專利名稱：一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，特別涉及由汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的中小型交流發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有通用中小型汽油、柴油交流發(fā)電機(jī)組中，帶有勵(lì)磁控制裝置(俗稱自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器)的發(fā)電機(jī)組由于輸出電壓穩(wěn)定，諧波含量較少而深受廣大用戶的偏愛(ài)。目前市場(chǎng)上常見的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器多采用輸出電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)的控制方式，即根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出交流電壓控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁占空比當(dāng)輸出電壓偏高，減小轉(zhuǎn)子勵(lì)磁占空比；當(dāng)輸出電壓偏低，增大轉(zhuǎn)子勵(lì)磁占空比。這種控制方式對(duì)于我們?nèi)粘Ｉ钪姓彰鳌⒓訜岬醛`些常 見阻性負(fù)載適應(yīng)性較好，但對(duì)于水泵、空調(diào)壓縮機(jī)等感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載，由于啟動(dòng)瞬間電流較大或者過(guò)載情況，輸出電壓下降，在電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)作用下，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)裝置會(huì)工作在最大占空比狀態(tài)，機(jī)組瞬間輸出功率遠(yuǎn)大于機(jī)組實(shí)際輸出能力，常常導(dǎo)致啟動(dòng)失敗，甚至機(jī)組燜機(jī)損壞。專利號(hào)為“CN20091011840. 4”的中國(guó)發(fā)明專利公開了
一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置，包括
主電源電路、測(cè)量電路、以及控制電路；
所述控制電路包括主電源輸入端、控制輸入端和控制輸出端，所述控制輸出端為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈提供電流，所述主電源輸入端接所述主電源電路的輸出端，所述控制輸入端接所述測(cè)量電路的輸出端，所述測(cè)量電路其輸入端接所述發(fā)電機(jī)輸出電壓的線圈，其特征在于，
包括過(guò)載保護(hù)電路，其輸入端連接所述測(cè)量電路的輸出端，輸出端連接所述控制電路的控制輸入端，用于在所述測(cè)量電路在輸入電壓下降使其輸出端基準(zhǔn)電壓偏離到ー預(yù)定范圍時(shí)，向所述控制電路控制輸入端輸出關(guān)斷控制信號(hào)使控制電路關(guān)斷輸出電流。該發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置是通過(guò)檢測(cè)發(fā)電機(jī)輸出電壓來(lái)控制輸出勵(lì)磁電流，即，當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)載后，發(fā)電機(jī)組由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降等原因?qū)е螺敵鲭妷合陆担搫?lì)磁裝置檢測(cè)到電壓下降后關(guān)斷輸出勵(lì)磁電流，雖然達(dá)到保護(hù)發(fā)電機(jī)組的目的，但，對(duì)于感性負(fù)載啟動(dòng)瞬間，由于沖擊電流作用，輸出電壓會(huì)大幅下降，該裝置出于保護(hù)發(fā)電機(jī)組的目的切斷勵(lì)磁輸出，這樣會(huì)直接導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，針對(duì)感性負(fù)載啟動(dòng)瞬間，由于沖擊電流過(guò)大導(dǎo)致啟動(dòng)失敗的情況，提供ー種基于負(fù)載電壓、負(fù)載電流、負(fù)載持續(xù)時(shí)間自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁輸出，從而控制發(fā)電機(jī)組輸出功率的控制方法。一方面，將負(fù)載電流作為影響勵(lì)磁輸出的ー個(gè)因素，實(shí)際上是將輸出電流和輸出電壓關(guān)聯(lián)起來(lái)，根據(jù)不同的輸出電流控制發(fā)電機(jī)組的輸出功率，防止機(jī)組因?yàn)檩敵龉β蔬^(guò)大而造成燜機(jī)損壞；另一方面，由于將負(fù)載持續(xù)時(shí)間作為影響勵(lì)磁輸出的另ー個(gè)因素，實(shí)際上是利用機(jī)組慣性，瞬間輸出較大的沖擊功率，能使機(jī)組頂住感性負(fù)載啟動(dòng)瞬間的沖擊，使感性負(fù)載成功啟動(dòng)。本發(fā)明的發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，包括電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路、功率轉(zhuǎn)換電路和主控單元電路；所述電壓測(cè)量電路測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電壓，并將所測(cè)結(jié)果輸出給所述主控単元；所述電流測(cè)量電路測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電流，并將所測(cè)結(jié)果輸出給主控單元；主控單元電路根據(jù)所述電壓測(cè)量電路和電流測(cè)量電路的輸出控制功率轉(zhuǎn)換電路的輸出占空比。進(jìn)ー步地，所述主控単元用于，當(dāng)所述電流測(cè)量電路的輸出低于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)電壓測(cè)量電路的輸出動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出的占空比，以維持發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定;
