專利名稱：同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器。
技術(shù)背景交流電機(jī)分為異步電機(jī)與同步電機(jī)，發(fā)電機(jī)大多采用同步發(fā)電機(jī)。勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，為保證發(fā)電機(jī)安全可靠的運(yùn)行，對發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)提出了一系列的要求當(dāng)發(fā)電機(jī)在允許的負(fù)載范圍內(nèi)運(yùn)行時，勵磁系統(tǒng)應(yīng)能夠提供相應(yīng)的勵磁電流，保證發(fā)電機(jī)輸出額定電壓值。
當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路時，為防止短路電流過大損傷發(fā)電機(jī)繞組，勵磁系統(tǒng)應(yīng)能夠快速滅磁。
發(fā)電機(jī)輸出電壓的穩(wěn)定是通過控制勵磁電流的大小來實現(xiàn)的，發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)是采集發(fā)電機(jī)電壓和電流的變化及其它輸入信號，并根據(jù)控制準(zhǔn)則控制勵磁功率單元輸出勵磁電流(供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈)的系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)對于維持電力系統(tǒng)的電壓水平、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的能力、改善電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)的運(yùn)行條件等起到重要的作用。
現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)通常的勵磁方式有電容無刷、永磁無刷、可控勵磁、電抗分流等，其中采用可控勵磁方式的發(fā)電機(jī)較多，現(xiàn)有的勵磁電流的調(diào)節(jié)是通過調(diào)整脈沖頻率來實現(xiàn)的，但對同步發(fā)電機(jī)電壓波動的跟蹤調(diào)節(jié)性能較差，調(diào)節(jié)范圍也較窄，在負(fù)載條件發(fā)生變化時，無法保證電機(jī)輸出電壓的穩(wěn)定。
實用新型內(nèi)容本實用新型克服了上述缺點(diǎn)，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單，對發(fā)電機(jī)勵磁電流的調(diào)節(jié)效果好的同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，包括三相交流電流采樣電路、三相交流電壓采樣電路、電流補(bǔ)償電路、限壓調(diào)節(jié)電路、輸出電壓調(diào)節(jié)電路、電源電路和勵磁電流調(diào)節(jié)電路，所述三相交流電流采樣電路的輸出與所述電流補(bǔ)償電路相連，所述三相交流電壓采樣電路的輸出端分別與所述限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路相連，所述電源電路包括一個12伏穩(wěn)壓電源電路，所述12伏穩(wěn)壓電源電路的輸出端分別與所述電流補(bǔ)償電路、限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路相連，給上述三部分電路提供穩(wěn)定的12伏工作電壓，所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路的輸出端與發(fā)電機(jī)的勵磁線圈相連，用于控制所述勵磁線圈的電流，其特征在于還包括頻率調(diào)節(jié)電路和占空比調(diào)節(jié)電路，所述電流補(bǔ)償電路的輸出端與所述頻率調(diào)節(jié)電路相連，所述頻率調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述占空比調(diào)節(jié)電路相連，所述限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路的輸出與所述占空比調(diào)節(jié)電路相連，所述占空比調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路相連。
所述頻率調(diào)節(jié)電路可包括一個555定時器。
所述占空比調(diào)節(jié)電路可包括一個555定時器。
所述電流補(bǔ)償電路的輸出端可連接到所述頻率調(diào)節(jié)電路中555定時器的輸入端TRIG端，所述555定時器的DIS端和THR端相連后還同時與TRIG端相連，并經(jīng)過一個電容接地，所述555定時器的輸出Q端經(jīng)過另一個電容后連接到所述占空比調(diào)節(jié)電路的輸入端。
