一种基于输出电路功率因数测控的逆变控制器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于输出电路功率因数测控的逆变控制器，主要由和三相永磁发电机的三相绕组相连的整流桥、直流滤波电路、逆变电路、直流电压检测电路、直流电流检测电路、交流电压检测电路、交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路、IGBT触发单元电路及控制部组成。当发电机连接负载控制部时，控制部可以循环检测功率电路的直流电压、电流，交流电压、电流的值；并且通过交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路以及控制部中的负载性质判别部的配合下，快速的计算负载的功率因数以及负载的性质，从而改变IGBT触发单元的脉冲宽度来调节系统的输出电压，来获得输出电路的合适的功率因数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于输出电路功率因数测控的逆变控制器，特别是用在发电机组中，对于发电机组拖动的负载具有鉴别功能并根据负载的电压、电流的相位角来调节机组对外的输出电压和功率，以实现节能和对控制器的保护。
技术介绍
近年来由小型汽油机或小型柴油机拖动的小型发电机组在人们的日常生活和野外作业中的使用越来越广泛，同时环保节能的意识也越来越深入到人们的消费意识中来，所以小型发电机组也需要适应此种潮流。根据小型发电机组的使用方式，汽油发电机常被作为移动式的独立电源来使用，主要由汽油机、同步交流发电机和控制器组成。设计中所用汽油机发出的三相交流电频率为350～640Hz，电压为300～550V，通过三相整流桥变成直流高电压，然后经过降压环节(降压变换器)降至350V左右，最后通过逆变环节和LC滤波器变换成220V/50Hz等的交流电供负载使用。小型发电机的负载包括小型交流电机、照明设备、电炉等小型交流电动机是上述发电机组的一种主要的负载设备。交流电动机由于在不同的负载条件下其功率因数也不近相同，根据交流电动机的设计要求一般来讲当其输出功率在额定负载时其功率因数最高，如果能检测电动机负载率并按照要求调节电动机的端电压，即可实现电动机的节能控制，在发电机组拖动电动机的运行过程中，随着电动机的负载变化，其效率和功率也将发生变化，特别是在轻载时，两者将变得很低。另外软启动器的控制对象为普通的交流异步电动机，它能对电动机的输入电压进行控制，而电动机的轻载节能运行一般也需要通过调节电动机的输入电压来实现，所以对于具有逆变电路的永磁同步交流发电机组，可以同时实现对电动机的软启动性和通过调节电动机本身的端电压调节，实现电机在轻载条件下的节能运行。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术的目的是提供一种控制器，控制器的功率电路和发电机组的永磁同步发电机的主电路以及控制电路相连接，利用三相整流电路和可控逆变电路满足发电机组对不同负载的节能使用要求，同时能够对交流电机进行软启动，以及对逆变电路进行安全保护。为了满足上述要求和目的，本专利技术提供一种基于输出电路功率因数测控的逆变控制器，所述逆变控制器具备如下部件和电路：和三相永磁发电机的三相绕组相连的整流桥、直流滤波电路、交流滤波电路、逆变电路、直流电压检测电路、直流电流检测电路、交流电压检测电路、交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路、IGBT触发单元电路及控制部；其中，所述直流电压检测电路、直流电流检测电路、交流电压检测电路、交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路、IGBT触发单元电路均与控制部连接；所述整流桥、直流滤波电路、直流电压检测电路、直流电流检测电路连接所述逆变电路的输入端，所述交流滤波电路、交流电压检测电路、交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路连接所述逆变电路的输出端，所述IGBT触发单元电路连接所述逆变电路的控制端。进一步，根据如上所述的逆变控制器，所述控制部具有可以调节逆变电路输出电压值的基本电压设定单元，直流电路功率测量的功率补偿单元，相角调整单元，和可以判断负载性质的负载性质判断部；当逆变控制器负载变化时，所述控制部通过上述各个检测电路检测逆变电路输出的交流电源的电压、电流和相位值并根据相应的逻辑控制逆变电路的触发脉冲来改变交流电的相位角，以实现上述负载在轻载时的节能控制。进一步，根据如上所述的逆变控制器，在上述负载超过系统负载时可以切断线路。进一步，根据如上所述的逆变控制器，如果负载的功率因数角过小，通过上述的所述切断线路切断IGBT触发单元电路的输出。进一步，根据如上所述的逆变控制器，当负载的性质为感性或容性时，降低逆变电路的输出电压从而对于负载实现降压启动。进一步，根据如上所述的逆变控制器，所述逆变电路的输出电压和电流的目标相位角是可调的。进一步，根据如上所述的逆变控制器，所述逆变电路的输出电压值是可调的。进一步，根据如上所述的逆变控制器，在逆变控制器中设置一个控制启停的开关，以及至少一个用于工作状态指示的指示装置。