[發明專利]一種發電機用電勵磁控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210759609.1
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115296570A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 郝永勤;高源;李響;張華棟;曹清;孫春祿;任武;賈媛媛;臧浩杰
• 申請（專利權）人: 北京航天萬潤高科技有限公司;北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02P9/38
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種發電機用電勵磁控制系統，發電機利用剩磁或勵磁電壓產生三相正弦電壓；三相整流濾波電路將三相正弦電壓轉換為直流母線電壓；DC/DC電路將直流母線電壓進行電壓變換；當DC/DC電路轉換后的直流電壓達到繼電器線圈電壓額定值時繼電器觸點斷開；勵磁控制回路產生勵磁電壓，繼電器觸點斷開時將勵磁電壓輸出至勵磁繞組。本發明還公開了電勵磁發電機控制方法，為自勵轉他勵方法，發電機起勵時通過電機剩磁產生機端電壓，再利用機端電壓為勵磁控制系統供電，通過勵磁控制系統控制發電穩定性。本發明有效解決了傳統他勵方式需要配備獨立外接電源以及在電機溫度、負載等條件變化時不能保證發電穩定的情況，提高了發電機的環境適應性及抗干擾能力。

技術領域

本發明屬于發電機技術領域，尤其涉及一種發電機用電勵磁控制系統。

背景技術

電勵磁發電是通過控制勵磁電流大小來控制磁場強度，從而控制發電機機端電壓的技術。目前常用的電勵磁發電機勵磁方法有：他勵方式、自勵方式、串勵磁、復勵磁等方式。他勵方式是采用勵磁電路為電機提供勵磁電流的方式，但是需要配備電源或蓄電池，不適用于小型化發電機組或需發電機獨立工作的場合。自勵方式是利用發電機內部的剩磁在電樞繞組中感應電動勢，在此電動勢的作用下，在勵磁回路中產生一個勵磁電流，勵磁電流的產生會使電機中的磁場加強，電樞繞組中的感應電動勢進一步加大，使勵磁電流進一步增大，如此相互促進，直至電機的端電壓和勵磁電流達到平衡。但是隨著發電機的工作，電機的溫度升高會影響勵磁繞組的電阻值，進而影響發電機機端的電壓值。此外在發電機帶負載時，負載電流在電機內阻上的電壓降也會使得端電壓下降，端電壓的下降會導致勵磁電流較小而導致端電壓進一步下降。為了克服這一缺點，電機中會加入串勵繞組，串勵繞組和負載電路串聯，隨著負載的增加，串勵繞組的磁通勢增大，使電機的感應電動勢相應的增加，使機端電壓能基本保持平衡。但是這種方法在應對負載變化、溫度變化及發電機轉速變化時依然不具備較好的調節性能，容易使得發電機輸出的電能品質下降，造成負載不工作甚至損壞負載。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種發電機用電勵磁控制系統及其控制方法。發電機用電勵磁控制系統包括發電機、三相整流濾波電路、DC/DC電路、繼電器及勵磁控制回路；發電機利用剩磁或勵磁電壓產生三相正弦電壓；三相整流濾波電路將三相正弦電壓轉換為直流母線電壓；DC/DC電路將直流母線電壓進行電壓變換，得到轉換后的直流電壓，優選為24V輸出電壓；繼電器觸點為常閉狀態，當DC/DC電路輸出轉換后的直流電壓后繼電器觸點斷開，實現自勵方式和他勵方式的切換；勵磁控制回路根據直流母線電壓的值控制勵磁電壓，繼電器電路斷開時勵磁控制回路將勵磁電壓輸出至勵磁繞組兩端。本發明電勵磁控制方法為自勵轉他勵方法，發電機起勵時利用電機剩磁產生機端電壓，電機穩定輸出后利用勵磁控制回路控制輸出電壓的穩定性。本發明有效解決了傳統他勵方式需要配備獨立外接電源以及傳統自勵方式在電機溫度、負載、輸入轉速等條件變化時不能保證發電穩定的情況，提高了發電機的環境適應性以及抗干擾能力。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種發電機用電勵磁控制系統，包括發電機，三相整流濾波電路，DC/DC電路，繼電器和勵磁控制回路；

發電機包括勵磁繞組；發電機利用剩磁產生三相正弦電壓，或接收由勵磁控制回路輸入至勵磁繞組兩端的勵磁電壓產生三相正弦電壓，將三相正弦電壓輸出至三相整流濾波電路；

三相整流濾波電路接收由發電機輸入的三相正弦電壓，將三相正弦電壓轉換為直流母線電壓，將直流母線電壓輸出至DC/DC電路和勵磁控制回路；

DC/DC電路接收由三相整流濾波電路輸入的直流母線電壓，當直流母線電壓的值小于DC/DC電路的最小輸入值時，DC/DC電路不工作，當直流母線電壓的值大于等于DC/DC電路的最小輸入值后，DC/DC電路將直流母線電壓進行直流轉換，得到轉換后的直流電壓，并將轉換后的直流電壓輸出至繼電器和勵磁控制回路；