的有效传动比。如以下更详细描述的，设定点142 反映了在输出126处产生需要转速所需的位置。AC发电机160具有机械输入161，该机械输入适于接收来自VDPD120的输出126的 可旋转输入。输入161通过诸如连接件163的适当机械连接件被联接至VDPD 120。在图5 至图7中所示的实施方式中，利用了直接机械联接。机械连接的实际形式部分取决于可用 于安装AC发电机系统106的空间。对机械输入161进行机械连接的一些可能方法是联接 至输出126，包括本领域众所周知的直接驱动轴，偏置驱动轴，带和带轮或齿轮箱。AC发电机160产生的AC电流频率取决于机械输入161旋转的速度。在输入161 处的转速的变化将关联于AC发电机160产生的电流频率的变化。在所示实施方式中，VDPD 120通过PTO 60和齿轮箱110将来自发动机130和变速器40的可变速度转换为在输出126 处的基本固定的速度。在输出126处的基本固定的速度被控制，以产生所需的电流频率。齿 轮箱110和VDPD 120两者的实际比率被选择，以匹配AC发电机160的最佳RPM条件，从而 在发动机30和/或变速器40的整个操作速度上产生所需频率。这通过选择VDPD 120中 带轮的直径和齿轮箱110中的传动比从而获得所需RPM来加以实现。一般来说，产生需要频率的AC发电机160的最佳转速是频率的倍数。例如，60Hz 的AC发电机通常产生1800RPM或3600RPM的最佳转速。相似地，对于50Hz的AC发电机来 说，最佳输入速度通常为1500RPM或3000RPM。在任何情况下，除了用于特定AC发电机的实 际最佳转速，各种部件的传动比，特别是齿轮箱110和VDPD 120，是通过比较最佳转速与车 辆系统100的预期操作特性来确定。最佳转速与车辆系统100产生的预期速度范围比较，该车辆系统包括发动机30和变速器40。在优选实施方式中，变速器40的输出在700RPM至2400RPM之间变化，平均约为 1550RPM。该优选实施方式使用3600RPM的发电机，以产生60Hz的AC电流。因此，在该优选 实施方式中，齿轮箱110具有2 1传输比，以有效地使输出114处的速度和输出64相比是 其两倍。VDPD120具有2. 6的高端传动比和0. 75的低端传动比。这种布置允许齿轮箱110 和VDPD 120将700RPM (在齿轮箱110之后为1400RPM)转换至3600RPM，并还将2400RPM (在 齿轮箱100之后4800RPM)转换至3600RPM。在车辆系统100的预期全操作范围内观察VDPD 120，VDPD 120的有效操作范围在该优选实施方式的全范围内有效地为3. 43。已经发现的 是，对于可变直径带轮驱动器，这是良好性能的可接受的操作范围。大量增加这个范围可能 产生一些系统不稳定性。关于AC发电机160产生的频率的一致性，大部分电气设备许可在频率上的一些波 动。例如，在美国，UL2200容许在60Hz系统(或50Hz至68Hz)中的负-IOHz至+8Hz的变 化。作为另一个实例，利用50Hz标准的许多标准容许正负6Hz (或44Hz至56Hz)的变化。 其它国家具有相似范围的可允许频率，大多数电气设备被设计为无损或无故障容纳。因此， AC发电机160的输入速度极可能经历一些波动，而不会不利地影响与其连接的设备。在任 何情况下，在产生频率中可允许波动量最终取决于与其连接的设备允许的范围。AC发电机160的频率输出由频率传感器162监测。频率传感器162可结合在AC 发电机160的电路内，或者频率传感器162可为分置的。在任何情况下，频率传感器162探 测由AC发电机160产生的电流的频率。速度控制器150包括频率设定点154。频率设定点154正常设定在欧洲标准电子 设备的50Hz，或美国标准电子设备的60Hz。但是，频率设定点154为了特定应用可为任何 所需频率。应当注意的是，频率设定点154可为带有两个任选项的注册表控制(registry control)形式。一个选项是50Hz，且另一个选项是60Hz，以符合欧洲和美国的标准。或者 替代地，频率设定点154可被预编程在50Hz或60Hz。还应当预期的是，频率设定点154可 在一定范围内调整，例如通过速度电位器或其它形式的可变输入。AC发电机160的电输出通过断路器166被联接至输出168。在一个实施方式中，输 出168是以电插座的形式，该电插座被利用以通过常规插头给其它电气装置提供电力。例 如，在美国常见的120VAC或240VAC插头。在其它实施方式中，输出168可以被直接接线至 结合在车辆内的设备或部件。例如，运输卡车上的高电压制冷系统，或休闲车辆中的设备和 插座。此外，输出168或断路器166也可结合有紧急停止开关和/或过温传感器。断路器 166和输出168都联接至监测和控制接口 170。监测和控制接口 170同时监测车辆系统100，101和102以及AC发电机系统105， 106和107，并包括各种联锁以防止不安全条件下的操作。监测和控制接口 170通过线175 被联接至螺线管116，并当所有其它程控的联锁都被满足时仅给螺线管116通电。监测和 控制接口 170由线177联接至发动机30，并由线176联接至变速器40，且监测发动机30和 变速器40的操作条件。监测和控制接口 170由线173联接至速度控制器150和155，由线 179联接至断路器166并由线178联接至输出168。监测和控制接口 170由线174联接至 AC发电机160。由于频率或电压问题，如果监测和控制接口 170确定AC发电机160的输出 是不安全的，那么监测和控制接口 170触发断路器166以从AC发电机160断开输出168的联接。