发电机逆变装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术请求保护一种发电机逆变装置，涉及电机控制技术，该装置在发动机的化油器上安装有调节节气门开度的步进电机，发电机单相副绕组的输出端通过转速检测单元连接调速控制器，在直流－交流变换器输出与调速控制器输入之间连接有电流检测单元，调速控制器的输出端分别连接步进电机、直流－交流变换器、交流－直流变换器，调速控制器的控制端连接状态转换开关ＳＷ，控制电源部分连接在发电机的单相副绕组的输出端。调速控制器能够根据负载的变化快速地输出控制信号调整发动机的转速，高效稳定地输出交流电，具有低的失真、相对低的成本以及低噪音和低的燃油消耗的特点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机控制技术，尤其涉及逆变控制式发电机。技术背景在发电机逆变器装置中，需要对发动机的转速进行调节。专利申请CN03120778公开了 一种依据负载大小控制发动机转速的方法，并通过检测介质温度来调整所设定的发动机转 速。对于开窗式(无封闭隔音箱)逆变控制式发电机，温度检测元件所检测的温度与发电 机的实际温度有一定的差别。发动机的工作并不只是受温度的影响，还与负载性质以及发 动机的状况等有关。专利申请CN1407223公开了一种依据负载大小控制发动机转速的方法，并通过检测交 流-直流变换中可控硅导通角的大小来调整所设定的发动机转速的方法。以上方法均需要 通过其它硬件信号来调整所设定的发动机转速。由于需要对发动机的转速进行调节，因此在轻载时发动机工作在低转速区，发电机输 出电压较低。为了在发动机低转速区也能保证控制电源的稳定，申请号200310121519的 中国专利申请公开了一种获得多路输出电源的方法用三相主绕组输出进行全波整流，以RCC方式获得多路控制用电源。RCC方式是一种自激振荡方式，工作频率依据输入电压的 高低、负载大小的变化而变化。由于用三相主绕组输出进行全波整流，工作电压较高，再 加之分布参数的影响，可靠性相对较低。该专利也提出了用发电机副绕组供电并用倍压整 流来获得控制电源方式的不足。
技术实现思路
本技术根据负载-节气门曲线控制节气门开度，縮短负载变化时的调节时间；根据 发动机转速一负载特性曲线确定目标转速，由比例-积分-微分PID调节器调节节气门开度， 通过判断发动机转速的稳定性来修改所确定的目标转速，在直流一交流变换中通过电流内 环反馈减少输出交流电的失真。因此，本技术所要解决的技术问题是，提供一种发电 机逆变控制装置，该装置能够根据负载的变化快速地调整发动机的转速，高效稳定地输出 交流电。本技术设计了一种发电机逆变装置，该装置的基本构成为，发动机的化油器上安 装有调节节气门开度的步进电机，发电机单相副绕组的输出端通过转速检测单元连接调速控制器，在直流-交流变换器输出与调速控制器输入之间连接有电流检测单元，调速控制 器的输出端分别连接步进电机、直流-交流变换器、交流-直流变换器，调速控制器的控制端还连接状态转换开关sw，控制电源部分连接在发电机的单相副绕组的输出端，控制电源 部分中采用萧特基二极管构成整流电路。直流-交流变换器中控制部分由微处理器MCU作 为控制处理器，直流-交流变换器中的整流滤波电路连接微处理器MCU的A/D转换器输入 端，MCU的D/A转换器输出端连接放大电路输入端，在滤波电路的电感端还连接电流采样 单元，电流采样单元的两路输出分别输入保护电路和放大电路，滤波电路的输出端连接电 压采样单元，电压采样单元的两路输出分别连接整流滤波电路和放大电路，放大电路的输 出端连接脉宽调制电路输入端，脉宽调制电路输出控制驱动电路，脉冲宽度调制、电压电 流波形反馈等由模拟电路实现，由微处理器实现电压反馈外环，而模拟电路的一部分实现 电流反馈内环。发电机的三相主绕组之间分别连接有过零采样电路，过零采样电路由限流 电阻、二极管及光电藕合器的串联支路构成。本技术的有益效果是，由于具有电流反馈内环及电压反馈外环的控制方式，保证 输出波形质量，能够对负载的变化做出快速反应。根据负载的变化快速地调整发动机的转 速，高效稳定地输出交流电，具有低的失真、相对低的成本以及低噪音和低的燃油消耗的 特点。附图说明图1所示为本专利技术的发电机逆变装置的系统构成框图 图2所示为交流-直流变换器及控制电路构成框图。 图3为交流-直流变换器过零采样电路图。 图4为直流-交流变换器及控制部分构成框图。 