CN101483405A - 一种降压启动式发电机调压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降压启动式发电机调压器，包括整流电路、稳压滤波电路、设定电压电路、电压取样电路、设定电压比较电路、励磁电流控制电路、励磁电源整流滤波电路、励磁电流调整电路，其特征在于：所述励磁电流取样电路的输入端连接励磁电流调整电路的输出端，励磁电流取样电路的输出端连接降压延时控制电路的输入端，降压延时控制电路的输出端连接设定电压比较电路的第一输入端。本发明电路简单，检测可靠，能减小动力型负载对发电机的启动电流冲击，使发电机运行稳定，在启动时降低电压，减小电流冲击，能有效地防止发电机过载，使发动机不会出现因过载而停机或转速下降等现象，可以广泛应用于发电机转子的自动励磁控制。
Description
技术领域
本发明涉及发电机调压器，尤其涉及降压启动负载为电动机的发电机调压器。
背景技术
目前，公知的发电机励磁调压器都是设定的固定电压输出，如220V/50Hz、380V/50Hz，是通过调节发电机转子的励磁电流大小来控制输出电压，如果当发电机在启动时，特别是连接电动机、鼓风机等电动型负载时，启动电流将大于发电机输出的额定电流，这样就会造成发动机的输出功率不足，转速下降，甚至造成动力停机。鉴于这种情况，通常我们在为电动型负载配置发电机时，会选择3倍的功率余量，例如一台650W的风机，我们至少要选2kw的发电机才能保证它能够正常启动。这样，在启动正常后，运行时就会造成窝电、功率浪费和燃油浪费。
发明内容
为了解决现有的发电机启动动力型负载容易被拖停机和功率浪费的问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种降压启动式发电机调压器。
根据本发明的一个技术方案，提供一种降压启动式发电机调压器，包括整流电路、稳压滤波电路、设定电压电路、电压取样电路、设定电压比较电路、励磁电流控制电路、励磁电源整流滤波电路、励磁电流调整电路；
所述整流电路的输入端连接发电机的主绕组，整流电路的输出端连接稳压滤波电路的输入端和电压取样电路的输入端；
所述稳压滤波电路的输出端连接设定电压电路的输入端，同时，稳压滤波电路为其他电路单元提供工作电压；
所述设定电压电路的输出端连接设定电压比较电路的第一输入端；
所述电压取样电路的输出端连接设定电压比较电路的第二输入端；
所述设定电压比较电路的输出端连接励磁电流控制电路的输入端，励磁电流控制电路的输出端连接励磁电流调整电路的控制端，励磁电流调整电路的输入端连接发电机励磁绕组的一端，发电机励磁绕组的另一端连接励磁电源整流滤波电路的输出端，励磁电源整流滤波电路的输入端连接发电机的副绕组；
其特点是：
所述励磁电流取样电路的输入端连接励磁电流调整电路的输出端，励磁电流取样电路的输出端连接降压延时控制电路的输入端，降压延时控制电路的输出端连接设定电压比较电路的第一输入端。
根据本发明所述的一种降压启动式发电机调压器一个优选方案，所述降压延时控制电路6由电阻R3、R9～R14、电容C2、比较器U1A、开关管Q2、Q3构成，电阻R14的一端连接励磁电流取样电路的输出端，电阻R14的另一端连接开关管Q2的基极，电阻R8连接在开关管Q2的基极和发射极之间，开关管Q2的发射极接地，开关管Q2的集电极通过电阻R9接稳压滤波电路的输出端VCC，同时，开关管Q2的集电极连接比较器U1A的反相输入端，并通过电容C2接地，电阻R10与电阻R11串联连接，电阻R10的一端接稳压滤波电路的输出端VCC，电阻R11的一端接地，电阻R10与电阻R11的连接节点连接比较器U1A的同相输入端，比较器U1A的输出端通过电阻R12连接开关管Q3的基极，开关管Q3的发射极接地，电阻R13连接在开关管Q3的基极和发射极之间，开关管Q3的集电极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接设定电压比较电路的第一输入端。
根据本发明所述的一种降压启动式发电机调压器的一个优选方案，所述励磁电流取样电路由电阻R5、R6、R7、电容C1、比较器U1B构成，电阻R5与电容C1串联连接，电容C1的一端接地，电阻R5的一端连接励磁电流调整电路10的输出端，电阻R5与电容C1的连接节点接比较器U1B的同相输入端，电阻R6与电阻R7串联连接，电阻R6的一端接稳压滤波电路的输出端VCC，电阻R7的一端接地，电阻R5与电阻R7的连接节点连接比较器U1B的反相输入端，比较器U1B的输出端连接降压延时控制电路的输入端。
