一种交流发电机并联电路制造技术

一种交流发电机并联电路，包括主发电机和从发电机，两个并联控制模块和逆变桥，其中，并联控制模块用于通过调整参考电压以及比例环节的比例系数，控制两台发电机的供电；每个并联控制模块包括二极管功率模块、比较单元、比例环节、PWM发生器、IGBT开关管、电容C1和二极管；两台发电机的输出端与各自并联控制模块的输入端相连，两台发电机的并联控制模块输出端连接于共同的支流母线，最后经逆变桥后输出稳定的交流电；两台发电机的并联控制模块相同，之间无任何连线，连接于共同的直流母线。本发明专利技术可解决传统发电机并联环流大、操作复杂以及功率分配不均等问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种交流发电机并联电路，包括主发电机和从发电机，两个并联控制模块和逆变桥，其中，并联控制模块用于通过调整参考电压以及比例环节的比例系数，控制两台发电机的供电；每个并联控制模块包括二极管功率模块、比较单元、比例环节、PWM发生器、IGBT开关管、电容C1和二极管；两台发电机的输出端与各自并联控制模块的输入端相连，两台发电机的并联控制模块输出端连接于共同的支流母线，最后经逆变桥后输出稳定的交流电；两台发电机的并联控制模块相同，之间无任何连线，连接于共同的直流母线。本专利技术可解决传统发电机并联环流大、操作复杂以及功率分配不均等问题。【专利说明】一种交流发电机并联电路
本专利技术涉及一种交流发电机并联电路，特别是一种新型车载交流发电机并联电路。
技术介绍
随着社会的不断发展，救护、紧急卫星通信等特种车辆需求日益提高，随着科学技术的不断进步，越来越多的大功率设备被应用于这些特种车辆，因此单台的交流发电机已然满足不了实际的功率需求。而柴油发电机组虽然可满足用户大功率的需求，但其在同功率等级下体积庞大，且噪音污染严重，因此不适合用于一些特定的工作场合。而现有的发电机并机技术都是在发电机输出侧进行并联，这种并联必须要求两台发电机的输出电压幅值、频率、相位以及相序完全一致，否则会产生较大环流，影响电机的正常运行，甚至烧毁电机，因此用传统方法实现两台电机尤其是两台不同功率电机的并联非常困难，往往需要额外的同步装置，成本太高。与此同时，不同功率等级电机的并联会使得功率供应更加高效。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足，设计了一种新型车载交流发电机并机电路，在无需柴油发电机组的情况下，由两台交流发电机在直流母线侧完成并联，既解决了传统并联所产生的环流以及控制复杂的问题，又能为用户提供大功率的可靠稳定的交流电。 本专利技术的技术解决方案是:一种交流发电机并联电路，其特征在于:包括主发电机和从发电机，主发电机的并联控制模块和从发电机的并联控制模块、直流母线和一个逆变桥，其中，主发电机的三相输出端与主发电机的并联控制模块的输入端相连，从发电机的三相输出端与从发电机的并联控制模块输入端相连；所述主发电机的并联控制模块包括二极管功率模块、比较单元、比例环节、PWM发生器、IGBT开关管(IGBT开关管全称为绝缘门级双级型晶体管)、限流电阻、电容C和二极管；所述二极管功率模块的输入端与发电机的输出端相连，正输出端与电容C的正极和二极管的阳极相连，并经二极管后连接到逆变桥的正输入端，电容C的负极接地，所述二极管功率模块的负输出端连接到逆变桥的负输入端；所述二极管功率模块的正输出端与比较单元的负极相连，比较单元的正极接入参考电压，比较单元的输出端连接一个比例环节，并经PWM发生器后连接到IGBT开关管的栅极；所述二极管功率模块的正输出端与主发电机的励磁绕阻串联后连接到IGBT开关管的漏极，IGBT开关管的源极经串联的限流电阻后连接到所述二极管功率模块的副输出端；所述逆变桥的正负输入端并联一个电容Cd，电容Cd的正极与二极管的阴极相连且负极与二极管功率模块的副输出端相连；所述从发电机的并联控制模块与主发电机的并联控制模块相同，二者连接于共同的直流母线。 所述二极管具有低导通压降与允许高导通电流的特性，其中导通压降1.5V，允许导通电流50A。 所述二极管的反向耐压值不小于1200V。 本专利技术与现有技术相比的优点在于: (I)两台交流发电机通过本专利技术的电路完成并联，解决了传统的在电机输出端并联方法的控制复杂的问题，且安装简单，无需同步装置，节约成本。 (2)两台交流发电机通过各自的并联控制模块与公共直流母线之间串联一个二极管，防止了环流的产生，可实现两发电机的并联，同时通过合理设定参考电压以及调节比例环节的比例关系，可使两台发电机运行时进行功率自动分配； (3)主发电机与副发电机的并机组合可使整个发电系统的供电能力更加灵活，既能满足用户大功率设备的正常运行，又能在负载较小时提高供电效率。