CN101951220A - 永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置 - Google Patents
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Abstract
一种永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置，包括可控硅半控桥式整流电路、三相桥式全波整流电路、直流稳压电路、可控硅门极控制电路及高精度电压取样比较电路，其中三相桥式全波整流电路和直流稳压电路构成独立电源，向高精度电压取样比较电路及可控硅门极控制电路供电。本发明提供的永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置采用专门的三相桥式全波整流独立电源向可控硅门极控制电路及高精度电压取样比较电路供电，无论是否接入蓄电池，永磁交流发电机可控硅整流稳压装置都能够稳定可靠地输出电能，大大提高了稳压装置的电压控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及永磁发电机输出电压稳压技术，特别是一种采用高精度电压比较器调节输出电压，采用独立电源向可控硅门极控制电路、高精度电压取样比较电路供电，不用依靠充电蓄电池而直接输出电能的永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置。
背景技术
目前，在航空器、轮船、汽车、工程机械、风力发电的供电中，采用永磁发电机越来越普遍。永磁发电机的输出电压是随着转速变化的，因其工作转速变化范围大，因而输出电压变化范围也大：转速高时输出电压高，转速低时输出电压低，有时甚至相差1-3倍。为了稳定永磁三相交流发电机的输出电压，已有的技术采用机械或电子开关并联短路电能泄放法、机械或电子调节串联电阻降压法、单相或三相半控可控硅桥式整流电路稳压法等稳压方式。目前采用的三相半控可控硅桥式整流稳压电路中的电压比较电路均采用稳压二极管和晶体三极管组成，其控制精度不高。此外，在现有技术中，可控硅门极控制电路、取样和比较电路一般均由三相半控可控硅桥式整流后的直流电供电，这种供电方式严重依赖被充电蓄电池工作，一旦撤除蓄电池，每当三相半控可控硅桥式整流电路受控停止工作时，可控硅门极控制电路、取样和比较电路同时也会失电而停止工作，因此整个电路没有接入蓄电池就不能正常工作，限制了三相半控可控硅桥式整流稳压电路的使用范围，如需要直接输出稳压直流电能的风力永磁交流发电机等。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种电路工作可靠，稳压精度高的永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置。
本发明的技术方案是：一种永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置，包括由整流二极管1、整流二极管2、整流二极管3、单向可控硅4、单向可控硅5、单向可控硅6、触发二极管7、触发二极管8和滤波电容器31组成的三相可控硅半控桥式整流电路、由整流二极管1、整流二极管2、整流二极管3、整流二极管10、整流二极管11和二整流极管12组成的三相桥式全波整流电路、由滤波电容器17、电阻18、晶体三极管19、稳压二极管20和滤波电容器21组成的直流稳压电路、由触发二极管7、触发二极管8、触发二极管9、限流电阻13、晶体三极管14、电阻15、电阻16、晶体三极管22和电阻23组成的可控硅门极控制电路及上拉电阻24、高精度电压比较器25、电阻26、稳压二极管27、取样电阻28、取样电阻29和滤波电容器30组成的高精度电压取样比较电路，其中，由三相桥式全波整流电路和直流稳压电路构成独立电源，向高精度电压取样比较电路及可控硅门极控制电路供电。