根据本发明所述的一种降压启动式发电机调压器的一个优选方案，所述励磁电流调整电路包括三极管Q15、Q9、Q11、Q13、电阻R36、R37、R48、R49、电容C9、二极管D19、D21、D32，所述三极管Q15的基极连接励磁电流控制电路的输出端，所述三极管Q15的发射极接地，所述三极管Q15的集电极连接所述三极管Q9的基极，并通过电阻R36连接发电机励磁绕组L3的一端和二极管D19的负极，所述三极管Q9、Q11组成达林顿管，所述三极管Q9的集电极和所述三极管Q11的集电极同时连接到所述二极管D19、D21的正极、所述二极管D32的负极以及发电机励磁绕组L3的另一端，所述三极管Q11的发射极与所述三极管Q13的基极连接，并通过电阻R48接地，所述三极管Q13的发射极通过电阻R49接地，同时所述三极管Q13的发射极与所述励磁电流取样电路5的输入端连接，所述三极管Q13的集电极连接二极管D12的负极，电阻R37与电容C9串联连接在所述三极管Q9的基极与所述三极管Q13的集电极之间，所述二极管D32的正极接地。
根据本发明所述的一种降压启动式发电机调压器的一个优选方案，所述电压取样电路包括电阻R56、R50、R62、R68、R76、可调电阻RP1、电容C20，所述电阻R56与电容C20串联，电阻R56的另一端连接整流电路的输出端和电阻R50的一端，所述电阻R56与电容C20的连接节点与电阻R62连接，电容C20的另一端接地，所述电阻R68、R76与调试电阻RP1串联，电阻R76的另一端接地，电阻R68的另一端同时连接电阻R50、R62的一端，可调电阻RP1的可调端与设定电压比较电路的第二输入端连接。
本发明所述的一种降压启动式发电机调压器的有益效果是：所述降压启动式发电机调压器电路简单，检测可靠，能减小动力型负载对发电机的启动电流冲击，使发电机运行稳定，在启动时降低电压，减小电流冲击，当转速接近额定转速时就切换成额定电压，能有效地防止发电机过载，使发动机不会出现因过载而停机或转速下降等现象，本发明可以广泛应用于发电机启动控制。
附图说明
图1是本发明所述的一种降压启动式发电机调压器的原理框图。
图2是本发明所述的一种降压启动式发电机调压器的电路原理图。
具体实施方式
参见图1，本发明所述的一种降压启动式发电机调压器，由整流电路7、稳压滤波电路8、设定电压电路9、电压取样电路1、设定电压比较电路2、励磁电流控制电路3、励磁电源整流滤波电路4、励磁电流调整电路10，励磁电流取样电路5、降压延时控制电路6构成。所述整流电路7的输入端连接发电机的主绕组L1，整流电路7的输出端连接稳压滤波电路8的输入端和电压取样电路1的输入端；所述稳压滤波电路8的输出端VCC连接设定电压电路9的输入端，同时，稳压滤波电路8为其他电路单元提供工作电压；所述设定电压电路9的输出端连接设定电压比较电路2的第一输入端；所述电压取样电路1的输出端连接设定电压比较电路2的第二输入端；所述设定电压比较电路2的输出端连接励磁电流控制电路3的输入端，励磁电流控制电路3的输出端连接励磁电流调整电路10的控制端，励磁电流调整电路10的输入端连接发电机励磁绕组L3的一端，发电机励磁绕组L3的另一端连接励磁电源整流滤波电路4的输出端，励磁电源整流滤波电路4的输入端连接发电机的副绕组L2；所述励磁电流取样电路5的输入端连接励磁电流调整电路10的输出端，励磁电流取样电路5的输出端连接降压延时控制电路6的输入端，降压延时控制电路6的输出端连接设定电压比较电路2的第一输入端。
参见图2，在本实施例中，所述降压延时控制电路6由电阻R3、R9～R14、电容C2、比较器U1A、开关管Q2、Q3构成，电阻R14的一端连接励磁电流取样电路5的输出端，电阻R14的另一端连接开关管Q2的基极，电阻R8连接在开关管Q2的基极和发射极之间，开关管Q2的发射极接地，开关管Q2的集电极通过电阻R9接稳压滤波电路8的输出端VCC，同时，开关管Q2的集电极连接比较器U1A的反相输入端，并通过电容C2接地，电阻R10与电阻R11串联连接，电阻R10的一端接稳压滤波电路8的输出端VCC，电阻R11的一端接地，电阻R10与电阻R11的连接节点连接比较器U1A的同相输入端，比较器U1A的输出端通过电阻R12连接开关管Q3的基极，开关管Q3的发射极接地，电阻R13连接在开关管Q3的基极和发射极之间，开关管Q3的集电极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接设定电压比较电路2的第一输入端。