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的交流发电机并联电路图； 图2为本专利技术的交流发电机电路连接图； 图3为本专利技术的交流发电机负载特性曲线图； 【具体实施方式】 如图1为本专利技术的交流发电机并联电路图，如图所示:包括主发电机2和从发电机3，主发电机2的并联控制模块20和从发电机3的并联控制模块21、直流母线12和一个逆变桥13，主交流发电机2和从交流发电机3与汽车发动机I通过取力器或皮带分别连接，所述主发电机2的并联控制模块20包括二极管功率模块4、比较单元5、比例环节6、PWM发生器7、IGBT开关管8、限流电阻9、电容10和二极管11 ;所述二极管功率模块(4)的输入端与发电机(2)的三相输出端相连，正输出端与电容C的正极和二极管11的阳极相连，并经二极管11后连接到逆变桥13的正端，电容C的负极接地，所述二极管功率模块4的负输出端连接到逆变桥13的负输入端；所述二极管功率模块4的正输出端与比较单元5的负极相连，用于进行电压采样，比较单元5的正极接入参考电压，比较单元5的输出端连接一个比例环节6，并经PWM发生器7后连接到IGBT开关管8的栅极；所述二极管功率模块4的正输出端与主发电机2的励磁绕阻串联后连接到IGBT开关管8的漏极，IGBT开关管8的源极经串联的限流电阻9后连接到所述二极管功率模块4的副输出端；所述逆变桥13的输入端并联一个电容Cd，电容Cd的正极与二极管11的阴极相连且负极与二极管功率模块4的副输出端相连；所述从发电机3的并联控制模块21与主发电机2的并联控制模块20的组成、电路和与逆变桥的连接方式相同，连接在同一直流母线12上，通过逆变桥13为负载14提供稳定的交流电。 该交流发电机并联电路的供电如下: 首先，将主发电机2和从发电机3各自的励磁系统在空载状态下的直流参考电压分别设定为Vrefl和VMf2，其中VrefΑν—，且VMfl_VMf2 = V。，V。恒定。参考电压的控制过程如下，即直流采样电压与给定电压参考值作差后经过比例环节，用所得结果来产生PWM信号从而控制发电机励磁回路的通断。当直流电压高于参考值时，经过闭环调节使占空比减小，发电机励磁电流减小，从而减小发电机输出电压，间接减小了整流后的直流电压，完成闭环控制，当直流母线电压稳定后，经过逆变桥实现稳定交流输出；当直流电压低于参考值时，经过闭环调节使占空比增大，发电机励磁电流增大，从而增大发电机输出电压，间接增大了整流后的直流电压，完成闭环控制。当直流母线电压稳定后，经过逆变桥实现稳定交流输出。 空载情况下，由于无负载效应，主发电机的直流侧电压为给定的空载直流稳态电压VMfl，从发电机直流稳态电压为Vraf2,由于Vrafl>VMf2,因此主发电机2的二极管11导通,从发电机3的二极管反向截止，此时当负载有功率需求时只有主发电机2单独供电；随着负载的逐渐增大，电路的电流逐渐增加，由负载效应引起的电路压降增大，因此Vrefl逐渐下降，当VMfl下降到与VMf2相等时，此时主发电机2和从发电机3的直流母线电压趋于相同，此时，负载14的功率为P。，为并机临界状态。如果负载14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流发电机并联电路，其特征在于：包括主发电机(2)和从发电机(3)，主发电机(2)的并联控制模块(20)和从发电机(3)的并联控制模块(21)，直流母线(12)和一个逆变桥(13)，其中，主发电机(2)的三相输出端与主发电机(2)的并联控制模块(20)的输入端相连，从发电机(3)的三相输出端与从发电机(3)的并联控制模块(21)输入端相连；所述主发电机(2)的并联控制模块(20)包括二极管功率模块(4)、比较单元(5)、比例环节(6)、PWM发生器(7)、IGBT开关管(8)、限流电阻(9)、电容C(10)和二极管(11)；所述二极管功率模块(4)的输入端与发电机(2)的三相输出端相连，二极管功率模块正输出端与电容C的正极以及二极管(11)的阳极相连，并经二极管(11)后连接到逆变桥(13)的正输入端，电容C的负极接地，所述二极管功率模块(4)的负输出端连接到逆变桥(13)的负输入端；所述二极管功率模块(4)的正输出端与比较单元(5)的负极相连，比较单元(5)的正极用于接入参考电压，比较单元(5)的输出端连接一个比例环节(6)，并经PWM发生器(7)后连接到IGBT开关管(8)的栅极；所述二极管功率模块(4)的正输出端与主发电机(2)的励磁绕阻后串联后连接到IGBT开关管(8)的漏极，IGBT开关管(8)的源极经串联的限流电阻(9)后连接到所述二极管功率模块(4)的副输出端；所述逆变桥(13)的正负输入端并联一个电容Cd，电容Cd的正极与二极管(11)的阴极相连且负极与二极管功率模块(4)的副输出端相连；所述从发电机(3)的并联控制模块(21)与主发电机(2)的并联控制模块(20)相同，二者连接于共同的直流母线(12)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王尚，翟秀果，李新宇，袁旭超，郭立杰，常亚辉，李建春，王晓瑜，曹清，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11