在本发明提供的永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置中，输入端子34、输入端子35、输入端子36端加载永磁三相交流发电机的三相交流电压，输入端子34连接整流二极管1的负极、单向可控硅4的阳极和整流二极管10的正极，输入端子35连接整流二极管2的负极、单向可控硅5的阳极和整流二极管11的正极，输入端子36连接整流二极管3的负极、单向可控硅6的阳极和整流二极管12的正极，整流二极管10的负极、整流二极管11的负极和整流二极管12的负极与滤波电容器17的正极、电阻18、晶体三极管14的集电极、晶体三极管19的集电极、电阻16连接，电阻16另一端与电阻15、晶体三极管22的集电极连接，电阻18另一端连接晶体三极管19的基极和稳压二极管20的负极，电阻15的另一端与晶体三极管14的基极连接，单向可控硅4的门极连接触发二极管7的负极，单向可控硅5的门极连接触发二极管8的负极，单向可控硅6的门极连接触发二极管9的负极，单向可控硅4的阴极、单向可控硅5的阴极、单向可控硅6的阴极与取样电阻28、滤波电容器31的正极及输出端子32连接，触发二极管7的正极、触发二极管8的正极和触发二极管9的正极与限流电阻13连接，限流电阻13的另一端与晶体三极管14的发射极连接，晶体三极管22的基极与电阻23连接，电阻23的另一端与高精度电压比较器25输出端及上拉电阻24连接，上拉电阻24的另一端与晶体三极管19的发射极、滤波电容器21的正极、高精度电压比较器25正电源接入端及电阻26连接，电阻26的另一端与高精度电压比较器25负电压输入端及稳压二极管27的负极连接，高精度电压比较器25正电压输入端与取样电阻28、取样电阻29及滤波电容器30连接，整流二极管1的正极、整流二极管2的正极、整流二极管3的正极、稳压二极管20的正极、滤波电容器17的负极、滤波电容器21的负极、晶体三极管22的发射极、高精度电压比较器25负电源接地端、稳压二极管27的正极、取样电阻29另一端、滤波电容器30另一端、滤波电容器31的负极及输出端子33接地。
本发明提供的永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置其工作原理如下：永磁发电机开始运转时，整流二极管1、整流二极管2、整流二极管3、整流二极管10、整流二极管11和整流二极管12构成的三相桥式全波整流电路输出直流电，再经由滤波电容器17、电阻18、稳压二极管20、晶体三极管19和滤波电容器21组成的直流稳压器滤波稳压，然后向由上拉电阻24、高精度电压比较器25、电阻26、稳压二极管27、取样电阻28、取样电阻29和滤波电容器30组成的电压取样比较电路及由触发二极管7、触发二极管8、触发二极管9、限流电阻13、晶体三极管14、电阻15、电阻16、晶体三极管22和电阻23组成的可控硅门极控制电路提供工作电源，电路开始工作。
高精度电压比较器25负电压输入端的电压由稳压二极管稳定在电压值Uw，高精度电压比较器25正电压输入端的电压Ui由取样电阻28和取样电阻29从输出电压Uout分压取得。
永磁发电机运转时，如果整流稳压装置的输出电压Uout低于设定的目标稳压值U，这时Ui亦低于Uw，高精度电压比较器25输出端为低电平，晶体三极管22截止，晶体三极管14导通，整流二极管1、整流二极管2、整流二极管3、整流二极管10、整流二极管11和整流二极管12构成的三相桥式全波整流独立电源正极通过晶体三极管14、电阻13、触发二极管7、触发二极管8、触发二极管9分别向单向可控硅4、单向可控硅5、单向可控硅6的门极提供触发电流，可控硅导通，单向可控硅4、单向可控硅5、单向可控硅6与整流二极管1、整流二极管2、整流二极管3构成的三相可控硅半控桥式整流电路工作，输出端子32输出的直流电压Uout上升趋向设定的目标稳压值U。