相似地，如果监测和控制接口 170确定车辆系统100，101或102正在超越其性能范 围操作(例如，发动机30超过最高RPM限制)，那么监测和控制接口 170通过给螺线管116 断电并同时断开断路器166从而断开AC发电机系统105，106或107的联接。还优选包括的是由线171联接至监测和控制接口 170的显示器172。显示器172 可有利地位于操作者附近，可能在车辆的控制舱内，使得操作者接收关于AC发电机160发 电情况的反馈。显示器172还可包括操作者接口，以许可操作者控制AC发电机系统105， 106或107的操作。例如，操作者接口可许可操作者驱动螺线管116，以将PTO 60接合到变 速器40，或者使PTO 60从变速器40脱离(假设所有联锁是许可的)。现在具体参照图1所示的实施方式，速度控制器150从频率传感器162接收AC发 电机160的频率输出的输入。速度控制器150将频率传感器162测量的频率与频率设定点 154比较。这种比较与速度控制器150中的标准控制逻辑联系起来使用，以便经由线144通 过控制位置控制器140的设定点142从而控制VDPD 120在输出126处的转速。控制逻辑 优选为特定系统进行微调，以最小化任何控制波动，同时尽可能快地调整VDPD 120在输出 126处的转速。现在具体参照图2所示的实施方式，描绘了 AC发电机系统106和车辆系统101。 AC发电机系统106包括多个部件，这些部件不同于AC发电机系统105，或者不被包括在AC 发电机系统105中。具体地，VPDP 120和齿轮箱110的联接也包括RPM传感器122，该传感 器探测输出114和/或输入121的转速。RPM传感器122可位于输出114处，输入121处或 这两者之间的任何位置处。RPM传感器122由线152联接至速度控制器150。此外，速度控 制器150包括设定点151。设定点151最初被设定在AC发电机160的最佳转速。AC发电 机系统106中还引入了求和模块156和反馈修整(trim)控制器158，如以下讨论的。反馈 修整控制器158通过线159被另外联接至监测和控制接口 170。速度控制器150将RPM传感器122测量的速度与设定点151比较。这种比较与速 度控制器150中的标准控制逻辑联系起来使用，以便经由线144通过控制位置控制器140 的设定点142从而控制VDPD 120在输出126处的转速。控制逻辑优选为特定系统进行微 调，以最小化任何控制波动，同时尽可能快调整VDPD 120在输出126处的转速。反馈修整控制器158通过线164监测频率传感器162。如图2所示，反馈修整控制 器158与求和模块156联系起来工作，以便通过设定点151调整速度控制器150。反馈修整 控制器158与求和模块156都接收频率设定点154。求和模块156与反馈修整控制器158周期性地监测AC发电机160产生的电流频 率，该频率由频率传感器162探测，并将产生的频率与频率设定点154比较。产生的频率与 频率设定点154之间的差随着时间进行监测，以微调速度控制器150以便更好地产生所需频率。在一个实施方式中，反馈修整控制器158将产生的频率与频率设定点154时常比 较，例如每100毫秒。产生的频率与频率设定点154之间的变化被表示为与该变化成比例 的正或负的数值。这个正或负的数值时常被传送至求和模块156，例如每100毫秒，其中运 行总和用该数值进行更新。求和模块156在更长时段范围内将所有传输的数值在一起求 和，例如30分钟。当达到该更长时段的末端时，求和模块156调整设定点151，将速度控制 器150控制成适当微调速度，使得VDPD 120使AC发电机160更好地产生以频率设定点154表示的所需频率。关于图1和图2所示实施方式之间的不同，图1的特征在于其可为闭环控制的一 个实施方式，其中基于产生电流的频率进行调整以控制AC发电机160的速度。图2所示 实施方式的特征在于其可为带自动修整的前馈控制系统。在这方面，速度控制器150监测 VDPD 120的输入RPM，而不是监测在由VDPD 120进行速度控制之后AC发电机160产生的频率。由图2具体化的控制系统取决于输入121的速度、致动器130的位置和在输出126处产生的速度之间的已知关系。(在输出126处的速度直接相关于产生的频率，该频率实际 上正被控制。)这种关系可由校准测试来建立。迄今的实验表明，虽然存在近似线性关系， 但是在该关系中仍然具有一些非线性特征，该特征表现为是可通过二阶多项式关系进行建 模的。在这方面，利用该已知关系，速度控制器150可被编程，以便基于在输入121处的速 度(其由RPM传感器122测量)来控制在输出126处的速度。在输入速度与输出速度之间 的该已知关系被直接编程在速度控制器150内，如本领域众所周知的那样。现在参照图3所示的实施方式，描绘了 AC发电机系统107和车辆系统102。AC发 电机系统107包括多个额外的特征，这些特征未在以下的AC发电机系统105或106中示出。具体地，车辆系统102包括节气门10和传感器12。节气门10可为本领域技术人 员已知的任何形式。在大多数应用中，节气门10可采用位于车辆舱室中的脚踏板形式。传 感器12关联于节气门10，并探测节气门10的相对位置。在一些实施方式中，传感器12可 为直接联接至节气门10或直接检测节气门10位置的位置传感器形式。在其它实施方式中， 传感器12可连接至附接节气门10的机械连接件(linkage)，且传感器12可位于沿该机械 连接件的任何位置处。