[發(fā)明專利]電力系統(tǒng)中的同步發(fā)電機的多輸出電壓調節(jié)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910147402.3
• 申請日: 2009-05-31
• 公開（公告）號: CN101615881A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設計）人: W·齊;M·J·沙
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: H02P9/14
• 分類號: H02P9/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 周心志;曹 若

背景技術

用于同步發(fā)電機的電壓調節(jié)包括用于高電壓源和低電壓源二者 的電壓調節(jié)器。

在現(xiàn)代電氣系統(tǒng)中，存在需要不同電壓的各種類型的負載。這些 電壓優(yōu)選地在較寬的負載變化范圍內或多或少地較為恒定。

在現(xiàn)有技術中，對于給定的電壓類型已經(jīng)確立了不同的電壓調節(jié) 方法。這對于三相交流電壓和整流后的直流電壓是真實的。

在現(xiàn)有技術中，使用標準的傳統(tǒng)直流/直流轉換器進行高電壓至低 電壓的轉換。這需要20∶1或更高的變壓比，并導致需要昂貴的部件和 非常窄的電壓調節(jié)范圍。結果，難以使輸出電壓以所需的動態(tài)響應保 持恒定。

現(xiàn)有技術的電壓調節(jié)，其特征在于，提供了對或者高電壓源或者 低電壓源的充分的電壓控制。然而，現(xiàn)有技術不足以提供對這兩者的 充分控制。

發(fā)明內容

在用于同步發(fā)電機的電壓調節(jié)器中，高電壓源提供了對發(fā)電機控 制的反饋。另外，高電壓穿過變壓器以提供低電壓。對低電壓的反饋 提供了對供給的低電壓的精確控制。

從以下說明書和附圖中可最好地理解本發(fā)明的這些特征以及其 它特征，以下是簡要描述。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的電壓調節(jié)器和發(fā)電機的示意圖。

圖2A顯示了逆變器，其是圖1示意圖的一部分。

圖2B顯示了來自圖2A逆變器的輸出波形。

圖3A顯示了一點處的輸出波形。

圖3B顯示了第二點處的輸出波形。

具體實施方式

本發(fā)明公開描述了一種方法，其結合用于高電壓和低電壓負載應 用的電壓調節(jié)方案。這種用于同步繞線式磁場發(fā)電機的方案和拓撲適 用于運輸和航空應用，以及其它工業(yè)應用。三相高電壓照慣例利用勵 磁場控制進行調節(jié)。但，除此之外，通過利用單相高頻變壓器可將高 電壓的三相電壓減少至低電壓水平。然后通過另一電壓調節(jié)器進行整 流，并進行檢測和調節(jié)。

圖1顯示了一種具有多輸出電壓調節(jié)系統(tǒng)20的三相同步發(fā)電機。 如圖所示，由發(fā)電機22產(chǎn)生的標準高電壓的三相輸出直接連接在高 電壓三相負載24上。負載24可以是任何類型的三相高電壓交流負載。

類似于標準三相同步發(fā)電機，電壓調節(jié)器28提供了對勵磁場30 的反饋和控制，以調節(jié)勵磁場電流，從而保持恒定的發(fā)電機22的三 相高電壓輸出。高電壓輸出供給應用裝置26。

圖1中所示的剩余電路用于為直流負載44提供43處的調節(jié)后的 低直流電壓輸出。

通過利用交流/直流整流器32可將發(fā)電機22的三相高電壓交流輸 出整流成直流電壓。然后由電容器34對整流器32的輸出進行濾波。 這種濾波后的高電壓直流通過利用直流/交流逆變器36反轉成單相高 頻交流電壓。然后通過利用高頻中心抽頭式變壓器38和全波整流器 40將37處產(chǎn)生的高頻、高電壓交流轉換成低直流電壓。然后經(jīng)過低 通濾波器42，在線路43處得到用于低電壓直流負載44的所需的直流 輸出電壓。

把43處的低電壓直流輸出通過電壓傳感系統(tǒng)46連接在電壓調節(jié) 器50上。這種調節(jié)器將接收來自應用裝置26的指令信號48。另外， 34處的高電壓直流通過輸入電壓傳感器52進行檢測，并連接在調節(jié) 器50上。調節(jié)器50通過逆變器控制器54提供了對直流/交流逆變器 36的控制。因而，高頻變壓器38的輸入電壓得以調節(jié)，并且將43處 的最終直流輸出電壓保持在所需的水平。

如圖2A中所示，逆變器36可包括多個開關T1，T2，T3和T4。 各個開關T1-T4都在54處受到控制，以產(chǎn)生圖2B中所示的輸出。圖 2B中顯示了在點37處作為“逆變器輸出波形”而引入到變壓器38中的 輸出。

圖3A中顯示了變壓器38的在點39處的輸出，并且圖3B中顯示 了在點43處的輸出。

利用本發(fā)明，可保持對供給使用的高電壓和低電壓兩者的有效控 制。

如本申請中所公開的那樣，單個高電壓線路離開發(fā)電機，并通到 負載24和整流器32。出于本申請的目的，對單個高電壓線路提出了 權利要求，但這應被認為是涵蓋了從發(fā)電機到高電壓支路和低電壓支 路的任何供給，其是兩條截然不同的線路，或如圖所示的支路。

雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的實施例，但是本領域中的普通技術人員 應該認識到某些變體將處于本發(fā)明的范圍內。為此，應研究所附權利 要求以確定本發(fā)明的真實范圍和內容。