如果整流稳压装置的输出电压Uout高于设定的目标稳压值U，这时Ui高于Uw，高精度电压比较器25输出端为高电平，晶体三极管22导通，晶体三极管14截止，三相桥式全波整流独立电源正极不再通过晶体三极管14、电阻13、触发二极管7、触发二极管8、触发二极管9分别向单向可控硅4、单向可控硅5、单向可控硅6的门极提供触发电流，可控硅截止，单向可控硅4、单向可控硅5、单向可控硅6与整流二极管1、整流二极管2、整流二极管3构成的三相可控硅半控桥式整流电路停止工作，输出端子32输出的直流电压Uout下降趋向设定的目标稳压值U。当输出电压Uout下降到低于设定的目标稳压值U时，电路又重复上述工作过程，三相可控硅半控桥式整流电路恢复工作，输出端子32输出的直流电压Uout重新上升趋向设定的目标稳压值U。电路不断重复上述工作过程，使得输出端子32输出的直流电压Uout稳定在设定的目标稳压值U。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1、采用高精度电压比较器调节永磁发电机稳压装置的输出电压，大大提高了控制精度；
2、采用三相桥式全波整流独立电源向可控硅门极控制电路、高精度电压取样比较电路供电，因此无论是否接入蓄电池，永磁交流发电机可控硅整流稳压装置都能够稳定可靠地输出电能。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明的电路示意图。
具体实施方式
如附图1所示：一种永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置，包括由整流二极管1、整流二极管2、整流二极管3、单向可控硅4、单向可控硅5、单向可控硅6、触发二极管7、触发二极管8和滤波电容器31组成的可控硅半控桥式整流电路、由整流二极管1、整流二极管2、整流二极管3、整流二极管10、整流二极管11和二整流极管12组成的三相桥式全波整流电路、由滤波电容器17、电阻18、晶体三极管19、稳压二极管20和滤波电容器21组成的直流稳压电路、由触发二极管7、触发二极管8、触发二极管9、限流电阻13、晶体三极管14、电阻15、电阻16、晶体三极管22和电阻23组成的可控硅门极控制电路及上拉电阻24、高精度电压比较器25、电阻26、稳压二极管27、取样电阻28、取样电阻29和滤波电容器30组成的电压取样比较电路，其中，由三相桥式全波整流电路和直流稳压电路构成独立电源，向高精度电压取样比较电路及可控硅门极控制电路供电。
在本发明提供的永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置中，输入端子34、输入端子35、输入端子36端加载永磁三相交流发电机的三相交流电压，输入端子34连接整流二极管1的负极、单向可控硅4的阳极和整流二极管10的正极，输入端子35连接整流二极管2的负极、单向可控硅5的阳极和整流二极管11的正极，输入端子36连接整流二极管3的负极、单向可控硅6的阳极和整流二极管12的正极，整流二极管10的负极、整流二极管11的负极和整流二极管12的负极与滤波电容器17的正极、电阻18、晶体三极管14的集电极、晶体三极管19的集电极、电阻16连接，电阻16另一端与电阻15、晶体三极管22的集电极连接，电阻18另一端连接晶体三极管19的基极和稳压二极管20的负极，电阻15的另一端与晶体三极管14的基极连接，单向可控硅4的门极连接触发二极管7的负极，单向可控硅5的门极连接触发二极管8的负极，单向可控硅6的门极连接触发二极管9的负极，单向可控硅4的阴极、单向可控硅5的阴极、单向可控硅6的阴极与取样电阻28、滤波电容器31的正极及输出端子32连接，触发二极管7的正极、触发二极管8的正极和触发二极管9的正极与限流电阻13连接，限流电阻13的另一端与晶体三极管14的发射极连接，晶体三极管22的基极与电阻23连接，电阻23的另一端与高精度电压比较器25输出端及上拉电阻24连接，上拉电阻24的另一端与晶体三极管19的发射极、滤波电容器21的正极、高精度电压比较器25正电源接入端及电阻26连接，电阻26的另一端与高精度电压比较器25负电压输入端及稳压二极管27的负极连接，高精度电压比较器25正电压输入端与取样电阻28、取样电阻29及滤波电容器30连接，整流二极管1的正极、整流二极管2的正极、整流二极管3的正极、稳压二极管20的正极、滤波电容器17的负极、滤波电容器21的负极、晶体三极管22的发射极、高精度电压比较器25负电源接地端、稳压二极管27的正极、取样电阻29另一端、滤波电容器30另一端、滤波电容器31的负极及输出端子33接地。