在任何情况下，传感器12产生如本领域众所周知的代表节气门10 相对位置的控制信号。在车辆系统102中，发动机30由发动机控制模块(ECM) 20控制，该控制模块通过 线24与发动机30通信。根据发动机的类型和所需的控制参数，发动机控制模块20和发动 机30之间的互联可能变化很大。在大多数情况下，发动机燃料供给系统(未显示)根据 基于发动机操作参数的算法由ECM 20控制，该操作参数例如发动机RPM，所需扭矩，环境温 度，绝对压力，和许多其它变量。结果是ECM 20与发动机30之间的经线24的连通可为双 路连接，其中参数信号被传送至ECM 20，而控制信号被传送至发动机30，如本领域众所周 知的那样。相似地，变速器40具有更复杂的控制，该控制是以变速器控制模块50的形式，该 控制模块与变速器40通过线52互联，并通过线22连接至发动机控制模块20。变速器控制 模块50、ECM 20、发动机30和变速器40都被协调，使得所需电力、燃料经济性和排放水平 的适当平衡被维持，如本领域众所周知的那样。为了促进这种协调，发动机30包括RPM传感器32，该传感器提供了与发动机30正 在转的实际速度相关的参数信号。相似地，变速器40包括RPM传感器42和RPM传感器44， RPM传感器42和RPM传感器44位于该变速器的不同点处以提供额外的参数信号。例如， RPM传感器42位于变速器40的输入处，而RPM传感器44位于输出轴48处。相似地，在所 示实施方式中，PTO 60可任选地包括输出64上的RPM传感器62。多个额外的传感器被包括在AC发电机系统107中，但该额外的传感器未被包括在AC发电机系统105或106中。具体地，RPM传感器62被可任选地包括在输出64上；RPM传感器112被可任选地包括在输出114上；且RPM传感器122被可任选地包括在输入121上。 同样，RPM传感器124被可任选地包括在输入161与输出126之间的适当机械连接件内。频率传感器162通过线164向速度控制器155发送信号。速度控制器155包括频 率设定点154。速度控制器155对控制致动器130位置的设定点142进行控制，以控制由AC发电 机160在输入161处看到的输入速度，该致动器130控制VDPD 120的传动比。并且最终地， 控制由AC发电机160产生的AC电流的频率。为了实现这个目标，速度控制器155接收一 个或更多的下列控制信号传感器12可通过线152a联接至速度控制器155 ；发动机控制模 块20可通过线152b联接至速度控制器155 ；变速器控制模块50可通过线152c联接至速度 控制器155 ；RPM传感器32可通过线152d联接至速度控制器155 ；RPM传感器42可通过线 152e联接至速度控制器155 ；RPM传感器44可通过线152f联接至速度控制器155 ；RPM传 感器62可通过线152g联接至速度控制器155 ；RPM传感器112可通过线152h联接至速度 控制器155 ；RPM传感器122可通过线152i联接至速度控制器155 ；和/或RPM传感器124 可通过线152j联接至速度控制器155。利用上述一个或多个控制信号(包括从152a到152j)，速度控制器155使用适当 算法通过改变设定点142来控制VDPD 120的传动比。采用适当的算法，每个所描述的控制 信号均可关联于AC发电机160产生的频率。当尽可能迅速并精确地调整VDPD 120的传动 比时，速度控制器155优选为特定系统进行微调，以使控制波动最小化。从ECM 20和/或变速器控制模块50将额外类型的信息或数据输入速度控制器 155也是可能的。在这方面，本领域众所周知的是，发动机控制模块20和变速器控制模块 50具有控制程序以控制发动机30和变速器40的操作，例如，确定何时发生换挡，或者控制 燃料空气比率，或者在任何给定时间使用的燃料量。因此，有可能从ECM 20或变速器控制 模块50将控制信号输入至速度控制器155，该控制信号包括来自车辆系统102的对未来速 度的一些预见，这些预见在不访问由ECM 20或变速器控制模块50所利用的控制程序的情 况下，可能无法基于任何其它直接测量来加以预测。还应当设想的是，速度控制器155可直接结合到发动机控制模块20和/或变速器 控制模块50中。与车辆和变速器制造商的讨论已经表明，当前用在车辆内的发动机控制模 块20和/或变速器控制模块50具有足够的容量，好处是执行速度控制器155的功能而无 需额外硬件。但是，车辆制造商已经不愿分享发动机控制模块20和/或变速器控制模块50 的专有操作，而且也不愿对发动机控制模块20或变速器控制模块50进行任何改变。即使 车辆制造商不可能立即将速度控制器155的功能直接结合在现有的控制器模块中作为车 辆系统102，然而应当预期的是，在未来的某时，可能当本文公开的系统被广泛采纳时，车辆 制造商可能将本文讨论的功能结合到已经存在于车辆上的现有部件中，或者使用控制所有 功能的新控制器。在任何情况下，速度控制器155的功能可被结合在任何适当地方。具体关于速度控制器155的功能。速度控制器155执行与先前在AC发电机系统 105和106中公开的速度控制器150相似的功能。在这方面，速度控制器155可基于频率传 感器162产生的信号作为闭环控制系统操作。相反地，速度控制器155可以利用来自以下输 入中任意一个的信号，以前馈控制模式(类似于关于AC发电机系统106所讨论的)进行操作传感器12，ECM 20，RPM传感器32，变速器控制模块50，RPM传感器42，RPM传感器44，RPM传感器62，RPM传感器112，RPM传感器122，和/或RPM传感器124。