小型发电机自动励磁调压器制造技术

小型发电机自动励磁调压器，由可控硅、整流二极管、续流二极管、自动移相触发电路和起励继电器组成半波可控整流回路，将发电机定子输出的小部分交流功率变成依据负荷或转速变化而变化的直流功率，供给转子绕组励磁，从而使发电机负荷或转速在较大范围内变化时仍保持输出电压稳定，克服了现有小型发电机电压随转速变化而变化的缺点，保证阻性负荷白炽灯亮度基本不随转速而变化。满足了渔船照明的需要。本实用新型专利技术具有造价低廉，稳压性能优良，运行可靠性高，谐波小的特点。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种小型单相发电机自动励磁调压器，尤其是在宽范围转速情况下，输出比较稳定电压的自动励磁调压器。目前生产的小型单相发电机，均采用三次谐波励磁(见附图说明图1)，其优点是三次谐波电压随负载增加而升高，能使发电机端电压在负载从零至额定值时基本维持不变，具有自动稳压作用，但其前提条件是发电机电压频率必须是50HZ，频率升高，电压会成正比升高，飞车时升高的电压甚至会烧毁用电器具，而当频率下降时，电压也会下降，致使照明灯泡光通量严重不足。当前我国沿海机动小型渔船上装备的发电机基本上都是上述小型发电机，单机容量3～12KW，负荷主要是照明白炽灯，发电机由柴油机带动，当晚上正常作业时，柴油机以额定转速工作，发电机正常发电。当柴油机加速时，发电机电压超过额定值，极易烧灯泡，因此有的渔船采用250V的灯泡。当作业完成后，为了省油，柴油机必须在低速(1/3-1/2额定转速)下工作，此时发电机只能发出100V左右的电压，晚上照明严重不足，影响夜间工作(如分拣鱼类)。为了防止柴油机加速时过高的电压，有人在发电机输出端加装市售稳压器，但都被烧坏，原因是发电机转速升高时电压达到甚至超过300V，一般稳压器受不了。而低速时如何升高电压，至今尚未有任何产品可解决此问题。本技术的目的，是为渔船上所用的小型发电机提供一种宽频率范围的自动励磁调节器，它能使发电机在额定频率时输出额定电压(230V)，在超速直至飞车(60～100HZ)时仍使发电机电压不高于额定值。而在最低速(35HZ)至少保持3/4左右的额定电压，保证白炽灯有足够的亮度。本技术的目的是这样实现的线路见图2、其基本原理是根据发电机电压升降自动调节发电机的励磁电流，使电压稳定在额定值附近。图2中，取消了三次谐波电路，转子磁场功率取自发电机定子绕组，由于发电机磁场绕组所消耗的功率一般只占发电机功率的3-5％左右，因此从定子取励磁功率对发电机输出功率影响不大。图2中，可控硅SCR的阳极接到定子绕组L1的下端，SCR的阴极与二极管D1正极串联连接，D1阴极与转子滑环炭刷F1连接，滑环炭刷F2与定子绕组L1的上端直接相连，续流二极管D2的阴极与F1及D1的阴极连接，D2的阳极与F2、L1的上端相连。图2中的控硅SCR、二极管D1、定子绕组L1组成一个可控半波整流电路，代替三次谐波绕组向磁场绕组L2供电，由于可控硅可以移相触发，因此能够实现励磁电流的自动调节。采用上述方案的自动励磁调压器，由于所用元件都是小功率(几安培电流)器件，因此它具的体积小、损耗少、结构简单、造价低廉、稳压性能灵敏可靠的优点。以下结合附图和实施例对本技术进一步详述图1是现有三次谐波励磁单相发电机线路图；图2是本技术实施例主电路原理图；图3是本技术实施例完整线路图；图4是本技术实施例各点波形图。各图中L1-发电机定子绕组，L2-发电机转子磁场绕组L3-发电机三次谐波绕组，F1、F2-滑环、炭刷；SCR-可控硅，D1、D2-二极管，J-起励继电器；R1-电阻，R2-电压整定电位器，A1、A2-运算放大器；Y-反相驱动器，Va-矩形电压，Vb-锯齿波电压；Vc-移相电压，+V1-电源电压，+V2-测量电压；V3-正半波同步电压；本技术主电路原理图见图2，L1为发电机定了绕组，发电机的电能由它产生并输出给负载，其额定电压为交流230V。L2为转子磁极绕组，它通过滑环炭刷F1、F2与自动励磁主回路相连。自动励磁主线路由控制可控硅SCR、整流二极管D1、续流二极管D2，起励继电器的常闭触点J所组成。