一种小功率同步发电机数控励磁系统技术方案

本发明专利技术公开了一种小功率同步发电机数控励磁系统,其特征在于：包括依次连接的采样处理模块、主控模块和功率控制模块；所述采样处理模块设有ADC0809芯片与主控模块内所设的AT89C51单片机相连；所述功率控制模块内设有MOSFET开关管。本发明专利技术采用价格低廉的数字控制元器件，实现了小功率发电机精准励磁控制，节省了能源。系统结构简单，成本低，体积小，可靠性强，反应速度快。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种小功率同步发电机数控励磁系统,其特征在于：包括依次连接的采样处理模块、主控模块和功率控制模块；所述采样处理模块设有ADC0809芯片与主控模块内所设的AT89C51单片机相连；所述功率控制模块内设有MOSFET开关管。本专利技术采用价格低廉的数字控制元器件，实现了小功率发电机精准励磁控制，节省了能源。系统结构简单，成本低，体积小，可靠性强，反应速度快。【专利说明】一种小功率同步发电机数控励磁系统
本专利技术涉及自动化控制领域，具体的说是一种小功率同步发电机数控励磁系统。
技术介绍
小功率同步发电机是一种以汽油机或柴油机为动力的小型发电设备。其重量轻、体积小、移动方便、可以长时间连续工作，被广泛应用于在通信、采矿、筑路、林区、农田、排灌、野外施工、和国防工程等领域，特别适用于市电电网不能输送到的环境。此外，小功率同步发电机可作为应急备用电源，一旦停电能迅速提供稳定的交流电源。 目前，小功率同步发电机上使用的还普遍是模拟式的励磁控制器，其特点是速度快，价格便宜，在性能要求不高的情况下，其性价比较高。但是其对电路的工艺要求比较高、存在零点漂移现象、功能少、不易扩充提升、通用性差。随着小功率同步发电机供电环境对其输出电能品质和电压调整率等要求的日益提升，采用更优的励磁控制系统需求日渐强烈。与此同时，数字控制技术、计算机技术、微电子技术飞速发展，低成本的数字控制元器件不断推出，采用数字式励磁控制器实现小功率发电机精准励磁控制已成为发展趋势。市场上现有的发电机的数字励磁控制器，广泛采用价格高昂的微处理器、DSP芯片元件，此类控制器随也能用于小功率同步发电机的励磁控制，但高成本无法进行普遍推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种价格低廉，能精确控制的小功率同步发电机数控励磁系统。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为一种小功率同步发电机数控励磁系统，包括依次连接的采样处理模块、主控模块和功率控制模块；所述采样处理模块设有ADC0809芯片与主控模块内所设的AT89C51单片机相连；所述功率控制模块内设有MOSFET 开关管。 本专利技术采用采样处理模块的ADC0809芯片的A/D转换功能、主控模块的AT89C51单片机的PWM控制功能及功率控制模块的MOSFET电流控制功能，完成本专利技术的精确控制功能。系统的主控模块采用AT89C51单片机，对采样处理模块的ADC0809电压反馈数据转换传输控制，并将转换完成的数字反馈信号与系统给定值进行比较，通过PWM脉宽调制方式控制功率模块的MOSFET开关管，实现励磁电流的自动调节。 作为优选，所述ADC0809芯片还设有电压采样接口。 作为优选，所述功率控制模块还设有推挽电路；本专利技术采用推挽电路实现对开关管MOSFET的PWM方式控制。 有益效果:与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:本专利技术采用价格低廉的数字控制元器件，实现了小功率发电机精准励磁控制，节省了能源。系统结构简单，成本低，体积小，可靠性强，反应速度快。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的原理示意图； 图2为本专利技术的电路结构示意图； 图3为本专利技术主控制器的算法示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。 