进一步，根据如上所述的逆变控制器，所述指示装置为LED灯。进一步，根据如上所述的逆变控制器，所述控制部根据输出的功率和视在功率和负载功率的差值判断系统是否工作在阻性负载的方式；若是，则转向阻性负载工作方式，此时改变IGBT的触发脉宽值而不改变其触发的时刻，并且根据负载功率的大小调节系统的输出功率；同时在负载超出系统的工作能力时切断系统的工作状态；如否，则系统在进行下一步判断是否处于容性负载的方式，判断的方式为系统等待基准电压信号的跳变，当系统检测到此信号正跳变则马上读取交流电路的电压相位信号同时读取交流电路的电流相位信号，根据二者的值判断系统的负载性质。本专利技术提供了一种采用高性能的单片机器件控制的控制器结构，它具有如下功能：1、控制小型发电机组的发动机。2、对上述机组驱动的电动机的功率因数的检测、调节、根据电动机负载的变化，实时调节电动机的输入电压，继而保持电机的功率因数恒定，实现电动机的轻载节能。3、满足对于上述机组驱动的电动机的软启动等要求。4、另外也具有对发电机的控制中的逆变电路提供保护的能力。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的控制器的连接线路图；图2是本专利技术的主要的控制电路的逻辑框图；图3是本专利技术的负载性质的逻辑判断图；图4是本专利技术的对于系统超载保护的逻辑判断图；图5是本专利技术的对低功率因数的负载进行输入电压调整的逻辑框图。图6是直流电压的测量电路图；图7是直流电流的测量电路图；图8是交流电流的测量电路图；图9是交流电压的测量电路图；图10是交流电流相位的测量电路图；图11是交流电压的相位测量电路图；图12是逆变单元的触发生成电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。本专利技术的目的是提供一种控制器，控制器的功率电路和发电机组的永磁同步发电机的主电路以及控制电路相连接，利用三相整流电路和可控逆变电路满足发电机组对不同负载的节能使用要求，同时能够对交流电机进行软启动，以及对逆变电路进行安全保护。图1是本专利技术的一种具体实施方式的主要结构图，图中的1是作为本发明的被控部件中的发电机装置，它是一种由发动机拖动的发电机或者是其他可以进行交流发电的电源，参照本例我本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于输出电路功率因数测控的逆变控制器，其特征在于：所述逆变控制器具备如下部件和电路：和三相永磁发电机的三相绕组相连的整流桥、直流滤波电路、交流滤波电路、逆变电路、直流电压检测电路、直流电流检测电路、交流电压检测电路、交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路、IGBT触发单元电路及控制部；其中，所述直流电压检测电路、直流电流检测电路、交流电压检测电路、交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路、IGBT触发单元电路均与控制部连接；所述整流桥、直流滤波电路、直流电压检测电路、直流电流检测电路连接所述逆变电路的输入端，所述交流滤波电路、交流电压检测电路、交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路连接所述逆变电路的输出端，所述IGBT触发单元电路连接所述逆变电路的控制端。

【技术特征摘要】
1.一种基于输出电路功率因数测控的逆变控制器，其特征在于：
所述逆变控制器具备如下部件和电路：
和三相永磁发电机的三相绕组相连的整流桥、直流滤波电路、交流滤波
电路、逆变电路、直流电压检测电路、直流电流检测电路、交流电压检测电
路、交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电
路、IGBT触发单元电路及控制部；
其中，所述直流电压检测电路、直流电流检测电路、交流电压检测电路、
交流电流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路、
IGBT触发单元电路均与控制部连接；
所述整流桥、直流滤波电路、直流电压检测电路、直流电流检测电路连
接所述逆变电路的输入端，所述交流滤波电路、交流电压检测电路、交流电
流检测电路、交流相位基准信号生成电路、交流电流相位检测电路连接所述
逆变电路的输出端，所述IGBT触发单元电路连接所述逆变电路的控制端。
2.根据权利要求1所述的逆变控制器，其特征在于：
所述控制部具有可以调节逆变电路输出电压值的基本电压设定单元，用
于直流电路功率测量的功率补偿单元，相角调整单元，和可以判断负载性质
的负载性质判断部；
当逆变控制器的负载变化时，所述控制部通过上述各个检测电路检测逆
变电路输出的交流电源的电压、电流和相位值并根据相应的逻辑控制逆变电
路的触发脉冲来改变交流电的相位角，以实现上述负载在轻载时的节能控制。
3.根据权利要求1所述的逆变控制器，其特征在于：在上述负载超过

\...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥伟，
申请(专利权)人：浙江雷亚电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33