一种发电机的辅助供电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种发电机的辅助供电装置，属于电气控制技术领域。装置包括：超级电容、双向直流电DC/DC变换器和控制器，双向DC/DC变换器分别与超级电容和直流母排电连接，直流母排分别与逆变器和整流器电连接，逆变器与电机电连接，整流器与发电机电连接，控制器用于，分别对超级电容的电压和直流母排的电压进行采样，比较超级电容的电压和直流母排的电压，基于比较结果，控制直流母排通过双向DC/DC变换器向超级电容充电、或者控制超级电容通过双向DC/DC变换器向直流母排放电。本发明专利技术能够利用回馈的能量辅助发电机供电，使发电机平稳过渡，从而避免发电机过载，同时改善了柴油机发电机的污染排放达到了降低噪音的效果。

An Auxiliary Power Supply Device for Generators

The invention discloses an auxiliary power supply device of a generator, which belongs to the technical field of electrical control. The device includes: supercapacitor, bidirectional DC/DC converter and controller, bidirectional DC/DC converter connected with supercapacitor and DC bus respectively, DC bus connected with inverter and rectifier respectively, inverter connected with motor, rectifier connected with generator, controller used to sample the voltage of supercapacitor and DC bus respectively. Compared with the voltage of the supercapacitor and the voltage of the DC bus, based on the comparison results, the DC bus is controlled to charge the supercapacitor through the bidirectional DC/DC converter, or the supercapacitor is controlled to discharge electricity to the DC bus through the bidirectional DC/DC converter. The invention can use the feedback energy to assist the power supply of the generator, make the generator transition smoothly, thereby avoiding the overload of the generator, and improve the pollution emission of the diesel engine generator to achieve the effect of reducing noise.

【技术实现步骤摘要】
一种发电机的辅助供电装置
本专利技术涉及电气控制
，特别涉及一种发电机的辅助供电装置。
技术介绍
目前，舰船等船舶上的设备电源一般由柴油发电机等发电机供电。其供电过程包括：发电机发电产生交流电，经整流器整流为直流电，直流电经直流母排(也称母线)输送至逆变器，经逆变器转换为交流电提供给驱动用电设备的电机。当某型用电设备需要多台较大功率的电机同时工作时，电机需要很大的输入功率。这种情形下，在电机突然启动、突然加速、或者波浪的干扰(舰船由于波浪的作用将向下运动，这时电机做功需要较大的输入功率)造成负荷突变的瞬间，常常会造成柴油机过负荷，这时，柴油机的排气管喷黑烟，造成机舱环境污染；在恶劣情况时，甚至会造成柴油发电机停机。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种发电机的辅助供电装置，能够利用回馈的能量辅助发电机供电，使发电机平稳过渡，从而避免发电机过载，同时改善了柴油机发电机的污染排放达到了降低噪音的效果。