在本实施例中，所述励磁电流取样电路5由电阻R5、R6、R7、电容C1、比较器U1B构成，电阻R5与电容C1串联连接，电容C1的一端接地，电阻R5的一端连接励磁电流调整电路10的输出端，电阻R5与电容C1的连接节点接比较器U1B的同相输入端，电阻R6与电阻R7串联连接，电阻R6的一端接稳压滤波电路8的输出端VCC，电阻R7的一端接地，电阻R5与电阻R7的连接节点连接比较器U1B的反相输入端，比较器U1B的输出端连接降压延时控制电路6的输入端。
所述励磁电流调整电路10由三极管Q15、Q9、Q11、Q13、电阻R36、R37、R48、R49、电容C9、二极管D19、D21、D32构成，所述三极管Q15的基极连接励磁电流控制电路3的输出端，所述三极管Q15的发射极接地，所述三极管Q15的集电极连接所述三极管Q9的基极，并通过电阻R36连接发电机励磁绕组L3的一端R和二极管D19的负极，所述三极管Q9、Q11组成达林顿管，所述三极管Q9的集电极和所述三极管Q11的集电极同时连接到所述二极管D19、D21的正极、所述二极管D32的负极以及发电机励磁绕组L3的另一端W，所述三极管Q11的发射极与所述三极管Q13的基极连接，并通过电阻R48接地，所述三极管Q13的发射极通过电阻R49接地，同时所述三极管Q13的发射极与所述励磁电流取样电路5的输入端连接，所述三极管Q13的集电极连接二极管D12的负极，电阻R37与电容C9串联连接在所述三极管Q9的基极与所述三极管Q13的集电极之间，所述二极管D32的正极接地。
所述电压取样电路1由电阻R55、R56、R50、R62、R68、R76、可调电阻RP1、电容C20构成，所述电阻R56与电容C20串联，电阻R56的另一端连接整流电路7的输出端和电阻R50的一端，所述电阻R56与电容C20的连接节点与电阻R62连接，电容C20的另一端接地，所述电阻R68、R76与调试电阻RP1串联，电阻R76的另一端接地，电阻R68的另一端同时连接电阻R50、R62的一端，可调电阻RP1的可调端与设定电压比较电路2的第二输入端连接。
所述发电机的自动励磁调压器的工作原理是：在励磁电流调整电路10的输出端加取样电阻R49，在B点检测发电机的励磁电流，经电阻R5送比较器U1B与设定的额定励磁电流值进行比较，当励磁电流超过额定值时，比较器U1B输出端驱动开关管Q2导通，电容C2通过开关管Q2放电，比较器U1A输出高电平使开关管Q3导通，降低励磁调压器稳压比较点A的电压，使发电机输出约为额定电压的二分之一或设定的降压的电压值。当开关管Q2截止时，电源VCC通过电阻R9对电容C2进行充电，当比较器U1A反相输入端电压大于比较器U1A同相输入端的电压时，比较器U1A输出低电平，开关管Q3截止，A点电压恢复到额定电压输出的设定值，发电机输出额定电压。调整电阻R9与电容C2的值可以调整减压延时的时间，通常在数秒到十几秒，以达到降压启动的目的。
Claims (5)
1、一种降压启动式发电机调压器，包括整流电路(7)、稳压滤波电路(8)、设定电压电路(9)、电压取样电路(1)、设定电压比较电路(2)、励磁电流控制电路(3)、励磁电源整流滤波电路(4)、励磁电流调整电路(10)，
所述整流电路(7)的输入端连接发电机的主绕组(L1)，整流电路(7)的输出端连接稳压滤波电路(8)的输入端和电压取样电路(1)的输入端；
所述稳压滤波电路(8)的输出端(VCC)连接设定电压电路(9)的输入端，同时，稳压滤波电路(8)为其他电路单元提供工作电压；
所述设定电压电路(9)的输出端连接设定电压比较电路(2)的第一输入端；
所述电压取样电路(1)的输出端连接设定电压比较电路(2)的第二输入端；
所述设定电压比较电路(2)的输出端连接励磁电流控制电路(3)的输入端，励磁电流控制电路(3)的输出端连接励磁电流调整电路(10)的控制端，励磁电流调整电路(10)的输入端连接发电机励磁绕组(L3)的一端，发电机励磁绕组(L3)的另一端连接励磁电源整流滤波电路(4)的输出端，励磁电源整流滤波电路(4)的输入端连接发电机的副绕组(L2)；