如图1、图2和图3所示，一种小功率同步发电机数控励磁系统，包括依次连接的采样处理模块1、主控模块2和功率控制模块3 ;采样处理模块I设有ADC0809芯片与主控模块2内所设的AT89C51单片机相连；功率控制模块3内设有MOSFET开关管。其中，ADC0809芯片还设有电压采样接口。其中，功率控制模块3还设有推挽电路。 采用上述技术方案，采用采样处理模块的ADC0809芯片的A/D转换功能、主控模块的AT89C51单片机的PWM控制功能及功率控制模块的MOSFET电流控制功能，完成本专利技术的精确控制功能。系统的主控模块采用AT89C51单片机，对采样处理模块的ADC0809电压反馈数据转换传输控制，并将转换完成的数字反馈信号与系统给定值进行比较，通过PWM脉宽调制方式控制功率模块的MOSFET开关管，实现励磁电流的自动调节。 采样处理模块:本专利技术的采样处理模块使用ADC0809芯片将发电机输出端反馈的电压采样转换为数字信号。为实现对采样处理模块的控制。采用单片机AT89C51对ADC0809芯片模拟通道的选择和数据的传送进行控制， AT89C51与ADC0809连接电路如图2中所示。 AT89C51通过ALE为ADC0809的CLK提供时钟脉冲。 ADC0809的START为转换启动信号，高电平有效。ALE是3位通道选择地址ADDC、ADDB、ADDA信号的锁存信号。AT89C51通过WR与P2.0管脚联合控制ADC0809的START电平状态和ALE锁存信号。当发电机采集的电压模拟信号送至ADC0809的IN0-1N7输入端，由ALE锁存地址信号输入端，ADC0809进行模数转换。 EOC是ADC0809的转换情况状态信号，当数模转换约100 μ s后，EOC产生一个负脉冲，终止转换，AT89C51的INTl检测到ADC0809的EOC状态。在EOC的上升沿后，AT89C51通过确认P2.0状态后，利用RD将ADC0809的OE引脚置为高电平。此时，ADC0809把转换好的8位数据结果通过D0-D7输出至AT89C5的PO。 至此ADC0809的完成一次转换并将数据传送至AT89C51的过程。 主控模块:本专利技术的主控模块采用AT89C51定时器配合软件的方法生成PWM信号。通过PWM脉宽调制方式控制功率模块。如图2中所示，AT89C51的Pl.0管脚通过连接高速光耦合器件6N137将PWM信号传送给功率控制模块。 AT89C51单片机程序算法如图3所示。主要程序实现功能如下: (I)初始化:控制器通电后，执行初始化操作，主控模块按照工作时序对各模块发出初始化指令； (2)中断1-采样控制:主控模块控制采样处理模块，对输出端电压采样进行数模转换，并将转换结果输送至主控模块； (3)中断2-电压值比较:主控模块对由采样处理模块传输过来的反馈电压数字信号与主控模块内部存储的给定电压值进行比较，并计算调整量； (4)中断3-调节控制:主控模块按照调整量，以脉宽调制方式改变PWM信号占空比； (5) PWM输出:主控模块通过光耦合器件，将调整过的PWM信号输出至功率控制模块。 功率控制模块:本专利技术的功率控制模块基于传统的推挽电路实现对开关管MOSFET的PWM方式控制。模块所需的PWM信号由主控模块提供，如图2中所示。 推挽电路由两不同极性的晶体管连接而成，以推挽方式存在于电路中，负责正负半周的波形放大任务。电路的输出阻抗低，PWM驱动波形陡峭。电路工作时，两只对称的功率晶体管按照输入的PWM信号周期分别导通，且每次只有一个导通，损耗小、效率高。 功率控制模块中的开关管采用MOSFET晶体管，成本低。发电机副绕组电流流经MOSFET管，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小功率同步发电机数控励磁系统,其特征在于：包括依次连接的采样处理模块（1）、主控模块（2）和功率控制模块（3）；所述采样处理模块（1）设有ADC0809芯片与主控模块（2）内所设的AT89C51单片机相连；所述功率控制模块（3）内设有MOSFET开关管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉鑫，
申请(专利权)人：高邮市科特电机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32