[發(fā)明專利]一種交流發(fā)電機調(diào)壓裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310286621.6
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103312250A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧素軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州孚鼎自動化控制設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02P9/38;H02H7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交流電機電壓控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于一種全自動無刷、有刷交流發(fā)電機調(diào)壓裝置及方法。

背景技術(shù)

電力發(fā)電機組作為一種電力電源被廣泛應(yīng)用工廠、礦山、商場、醫(yī)院、大廈、野外作業(yè)、輪船等，電力發(fā)電機組以發(fā)動機為動力帶動同步發(fā)電機（即電球）發(fā)電，把動能轉(zhuǎn)化為電能的一種設(shè)備。電壓調(diào)節(jié)器裝置是發(fā)電機的重要部分，它對保證供電質(zhì)量具有關(guān)鍵作用。

目前，國內(nèi)交流發(fā)電機所配套使用的電壓調(diào)節(jié)器均使用模擬的控制方式實現(xiàn)，其采用電壓平均值檢測方法，即檢測交流電壓波形的峰峰值，當(dāng)電壓波形發(fā)生畸變時，峰峰值電壓不能真實反映電壓波形變化的曲線和電壓波形面積有效電壓值。所以模擬調(diào)壓器會發(fā)生檢測不準(zhǔn)確，導(dǎo)致發(fā)電機輸出電壓控制不準(zhǔn)確；另其起勵性能差、存在溫漂現(xiàn)象、其對電路工藝要求高、調(diào)試不方便、保護功能少等缺點；另外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量非線性負載出現(xiàn)（比如LED燈、USP電源、變頻設(shè)備等），模擬的控制方法更難以滿足負載對交流發(fā)電機輸出電壓要求平穩(wěn)的要求。而國外有廠家開發(fā)了模擬+數(shù)字的混合型的電壓控制器，穩(wěn)態(tài)負載情況下其性能相對優(yōu)于國內(nèi)生產(chǎn)模擬方式的電壓調(diào)節(jié)器，但是在發(fā)電機突加減載時模擬控制部份起快速反應(yīng)，所以在波形畸變嚴重時仍會出現(xiàn)電壓檢測不準(zhǔn)確，另其技術(shù)控制復(fù)雜、價格昂貴、體積大、勵磁方式必須是它勵方式發(fā)電機，而且工作電源需用永磁發(fā)電機供電。

如外國專利公開號CN?102150357?A，發(fā)明名稱為調(diào)節(jié)交流發(fā)電機的激勵的方法和裝置，一種混合式電壓調(diào)節(jié)控制交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電的三個相位的電壓。數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器為每個相位產(chǎn)生RMS電壓的平均值，并根據(jù)交流電的電壓與頻率比率產(chǎn)生誤差值。RMS電壓平均命令進行修改。被修改的電壓命令由對交流發(fā)電機輸出電壓進行整流的模擬電壓調(diào)節(jié)器處理，該輸出電壓然后在一段時間內(nèi)被用來修改電壓命令，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓命令，該調(diào)節(jié)電壓命令決定了被應(yīng)用來激勵交流發(fā)電機的電流電平。這樣降低了該電壓調(diào)節(jié)器的起勵能性能，而且控制速度一般，抗干擾性能不強。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問題提供了一種響應(yīng)速度快、控制準(zhǔn)確、控制結(jié)構(gòu)簡單，起勵性能好、抗干擾能力強的交流發(fā)電機調(diào)壓裝置及方法。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種交流發(fā)電機調(diào)壓裝置，包括數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器和交流發(fā)電機，所述數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器連接有交流發(fā)電機，所述交流發(fā)電機包括勵磁機構(gòu)和定子線圈，所述勵磁機構(gòu)還包括勵磁線圈、電樞線圈、整流電路和主勵磁線圈，所述數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器還包括開關(guān)電源、微處理器、濾波電路和過流檢測電路，所述微處理器又連接有USB端口、CAN總線、顯示窗口和鍵盤輸入，所述數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器還包括PWM信號隔離電路、自動激勵電路和IGBT功率放大管，所述濾波電路分別并聯(lián)連接到自動激勵電路、IGBT功率放大管和開關(guān)電源，所述微處理器還連接有微調(diào)端口和調(diào)差端口。所述的調(diào)差端口可以讓用戶外接電流互感能夠輕松實現(xiàn)無功自動分配功能，實現(xiàn)兩臺或兩臺以上的發(fā)電機并聯(lián)運行調(diào)節(jié)和并網(wǎng)運行；所述的調(diào)壓端口可以通過軟件設(shè)置外接開關(guān)量和電位器（可調(diào)電阻）的方式對交流發(fā)電機輸出電壓進行微調(diào)控制；所述的USB端口可以用于與PC機通訊（PC機指個人電腦），使用設(shè)置軟件通過PC機設(shè)定交流發(fā)電機輸出的電壓、頻率拐點、低頻斜度、啟動限壓、升壓時間、過壓保護、過勵磁電流保護、瞬態(tài)過勵磁電流、電壓下垂、電流CT變比、PID值、開機液晶屏顯示LOGO更改等,?方便用戶現(xiàn)場根據(jù)實際需求對參數(shù)進行修改，也方便OEM廠商更改自主的品牌LOGO信息；所述CAN總線是用戶外接模塊通過此端口可實現(xiàn)遠程的通訊讀取參數(shù)或控制交流發(fā)電機的輸出電壓。

為了得到發(fā)電機的輸出電壓量，所述微處理器連接有電壓隔離轉(zhuǎn)換電路，所述電壓隔離轉(zhuǎn)換電路通過電源連接線連接有三相交流輸出電壓。所述的電壓隔離轉(zhuǎn)換電路將三相電壓相位通過大阻值電阻降壓和運算放大器，使得微處理器與交流發(fā)電機輸出的高電壓相當(dāng)處于隔離狀態(tài)，來保證控制元器件的安全。

為了有效的保證微處理器的可靠性能，所述微處理器連接到PWM信號隔離電路，所述PWM信號隔離電路連接到放大電路，所述放大電路連到IGBT功率放大管，這樣使得低壓控制信號與被控的高壓信號完全隔離。