當(dāng)所述當(dāng)電流測(cè)量電路的輸出高于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)所述電壓測(cè)量電路的輸出和所述電流測(cè)量電路的輸出，間隙循環(huán)改變所述功率轉(zhuǎn)換電路的輸出占空比，使發(fā)電機(jī)在極限功率 輸出和設(shè)定功率輸出兩種狀態(tài)之間循環(huán)。進(jìn)ー步地，所述主控単元用于，當(dāng)所述電流測(cè)量電路輸出高于設(shè)定值且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)所述電壓測(cè)量電路的輸出和所述電流測(cè)量電路的輸出，調(diào)整所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出占空比，使發(fā)電機(jī)輸出電壓適當(dāng)下降。進(jìn)ー步地，所述主控単元用于，當(dāng)所述電流測(cè)量電路輸出高于設(shè)定值，且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)所述電壓測(cè)量電路的輸出和所述電流測(cè)量電路的輸出，控制所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出的占空比，使發(fā)電機(jī)輸出功率基本恒定。進(jìn)ー步地，所述主控単元用于，當(dāng)所述電流測(cè)量電路輸出高于設(shè)定值，且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電壓測(cè)量電路的輸出和電流測(cè)量電路的輸出，控制所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出的占空比，使發(fā)電機(jī)輸出電流基本恒定。上述“發(fā)電機(jī)輸出功率基本恒定”和“發(fā)電機(jī)輸出電流基本恒定”中的“基本恒定”是指考慮到測(cè)量誤差下的“恒定”。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述主控単元電路為基于微處理器。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述主控単元電路為基于模擬電路。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)還包括過(guò)流保護(hù)控制電路，用于當(dāng)電流測(cè)量電路輸出高于設(shè)定值時(shí)，將過(guò)流保護(hù)器短路。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)控制輸出控制功率轉(zhuǎn)換電路的輸出占空比，達(dá)到控制發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的，使發(fā)電機(jī)能啟動(dòng)較大功率容量的空調(diào)、水泵等感性沖擊負(fù)載。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I 一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)框 圖2是本發(fā)明實(shí)施例I 一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)控制流程 圖中1-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，2-發(fā)電機(jī)電壓取樣繞組,3-發(fā)電機(jī)輸出主繞組，4-發(fā)電機(jī)勵(lì)磁副繞組，5-負(fù)載，6 ー過(guò)流保護(hù)器，7 —過(guò)流保護(hù)器可控短路器件，8 —?jiǎng)?lì)磁裝置功率轉(zhuǎn)換電路，9 一勵(lì)磁裝置主控單兀，10 一負(fù)載電壓測(cè)量電路，11 一負(fù)載電流測(cè)量電路，12-發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)ー步說(shuō)明
實(shí)施例I
如圖I所示，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子I、電壓取樣繞組2、輸出主繞組3、勵(lì)磁副繞組4、負(fù)載5、過(guò)流保護(hù)器6、過(guò)流保護(hù)器短路控制電路7、功率轉(zhuǎn)換電路8、主控單元9、電壓測(cè)量電路10和電流測(cè)量電路11組成，虛線框內(nèi)為發(fā)電機(jī)12。電流測(cè)量電路11測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出主繞組3的輸出電流，并將所測(cè)結(jié)果輸出給主控單元9 ;主控單元電路9根據(jù)電壓測(cè)量電路10和電流測(cè)量電路11的輸出，控制功率轉(zhuǎn)換電路8的輸出占空比。過(guò)流保護(hù)控制電路7，用于當(dāng)電流測(cè)量電路11輸出高于設(shè)定值時(shí)，將過(guò)流保護(hù)器短路6。該控制系統(tǒng)控制流程圖如圖2所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)組由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)到一定轉(zhuǎn)速后，系統(tǒng)開始建壓，主控單元以ー恒定的頻率f循環(huán)讀取負(fù)載電流測(cè)量電路輸出值I。如果I小于等于設(shè)定值Is，勵(lì)磁輸出主要根據(jù)電壓測(cè)量電路輸入V進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)勵(lì)磁輸出占空比，使發(fā)電機(jī)處于穩(wěn)壓輸出環(huán)節(jié)；
如果I大于設(shè)定值Is，進(jìn)ー步讀取系統(tǒng)計(jì)數(shù)器值T，如果T為0，則將T賦值為Tm，如果T大于0，則將T減1，減I后如果T還大于極限功率輸出時(shí)間T0，勵(lì)磁輸出占空比主要根據(jù)負(fù)載電壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，此時(shí)由于電流和電壓都比較大，發(fā)電機(jī)組處于輸出功率開環(huán)模式，即極限功率模式；減I后如果T小于等于T0，勵(lì)磁輸出進(jìn)一步根據(jù)I適當(dāng)減小，使輸出電壓降低，這樣發(fā)電機(jī)功率輸出處于閉環(huán)控制模式，即設(shè)定功率輸出模式。當(dāng)下一個(gè)計(jì)時(shí)周期到達(dá)時(shí)，讀取負(fù)載電流測(cè)量電路輸出值I并重復(fù)上述過(guò)程。主控單元9根據(jù)電壓測(cè)量電路10和電流測(cè)量電路11的輸出，控制功率轉(zhuǎn)換電路8的輸出占空比，具體實(shí)現(xiàn)如下
