一种新型交流GCU调压电路拓扑结构制造技术

本发明专利技术属于交流发电机控制器调压技术领域，涉及一种新型交流GCU调压电路拓扑结构。包括：降压变压器、整流电路、断路器、励磁继电器GCR、整流滤波电路、采样电阻、MOS管、信号调理电路、励磁绕组、续流二极管，将励磁绕组串联与MOS管的源极，并在整流滤波电路的输出端与MOS管的漏极之间增加一个采样电阻，对采样电阻电压进行检测，当采样电阻两端电压升高到门限值时，断开GCR、切断励磁，避免引起系统拍合。避免引起系统拍合。避免引起系统拍合。

【技术实现步骤摘要】
一种新型交流GCU调压电路拓扑结构


[0001]本专利技术属于交流发电机控制器调压
，涉及一种新型交流GCU(发电机控制器)调压电路拓扑结构。

技术介绍

[0002]在电源系统中，控制器调压电路作用是维持发电机输出电压在规定的范围内，因此控制器调压电路对电源系统起着至关重要的作用。
[0003]励磁控制原理图如图1所示，励磁控制的工作原理是：发电机内部永磁机输出三相交流电、经控制器的GCR(励磁继电器)继电器到整流电路、整流后的直流电直接作为励磁正送到发电机励磁线圈的一端，发电机励磁线圈的另一端励磁负回到控制器的PWM调压控制端。当发电机输出电压偏离115V后，PWM调压控制信号通过控制MOS管的通断来控制励磁电流大小，实现发电机输出电压调节。励磁继电器GCR的正端和负端分别由发电机控制开关GCS和GCR控制信号来控制。当发电机控制开关GCS(发电机控制开关)接通且主交流输出无故障时，接通GCR。当发电机控制开关GCS或控制器检测到主交流输出有过压、欠压等故障时，断开GCR、切断励磁。
[0004]传统模拟式交流调压电路拓扑结构(励磁负对地短路)如图2所示。由图2可知，当励磁负对地短路时，MOS管不受PWM波控制，处于全导通状态，此时可等效占空比为1，励磁电流最大，POR电压升高，引起系统发生过压保护。
[0005]传统模拟式交流调压电路拓扑结构(励磁正对地短路)如图3所示。由图3可知，当励磁正发生短路时，TRU28V电压会在短路时被拉低，此时供给励磁继电器GCR线圈正端的电压无法维持触点吸合而出现断开；励磁继电器GCR触点断开后，励磁正对地短路故障消失，TRU28V电压恢复,即过程中GCS_INPUT信号由低电平跃变至28V，因此由复位电路产生复位信号，软件复位后重新初始化，控制调压器、GCR和MLC断开；此时TRU28V电压恢复正常，软件检测GCS信号有效，发电机转速满足建压投网条件，控制调压器、GCR和MLC断开吸合，以此往复，引起系统拍合，进而会引起系统无法正常发电。
[0006]传统模拟式交流调压电路发生励磁对地短路故障时会引起系统过压和系统拍合，对用电负载和电源系统本身的危害很大，因此设计了一种新型交流GCU调压电路拓扑结构，避免励磁对地短路时发生系统过压和系统拍合。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：提出一种新型交流GCU调压电路拓扑结构，通过优化传统模拟式交流调压电路拓扑结构、增加采样电阻，避免励磁对地短路时发生系统过压故障和系统拍合故障。
[0008]技术方案：
[0009]一种新型交流GCU调压电路拓扑结构，包括：降压变压器、整流电路、断路器、励磁继电器GCR、整流滤波电路、采样电阻、MOS管、信号调理电路、励磁绕组、续流二极管，其中，永磁机三相电压分别输入至降压变压器的三个输入端以及励磁继电器GCR的三个触点的一
端；
[0010]降压变压器的输出端与整流电路的输入端连接；
[0011]整流电路的输出端与断路器的一端连接；断路器的另一端与GCS开关的一端连接，GCS开关的另一端与励磁继电器GCR的线圈正端连接；
[0012]GCR控制信号输入至励磁继电器GCR的线圈负端；
[0013]励磁继电器GCR的三个触点的另一端分别与整流滤波电路的三个输入端连接；整流滤波电路的输出端与采样电阻的一端连接；
[0014]采样电阻的另一端与MOS管的漏极连接，
[0015]发电机电压POR和基准电压分别输入至信号调理电路，信号调理电路的输出端与MOS管的栅极连接，
[0016]MOS管的源极分别与续流二极管的负极以及励磁绕组的一端连接；
[0017]续流二极管的正极和励磁绕组的另一端接地；
[0018]信号调理电路用于生成PWM波。
