[發明專利]一種自動起勵IGBT勵磁機

在審

• 申請號: 201510267986.3
• 申請日: 2015-05-22
• 公開（公告）號: CN104836402A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 張健強
• 申請（專利權）人: 張健強
• 主分類號: H02K19/16
• 分類號: H02K19/16;H02P9/30
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;李曉菲

技術領域

本發明涉發電及電網設備領域，特別是一種用于發電機勵磁的自動起勵IGBT勵磁機。

背景技術

在同步發電機勵磁系統中，一般要求勵磁電源的輸出電壓和電流較大，目前國內外小型水電站大都使用可控硅整流作為發電機勵磁電源，其缺點是體積大.效率低.輸出紋波大.功率因素低.動態響應慢.調整性差.不易調節。隨著電子電力高頻逆變技術的迅猛發展，IGBT高頻大功率數字開關電源以其優越性能替代可控硅整流勵磁電源成為了現實。

發明內容

本發明針對小型水電站勵磁控制糸統效率低.輸出紋波大.功率因素低.動態響應慢.調整性差.不易調節等不足，提供一種自動起勵IGBT勵磁機。

本發明的技術方案為：

一種自動起勵IGBT勵磁機，包括核心處理器、勵磁錢圈、IGBT數字勵磁電源和自動起勵裝置，所述IGBT數字勵磁電源包括電源單元、整流電路、濾波電路、PWM輸出電路、隔離驅動電路、IGBT功率管、轉換變壓器和次級輸出整流濾波電路，電源輸入后經過所述整流電路和濾波電路處理后為所述IGBT功率管提供工作電壓，所述核心處理器通過所述PWM輸出電路輸出,經過隔離驅動電路驅動所述IGBT功率管，所述IGBT功率管輸出經過轉換變壓器和次級輸出整流濾波電路處理后為所述勵磁錢圈提供勵磁電壓，所述自動起勵裝置控制勵磁錢圈的自動勵磁工作。

本發明所述自動起勵IGBT勵磁機的三相工作電源接機端A.B.C三相，啟動發電機待發電機轉速正常后合上自動起勵IGBT勵磁機的起勵開關，電源經過整流電路和濾波電路的整流濾波處理，為IGBT功率管提供工作電壓，同時核心處理器根據預先設定好的程序輸出控制信號控制PWM輸出電路和隔離驅動電路工作，從而驅動IGBT功率管，IGBT功率管輸出經過轉換變壓和整流濾波，在次級輸出端輸出，自動起勵裝置按預先設定的程序，自動控制勵磁錢圈的工作，從而完成整個自動IGBT勵磁流程，發電機完成自動起勵并投入運行。

作為本發明的進一步說明，所述的自動起勵裝置包括起勵電源、自動脫扣開關、電壓隔離變換電路、整流充電電路和放電起勵裝置；所述起勵電源經過自動脫扣開關、電壓隔離變換電路和整流充電電路對放電起勵裝置充電，所述放電起勵裝置給勵磁錢圈送電并給所述自動脫扣開關反饋脫扣信號。

本發明自動脫扣過程：起勵電源接入后經自動脫扣開關.電壓隔離變換.整流充電至一定值.脫扣開關分閘，與輸入電源隔離，放電起勵裝置動作，瞬間送電至勵磁線圈，發電機自動起勵，自動起勵完成，準備下一次啟動。

作為本發明優選的技術方案，所述的起勵電源包括網電模塊和殘壓模塊，可以接入網電220V勵磁或殘壓3-15V起磁。

作為本發明優選的技術方案，在次級輸出端設置電流電壓取樣電路和A/D數據轉換電路，所述電流電壓取樣電路采集所述IGBT功率管的次級輸出電流電壓信號，經過A/D數據轉換電路轉換后由所述核心處理器處理。

作為本發明優選的技術方案，所述的核心處理器外接功能擴展接口電路，用于外接拓展功能電路，增加本發明的功能。

作為本發明優選的技術方案，所述的核心處理器外接具有通信功能的網絡通信模塊，比如RS485串口模塊，應用RS485串口通信，本發明自動起勵IGBT勵磁機可以實現與智能終端(如PC)的遠程通信，實現一臺智能終端控制多臺自動起勵IGBT勵磁機，達到智能化、遠程化控制。

作為本發明優選的技術方案，所述的核心處理器外接輸出轉換電路，用于實現輸出電壓可由零伏至最大值精準調整設置及輸出電流可由零安至最大值精準調整設置。

作為本發明優選的技術方案，所述的核心處理器外接調節模塊，通過面板調節，按鍵輸入、旋鈕選擇等完成本發明自動起勵IGBT勵磁機工作參數的設置和選擇。

作為本發明優選的技術方案，所述的核心處理器外接顯示電路，用于本發明自動起勵IGBT勵磁機工作參數設定界面顯示及工作參數顯示。

作為本發明優選的技術方案，還包括過壓保護電路、欠壓保護電路和過熱保護電路，所述過壓保護電路和欠壓保護電路接入電源單元，對工作電源進行過壓、欠壓保護，所述過熱保護電路外接于所述核心處理器，對核心處理器進行過熱保護，保證整機的穩定運行。

本發明的優點：

(1)真正的數字控制直流電源，零伏、零安起調，輸出電壓可由零伏至最大值精準調整設置，輸出電流可由零安至最大值精準調整設置，起勵輸出電壓也可由用戶現場設置。

(2)設有保護電路，大電網跳閘后輸出電壓自動回復到設定值，防止過電壓，運行頻率50HZ或60HZ自動適應。