Claims (1)
1.一种永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置，其特征是：包括由整流二极管(1)、整流二极管(2)、整流二极管(3)、单向可控硅(4)、单向可控硅(5)、单向可控硅(6)、触发二极管(7)、触发二极管(8)和滤波电容器(31)组成的可控硅半控桥式整流电路、由整流二极管(1)、整流二极管(2)、整流二极管(3)、整流二极管(10)、整流二极管(11)和二整流极管(12)组成的三相桥式全波整流电路、由滤波电容器(17)、电阻(18)、晶体三极管(19)、稳压二极管(20)和滤波电容器(21)组成的直流稳压电路、由触发二极管(7)、触发二极管(8)、触发二极管(9)、限流电阻(13)、晶体三极管(14)、电阻(15)、电阻(16)、晶体三极管(22)和电阻(23)组成的可控硅门极控制电路及由上拉电阻(24)、高精度电压比较器(25)、电阻(26)、稳压二极管(27)、取样电阻(28)、取样电阻(29)和滤波电容器(30)组成的电压取样比较电路，其中三相桥式全波整流电路和直流稳压电路构成独立电源，向高精度电压取样比较电路及可控硅门极控制电路供电；
在永磁三相交流发电机可控硅整流稳压装置中，输入端子(34)、输入端子(35)、输入端子(36)端加载永磁三相交流发电机的三相交流电压，输入端子(34)连接整流二极管(1)的负极、单向可控硅(4)的阳极和整流二极管(10)的正极，输入端子(35)连接整流二极管(2)的负极、单向可控硅(5)的阳极和整流二极管(11)的正极，输入端子(36)连接整流二极管(3)的负极、单向可控硅(6)的阳极和整流二极管(12)的正极，整流二极管(10)的负极、整流二极管(11)的负极和整流二极管(12)的负极与滤波电容器(17)的正极、电阻(18)、晶体三极管(14)的集电极、晶体三极管(19)的集电极、电阻(16)连接，电阻(16)另一端与电阻(15)、晶体三极管(22)的集电极连接，电阻(18)另一端连接晶体三极管(19)的基极和稳压二极管(20)的负极，电阻(15)的另一端与晶体三极管(14)的基极连接，单向可控硅(4)的门极连接触发二极管(7)的负极，单向可控硅(5)的门极连接触发二极管(8)的负极，单向可控硅(6)的门极连接触发二极管(9)的负极，单向可控硅(4)的阴极、单向可控硅(5)的阴极、单向可控硅(6)的阴极与取样电阻(28)、滤波电容器(31)的正极及输出端子(32)连接，触发二极管(7)的正极、触发二极管(8)的正极和触发二极管(9)的正极与限流电阻(13)连接，限流电阻(13)的另一端与晶体三极管(14)的发射极连接，晶体三极管(22)的基极与电阻(23)连接，电阻(23)的另一端与高精度电压比较器(25)输出端及上拉电阻(24)连接，上拉电阻(24)的另一端与晶体三极管(19)的发射极、滤波电容器(21)的正极、高精度电压比较器(25)正电源接入端及电阻(26)连接，电阻(26)的另一端与高精度电压比较器(25)负电压输入端及稳压二极管(27)的负极连接，高精度电压比较器(25)正电压输入端与取样电阻(28)、取样电阻(29)及滤波电容器(30)连接，整流二极管(1)的正极、整流二极管(2)的正极、整流二极管(3)的正极、稳压二极管(20)的正极、滤波电容器(17)的负极、滤波电容器(21)的负极、晶体三极管(22)的发射极、高精度电压比较器(25)负电源接地端、稳压二极管(27)的正极、取样电阻(29)另一端、滤波电容器(30)另一端、滤波电容器(31)的负极及输出端子(33)接地。
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Granted publication date: 20120829 Termination date: 20180904 |
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