同步发电机冗余励磁控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及发电机技术领域，提出了同步发电机冗余励磁控制系统，包括与线圈控制电路连接的过流保护电路，过流保护电路包括二极管D3、电阻R4～R6、电容C2、比较器U1、D触发器U3和与门U2，电阻R4、R5并联在接励磁线圈的两端，电阻R4和R5的连接点连接电容C2，电容C2通过比较器U1连接D触发器U3的时钟引脚，D触发器U3的输出端连接与门U2的第一输入端，与门U2的第二输入端用于接收控制信号PWM1，与门U2输出控制信号PWM2。通过在线圈控制电路上设置过流保护电路，当流经回路的电流超出设定值时，无论控制信号PWM1是高电平还是低电平，都能使输出的控制信号PWM2持续输出低电平，使线圈控制电路截止，实现了线圈控制电路的过流保护功能。实现了线圈控制电路的过流保护功能。实现了线圈控制电路的过流保护功能。

【技术实现步骤摘要】
同步发电机冗余励磁控制系统


[0001]本技术涉及发电机
，具体的，涉及同步发电机冗余励磁控制系统。

技术介绍

[0002]励磁是指为发电机提供工作磁场，在提供工作磁场时发电机产生的电流叫励磁电流。
[0003]发电机励磁系统是同步发电机的重要组成部分，正常运行时供给发电机励磁电流，并根据发电机负载的变化做相应调整，以维持发电机端电压或电网中某一点电压在给定水平上，对发电机的运行可靠性、经济性有直接的影响。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。
[0004]单开关BUCK型整流电路作为现有励磁功率单元的一种形式，通过PWM信号来控制 IGBT的通断从而控制励磁电流。但是现有技术中对励磁功率单元的保护电路效果不好，导致现有的发电机励磁系统仍存在一定的危险。

