[發明專利]具有并機同步功能的數碼發電機系統

在審

• 申請號: 201810157728.3
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN108199416A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 李衛東
• 申請（專利權）人: 李衛東
• 主分類號: H02J3/42
• 分類號: H02J3/42;H02J3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具有并機同步功能的數碼發電機系統，屬于發電機逆變器領域，該系統通過增設單片機控制系統、輔助電源模塊和并機同步模塊來實現發電機的并機同步功能，其中并機同步模塊包括母線電壓調節模塊、母線電壓測量模塊、SPWM控制模塊和同步檢測模塊，所述發電機的輸出端連接輔助電源模塊，該輔助電源模塊分別向并機同步模塊和單片機控制系統供電。本發明能夠在不同網絡電壓和頻率實現并機同步功能，從而在并機時避免產生對發電機組和負載有危害的大電流或者高電壓沖擊，對于不同類型的發電機的并機通用性帶來極大的便利。

技術領域

本發明屬于配電網絡的電路裝置，涉及發電機逆變器領域，具體來說，是一種可以在不同網絡電壓和頻率進行并機的數碼變頻發電機逆變器，能夠在并網或者并聯時避免產生對發電機組和負載有危害的大電流或者高電壓沖擊。

背景技術

小型可移動發電機組在搶險救災、礦山、軍事、野外作業、電信移動基站等眾多應用領域有著不可缺少的重要作用。近年來，由于電力電子技術和器件的進步、特別是得益于以單片機為代表的數字技術發展，一種與傳統發電機組相比，具有非常明顯技術和經濟優勢的移動小型發電機—數碼發電機快速崛起，正在迅速取代傳統發電機。

與傳統發電機相比較，數碼發電機的交流發電機直接與發動機結合，取消了飛輪，使得數碼發電機在尺寸和重量上減小了50%，可以應用于許多娛樂場合和小型便攜式電動工具，這徹底改變了發電設備在消費者心目中的“大-笨-粗”的傳統形象。

再者，數碼發電機產生的原始交流電經過“凈化”，電流經過“交-直-交”二級轉換，使電壓輸出與發動機轉速無關，同時將電壓波形畸變降至最低限度，最終再次轉化成潔凈、平穩、高質量的交流電輸出，這種電流非常適合一些對電壓波動非常敏感的電氣設備和儀器, 如：電腦、傳真機、打印機、通訊設備等。然而目前單機數碼發電機已得到了廣泛的應用，但是數碼發電機組特別是不同動力源的數碼發電機組間并機運行的控制技術仍處于起步階段。

發電機并機須滿足如下5個基本條件：、電壓相等；、頻率相等；、相位相等；、相序一致；、輸出特性相等；只有滿足以上五個基本條件才可以并機。其中第條由發電機安裝接線條件滿足， 第條由使用方選購發電機類型時考慮。因此發電機逆變器在并機時，主要考慮如何滿足前3個條件。

如圖1所示，發電站或者大功率發電機組并機，是通過專門的大型“并機柜”進行并機，以達到上述并機條件，但是，移動式或者便攜式發電機組只供應局部小功率用電需求，從經濟角度考慮，不可能配置專門的并機裝置，必須從數碼發電機的逆變器設計出發，滿足并機需要。

世界各國的電力網額定電壓和額定頻率規定是不一樣的，歸納起來如下表所示，可以分成兩類發電機，以電壓中心值為120V的Ⅰ類，以電壓中心值為230V的Ⅱ類。

對于并網或者并機的發電機，電壓或者頻率任何一個參數不相同，都不能夠進行并網或者并機。當前現有的數碼發電機系統即使在同一個發電機功率等級下，發電機逆變器的種類就比較多。比如Ⅰ類、Ⅱ類就各需要6種逆變器才能夠滿足不同國家的客戶需要。

然而，目前的數碼發電機不能夠滿足并機要求，普遍的做法是，當并機出現大電流或者高電壓沖擊時，啟動保護電路立即切斷電源，以保護發電機組以及線路上的負載，本次投入失敗，過一段時間再次重新投入。所以，在數碼發電機并機過程中，會經常出現反復投入反復斷電失敗的不良現象。

在一些應用場合，比如移動通訊基站、計算機集中管理站，哪怕瞬間的斷電也是不允許的。為了保證通訊即使在電力線路故障導致停電的情況下不中斷通訊或者保護數據，無人值守的多臺小型發電機組和電池組組成的不停電電源成為了標準配置；為了節能，發電機組的投入臺數必須根據負荷的需要進行調整。在數碼發電機組的投入和退出運行的過程中，必須確保供電連續；②避免產生對發電機組和通訊負載有危害的大電流或者高電壓沖擊。因此開發數碼發電機并機時不斷電、無沖擊技術，具有重大的應用價值。

發明內容