速度控制器155 利用的实际控制输入将取决于VDPD 120、AC发电机160和作为(多个)输入的(多个)可 用的独立传感器的操作参数而变化。速度控制器155还可结合先前公开在AC发电机系统 106中的修整功能。速度控制器155中利用的实际算法可使用实际系统的经验测试进行开 发，或者可根据已知系统参数进行建模。在一些实施方式中，图1-图3所示的并且在系统100，101和102中具体化的控制 系统，利用标准化计算机网络协议和总线标准控制各个部件并与这些部件通信。例如，一个 实施方式使用CAN总线标准来连通并控制现有车辆部件和AC发电机配件两者。PTO 60被公开为可接合变速器40的输出46并且可与其脱离。图4示出了该特征 的一个实施方式。外壳252被适当机构(未示出)固定至变速器外壳254。外壳252被定 位在变速器的PTO驱动齿轮258之上。输出轴260被适当轴承262和264在外壳252中连 接至输出轴260，输出轴260在平行于变速器40轴线的轴线上。输出轴260的端部从外壳 252延伸并与万向节236连接。输出轴260具有伸长的花键部266，在该花键部上套有正齿 轮268。正齿轮268具有内花键270，该内花键导致正齿轮268与输出轴260 —起旋转，但 许可它从图4显示的固定位置轴向可移位。图4显示的固定位置示出了 AC发电机系统105，106或107从原动机脱离的地方， 其中正齿轮268位于与PTO驱动齿轮258分开的远右位置上。图4还示出当由部分线段 指示的正齿轮268'位于与PTO驱动齿轮258接合的远左位置中时，AC发电机系统105，106 或107与原动机接合的地方。正齿轮268具有整体延伸部272和接收叉276的槽274。叉276被固定至螺线管 116的可移动输出轴278。通过作用抵靠输出轴278上的凸缘284和螺线管116中的端壁 286的弹簧282，螺线管116的输出轴278被偏压至图4显示的其固定位置。螺线管116随 后借助弹簧282将正齿轮268保持在其脱离位置，且当电力由线175施加至螺线管116时， 输出轴278被移位至左侧，如图4所示，从而使正齿轮268与变速器的PTO驱动齿轮258啮 合，以导致输出轴260和万向节236旋转。万向节236联接至如本文所述的AC发电机系统 105，106或107的其它部件。啮合正齿轮268和变速器PTO驱动齿轮258的齿的尺寸和/或数量可按需改变，以 设定PTO 60的传动比。在这方面，2 1的传动比可用这种方法实现而不使用齿轮箱110。应当注意的是，PTO 60的外壳252优选具有带角的外配置，以便清除原动机隔间 的现有壁。这对于需要与由原始设备制造商提供的规定相反的变速器侧取出PTO的应用特 别有利。虽然PTO 60已经被本文描绘并描述为利用可脱离啮合的正齿轮，但是控制PTO 60接合的其它机构是本领域众所周知的。例如，液压动力离合器板的使用是用于接合本领 域众所周知的PTO的系统。现在参照图5，与AC发电机系统105，106或107集成在一起的车辆系统100，101 或102的一个实施方式被描绘在车辆310上。车辆310具有一对框架轨道330和332，该框 架轨道大致相互平行，并形成用于许多车辆的结构支撑。在框架轨道330和332内，发动机 30 (未显示)与变速器40 (未显示)一起安装。
变速器40优选以这样的方式取向并安装，即输出轴48大致平行于框架轨道330和332的纵向进口。应当注意的是，发动机30和变速器40可以任何方式取向，并仍然实现 本公开内容的益处。输出轴48没有显示在图5中，以便简化对本公开内容的理解。但是，对 于本领域技术人员应当显而易见的是，输出轴48将驱动在车辆尾部的差动轴。在其它实施 方式中，车辆310可具有额外的输出，以通过将输出轴48车辆车辆前面的相似差动装置或 驱动装置来提供全轮驱动。如图5所示，变速器40是由通用汽车公司的Allison Division 制造的自动变速器。但应当显而易见的是，其它变速器品牌可使用，具有等同的优点。变速 器40具有安装动力输出单元的标准安装板，该动力输出单元对所有商用变速器是等同的。 变速器40还包括如上所述的动力输出驱动齿轮258。如图所示，特别在图5中，PTO 60具有联接至输出轴260 (特别如图4所示)的万 向节236。万向节236连接至从车辆隔间向后延伸的转矩管338，该车辆隔间基本容纳由发 动机30和变速器40组成的原动机。转矩管338延伸至形成可变直径带轮驱动器120输入 的万向节342，该可变直径带轮驱动器连接至AC发电机160。虽然扭矩管338被利用在所示实施方式中，以将PTO 60联接至VDPD120，但是在各 种情况下的其它连接件也将是适当的。例如，为了最佳地定位所需部件，PTO 60可由带和 带轮驱动系统、齿轮箱、或本领域众所周知的任何其它机械连接件联接至VDPD 120。可变直径带轮驱动器120包括具有轴352的外壳350，该轴联接至万向节342。轴 352被推力轴承354和轴承356包含，并包括V型带轮构件358a和358b。V型带轮构件 358a沿轴352可移动，同时V型带轮构件358b基本固定在轴352上。弹簧360提供了施加 在V型带轮构件358a上的侧向力，该侧向力在V型带轮构件358a和358b之间压缩V型带 362。V型带362还在V型带轮构件364a和364b之间通过。V型带轮构件364a和364b位 于轴366上，其中V型带轮构件364a基本固定在轴366上，而V型带轮构件364b在轴366 之上可移动。