[0019]进一步地，MOS管为WVM30N50型MOS管。
[0020]进一步地，采样电阻小于1欧姆。
[0021]进一步地，整流滤波电路采用三相全桥滤波电路。
[0022]进一步地，整流电路输出电压为28V直流电。
[0023]进一步地，信号调理电路生成的PWM波幅值小于15V。
[0024]进一步地，信号调理电路生成的PWM波的占空比不大于70％。
[0025]进一步地，续流二极管为2CZ15CA型续流二极管。
[0026]有益效果：
[0027]本专利技术提出的一种新型交流GCU调压电路拓扑结构，通过优化传统模拟式调压电路拓扑结构，避免励磁对地短路时发生系统过压故障。在整流滤波输出端与MOS管的漏极之间增加一个采样电阻，并对采样电阻电压进行检测，当采样电阻两端电压升高到门限值时，断开GCR、切断励磁，避免引起系统拍合。
附图说明
[0028]图1是励磁控制原理图；
[0029]图2是传统模拟式交流调压电路拓扑结构(励磁负对地短路)；
[0030]图3是传统模拟式交流调压电路拓扑结构(励磁正对地短路)；
[0031]图4是一种新型交流GCU调压电路拓扑结构(励磁负对地短路)；
[0032]图5是一种新型交流GCU调压电路拓扑结构(励磁正对地短路)。
具体实施方式
[0033]为避免励磁对地短路引起的系统过压和系统拍合，优化传统模拟式调压电路拓扑结构，将励磁绕组串联与MOS管的源极，并在整流滤波电路的输出端与MOS管的漏极之间增加一个采样电阻，调压电路拓扑结构其余部分保持不变，得到一种新型交流GCU调压电路拓扑结构如图4所示。
[0034]一种新型交流GCU调压电路拓扑结构包括：降压变压器、整流电路、断路器、GCS开
关、GCR、整流滤波电路、采样电阻、MOS管、信号调理电路、励磁绕组、续流二极管。
[0035]永磁机三相电压输入至降压变压器的三个输入端，降低永磁机三相电压；降压变压器的三个输出端与整流电路的三个输入端连接，将三相交流电整流成直流电压，且直流电压电压为28V；整流电路的输出端与断路器的一端连接；断路器的另一端与GCS开关的一端连接，GCS开关的另一端与励磁继电器GCR的线圈正端连接，用于给GCR的线圈供电；GCR控制信号输入至励磁继电器GCR的线圈负端。
[0036]永磁机三相电压输入至励磁继电器GCR的三个触点的一端；励磁继电器GCR的三个触点的另一端分别与整流滤波电路的三个输入端连接。当GCR线圈正端为28V直流电且线圈负端输入GCR控制信号时，GCR的三个触点闭合，将永磁机三相电压输入至整流滤波电路中，整流滤波电路采用三相全桥整流电路。整流滤波电路的输出端与采样电阻的一端连接，采样电阻的另一端与MOS管的漏极连接，采样电阻用于监测采样电阻所在支路上的电流，采样电阻的阻值要求小于1欧姆，避免阻值过大，造成功率损耗。
[0037]发电机电压POR和基准电压分别输入至信号调理电路，信号调理电路用于生成PWM波来控制MOS管的开通和关断，信号调理电路的输出端与MOS管的栅极连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型交流GCU调压电路拓扑结构，其特征在于，包括：降压变压器、整流电路、断路器、励磁继电器GCR、整流滤波电路、采样电阻、MOS管、信号调理电路、励磁绕组、续流二极管，其中，永磁机三相电压分别输入至降压变压器的三个输入端以及励磁继电器GCR的三个触点的一端；降压变压器的输出端与整流电路的输入端连接；整流电路的输出端与断路器的一端连接；断路器的另一端与GCS开关的一端连接，GCS开关的另一端与励磁继电器GCR的线圈正端连接；GCR控制信号输入至励磁继电器GCR的线圈负端；励磁继电器GCR的三个触点的另一端分别与整流滤波电路的三个输入端连接；整流滤波电路的输出端与采样电阻的一端连接；采样电阻的另一端与MOS管的漏极连接，发电机电压POR和基准电压分别输入至信号调理电路，信号调理电路的输出端与MOS管的栅极连接，MOS管的源极分别与续流二极管的负极以及励磁绕组的一端连接；续流二极管的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗丹，侯昊，张超，
申请(专利权)人：陕西航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：