其特征在于：
所述励磁电流取样电路(5)的输入端连接励磁电流调整电路(10)的输出端，励磁电流取样电路(5)的输出端连接降压延时控制电路(6)的输入端，降压延时控制电路(6)的输出端连接设定电压比较电路(2)的第一输入端。
2、根据权利要求1所述的一种降压启动式发电机调压器，其特征在于：所述降压延时控制电路(6)由电阻(R3、R9～R14)、电容(C2)、比较器(U1A)、开关管(Q2、Q3)构成，电阻(R14)的一端连接励磁电流取样电路(5)的输出端，电阻(R14)的另一端连接开关管(Q2)的基极，电阻(R8)连接在开关管(Q2)的基极和发射极之间，开关管(Q2)的发射极接地，开关管(Q2)的集电极通过电阻(R9)接稳压滤波电路(8)的输出端(VCC)，同时，开关管(Q2)的集电极连接比较器(U1A)的反相输入端，并通过电容(C2)接地，电阻(R10)与电阻(R11)串联连接，电阻(R10)的一端接稳压滤波电路(8)的输出端(VCC)，电阻(R11)的一端接地，电阻(R10)与电阻(R11)的连接节点连接比较器(U1A)的同相输入端，比较器(U1A)的输出端通过电阻(R12)连接开关管(Q3)的基极，开关管(Q3)的发射极接地，电阻(R13)连接在开关管(Q3)的基极和发射极之间，开关管(Q3)的集电极连接电阻(R3)，电阻(R3)的另一端连接设定电压比较电路(2)的第一输入端。
3、根据权利要求2所述的一种降压启动式发电机调压器，其特征在于：所述励磁电流取样电路(5)由电阻(R5、R6、R7)、电容(C1)、比较器(U1B)构成，电阻(R5)与电容(C1)串联连接，电容(C1)的一端接地，电阻(R5)的一端连接励磁电流调整电路(10)的输出端，电阻(R5)与电容(C1)的连接节点接比较器(U1B)的同相输入端，电阻(R6)与电阻(R7)串联连接，电阻(R6)的一端接稳压滤波电路(8)的输出端(VCC)，电阻(R7)的一端接地，电阻(R5)与电阻(R7)的连接节点连接比较器(U1B)的反相输入端，比较器(U1B)的输出端连接降压延时控制电路(6)的输入端。
4、根据权利要求1或2或3所述的一种降压启动式发电机调压器，其特征在于：所述励磁电流调整电路(10)包括三极管(Q15、Q9、Q11、Q13)、电阻(R36、R37、R48、R49)、电容(C9)、二极管(D19、D21、D32)，所述三极管(Q15)的基极连接励磁电流控制电路(3)的输出端，所述三极管(Q15)的发射极接地，所述三极管(Q15)的集电极连接所述三极管(Q9)的基极，并通过电阻(R36)连接发电机励磁绕组(L3)的一端(R)和二极管(D19)的负极，所述三极管(Q9、Q11)组成达林顿管，所述三极管(Q9)的集电极和所述三极管(Q11)的集电极同时连接到所述二极管(D19、D21)的正极、所述二极管(D32)的负极以及发电机励磁绕组(L3)的另一端(W)，所述三极管(Q11)的发射极与所述三极管(Q13)的基极连接，并通过电阻(R48)接地，所述三极管(Q13)的发射极通过电阻(R49)接地，同时所述三极管(Q13)的发射极与所述励磁电流取样电路(5)的输入端连接，所述三极管(Q13)的集电极连接二极管(D12)的负极，电阻(R37)与电容(C9)串联连接在所述三极管(Q9)的基极与所述三极管(Q13)的集电极之间，所述二极管(D32)的正极接地。
5、根据权利要求1或2或3所述的一种降压启动式发电机调压器，其特征在于：所述电压取样电路(1)包括电阻(R56、R50、R62、R68、R76)、可调电阻(RP1)、电容(C20)，所述电阻(R56)与电容(C20)串联，电阻(R56)的另一端连接整流电路(7)的输出端和电阻(R50)的一端，所述电阻(R56)与电容(C20)的连接节点与电阻(R62)连接，电容(C20)的另一端接地，所述电阻(R68、R76)与调试电阻(RP1)串联，电阻(R76)的另一端接地，电阻(R68)的另一端同时连接电阻(R50、R62)的一端，可调电阻(RP1)的可调端与设定电压比较电路(2)的第二输入端连接。
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