所述技术方案如下：本专利技术提供了一种发电机的辅助供电装置，所述装置包括：超级电容，双向直流电DC/DC变换器，控制器，所述双向直流电DC/DC变换器分别与所述超级电容和直流母排电连接，所述直流母排分别与逆变器和整流器电连接，所述逆变器与电机电连接，所述整流器与发电机电连接，所述控制器用于，分别对所述超级电容的电压和所述直流母排的电压进行采样，比较所述超级电容的电压和所述直流母排的电压，基于比较结果，控制所述直流母排通过所述双向DC/DC变换器向所述超级电容充电、或者控制所述超级电容通过所述双向DC/DC变换器向所述直流母排放电。可选地，所述双向直流DC/DC变换器包括：第一晶体三极管VT1、第二晶体三极管VT2、第一晶体二极管D1、第二晶体二极管D2、电感L、支撑电容C和限流电阻R，所述第一晶体三极管VT1和所述第一晶体二极管D1构成第一支路，所述第一支路的第一端为所述第一晶体三极管VT1的集电极与所述第一晶体二极管D1的负极的连接点，所述第一支路的第二端为所述第一晶体三极管VT1的发射极与所述第一晶体二极管D1的正极的连接点，所述第一晶体三极管VT1的基极接地，所述第二晶体三极管VT2和所述第二晶体二极管D2构成第二支路，所述第二支路的第一端为所述第二晶体三极管VT2的集电极与所述第二晶体二极管D2的负极的连接点，所述第二支路的第二端为所述第二晶体三极管VT2的发射极与所述第二晶体二极管D2的正极的连接点，所述第二晶体三极管VT2的基极接地，所述电感L的第一端与所述超级电容的第一端电连接，所述电感L的第二端与所述第一支路的第二端电连接，所述第一支路的第一端与所述限流电阻R的第一端电连接，所述限流电阻R的第二端与所述支撑电容C的第一端电连接，所述支撑电容C的第二端与所述超级电容的第二端电连接，所述第二支路的第一端与所述电感L和所述第一支路的连接点电连接，所述第二支路的第二端与所述超级电容和所述支撑电容C的连接点电连接，所述第一支路与限流电阻R的连接点、以及所述支撑电容C与所述超级电容的连接点分别与所述直流母排电连接。可选地，所述电感L的电感值大于或等于，Ud为所述直流母排的平均工作电压，f为晶体三极管的斩波频率，Id为所述直流母排输出的平均电流。可选地，所述支撑电容的电容值为，S为Ud的纹波系数。可选地，所述控制器用于，当所述直流母排的电压大于第一电压时，保持所述第一晶体三极管VT1导通和所述第二晶体三极管VT2断开，并在第一时段后，保持所述第一晶体三极管VT1断开和所述第二晶体三极管VT2断开；当所述直流母排的电压小于第二电压、且所述超级电容的电压大于第三电压时，保持所述第一晶体三极管VT1断开和所述第二晶体三极管VT2导通，并在第二时段后，保持所述第一晶体三极管VT1断开和所述第二晶体三极管VT2断开；所述第一电压大于所述第二电压，所述第二电压大于所述第三电压，所述第一电压为启动所述超级电容充电的最高电压值，所述第二电压为启动所述超级电容放电的最低电压值，所述第三电压为所述超级电容正常放电时的最低放电电压。可选地，所述控制器用于，接收电机启动指示，所述电机启动指示包括逆变器标识；基于所述电机启动指示，启动所述逆变器标识指示的逆变器。可选地，所述控制器用于，接收电机停机指示，所述电机停机指示包括逆变器标识；基于所述电机停机指示，关闭所述逆变器标识指示的逆变器。可选地，所述装置还包括显示模块，所述控制器还用于，向所述显示模块发送显示信息，所述显示信息包括采样得到的超级电容的电压和直流母排的电压；所述显示模块用于，显示所述显示信息。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过分别对超级电容的电压和直流母排的电压进行采样，能够获取超级电容的电压和直流母排的实时电压；比较超级电容的电压和直流母排的电压，可以了解超级电容的实时电压和直流母排的实时电压之间的大小关系；基于比较结果，控制直流母排通过双向DC/DC变换器向超级电容充电、或者控制超级电容通过双向DC/DC变换器向直流母排放电；这样，当直流母排的实时电压超过一定范围时，意味着供电系统存在回馈的能量，这时，可以控制直流母排通过双向DC/DC变换器向超级电容充电，将回馈的能量储存起来；而当直流母排的实时电压低于一定范围，且超级电容的实时电压超过一定范围时，意味着发电机可能过载，可以控制超级电容通过双向DC/DC变换器向直流母排放电，释放储存的能量，辅助发电机供电，使发电机平稳过渡，从而避免发电机过载，同时改善了柴油机发电机的污染排放达到了降低噪音的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的供电系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种发电机的辅助供电装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的双向DC/DC变换器的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的控制器控制超级电容充放电的工作流程的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。