一种数码发电机系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数码发电机系统，数码发电机系统包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器和MCU控制器，输出接触器与外部负载连接，其中，发电机与直流母线之间连接机侧变换器，机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，直流母线并联机组启动蓄电池装置，本实用新型专利技术的数码发电机系统实现了对内燃机的直接启动，省去传统技术中的启动电机装置，有效降低了数码发电机系统的体积与成本，而且机组启动蓄电池装置的结构简单、控制成本低，而且有效可靠。

A digital generator system

The utility model discloses a digital generator system, digital generator system comprises an internal combustion engine and a generator, DC bus, inverter, filter, output contactor and MCU controller, the output contactor and the external load is connected, the generator and the DC converter side bus connection between the machine side converter adopts PWM power converter for full controlled devices, the battery device starts the DC bus parallel unit, the utility model has the advantages of the digital generator system realizes the direct start of the internal combustion engine, motor starting device dispenses with the traditional technology, effectively reducing the size and cost of the digital generator system, structure and unit start-up battery device has the advantages of simple control, low cost, and effective and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种数码发电机系统
本技术涉及数码发电机领域，具体涉及一种数码发电机系统。
技术介绍
数码发电机通过内燃机(如汽油机、柴油机)拖动发电机然后经过电力电子变换输出满足负载电压要求(包括电压幅值、频率、谐波畸变率等)的交流电。由于发电机运行频率高且采用数字控制技术，因此数码发电机具有体积小、重量轻、使用灵活等优点，广泛应用于紧急备用电源、偏远或临时供电电源等。然而作为原动机的内燃机无自启动能力，传统的数码发电机系统必需采用专用启动电机装置实现机组启动，导致数码发电机系统体系较大，且成本高。此外，传统数码发电机采用半控型器件晶闸管整流器或不控型器件二极管整流加DC/DC变换器来控制发电机输出直流电压，存在功率因数低、谐波大、动态性能差以及无法实现内燃机最佳效率跟踪运行控制等缺点。因此需要寻求一种数码发电机系统来解决上述的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提出一种数码发电机系统，实现了对内燃机的直接启动，省去传统技术中的启动电机装置，有效降低了数码发电机系统的体积与成本，而且机组启动蓄电池装置的结构简单、控制成本低，而且有效可靠。本技术采用的技术方案如下：一种数码发电机系统，所述的数码发电机系统包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器和MCU控制器，所述的输出接触器与外部负载连接，其中，所述的发电机与直流母线之间连接机侧变换器，所述的机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，所述的直流母线并联机组启动蓄电池装置。优选地，所述的机组启动蓄电池装置包括蓄电池和启动供电二极管，所述的蓄电池负极与所述的直流母线负极均接地，所述的蓄电池正极与启动供电二极管正极连接，所述的启动供电二极管负极与所述的直流母线正极连接；所述的蓄电池与所述的MCU控制器之间设有蓄电池检测电路，所述的直流母线与所述的MCU控制器之间设有直流电压检测电路；所述的MCU控制器通过开关管驱动器向所述的机侧变换器输入PWM信号。优选地，所述的机组启动蓄电池装置还包括依次连接的继电器、充电二极管，其中，继电器的一接触点m与蓄电池正极连接，另一接触点与充电二极管负极连接，所述的充电二极管正极接入直流母线正极。优选地，所述的机组启动蓄电池装置还包括充电限流电阻，所述的充电限流电阻的一端与充电二极管正极连接，另一端接入直流母线正极。5、如权利要求3所述的数码发电机系统，其特征在于，所述的继电器采用三极管驱动型继电器。优选地，所述的三极管驱动型继电器包括继电器驱动三极管和继电器，其中，继电器驱动三极管为NPN型三极管，其基极与所述的MCU控制器连接，发射极接地，集电极通过继电器与电源正极连接。优选地，所述的全控型器件采用GTO、MOSFET和IGBT中的任意一种。优选地，所述的滤波器由无源元件组成，所述的无源元件包括电感和/或电容。需要说明的是，本技术全文所述的全控型器件是指通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。具体地，本技术所指的全控型器件可以是指，门极可关断晶闸管GTO(英文全称为Gate-Turn-OffThyristor)，电力场效应晶体管MOSFET(英文全称为Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)，绝缘栅双极晶体管(英文全称为Insulate-GateBipolarTransistor—IGBT)。