當(dāng)電流測(cè)量電路11的輸出低于設(shè)定值時(shí)，主控單元9根據(jù)電壓測(cè)量電路10的輸出動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換電路8輸出的占空比，以維持發(fā)電機(jī)12輸出電壓穩(wěn)定；當(dāng)電流測(cè)量電路11的輸出高于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)電壓測(cè)量電路10的輸出和電流測(cè)量電路11的輸出，間隙循環(huán)改變功率轉(zhuǎn)換電路8的輸出占空比，使發(fā)電機(jī)12在極限功率輸出和設(shè)定功率輸出兩種狀態(tài)之間循環(huán)。當(dāng)電流測(cè)量電路11輸出高于設(shè)定值，且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電壓測(cè)量電路10的輸出和電流測(cè)量電路11的輸出，調(diào)整功率轉(zhuǎn)換電路8輸出的占空比，使發(fā)電機(jī)12輸出電壓適當(dāng)下降。I.設(shè)定輸出功率模式是恒功率輸出模式。當(dāng)電流測(cè)量電路11輸出高于設(shè)定值，且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電壓測(cè)量電路10的輸出和電流測(cè)量電路11的輸出，控制功率轉(zhuǎn)換電路8輸出的占空比，使發(fā)電機(jī)12輸出功率基本恒定。2.設(shè)定輸出功率模式是恒電流輸出模式。 當(dāng)電流測(cè)量電路11輸出高于設(shè)定值，且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電壓測(cè)量電路10的輸出和電流測(cè)量電路11的輸出，控制功率轉(zhuǎn)換電路8輸出的占空比，使發(fā)電機(jī)輸出主繞組3輸出電流基本恒定。實(shí)施例2
本實(shí)施例與上例基本相同，所不同的是主控単元9的控制邏輯由模擬電路實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.ー種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，包括電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路、功率轉(zhuǎn)換電路和主控單元電路；所述電壓測(cè)量電路測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電壓，并將所測(cè)結(jié)果輸出給所述主控単元；所述電流測(cè)量電路測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電流，并將所測(cè)結(jié)果輸出給主控單元；其特征是，主控單元電路用于根據(jù)所述電壓測(cè)量電路和電流測(cè)量電路的輸出，控制功率轉(zhuǎn)換電路的輸出占空比。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征是 所述主控単元用于，當(dāng)所述電流測(cè)量電路的輸出低于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)電壓測(cè)量電路的輸出動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出的占空比，以維持發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定； 當(dāng)所述當(dāng)電流測(cè)量電路的輸出高于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)所述電壓測(cè)量電路的輸出和所述電流測(cè)量電路的輸出，間隙循環(huán)改變所述功率轉(zhuǎn)換電路的輸出占空比，使發(fā)電機(jī)在極限功率輸出和設(shè)定功率輸出兩種狀態(tài)之間循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征是所述主控単元電路為基于·微處理器的控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征是所述主控単元電路為基于模擬電路的控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征是所述主控単元用于，當(dāng)所述電流測(cè)量電路輸出高于設(shè)定值且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)所述電壓測(cè)量電路的輸出和所述電流測(cè)量電路的輸出，調(diào)整所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出占空比，使發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征是所述主控単元用于，當(dāng)所述電流測(cè)量電路輸出高于設(shè)定值，且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)所述電壓測(cè)量電路的輸出和所述電流測(cè)量電路的輸出，控制所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出的占空比，使發(fā)電機(jī)輸出功率基本恒定。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征是所述主控単元用于，當(dāng)所述電流測(cè)量電路輸出高于設(shè)定值，且系統(tǒng)處于設(shè)定功率輸出狀態(tài)時(shí)，根據(jù)電壓測(cè)量電路的輸出和電流測(cè)量電路的輸出，控制所述功率轉(zhuǎn)換電路輸出的占空比，使發(fā)電機(jī)輸出電流基本恒定。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征是所述該發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)可能還包括過(guò)流保護(hù)控制電路，當(dāng)電流測(cè)量電路輸出高于設(shè)定值時(shí)，將過(guò)流保護(hù)器短路。
全文摘要
一種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，包括電壓測(cè)量電路、電流測(cè)量電路、功率轉(zhuǎn)換電路和主控單元電路；所述電壓測(cè)量電路測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電壓，并將所測(cè)結(jié)果輸出給所述主控單元；所述電流測(cè)量電路測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出電流，并將所測(cè)結(jié)果輸出給主控單元；其特征是，主控單元電路用于根據(jù)所述電壓測(cè)量電路和電流測(cè)量電路的輸出，控制功率轉(zhuǎn)換電路的輸出占空比。該控制系統(tǒng)利用發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)慣性可以循環(huán)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)瞬間大電流沖擊輸出。相比于相同容量的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組，更適合于較大功率的空調(diào)、水泵等感性沖擊負(fù)載。
文檔編號(hào)H02P9/10GK102710199SQ201210194539
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者王運(yùn)良, 王韶華, 陳伯和, 韋昌金 申請(qǐng)人:江蘇蘇美達(dá)機(jī)電產(chǎn)業(yè)有限公司