一种发电机输出电压调节装置以及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种发电机输出电压调节装置以及方法，所述装置包括：通信模块，其配置为接收上位机发送的控制信号；采集模块，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；调制模块，其配置为根据所述控制信号输出对应的调制信号，并且对所述调制信号进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节；励磁电流输出模块，其配置为根据所述调制信号向所述发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节所述发电机的输出电压。本发明专利技术的装置通过数字信号和模拟信号同时采集对发电机电压进行前馈与反馈复合调节，大大提高了电压调节的实时性，抑制了电压波动的产生。

A Generator Output Voltage Regulating Device and Method

The invention discloses a generator output voltage regulating device and a method, which comprises a communication module configured to receive control signals sent by the upper computer, a collection module configured to collect the first signal corresponding to the load power of the generator and the second signal corresponding to the voltage/current size of the front end of the generator, and a modulation module configured to control according to the said control. The signal outputs the corresponding modulation signal, and carries on the generator voltage feed-forward adjustment based on the first signal and the generator voltage feedback adjustment based on the second signal. The excitation current output module is configured to output the corresponding excitation current to the excitation winding of the generator according to the modulation signal, thereby regulating the output of the generator. Voltage. The device of the invention can simultaneously collect digital and analog signals to regulate the generator voltage by feedforward and feedback, which greatly improves the real-time performance of voltage regulation and restrains the generation of voltage fluctuation.