所述限壓調(diào)節(jié)電流的輸出端和輸出電壓調(diào)節(jié)電流的輸出可以都連接到所述占空比調(diào)節(jié)電路中555定時器的DIS端，同時所述555定時器的THR端經(jīng)過一個電阻端也與DIS端相連，輸出端Q端經(jīng)過另一個電阻后連接到所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路的輸出端。
所述電源電路還可包括一個5伏穩(wěn)壓電源電路，所述5伏穩(wěn)壓電源電路的輸出端分別與所述頻率調(diào)節(jié)電路和占空比調(diào)節(jié)電路相連，提供穩(wěn)定的5伏工作電源。
所述5伏穩(wěn)壓電源電路可包括一個穩(wěn)壓塊。
本實用新型通過設(shè)置有頻率調(diào)節(jié)電流和占空比調(diào)節(jié)電流，實現(xiàn)跟隨發(fā)電機(jī)輸出電壓和負(fù)載大小的波動，改變激勵信號的頻率和占空比來有效調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，更有效地穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓，并且改善了勵磁調(diào)節(jié)器對同步發(fā)電機(jī)電壓波動的跟蹤調(diào)節(jié)性能，使調(diào)節(jié)的范圍更寬，從而在負(fù)載等條件發(fā)生變化時，都能保證發(fā)電機(jī)組輸出一穩(wěn)定的電壓。


圖1為本實用新型的電路框圖圖2為本實用新型的電路原理器具體實施方式
如圖1所示，本實用新型由三相交流電流采樣電路、三相交流電壓采樣電路、電流補(bǔ)償電路、限壓調(diào)節(jié)電路、輸出電壓調(diào)節(jié)電路、勵磁電流調(diào)節(jié)電路、頻率調(diào)節(jié)電路、占空比調(diào)節(jié)電路、12伏穩(wěn)壓電源電路和5伏穩(wěn)壓電源電路。所述三相交流電流采樣電路的輸出與所述電流補(bǔ)償電路相連，所述三相交流電壓采樣電路的輸出端分別與所述限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路相連，所述12伏穩(wěn)壓電源電路的輸出端分別與所述電流補(bǔ)償電路、限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路相連，給這三部分電路提供穩(wěn)定的12伏工作電壓，所述電流補(bǔ)償電路的輸出端與所述頻率調(diào)節(jié)電路相連，所述頻率調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述占空比調(diào)節(jié)電路相連，所述限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路的輸出與所述占空比調(diào)節(jié)電路相連，所述12伏穩(wěn)壓電源電路的輸出端還同時與所述5伏穩(wěn)壓電源電路的輸入端相連，所述5伏穩(wěn)壓電源電路的輸出端分別與所述頻率調(diào)節(jié)電路和占空比調(diào)節(jié)電路相連，提供穩(wěn)定的5伏工作電源，所述占空比調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路相連。所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路的輸出端與發(fā)電機(jī)的勵磁線圈相連，用于控制所述勵磁線圈的電流。
本實用新型的電路原理圖如圖2中所示，所述頻率調(diào)節(jié)電路和占空比調(diào)節(jié)電路都分別包括555定時器。所述5伏穩(wěn)壓電源電路包括一個穩(wěn)壓塊U2，所述12伏穩(wěn)壓電源電路的輸出端連接到穩(wěn)壓塊U2的輸入端，所述穩(wěn)壓塊U2的輸出端輸出5伏的穩(wěn)定電壓分別連接到所述頻率調(diào)節(jié)電路和占空比調(diào)節(jié)電路中555定時器U4和U5的VCC端。
所述電流補(bǔ)償電路的輸出端連接到所述555定時器U4的輸入端TRIG端，所述555定時器U4的DIS端和THR端相連后還同時與TRIG端相連，并經(jīng)過電容C6接地，所述555定時器U4的輸出Q端經(jīng)過電容C8后連接到所述占空比調(diào)節(jié)電路中的555定時器U5的輸入端TRIG端。從三相交流電流采樣電路的輸出經(jīng)過電流補(bǔ)償后得到的控制電壓，隨發(fā)電機(jī)組負(fù)載電流增大而增大，它將使U4輸出脈沖的重復(fù)頻率增高；反之，所述控制電壓隨發(fā)電機(jī)組負(fù)載電流減小而減小，它將使U4輸出脈沖的重復(fù)頻率降低。
所述限壓調(diào)節(jié)電流的輸出和輸出電壓調(diào)節(jié)電流的輸出都連接到所述占空比調(diào)節(jié)電路中555定時器U5的DIS端，同時所述555定時器U5的THR端經(jīng)過電阻R14端也與DIS端相連，輸出端Q端經(jīng)過電阻R4后連接到所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路的輸出端。還有一個電阻R14和一個二極管D8并聯(lián)后連接在所述555定時器U5的TRIG端和電源端VCC端。所述三相交流電壓采樣信號經(jīng)過限壓調(diào)節(jié)和輸出電壓調(diào)節(jié)后得到的控制電壓，隨發(fā)電機(jī)組輸出電壓的增高而增高，U5輸出脈沖的通電率(又稱占空比)下降；反之，隨發(fā)電機(jī)組輸出電壓的降低而降低，U5輸出脈沖的通電率(又稱占空比)上升。同時，U5輸出脈沖的重復(fù)頻率受U4輸出的控制，即U5輸出脈沖的重復(fù)頻率隨發(fā)電機(jī)負(fù)載電流改變，其通電率隨發(fā)電機(jī)輸出電壓而改變。因此，本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)使勵磁電流變化來保持發(fā)電機(jī)輸出電壓始終恒定。