SCR与D1串联连接组成一个半波整流电路，其SCR对L1的半波电压进行移相斩波，D1只允许正半波的移相电压通过，不允许中负半波通过，D1输出的半波移相电压通过炭刷、滑环F1进入磁场线圈L2，经F2至L1的上端而形成半波整流回路。通过自动调节SCR的导通角，就可以控制通过磁场线圈L2的电流大小，从而达到自动调节发电机电压的目的。图2中，起励继电器J的线圈并联在发电机输出端，它实际是一个电压继电器，其常闭触点的一端与SCR的控制极连接，另一端则与SCR的阳极连接。当发电机转动起来后，由于转子有剩磁，会在定子绕组L1上感应生成几伏的微小交流电压。此时由于SCR的控制极与阳极通过常闭触点J直接连通，使SCR成为一个二极管，于是剩磁电压通过SCR、D1，整流后由滑环F1、F2加载到磁极线圈L2，进一步加强磁极的剩磁，如此循环往复，发电机定子线圈L1上的电压便很快上升，电压升到60％额定值时，接在L1两端的起励继电器动作，于是常闭触点断开，SCR转入移相触发状态。一般在无电情况下，要使可控硅导通，必须在控制极通入由电池供电的触发电流，本技术在起励时，利用继电器J常闭触点，使剩磁电压直接进入可控硅控制极，使其导通变成二极管而完成起励过程，这是本技术与众不同之处。虽然调压器输出的半波移相电压是不连续的，但由于转子磁极线圈是大电感，其电流不会突变，加上有续流二极管D2的作用，因此流过L2的电流是连续的。二极管D1的作用一是半波整流，二是当起励时，防止常闭触点J直通引起负半周电压短路。由于D1的存在，SCR既可用单向可控硅，也可用双向可控硅、增大了元件选择的自由度。三是承受反向电压，当电源为负半周时，反向电压主要由D1承受，减小或消除了可控硅SCR反向击穿的可能性，大大提高了电路的可靠性、这是本技术与一般半波可控整流电路不同的地方。下面给出一个带自动移相触发线路的完整具体实施例(见图3)图3中，SCR、D1、D2、J组成半波可控整流励磁主电路，其工作原理前面已经详述。图3中，运放A1、A2、反相驱动器Y等元件组成一个自动移相触发脉冲线路，用以触发可控硅SCR。自动移相线路各点电压波形见图4。图3中，同步半波电压V3经运放A1限幅放大后输出为矩形波(波形见图4(b))，此矩形波经电阻R1，电容C组成的积分器，在电容C上获得锯齿波电压Vb(见图4(C))，此锯齿波电压与测量电压(测量电压取自发电机电压)+V2在运放A2中比较，于是A2输出移相脉冲(波形见图4(d))。自动移相稳压过程如下当电压整定电位器R2处于一定位置时，测量电压与锯齿波相交于一定时间t1，A2输出触发脉冲宽度为t1、t2，此宽度就是可控硅的导通角，可控硅输出的励磁电流刚好使发电机输出电压为额定值。当发电机由于负载增加或转速降低而使电压降低时，测量电压下降。由图4(c)可见，当测量电压+V2下降时，与锯齿波的交点也下降，t1点左移，于是移相脉冲加宽，导至SCR导通角增加，输出励磁电流增加，促使发电机电压回升。反之，当发电机负载减轻或转速增加时，发电机电压有上升趋势，触发脉冲宽度变小，可控硅SCR导通角减小，减少了励磁电流，于是促使发电机电压下降。由于上述自动移相触发作用，从而使电机在负载及转速变化很大时，仍具有很好的稳压作用，保证了白炽灯负载的正常用电。权利要求1.一种发电机自动励磁调压器，由可控硅与二极管将定子绕组与转子绕组连接，其特征是可控硅SCR与二极管D1串联连接后，一端与定子绕组L1的一端连接，另一端与转子绕组的F1端连接，二极管D2与转子绕组L2并联，定子绕组另一端与转子绕组F2端用导线直接连接，在可控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机自动励磁调压器，由可控硅与二极管将定子绕组与转子绕组连接，其特征是：可控硅ＳＣＲ与二极管Ｄ１串联连接后，一端与定子绕组Ｌ１的一端连接，另一端与转子绕组的Ｆ１端连接，二极管Ｄ２与转子绕组Ｌ２并联，定子绕组另一端与转子绕组Ｆ２端用导线直接连接，在可控硅ＳＣＲ上连接起励继电器常闭触点Ｊ；

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈甲标，
申请(专利权)人：陈甲标，沈维好，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]