技术实现思路

[0005]本技术提出同步发电机冗余励磁控制系统，通过设置过流保护电路，解决了现有技术的励磁系统对励磁功率单元保护效果不好的问题。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]同步发电机冗余励磁控制系统，包括励磁功率单元和励磁调节器，所述励磁功率单元包括设置在发电机上的励磁线圈和线圈控制电路，
[0008]进一步，所述线圈控制电路连接有过流保护电路，所述过流保护电路包括二极管D3、电阻R4、R5、R6、电容C2、比较器U1、D触发器U3和与门U2，所述二极管D3的阳极连接励磁线圈的第一端，所述二极管D3的阴极依次串联电阻R4、R5后连接励磁线圈的第二端，所述电阻R4和R5的连接点通过电阻R6后连接电容C2的阳极，所述电容C2的阳极连接所述比较器U1的同相输入端，所述比较器U1的反相输入端接收基准电压信号，所述比较器 U1的输出端连接所述D触发器U3的时钟引脚，所述D触发器U3的输出端连接所述与门 U2的第一输入端，所述与门U2的第二输入端用于接收控制信号PWM1，所述与门U2输出控制信号PWM2。
[0009]进一步，所述励磁调节器和线圈控制电路均设有两组。
[0010]进一步，所述线圈控制电路包括整流器D2、MOS管Q1、二极管D1和电容C1，所述整流器D1的输入端连接发电机输出的三相电，所述整流器D1的第一输出端连接所述MOS管 Q1的漏极，所述MOS管Q1的源极连接所述励磁线圈的第一端，所述MOS管Q1的栅极用于接收控制信号PWM2，所述励磁线圈的第二端连接所述电容C1的正极，所述电容C1的负极连接所述整流器D2的第二输出端，所述电容C1上并联有电阻R1，所述二极管D1的阳极连接所述电容C1的负极，所述二极管D1的阴极连接所述励磁线圈的第一端。
[0011]进一步，所述过流保护电路还包括电阻R3和稳压二极管D4，所述电阻R3并联在电阻 R4和电阻R5上，所述稳压二极管D4并联在所述电阻R3上
[0012]进一步，本技术还包括电流采样电路，所述电流采样电路的输出端连接所述励磁调节器，所述电流采样电路包括电流传感器U8、电阻R22、运放U9和运放U10，所述电流传感器U8的输入端用于检测发电机输出电流信号，所述电流传感器U8的输出端通过电阻R22 接地，所述电流传感器U8的输出端还连接所述运放U10的同相输入端，所述运放U10的反相输入端连接运放U10的输出端，所述运放U10的输出端连接所述运放U9的反相输入端，所述运放U9的反相输入端依次串联变阻器RP3、电阻R19后连接运放U9的输出端，所述运放U9用于输出电流信号。
[0013]进一步，本技术还包括电压采样电路，所述电压采样电路的输出端连接所述励磁调节器，所述电压采样电路包括电压传感器U7、电阻R20、R21、运放U5和运放U6，所述电压传感器U7的输入端用于检测发电机输出电压信号，所述电压传感器U7的输出端依次通过电阻R20、R21接地，所述电阻R20和电阻R21的连接点连接所述运放U5的同相输入端，所述运放U5的反相输入端连接运放U5的输出端，所述运放U5的输出端连接所述运放U6 的反相输入端，所述运放U6的反相输入端依次串联变阻器RP2、电阻R14后连接运放U6 的输出端，所述运放U6用于输出电压信号。
[0014]本技术的工作原理及有益效果为：
[0015]本技术中过流保护电路的工作原理是，加在励磁线圈两端的电阻R4和电阻R5，分压之后通过电阻R6对电容C2进行充电，电容C2同时起到滤波的作用，当电容C2中电压超过参考电压时，比较器U1输出高电平，此时D型触发器U3的时钟CLK引脚接收到比较器输出的脉冲信号由低电平转为高电平，因此D触发器U3的输出引脚Q的输出的脉冲信号由高电平变为低电平并保持不变，与门U2输出的控制信号PWM2被锁定为低电平，MOS管 Q1的电压强制拉至低电平以关断器件，实现了过流保护的功能。
[0016]本技术通过在线圈控制电路上设置过流保护电路，当流经回路的电流超出设定值时，无论控制信号PWM1是高电平还是低电平，都能使输出的控制信号PWM2持续输出低电平，使线圈控制电路截止，实现了线圈控制电路的过流保护功能。
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0018]图1为本技术励磁控制系统连接原理图；
[0019]图2为本技术线圈控制电路的电路图；
[0020]图3为本技术过流保护电路的电路图；
[0021]图4为本技术电流采样电路的电路图；
[0022]图5为本技术电压采样电路的电路图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的
所有其他实施例，都涉及本技术保护的范围。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，本实施例提出了同步发电机冗余励磁控制系统，包括励磁功率单元和励磁调节器，所述励磁功率单元包括设置在发电机上的励磁线圈和线圈控制电路，所述励磁调节器和线圈控制电路均设有两组。
[0026]如图2所示，所述线圈控制电路包括整流器D2、MOS管Q1、二极管D1和电容C1，所述整流器D1的输入端连接发电机输出的三相电，所述整流器D1的第一输出端连接所述MOS 管Q1的漏极，所述MOS管Q1的源极连接所述励磁线圈的第一端，所述MOS管Q1的栅极用于接收控制信号PWM2，所述励磁线圈的第二端连接所述电容C1的正极，所述电容C1的负极连接所述整流器D2的第二输出端，所述电容C1上并联有电阻R1，所述二极管D1的阳极连接所述电容C1的负极，所述二极管D1的阴极连接所述励磁线圈的第一端。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.同步发电机冗余励磁控制系统，包括励磁功率单元和励磁调节器，所述励磁功率单元包括设置在发电机上的励磁线圈和线圈控制电路，其特征在于，所述线圈控制电路连接有过流保护电路，所述过流保护电路包括二极管D3、电阻R4、R5、R6、电容C2、比较器U1、D触发器U3和与门U2，所述二极管D3的阳极连接励磁线圈的第一端，所述二极管D3的阴极依次串联电阻R4、R5后连接励磁线圈的第二端，所述电阻R4和R5的连接点通过电阻R6后连接电容C2的阳极，所述电容C2的阳极连接所述比较器U1的同相输入端，所述比较器U1的反相输入端接收基准电压信号，所述比较器U1的输出端连接所述D触发器U3的时钟引脚，所述D触发器U3的输出端连接所述与门U2的第一输入端，所述与门U2的第二输入端用于接收控制信号PWM1，所述与门U2输出控制信号PWM2。2.根据权利要求1所述的同步发电机冗余励磁控制系统，其特征在于，所述励磁调节器和线圈控制电路均设有两组。3.根据权利要求1所述的同步发电机冗余励磁控制系统，其特征在于，所述线圈控制电路包括整流器D2、MOS管Q1、二极管D1和电容C1，所述整流器D1的输入端连接发电机输出的三相电，所述整流器D1的第一输出端连接所述MOS管Q1的漏极，所述MOS管Q1的源极连接所述励磁线圈的第一端，所述MOS管Q1的栅极用于接收控制信号PWM2，所述励磁线圈的第二端连接所述电容C1的正极，所述电容C1的负极连接所述整流器D2的第二输出端，所述电容C1上并联有电阻R1，所述二极管D1的阳极连接所述电容C1的负极，所述二极管D1的阴极连接所述励磁线圈的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀锋，王芳，王建伟，
申请(专利权)人：石家庄丹创电气有限公司，
类型：新型
国别省市：