一种高压直流发电机控制装置制造方法及图纸

技术编号:17783580 阅读:35 留言:0更新日期:2018-04-22 14:34
本发明专利技术公开了一种高压直流发电机控制装置,包括整流滤波电路、脉宽调制电路、运算放大电路和报警电路,以及为脉宽调制电路、运算放大电路和报警电路提供工作电压的电源电路;整流滤波电路用于将高压直流发电机产生的三相交流电进行整流滤波为直流电,作为发电机的励磁电源;脉宽调制电路用于调节发电机的输出电压;运算放大电路对发电机的输出电压和电流进行采样,当出现过压故障时,控制报警电路动作,断开三相交流电,使发电机停止工作;当出现过流故障时,控制脉宽调制电路降低发电机的输出电压,实现过流保护。本发明专利技术可实现对高压直流发电机的自动控制,且具备过压过流故障保护功能,具有调压稳定性好,响应速度快和抗干扰能力强的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流发电机控制装置
本专利技术属于高压直流发电机
,更具体地,涉及一种高压直流发电机控制装置。
技术介绍
目前,直流发电机被广泛应用于各个方面,国内直流发电机多为低压直流发电机,采用高压直流发电机为大功率设备供电,可大大降低系统重量和成本,但是对高压直流发电机的控制是发电机稳定运行的关键;现有直流发电机控制装置多为满足低压直流发电机,且存在电压调节稳定性差、响应速度慢、保护功能少等不足。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本专利技术提供了一种高压直流发电机的控制装置,该控制装置可实现对高压直流发电机的自动控制,电压调节精度高,响应速度快,并具有过压和过流保护功能,从而实现对高压直流发电机和用电设备的保护。为实现上述目的,按照本专利技术的一个方面,提供了一种高压直流发电机的控制装置,包括整流滤波电路、脉宽调制电路、运算放大电路和报警电路,以及为脉宽调制电路、运算放大电路和报警电路提供工作电压的电源电路;整流滤波电路用于将高压直流发电机产生的三相交流电进行整流滤波为直流电,作为高压直流发电机的励磁电源;脉宽调制电路包括脉宽调制芯片D1和电子开关,脉宽调制芯片D1用于将高压直流发电机的输出电压与参考电压进行比较,当输出电压比参考电压高时,控制电子开关导通时间变短,减小励磁电流以降低高压直流发电机的输出电压;当输出电压比参考电压低时,控制电子开关导通时间变长,增大励磁电流以增大输出电压;运算放大电路包括运算放大器D2和电流传感器A1,电流传感器A1对输出电流进行采样后输出相应电流信号FAI,FAI超过限流值时,运算放大器D2输出高电平,控制脉宽调制电路动作降低发电机的输出电压,实现过流保护;当高压直流发电机的输出电压超过设定值时,运算放大器D2输出高电平,控制报警电路动作断开三相交流电,实现过压关断保护。优选的,上述控制装置,其脉宽调制电路还包括电阻R16、电容C4、电阻R11和电容C2,电阻R11和电容C2并联后与电阻R16、电容C4串联;脉宽调制芯片D1与电阻R16、电容C4、电阻R11、电容C2组成比例积分微分运算电路,用于加快对高压直流发电机输出电压的调节速度。优选的,上述控制装置,其运算放大电路还包括串联的电阻R38、R39和电容C8,运算放大器D2与电阻R38、R39和电容C8构成比例积分调节电路,高压直流发电机的输出电压越大,运算放大器D2的输出电压增长越快,实现过压关断保护的时间越短。优选的,上述控制装置,其电子开关包括并联的第一场效应管V3和第二场效应管V4,第一场效应管V3、第二场效应管V4的栅极分别与脉宽调制芯片D1的第二输出端和第一输出端相连,源极均与高压直流发电机的励磁线圈相连,漏极与整流滤波电路相连。优选的,上述控制装置,其报警电路包括第一继电器K1、第二继电器K2、稳压管V10和晶体管V12,当运算放大器D2的输出电压达到稳压管V10的反向击穿电压时,稳压管V10控制晶体管V12导通,第二继电器K2动作控制第一继电器K1断开发电机的三相交流电。优选的,上述控制装置,其脉宽调制芯片D1的第一输出端与公共端GND之间接有并联的阻尼电阻R18和齐纳二极管V1,用于降低场第二效应管V4栅极驱动电路的阻抗,防止第二场效应管V4栅极开路工作;脉宽调制芯片D1的第二输出端与公共端GND之间接有并联的阻尼电阻R19和齐纳二极管V2,用于降低第一场效应管V3栅极驱动电路的阻抗,防止第一场效应管V3栅极开路工作。优选的,上述控制装置,其整流滤波电路包括三相整流桥E1和电容C6,三相整流桥E1对永磁发电机产生的三相交流电进行整流,电容C6将整流后的三相交流电进行滤波,输出稳定的直流电压作为发电机的励磁电源。优选的,上述控制装置,其电源电路包括电源U1和整流二极管V14,整流二极管V14用于抑制外部瞬间干扰,并用于防止电源极性反接。优选的,上述控制装置,第二继电器K2动作同时,过压报警指示灯亮起,过压报警蜂鸣器响。总体而言,通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:(1)本专利技术提供的高压直流发电机控制装置,脉宽调制芯片D1内部的误差放大器与外部的电阻R16、电容C4构成比例积分调节电路,结合电阻R11、电容C2组成比例积分微分运算电路,即PID调节器。PID调节器改善了调压的动静态性能,积分运算消除了静差,实现了无静差调压;而微分运算则加快了调节速度,提高了动态性能,PID调节器提高了电压调节的稳定性和调节速度;(2)本专利技术提供的高压直流发电机控制装置,运算放大器D2、电阻R38、R39以及电容C8构成比例积分调节电路,即PI调节器;在基准电压VREF不变的情况下,高压直流发电机的输出电压越大,运算放大器D2的输出端电压增长越快,实现过压关断保护的时间越短,过压保护的响应速度快;此外,可以通过调节电阻R29、R30的阻值来调节过压保护值;(3)本专利技术提供的高压直流发电机控制装置,利用运算放大器D2设计了一个同相输入迟滞比较器电路,提高了保护电路的抗干扰能力;在高压直流发电机的励磁线圈两端并联超快软恢复二极管V5,可以抑制电磁干扰、消除励磁线圈在关断时产生的反电势;在电源电路中增加了整流二极管V14,可以抑制外部瞬间干扰;在电源电路中增加了瞬态抑制二极管V15,可以吸收瞬间尖峰电压,提高控制装置的抗干扰能力。附图说明图1是本专利技术实施例提供的控制装置的组成示意图;图2是本专利技术实施例提供的控制装置中脉宽调制模块的电路图;图3是本专利技术实施例提供的控制装置中运算放大模块的电路图;图4是本专利技术实施例提供的控制装置中电源电路的电路图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。此外,下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示,是本专利技术实施例提供的一种高压直流发电机的控制装置,包括脉宽调制模块1、运算放大模块2,以及为脉宽调制模块1和运算放大模块2提供工作电压的电源电路3;脉宽调制模块1包括整流滤波电路11和脉宽调制电路12,运算放大模块2包括运算放大电路21和报警电路22;高压直流发电机转子旋转时,永磁发电机产生三相交流电,整流滤波电路11将三相交流电进行整流滤波为直流电,此直流电输入到发电机的励磁线圈作为励磁电源,脉宽调制电路12通过控制励磁电源来调节高压直流发电机的输出电压;运算放大电路21对高压发电机的输出电压和电流进行采样,当出现过压故障时,控制报警电路22动作,断开三相交流电,发电机励磁线圈没有励磁电流,高压绕组就没有电压输出,从而实现过压保护;当出现过流故障时,运算放大电路通过脉宽调制电路12降低高压直流发电机的输出电压,从而实现过流保护。整流滤波电路对永磁发电机产生的三相交流电进行整流,再经电容滤波为稳定的直流电压,输出给励磁线圈作为励磁电源。高压直流发电机的输出电压加到脉宽调制电路12的输入端,该输出电压与参考电压进行比较,当输出电压比参考电压高时,脉宽调制电路12输出的脉冲宽度变窄,从而控制电路中电子开关导通的时间变短,减小励磁电流,以降低发电机的输出电压;本文档来自技高网...
一种高压直流发电机控制装置