轴366由固定螺钉370部分地安装在AC发电机160的输入161上。推力轴 承368将V型带轮构件364b联接至轴369，轴369联接至线性致动器130。线性致动器130包括具有可移动轴374和空气输入378的气动致动器372。线性 致动器130通过安装支架380联接至外壳350，且轴374由联接器376联接至轴369。联接 器376被示为螺纹联接器，但是，本领域任何已知的联接器均可被利用。图5所示系统操作如下气动致动器372设定轴374的位置，该轴由推力轴承368、 轴369和联接器376直接连至V型带轮构件364b。V型带轮构件364a和364b之间的空隙 指示了 V型带362的位置。由V型带轮构件364a和364b的位置设定的V型带362的位置 随后指示了 V型带轮构件358a和358b之间的空隙。考虑到V型带362的位置，由弹簧360 产生的压缩力维持了 V型带轮构件358a的位置。如图所示，V型带轮构件358a、358b、364a和364b的位置指示了通过VDPD 120的 传动比。由于在许多商业卡车上压缩空气的广泛可用性，气动致动器372是优选的致动 器。但是，应当理解的是，如前所述，任何能够产生VDPD 120所需调整的致动器都可被使 用。例如，在包含液压系统的商用车辆中(例如，翻斗车或垃圾车)，液压致动器可能是适当 的。另一种可被使用的潜在致动器是机电致动器，该机电致动器包括电机和滚珠螺杆。由于 本文所述的AC发电机系统105，106和107产生足够的电流以操作这种电机，所以这可为可行的替代。但是，这种系统的一个限制是当AC发电机系统105，106或107没有产生适当的 电流以便操作机电线性致动器的电机时，例如在起动时，需要具有足够操作线性致动器130 的电池容量。这种电池容量可为本领域众所周知的高电压电池组形式。具体地，关于气动致动器372，气动致动器的优选实施方式被优化以在所述系统中 执行。特别地，商业上可用气动致动器通常包含在一个方向上产生力的隔膜。在所示实施 方式中，该力将被引向左或被引向AC发电机160。在相反方向上的移动需要弹簧，以便在相 反方向上提供回复力。该弹簧通常被直接结合在气动致动器内。因此，为了操作气动致动 器，足够的力必须被施加在隔膜上，以克服内部弹簧，从而移动该装置。但是，图5所示实施 方式中，弹簧360提供了等同的反作用回复力。特别地，弹簧360产生的力移动V型带轮构 件358a尽可能靠近V型带轮构件358b。通过迫使V型带轮364b至右侧，这继而在V型带 轮构件364a和364b上施加了等同的力。因此，弹簧360在气动致动器372产生的气动力 的相反方向上提供了可移动气动致动器372至右侧的力。因此，气动致动器372优选通过 去掉内部弹簧致动进行优化。这继而降低了移动并调整VDPD120所需气动力的量，这是因 为内部弹簧不必被克服。相信这种优化也会增加VDPD 120的反应性。现在参照图6和图7，图6和图7示出了处于两个极端位置中的图5所描绘的设 备。图6示出了尽可能接近地定位的V型带轮构件364a和364b，导致在VDPD 120中将AC 发电机160的输入121处的速度减少至最大可能程度。相反地，图7示出了相反的极端情 况，其中V型带轮构件364b和364a尽可能远离，同时仍然保持住V型带362，这导致在VDPD 120中将至AC发电机160的输入121处 的速度增加到最大可能程度。图6和图7包括箭头 390和392。箭头390指示了气动致动器372内隔膜产生的力的方向，且箭头392代表了弹 簧360产生的力的方向。关于可变直径带轮驱动器120，应当理解的是，虽然相信VDPD 120非常适于所公 开的申请，但是可以使用任何可变的或连续可变变速器，这些变速器中输入轴和输出轴的 转速比可在给定范围内连续变化，提供基本无限数量的可能传动比。例如，连续可变变速器 的如下不同类型可被利用无限可变变速器；棘轮连续可变变速器；辊型连续可变变速器； 液压连续可变变速器；Hydristor型无限可变变速器、或Simkins棘轮连续可变变速器。注意的是，本文公开的AC发电系统105，106和107已经被主要朝辅助发电引导， 而车辆101，102或103通常具有单独且自我包含的发电系统，可能是DC。但是，还设想的 是，公开的AC发电系统可被利用作为车辆的主要发电系统。在这方面，公开的系统产生的 高电压AC电流相比车辆中利用的传统低电压DC系统具有许多优点。特别是，当相对于低电 压DC使用高电压AC时，部件通常更小，并可能更便宜。此外，当相对于低电压DC电流使用 高电压AC电流时，配线可为更小的标准线径。额外的节省还可通过消除重复的发电系统， 并仅具有单个发电系统来实现。还应当注意的是，虽然本文讨论的关于系统105，106或107所产生的AC电力的许 多使用已经用于车辆的辅助部件。还设想的是，所公开系统产生的高功率AC电流可被利用 为原动机的补充电源，例如在混合动力车辆中。与低功率DC电流相比，高功率AC电流的上 述优势还将应用于混合动力电动车辆。公开的系统105，106和107可被利用以便给AC电 机通电，该电机操作为替代或补充原动机电源。现在参照图8，系统400被描绘，其中AC发电系统联接至可变速度能源，例如风车或水车。系统400包括能量利用组件430，变速器440，连续可变变速器(CVT)420，AC发电 机460，控制器450，断路器466和输出468。能量利用组件430可能是适于利用能源并以旋转轴形式将能量转换为机械能的 任何设备。能量利用组件430的具体非限定示例包括风车组件或水车组件。风车组件可包 括联接至一个或多个叶片的回转轴，该叶片适于以旋转轴的形式将风能转换为机械能，如 本领域众所周知的那样。水车组件可包括轴安装的水车，其中水车通过流水，该水车组件适 于以旋转轴(或如当前所示输出431)的形式将流水中的能量转换为机械能。在任何情况 下，为了清晰，能量利用组件430的具体细节被省略，因为这些组件是本领域众所周知的。