本技术的工作原理和优点：1、本技术采用全控型器件的PWM功率变换器作为机侧变换器，同时直流母线并联机组启动蓄电池装置，在启动时，通过MCU控制，机组启动蓄电池装置为发电机供电，机侧变换器控制发电机拖动内燃机启动，并根据内燃机转速判断是否达到启动要求，因此本技术省去传统技术中的启动电机装置，有效降低了数码发电机系统体积与成本，且控制方法简单方便，易于实现；2、本技术采用全控型器件的PWM功率变换器，在本技术的工作发电工作模式下，采用MCU控制器根据测量信号通过协调解耦控制方法以确保不同特性和功能的各部件能独立运行并实现数码发电机系统发电，进一步地本技术特别提出对内燃机和发电机的有效控制方法，实现了分别对内燃机最佳效率跟踪运行和发电机单位功率因数运行进行控制，可以明显提高内燃机的运行效率和发电机的运行功率因数，且控制方法简单方便，易于实现；3、本技术进一步提出了机组启动蓄电池装置在本技术启动时的控制方法，根据比较直流电压和蓄电池电压控制机组启动蓄电池装置供电，控制方法简单方便，易于实现；4、在上述第3点的基础上，本技术还进一步提出了机组启动蓄电池装置在本技术正常发电工作模式下的控制方法，根据蓄电池电压大小控制机组启动蓄电池装置充电，既能维持蓄电池电压稳定，又能确保充电控制过程的安全性与可靠性，同时控制方法简单方便，易于实现；而且本技术实现了机组启动蓄电池装置低压启动与高压充电两种模式的独立控制，确保本技术运行的安全性和稳定性；5、在上述第3点基础上，本技术还提出了在蓄电池和直流母线之间设置启动充电二极管，通过启动充电二极管实现机组启动蓄电池装置供电状态切换，结构简单、控制成本低，而且有效可靠；6、在上述第4点基础上，本技术还提出了在蓄电池和直流母线之间设置继电器和充电二极管，通过继电器和充电二极管实现机组启动蓄电池装置充电状态切换，结构简单、控制成本低，而且有效可靠。附图说明附图1是本技术实施例的数码发电机系统结构示意图；附图2是本技术实施例的数码发电机系统在启动时的步骤框图；附图3是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下内燃机的控制步骤框图；附图4是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下内燃机的控制步骤中确定电机转速指令的步骤框图；附图5是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下内燃机的控制算法框图；附图6是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制步骤框图；附图7是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制步骤中控制发电机有功电流的步骤框图；附图8是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制步骤中确定发电机有功电流指令的步骤框图；附图9是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制步骤中控制发电机无功电流的步骤框图；附图10是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制算法框图；附图11是本技术实施例的数码发电机系统在启动时的机组启动蓄电池装置的控制步骤框图；附图12是本技术实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下机组启动蓄电池装置的控制步骤框图；附图13是本技术实施例的数码发电机系统中的机组启动蓄电池装置与其它部件的硬件连接电路图。具体实施方式本技术实施例公开了一种数码发电机系统，包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器，数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，输出接触器与外部负载连接，发电机与直流母线之间连接机侧变换器，其中，机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，直流母线并联机组启动蓄电池装置，机组启动蓄电池装置在数码发电机系统启动时为发电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数码发电机系统，所述的数码发电机系统包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器和MCU控制器，所述的输出接触器与外部负载连接，其特征在于，所述的发电机与直流母线之间连接机侧变换器，所述的机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，所述的直流母线并联机组启动蓄电池装置。

【技术特征摘要】
1.一种数码发电机系统，所述的数码发电机系统包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器和MCU控制器，所述的输出接触器与外部负载连接，其特征在于，所述的发电机与直流母线之间连接机侧变换器，所述的机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，所述的直流母线并联机组启动蓄电池装置。2.如权利要求1所述的数码发电机系统，其特征在于，所述的机组启动蓄电池装置包括蓄电池和启动供电二极管，所述的蓄电池负极与所述的直流母线负极均接地，所述的蓄电池正极与启动供电二极管正极连接，所述的启动供电二极管负极与所述的直流母线正极连接；所述的蓄电池与所述的MCU控制器之间设有蓄电池检测电路，所述的直流母线与所述的MCU控制器之间设有直流电压检测电路；所述的MCU控制器通过开关管驱动器向所述的机侧变换器输入PWM信号。3.如权利要求2所述的数码发电机系统，其特征在于，所述的机组启动蓄电池装置还包括依次连接的继电器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志明，向大为，
申请(专利权)人：苏州半唐电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32