權(quán)利要求1.一種同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，包括三相交流電流采樣電路、三相交流電壓采樣電路、電流補(bǔ)償電路、限壓調(diào)節(jié)電路、輸出電壓調(diào)節(jié)電路、電源電路和勵磁電流調(diào)節(jié)電路，所述三相交流電流采樣電路的輸出與所述電流補(bǔ)償電路相連，所述三相交流電壓采樣電路的輸出端分別與所述限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路相連，所述電源電路包括一個12伏穩(wěn)壓電源電路，所述12伏穩(wěn)壓電源電路的輸出端分別與所述電流補(bǔ)償電路、限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路相連，給上述三部分電路提供穩(wěn)定的12伏工作電壓，所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路的輸出端與發(fā)電機(jī)的勵磁線圈相連，用于控制所述勵磁線圈的電流，其特征在于還包括頻率調(diào)節(jié)電路和占空比調(diào)節(jié)電路，所述電流補(bǔ)償電路的輸出端與所述頻率調(diào)節(jié)電路相連，所述頻率調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述占空比調(diào)節(jié)電路相連，所述限壓調(diào)節(jié)電路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路的輸出與所述占空比調(diào)節(jié)電路相連，所述占空比調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，其特征在于所述頻率調(diào)節(jié)電路包括一個555定時器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，其特征在于所述占空比調(diào)節(jié)電路包括555定時器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，其特征在于所述電流補(bǔ)償電路的輸出端連接到頻率調(diào)節(jié)電路中所述555定時器的輸入端TRIG端，所述555定時器的DIS端和THR端相連后還同時與TRIG端相連，并經(jīng)過一個電容接地，所述555定時器的輸出Q端經(jīng)過另一個電容后連接到所述占空比調(diào)節(jié)電路的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，其特征在于所述限壓調(diào)節(jié)電流的輸出端和輸出電壓調(diào)節(jié)電流的輸出都連接到所述占空比調(diào)節(jié)電路中555定時器的DIS端，同時所述555定時器的THR端經(jīng)過一個電阻端也與DIS端相連，輸出端Q端經(jīng)過另一個電阻后連接到所述勵磁電流調(diào)節(jié)電路的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，其特征在于所述電源電路還包括一個5伏穩(wěn)壓電源電路，所述5伏穩(wěn)壓電源電路的輸出端分別與所述頻率調(diào)節(jié)電路和占空比調(diào)節(jié)電路相連，提供穩(wěn)定的5伏工作電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，其特征在于所述5伏穩(wěn)壓電源電路包括一個穩(wěn)壓塊。
專利摘要本實用新型涉及一種同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器。本實用新型通過設(shè)置有頻率調(diào)節(jié)電流和占空比調(diào)節(jié)電流，實現(xiàn)跟隨發(fā)電機(jī)輸出電壓和負(fù)載大小的波動，改變激勵信號的頻率和占空比來有效調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，更有效地穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓，并且改善了勵磁調(diào)節(jié)器對同步發(fā)電機(jī)電壓波動的跟蹤調(diào)節(jié)性能，使調(diào)節(jié)的范圍更寬，從而在負(fù)載等條件發(fā)生變化時，都能保證發(fā)電機(jī)組輸出一穩(wěn)定的電壓。
文檔編號H02P9/14GK2817210SQ200520103110
公開日2006年9月13日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者陳萬興 申請人:陳萬興