齿轮箱440可能执行许多功能。输出431通常以相对低的速度旋转，而AC发电机 460为了正确的操作一般需要相对高的转速。因此，变速器440可能需要相对高的齿轮齿数 比，以基本加速来自能量利用组件430的转速，以满足AC发电机460的要求。变速器440可能包括多个递增的齿轮齿数比。例如，在风车的情况下，输出速度可 能在每分钟几转至每分钟几百(或更多)转之间变化，这取决于风车的配置和普遍风速。相 反地，连续可变变速器通常在输入速度的有限范围内操作。因此，对于变速器440来说包括 有多种齿轮齿数比可能是必需的，以便将输出441维持在CVT420的可接受的范围内。连续可变变速器420可以是上述的任何CVT，包括可变直径带轮驱动器(Reeve驱 动器)；棘轮连续可变变速器；辊型连续可变变速器；液压连续可变可变传动器；Hydristor 型无限可变变速器或Simkins棘轮连续可变变速器。CVT 420优选许可输入轴和输出轴的 转速比在给定范围内连续变化，同时提供基本无限数量的可能传动比。AC发电机460优选是可用的易于高度商业开发且相对便宜的AC发电机，但是定制 的AC发电机当然也可利用，如本文公开的那样。AC发电机460的特定大小，以kW计，将由 输出468处的需求负载和能量利用组件430的可用电力指示。控制器450可操作以使用任何适当的控制机构控制CVT 420的传动比。例如，如 果CVT 420是可变直径带轮驱动器，那么线性致动器可被控制器450控制，以在必要时调整 CVT 420的传动比。控制器450监测系统400的各种部件的操作，包括以下的一个或多个 可操作以探测由能量利用组件430利用的能源的传感器410 ；探测能量利用组件430与变 速器440之间的RPM的传感器432 ；探测变速器440和CVT 420之间RPM的RPM传感器422 ； 可操作以探测CVT 420与AC发电机460之间RPM的RPM传感器424 ；以及可操作以探测由 AC发电机460产生的AC电流频率的频率传感器462。控制器450还接收频率设定点454。频率设定点454正常设定在欧洲标准电子设 备的50Hz，或者美国标准电子设备的60Hz。但是，频率设定点454为了特定应用可以是任 何所需频率。应当注意的是，频率设定点454可为具有两个任选项的注册表控制形式。一 个是50Hz，且另一个为60Hz，以符合欧洲和美国的标准。替代地，频率设定点454可被预编 程在50Hz或60Hz。最后，频率设定点454可在一定范围内调整，例如通过速度电位器或其 它形式的可变输入。控制器450控制CVT 420的操作，并且如有需要，可控制变速器440的操作，以维 持输出421处于恒定速度，使得AC发电机460产生基本等于频率设定点454的频率的AC电 流。控制器450可利用与关于AC发电机系统105讨论的方案类似的闭环控制方案，或者控 制器450可利用与关于AC发电机系统106或107讨论的方案类似的前馈控制方案。控制器450的各种潜在可用输入中的每个都可通过建模或经验测试开发的适当算法从而建模。AC发电机460产生的电流通过断路器466联接至输出468。输出468可采用本领 域众所周知的任何形式，包括电插座、带其它装备的直接连接件、或者甚至是连到电网的连 接件。(附加装备，如本领域众所周知的，也需要连接至电网。)断路器466作为安全特征 被提供，但不是必需的。
虽然在附图和前述的描述中详细示出并描述本发明，但是这些示出和描述在本质 上是说明性的，而不是限制性的，要理解的是，已经示出并描绘的只是优选实施方式，然而 落入本发明精神范围内的所有改变和变型都属于本发明的保护范围。
权利要求
一种安装在车辆上的AC发电机系统，所述车辆具有由控制系统控制的原动机，以及可操作以从所述原动机传递旋转能量的机械输出，所述旋转能量以有限范围内的旋转速度传递，所述AC发电机系统包括当所述AC发电机以目标速度旋转时，AC发电机可操作以产生处于目标频率的AC电能；连续可变变速器，其将所述机械输出联接至所述AC发电机；所述连续可变变速器具有有限的可变传动比；以及联接至所述连续可变变速器的控制器，所述控制器可操作以控制所述有限的可变传动比，使得来自所述机械输出的旋转能量基本以所述目标速度旋转所述AC发电机。
2.如权利要求1所述的AC发电机系统，其特征在于，所述连续可变变速器选自由以下 各项构成的组可变直径带轮驱动器，无限可变变速器，棘轮连续可变变速器，辊型连续可 变变速器，液压连续可变变速器，Hydristor型无限可变变速器和棘轮CVT。
3.如权利要求1所述的AC发电机系统，其特征在于，所述连续可变变速器是可变直径 带轮驱动器。
4.如权利要求1，2或3任一项所述的AC发电机系统，其特征在于，所述目标频率为 50Hz 至 68Hz。
5.如权利要求1，2或3任一项所述的AC发电机系统，其特征在于，所述目标频率为 44Hz 至 56Hz。
6.如权利要求1-5中任一项所述的AC发电机系统，进一步包括频率传感器，所述频率 传感器可操作以确定由所述AC发电机产生的AC电力的频率，其中，所述控制器可操作以至 少部分基于由所述AC发电机产生的AC电力的确定频率来控制所述有限的可变传动比。