【技术实现步骤摘要】
一种发电机输出电压调节装置以及方法
本专利技术涉及电子
，具体涉及一种发电机输出电压调节装置以及方法。
技术介绍
发电机是一种常见的电子设备。在发电机的应用场景中，常常需要根据实际需求调节发电机的输出电压。在现有技术中，通常发电机电压调节器通过采集的模拟电量信号进行闭环调节，即运用模拟信号采集通道获得发电机的机端电压和电流信号，然后闭环调节励磁电流，从而得到调节机端电压的目的。这种调节方式在电气传动系统的输出负载功率突变的情况，特别是当电动机这种大功率负载高速启动与急停时往往调节效果滞后，容易发生电压波动现象。
技术实现思路
本专利技术提供了一种发电机输出电压调节装置，所述装置包括：通信模块，其配置为接收上位机发送的控制信号；采集模块，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；调制模块，其配置为根据所述控制信号输出对应的调制信号，并且对所述调制信号进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节；励磁电流输出模块，其配置为根据所述调制信号向所述发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节所述发电机的输出电压。在一实施例中，所述采集模块包括：数字信号采集器，其配置为采集所述第一信号，所述第一信号为数字信号；模拟信号采集器，其配置为采集所述第二信号，所述第二信号为模拟信号。在一实施例中，所述励磁电流输出模块包括：续流管，其配置为抑制所述励磁绕组的电压浪涌。在一实施例中，所述励磁电流输出模块包括：限流电阻，其配置为调节最大工作励磁电流不超过励磁电流允许额定值。在一实施例中，所述通信模块以及所述采集模块采用相互独立的信号输入接口。本专利技术还提出了一种发电机电压调节方法，通过调节发电机励磁电流调节来发电机的输出电压，包括：接收上位机发送的控制信号；采集对应发电机负载功率大小的第一信号；采集对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；根据所述控制信号输出对应的所述励磁电流，并且，对所述励磁电流进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节。在一实施例中，所述第一信号为数字信号，所述第二信号为模拟信号。在一实施例中，将所述负载功率大小进行离散化分级处理从而转化为对应的数字信号。在一实施例中，当数字信号输入通道数目为N时，将负载总功率分为2N个等级，利用数字信号输入量n代表所述负载功率的等级大小。在一实施例中，在利用逻辑通道直接传输所述数字信号输入量n的同时利用所述上位机通过通信通道发送数字信号输入量n。本专利技术的装置通过数字信号和模拟信号同时采集对发电机电压进行前馈与反馈复合调节，大大提高了电压调节的实时性，抑制了电压波动的产生。本专利技术的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本专利技术的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本专利技术而被了解。本专利技术的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术一实施例的控制原理示意图；图2是根据本专利技术一实施例的装置结构简图；图3是根据本专利技术一实施例的装置结构拓扑图；图4是根据本专利技术一实施例的负载功率与数字信号输入量的关系示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此本专利技术的实施人员可以充分理解本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本专利技术。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。在现有技术中，通常发电机电压调节器通过采集的模拟电量信号进行闭环调节，即运用模拟信号采集通道获得发电机的机端电压和电流信号，然后闭环调节励磁电流，从而得到调节机端电压的目的。这种调节方式在电气传动系统的输出负载功率突变的情况，特别是当电动机这种大功率负载高速启动与急停时往往调节效果滞后，容易发生电压波动现象。针对上述问题，本专利技术提出了一种发电机电压调节方法，通过调节发电机励磁电流调节来发电机的输出电压。在输出发电机励磁电流的过程中，通过数字信号和模拟信号同时采集对发电机电压进行前馈与反馈复合调节，从而解决负载突变电压波动问题。具体的，在一实施例中，励磁电流的输出过程包括：接收上位机发送的控制信号；采集对应发电机负载功率大小的第一信号；采集对应发电机输出电压/电流大小的第二信号；根据上位机输出的控制信号输出对应的励磁电流，并且对励磁电流进行基于第一信号的发电机电压前馈调节以及基于第二信号的发电机电压反馈调节。进一步的，在一实施例中，第一信号为数字信号，第二信号为模拟信号。在一实施例中，发电机电压调节的控制逻辑如图1所示。DI为对应发电机负载功率大小的第一信号；If1为基于DI进行前馈调节而生成的前馈调节控制电流；Uf为发电机前端反馈电压(第二信号)；Ucmd为基于控制信号生成的控制电压；If2为基于Uf进行反馈调节而生成的反馈调节控制电流；If为励磁电流输出。前馈调节与反馈调节是同步进行的，二者同步参与调节发电机励磁电流，从而满足发电机端电压的调节速度。本专利技术的装置通过数字信号和模拟信号同时采集对发电机电压进行前馈与反馈复合调节，大大提高了电压调节的及时性，抑制了电压波动的产生。基于本专利技术的方法，本专利技术还提出了一种发电机输出电压调节装置。如图2所示，装置包括：通信模块210，其配置为接收上位机发送的控制信号；采集模块220，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；调制模块230，其配置为根据控制信号输出对应的调制信号，并且对调制信号进行基于第一信号的发电机电压前馈调节以及基于第二信号的发电机电压反馈调节；励磁电流输出模块240，其配置为根据调制信号向发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节发电机的输出电压。进一步的，在一实施例中，通信模块210以及采集模块220采用相互独立的信号输入接口。这样采集信号与控制信号分离，避免了相互之间造成干扰，提升了装置的EMC性能。进一步的，在一实施例中，第一信号为数字信号，第二信号为模拟信号。对应的，在一实施例中，采集模块包括：数字信号采集器，其配置为采集第一信号(数字信号)；模拟信号采集器，其配置为采集第二信号(模拟信号)。进一步的，在一实施例中，励磁电流输出模块包括：驱动管，其配置为根据输入的驱动脉冲调节输出的脉冲占空比，从而调节励磁电流输出模块输出的励磁电流。进一步的，在一实施例中，励磁电流输出模块包括：续流管，其配置为抑制励磁绕组的电压浪涌。进一步的，在一实施例中，励磁电流输出模块包括：限流电阻，其配置为调节最大工作励磁电流不超过励磁电流允许额定值。进一步的，在一实施例中，装置还包括电源滤波器和/或轴流风机。具体的，在一实施例中，如图3所示，装置由主控制单元、电源滤波器、轴流风机、驱动管、续流管以及限流电阻和接触器组成。主控制单元采用高速处理器DSP，其集成有数字信号采集器(DI采集)、模拟信号采集器(AI采集)，可以进行数字信号DI采集以及模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机输出电压调节装置，其特征在于，所述装置包括：通信模块，其配置为接收上位机发送的控制信号；采集模块，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；调制模块，其配置为根据所述控制信号输出对应的调制信号，并且对所述调制信号进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节；励磁电流输出模块，其配置为根据所述调制信号向所述发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节所述发电机的输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种发电机输出电压调节装置，其特征在于，所述装置包括：通信模块，其配置为接收上位机发送的控制信号；采集模块，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；调制模块，其配置为根据所述控制信号输出对应的调制信号，并且对所述调制信号进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节；励磁电流输出模块，其配置为根据所述调制信号向所述发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节所述发电机的输出电压。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括：数字信号采集器，其配置为采集所述第一信号，所述第一信号为数字信号；模拟信号采集器，其配置为采集所述第二信号，所述第二信号为模拟信号。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述励磁电流输出模块包括：续流管，其配置为抑制所述励磁绕组的电压浪涌。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述励磁电流输出模块包括：限流电阻，其配置为调节最大工作励磁电流不超过励磁电流允许额定值。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨栋新，刘松柏，姚晓阳，冯炳，杨奎，张东方，班立权，杨哲，谭晓辉，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43