图5为控制电源电路图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的实施进行详细说明。图1为发电机逆变装置的系统构成框图。 发动机1驱动发电机9，发电机9定子上绕有三相主绕组91 (输出带载)和单相副绕组92 (控制用)。发动机l的化油器上安装有调节节气门开度的步进电机ll。发电机9的转子 具有多极永久磁铁，当转子由发动机l驱动时，发电机的单相副绕组输出与发动机转速相 对应频率的交流电，同时三相主绕组也输出与发动机转速相对应的频率的三相交流电。三 相主绕组输出的三相交流电经过交流-直流变换器2处理后，输出电压稳定的直流电，该 直流电经过直流-交流变换器3转换为所要求频率的幅值稳定的交流电。发电机9的单相副绕组92输出的交流电经转速采样转换为与交流电同频率的方波信 号，其频率与发动机的转速相对应。该方波信号送到调速控制器4中，由调速控制器完成 对发动机的转速控制。在发动机l后动初期，转速较低，单相副绕组输出的交流电也较低，为了使DC-DC转 换电路能够工作，需提高发电机9的输出电压，因而通过调速控制器4对发动机的转速调 节来启动DC-DC转换电路。将负载一节气门曲线、发动机转速一负载特性曲线、比例-积分-微分PID调节单元控 制参数存储在调速控制器的存储器中。调速控制器将发动机的整个负载范围分成若干个区 域，对不同的区域，控制器对其设置不同的控制参数。这样的变参数PID控制能够使发动 机的转速在整个负载范围内具有较小的超调和较快的动态响应能力。当负载改变时，不经 过PID (比例-积分-微分)控制器控制，而是根据负载-节气门曲线，直接向步进电机控制 单元发送运行的步数和方向控制步进电机运行，同时更改比例-积分-微分PID调节单元控 制参数。这样可提高发动机对负载变化的响应速度。另外，在发动机的单相副绕组的输出与调速控制器的输入之间连接有转速检测单元6， 通过处理单相副绕组所提供的交流电，转速检测单元获得与发动机转速相对应的频率的矩 形波，将该矩形波信号发送到调速控制器，使其获得发动机的转速数据。在直流-交流变 换器输出与调速控制器输入之间连接有电流检测单元7，电流检测单元通过电流互感器获 得负载电流的大小，变换为直流后将其输入到调速控制器，以确定负载的大小。同时，直 流-交流变换器还向调速控制器提供负载短路、输出过压等信号时。调速控制器输出端分 别连接交流-直流变换器与直流-交流变换器，控制交流-直流变换器与直流-交流变换器关 闭。调速控制器的输出端还连接步迸电机ll，控制端连接状态转换开关SW，输出端外接显示器SP。调速控制器控制安装于发动机1的化油器上的调节节气门开度的步进电机u， 以控制发动机的转速。根据外接控制开关sw的状态控制发动机的目标转速为额定转速还 是随负载变化的经济运行。通过热保护电路8获得过热保护信号，通过直流-交流变换获 得负载短路、输出过压等信号，调速控制器确定过载信号的大小，识别发电机的工作状态 并将其输出到外接显示器SP上显示，同时确定是否需要关闭发动机。图2所示为发电机逆变装置中的交流-直流变换器及电源控制部分的构成框图。 发电机的三相主绕组输出连接有由整流二极管20广206构成的三相半控桥式整流器， 在桥式整流器的输出端连接有滤波电容207，来自发电机三相主绕组的三相交流电，经由三相半控整流桥整流后，由电容器滤波输出稳定的直流电给稳压电路单元214。在三相主绕组的输出端通过过零采样单元208连接有整形电路单元209,来自三相主 绕组的三相交流电，经过零采样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机逆变装置，其特征在于，该装置中发动机（１）的化油器上安装有调节节气门开度的步进电机（１１），发电机（９）单相副绕组的输出端通过转速检测单元（６）连接调速控制器（４），在直流－交流变换器输出与调速控制器输入之间连接有电流检测单元（７），调速控制器的输出端分别连接步进电机、直流－交流变换器、交流－直流变换器的控制端，调速控制器的控制端连接状态转换开关ＳＷ，控制电源部分连接在发电机单相副绕组的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德峰，唐力强，
申请(专利权)人：吴德峰，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]