7.如权利要求1-6中任一项所述的AC发电机系统，进一步包括RPM传感器，所述RPM 传感器可操作以确定所述连续可变变速器之前的旋转速度，其中，所述控制器可操作以至 少部分基于所述连续可变变速器之前的确定旋转速度来控制所述有限的可变传动比。
8.如权利要求1-7中任一项所述的AC发电机系统，其特征在于，所述机械输出是动力 输出器。
9.如权利要求1-8中任一项所述的AC发电机系统，进一步包括具有固定传动比的齿轮 箱，所述齿轮箱位于所述机械输出与所述AC发电机之间，并与所述连续可变变速器串联。
10.如权利要求2-9中任一项所述的AC发电机系统，进一步包括调整所述可变直径带 轮驱动器的V型带轮构件的位置的气动致动器，其中，所述气动致动器不包括内部弹簧致动。
11.如权利要求1-10中任一项所述的AC发电机系统，其特征在于，所述AC发电机系统 是用于安装在车辆上的套件。
12.—种在移动的车辆上产生AC电力的方法，所述车辆具有由控制系统控制的原动 机，以及可操作以从原动机传递旋转能量的机械输出，所述方法包括以下步骤a)提供AC发电机，所述AC发电机可操作以当以目标速度旋转时，产生处于目标频率 的AC电能，其中，所述AC发电机安装在所述车辆上，并通过具有有限的可变传动比的连续 可变变速器联接至输出至AC发电机的所述机械输出；b)提供控制器，所述控制器可操作以控制所述有限的可变传动比；C)确定旋转速度，所述旋转速度选自由以下各项构成的组所述机械输出，所述连续 可变变速器的输入端、和所述AC发电机的输入端；d)提供控制逻辑，所述控制逻辑将所述有限的可变传动比关联至确定的旋转速度和所 述目标速度；e)在所述控制器中，确定所述有限的可变传动比，使得所述AC发电机以所述目标速度 旋转；f)调整所述连续可变变速器的传动比，因此所述AC发电机以所述目标速度旋转。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤g)确定由所述AC发电机产生的电力的频率；h)将所述产生的频率与所述目标频率相比较；i)基于所述产生的频率与所述目标频率之间的比较来调整所述目标速度。
14.如权利要求12或13所述的方法，进一步包括以下步骤j)从由以下各项构成的组中选择所述连续可变变速器可变直径带轮驱动器，无限可 变变速器，棘轮连续可变变速器，辊型连续可变变速器，液压连续可变变速器，Hydristor型 无限可变变速器、和棘轮CVT。
15.如权利要求12或13所述的方法，进一步包括以下步骤k)提供可变直径带轮驱动器作为所述连续可变变速器。
16.如权利要求12-15中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤1)将所述目标频率编程为50Hz至68Hz。
17.如权利要求12-15中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤1)将所述目标频率编程为44Hz至56Hz。
18.如权利要求12-17中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤m)提供动力输出器作为所述机械输出。
19.如权利要求12-18中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤η)提供具有固定传动比的齿轮箱，所述齿轮箱位于所述机械输出与所述AC发电机之 间，并与所述连续可变变速器串联。
20.如权利要求14-19中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤ο)提供调整所述可变直径带轮驱动器的V型带轮构件的位置的气动致动器，其中，所 述气动致动器不包括内部弹簧致动。
21.一种在移动的车辆上产生AC电力的方法，所述车辆具有由控制系统控制的原动 机，以及可操作以从原动机传递旋转能量的机械输出，所述方法包括以下步骤a)提供AC发电机，所述AC发电机可操作以当以目标速度旋转时，产生处于目标频率 的AC电能，其中，所述AC发电机安装在所述车辆上，并通过具有有限的可变传动比的连续 可变变速器联接至输出到所述AC发电机的所述机械输出；b)提供控制器，所述控制器可操作以控制所述有限的可变传动比；c)确定由AC发电机产生的电力的频率；d)提供控制逻辑，所述控制逻辑将所述有限的可变传动比关联至确定的频率和所述目 标频率；e)在所述控制器中，确定所述有限的可变传动比，使得所述AC发电机产生处于所述目标频率的AC电力；f)调整所述连续可变变速器的传动比，因此所述AC发电机产生处于所述目标频率的 AC电力。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包括以下步骤g)从由以下各项构成的组中选择所述连续可变变速器可变直径带轮驱动器，无限可 变变速器，棘轮连续可变变速器，辊型连续可变变速器，液压连续可变变速器，Hydristor型 无限可变变速器和棘轮CVT。
23.如权利要求21所述的方法，进一步包括以下步骤h)提供可变直径带轮驱动器作为所述连续可变变速器。
24.如权利要求21-23中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤i)将所述目标频率编程为50Hz至68Hz。
25.如权利要求21-23中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤i)将所述目标频率编程为44Hz至56Hz。