【技术保护点】
一种高压直流发电机控制装置,其特征在于,包括整流滤波电路、脉宽调制电路、运算放大电路和报警电路,以及为脉宽调制电路、运算放大电路和报警电路提供工作电压的电源电路;所述整流滤波电路用于将高压直流发电机产生的三相交流电进行整流滤波为直流电,作为高压直流发电机的励磁电源;所述脉宽调制电路包括脉宽调制芯片D1和电子开关,所述脉宽调制芯片D1用于将高压直流发电机的输出电压与参考电压进行比较,当输出电压比参考电压高时,控制所述电子开关导通时间变短,减小励磁电流以降低高压直流发电机的输出电压;当输出电压比参考电压低时,控制所述电子开关导通时间变长,增大励磁电流以增大输出电压;所述运算放大电路包括运算放大器D2和电流传感器A1,所述电流传感器A1用于对输出电流进行采样后输出相应电流信号FAI,FAI超过限流值时,所述运算放大器D2输出高电平,控制脉宽调制电路动作降低发电机的输出电压,实现过流保护;当高压直流发电机的输出电压超过设定值时,运算放大器D2输出高电平,控制报警电路动作断开三相交流电,实现过压关断保护。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流发电机控制装置,其特征在于,包括整流滤波电路、脉宽调制电路、运算放大电路和报警电路,以及为脉宽调制电路、运算放大电路和报警电路提供工作电压的电源电路;所述整流滤波电路用于将高压直流发电机产生的三相交流电进行整流滤波为直流电,作为高压直流发电机的励磁电源;所述脉宽调制电路包括脉宽调制芯片D1和电子开关,所述脉宽调制芯片D1用于将高压直流发电机的输出电压与参考电压进行比较,当输出电压比参考电压高时,控制所述电子开关导通时间变短,减小励磁电流以降低高压直流发电机的输出电压;当输出电压比参考电压低时,控制所述电子开关导通时间变长,增大励磁电流以增大输出电压;所述运算放大电路包括运算放大器D2和电流传感器A1,所述电流传感器A1用于对输出电流进行采样后输出相应电流信号FAI,FAI超过限流值时,所述运算放大器D2输出高电平,控制脉宽调制电路动作降低发电机的输出电压,实现过流保护;当高压直流发电机的输出电压超过设定值时,运算放大器D2输出高电平,控制报警电路动作断开三相交流电,实现过压关断保护。2.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述脉宽调制电路还包括电阻R16、电容C4、电阻R11和电容C2,所述电阻R11和电容C2并联后与电阻R16、电容C4串联;所述脉宽调制芯片D1与电阻R16、电容C4、电阻R11、电容C2组成比例积分微分运算电路,用于加快对高压直流发电机输出电压的调节速度。3.如权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,所述运算放大电路还包括串联的电阻R38、R39和电容C8,运算放大器D2与所述电阻R38、R39和电容C8构成比例积分调节电路,高压直流发电机的输出电压越大,运算放大器D2的输出电压增长越快,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张铁军李棒周红兵冯文雷鸣高天天喻伟
申请(专利权)人:湖北三江航天万峰科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:湖北,42

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