为便于理解本专利技术实施例提供的一种发电机的辅助供电装置，首先介绍一下供电系统。参见图1，供电系统包括直流母排100、逆变器101、整流器102、电机103和发电机(图未示出)。直流母排100分别与逆变器101和整流器102电连接，逆变器101与电机103电连接，整流器102与发电机电连接。供电过程包括：发电机发电产生交流电，经整流器102整流为直流电，直流电经直流母排100输送至逆变器101，经逆变器101转换为交流电提供给驱动用电设备的电机103。发电机可以是柴油发电机。电机103可以是大功率电机。本专利技术实施例提供的发电机的辅助供电装置，适用于该供电系统的发电机。其中，某些情形下，例如电机103制动减速运行时将作为发电机发电，这将在供电系统中引起短时的大能量回馈。能量将通过逆变器101反馈到直流母排100上。传统技术中，将采用制动电阻与直流母排100电连，以通过制动电阻发热的形式消耗掉回馈的能量，这会造成了极大的能源浪费。本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电机的辅助供电装置，其特征在于，所述装置包括：超级电容，双向直流电DC/DC变换器，控制器，所述双向直流电DC/DC变换器分别与所述超级电容和直流母排电连接，所述直流母排分别与逆变器和整流器电连接，所述逆变器与电机电连接，所述整流器与发电机电连接，所述控制器用于，分别对所述超级电容的电压和所述直流母排的电压进行采样，比较所述超级电容的电压和所述直流母排的电压，基于比较结果，控制所述直流母排通过所述双向DC/DC变换器向所述超级电容充电、或者控制所述超级电容通过所述双向DC/DC变换器向所述直流母排放电。

【技术特征摘要】
1.一种发电机的辅助供电装置，其特征在于，所述装置包括：超级电容，双向直流电DC/DC变换器，控制器，所述双向直流电DC/DC变换器分别与所述超级电容和直流母排电连接，所述直流母排分别与逆变器和整流器电连接，所述逆变器与电机电连接，所述整流器与发电机电连接，所述控制器用于，分别对所述超级电容的电压和所述直流母排的电压进行采样，比较所述超级电容的电压和所述直流母排的电压，基于比较结果，控制所述直流母排通过所述双向DC/DC变换器向所述超级电容充电、或者控制所述超级电容通过所述双向DC/DC变换器向所述直流母排放电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双向直流DC/DC变换器包括：第一晶体三极管(VT1)、第二晶体三极管(VT2)、第一晶体二极管(D1)、第二晶体二极管(D2)、电感(L)、支撑电容(C)和限流电阻(R)，所述第一晶体三极管(VT1)和所述第一晶体二极管(D1)构成第一支路，所述第一支路的第一端为所述第一晶体三极管(VT1)的集电极与所述第一晶体二极管(D1)的负极的连接点，所述第一支路的第二端为所述第一晶体三极管(VT1)的发射极与所述第一晶体二极管(D1)的正极的连接点，所述第一晶体三极管(VT1)的基极接地，所述第二晶体三极管(VT2)和所述第二晶体二极管(D2)构成第二支路，所述第二支路的第一端为所述第二晶体三极管(VT2)的集电极与所述第二晶体二极管(D2)的负极的连接点，所述第二支路的第二端为所述第二晶体三极管(VT2)的发射极与所述第二晶体二极管(D2)的正极的连接点，所述第二晶体三极管(VT2)的基极接地，所述电感(L)的第一端与所述超级电容的第一端电连接，所述电感(L)的第二端与所述第一支路的第二端电连接，所述第一支路的第一端与所述限流电阻(R)的第一端电连接，所述限流电阻(R)的第二端与所述支撑电容(C)的第一端电连接，所述支撑电容(C)的第二端与所述超级电容的第二端电连接，所述第二支路的第一端与所述电感(L)和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊欣，
申请(专利权)人：武汉船用机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42