26.如权利要求21-25中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤j)提供动力输出器作为所述机械输出。
27.如权利要求21-26中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤k)提供具有固定传动比的齿轮箱，所述齿轮箱位于所述机械输出与所述AC发电机之 间，并与所述连续可变变速器串联。
28.如权利要求21-27中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤1)提供调整所述可变直径带轮驱动器的V型带轮构件的位置的气动致动器，其中，所 述气动致动器不包括内部弹簧致动。
29.—种系统，所述系统包括AC发电机，所述AC发电机可操作以当以目标速度旋转时，产生处于目标频率的AC电能；连续可变变速器，所述连续可变变速器将独立控制的、旋转可变速度的机械输出联接 至所述AC发电机；所述连续可变变速器具有有限的可变传动比；以及控制器，所述控制器联接至所述连续可变变速器，并且可操作以控制所述有限的可变 传动比，使得所述以可变速度旋转的机械输出基本以所述目标速度旋转所述AC发电机。
30.如权利要求29所述的系统，其特征在于，所述连续可变变速器选自由以下各项构 成的组可变直径带轮驱动器，无限可变变速器，棘轮连续可变变速器，辊型连续可变变速 器，液压连续可变变速器，Hydristor型无限可变变速器、和棘轮CVT。
31.如权利要求29所述的系统，其特征在于，所述连续可变变速器是可变直径带轮驱 动器。
32.如权利要求29-31任一项所述的系统，其特征在于，所述目标频率为50Hz至68Hz。
33.如权利要求29-31任一项所述的系统，其特征在于，所述目标频率为44Hz至56Hz。
34.如权利要求29-33中任一项所述的系统，进一步包括频率传感器，所述频率传感器 可操作以确定由所述AC发电机产生的AC电力的频率，其中，所述控制器可操作以至少部分 基于由所述AC发电机产生的AC电力的确定频率来控制所述有限的可变传动比。
35.如权利要求29-34中任一项所述的系统，进一步包括RPM传感器，所述RPM传感器可操作以确定所述连续可变变速器之前的旋转速度，其中，所述控制器可操作以至少部分 基于所述连续可变变速器之前的确定旋转速度来控制所述有限的可变传动比。
36.如权利要求29-35中任一项所述的系统，进一步包括具有固定传动比的齿轮箱，所 述齿轮箱位于所述机械输出与所述AC发电机之间，并与所述连续可变变速器串联。
37.如权利要求30-36中任一项所述的系统，进一步包括调整所述可变直径带轮驱动 器的V型带轮构件的位置的气动致动器，其中，所述气动致动器不包括内部弹簧致动。
38.如权利要求29-37中任一项所述的系统，进一步包括车辆。
39.如权利要求39所述的系统，其特征在于，所述可变速度的机械输出是所述车辆原 动机的动力输出器。
40.一种套件，所述套件包括AC发电机，所述AC发电机可操作以当以目标速度旋转时，产生处于目标频率的AC电能；连续可变变速器，所述连续可变变速器可操作以将独立控制的、旋转可变速度的机械 输出联接至所述AC发电机；所述连续可变变速器具有有限的可变传动比；以及控制器，所述控制器可操作以控制所述有限的可变传动比，使得当联接在一起时，所述 以可变速度旋转的机械输出基本以所述目标速度旋转所述AC发电机。
41.如权利要求40所述的套件，其特征在于，所述连续可变变速器选自由以下各项所 构成的组可变直径带轮驱动器，无限可变变速器，棘轮连续可变变速器，辊型连续可变变 速器，液压连续可变变速器，Hydristor型无限可变变速器、和棘轮CVT。
42.如权利要求40所述的套件，其特征在于，所述连续可变变速器是可变直径带轮驱 动器。
43.如权利要求40-42中任一项所述的套件，进一步包括频率传感器，所述频率传感器 可操作以确定由所述AC发电机产生的AC电力的频率，其中，所述控制器可操作以至少部分 基于由所述AC发电机产生的AC电力的确定频率来控制所述有限的可变传动比。
44.如权利要求40-43中任一项所述的套件，进一步包括RPM传感器，所述RPM传感器 可操作以确定所述连续可变变速器之前的旋转速度，其中，所述控制器可操作以至少部分 基于所述连续可变变速器之前的确定旋转速度来控制所述有限的可变传动比。
45.如权利要求40-44中任一项所述的套件，进一步包括具有固定传动比的齿轮箱，所 述齿轮箱可操作位于所述机械输出与所述AC发电机之间，并与所述连续可变变速器串联。
46.如权利要求41-45中任一项所述的套件，进一步包括气动致动器，所述气动致动器 可操作以调整所述可变直径带轮驱动器的V型带轮构件的位置，其中，所述气动致动器不 包括内部弹簧致动。
47.如权利要求40-46中任一项所述的套件，其特征在于，所述目标频率为50Hz至 68Hz。
48.如权利要求40-46中任一项所述的套件，其特征在于，所述目标频率为44Hz至 56Hz。
全文摘要
本文公开的是一种AC发电机系统，该AC发电机系统通过具有有限可变传动比的连续可变变速器将可变速度旋转动力源联接至该AC发电机。控制器控制该连续可变变速器，以将来自可变速度动力源的旋转能量转换为AC发电机的基本恒定速度的旋转，以产生频率变化在可接受范围内的AC电力。
文档编号B60K1/00GK101815628SQ200880106446
公开日2010年8月25日 申请日期2008年7月10日 优先权日2007年7月10日
发明者D·L·斯托姆, J·M·斯托姆 申请人:轮廓硬化公司