CN105450117B - 一种发电机及其启动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种启动控制系统，包括：用于对两个副绕组输出的交流电进行整流处理，并输出直流电的副绕组整流电路、用于根据控制电路输出的控制信号调节励磁线圈内的励磁电流的大小的输出电路、用于为控制电路提供电源的电源电路、用于对发电机的输出电压进行采样的采样电路、用于输出控制信号至输出电路的控制电路以及用于当发电机接入电容负载时，通过控制励磁线圈内生成与原有的励磁电流方向相反的电流，来控制励磁电流的大小的补偿电路。该系统在接入电容负载后，励磁线圈内能够产生一个与原有的励磁电流相反的电流，避免了励磁电流增大，从而避免了输出电压增大的情况出现，不会给被驱动的电容负载造成损害；本发明还公开了一种发电机。

Description

一种发电机及其启动控制系统

技术领域

本发明涉及发电机启动控制领域，特别是涉及一种发电机及其启动控制系统。

背景技术

如今，汽油发电机被广泛的应用于各行各业，来作为小型轻便的备用电源进行供电。汽油发电机常用于驱动电容负载，如LED灯、网吧电脑等，但当汽油发电机驱动电容负载时，由于电容的移相作用，在励磁线圈中产生了一个跟原励磁电流同相的电流，从而导致励磁电流增大，输出电压失控变高，会给被驱动的电容负载造成损害，甚至会由于过高的电压而烧毁用电器。

因此，如何提供一种能够解决上述问题的发电机及其启动控制系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种启动控制系统，在接入电容负载后，励磁线圈内能够产生一个与原有的励磁电流相反的电流，避免了励磁电流增大，从而避免了接入电容负载后输出电压增大的情况出现，不会给被驱动的电容负载造成损害；本发明的另一目的是提供一种包括上述启动控制系统的发电机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种启动控制系统，用于发电机，包括副绕组整流电路、输出电路、电源电路、采样电路、控制电路以及补偿电路；其中：

所述副绕组整流电路的第一输入端与第二输入端分别与所述发电机的两个副绕组相连，所述副绕组整流电路的正输出端分别与励磁线圈的正极端、所述输出电路的电源端以及所述电源电路的输入端相连，所述副绕组整流电路的负输出端接地；所述副绕组整流电路用于对两个所述副绕组输出的交流电进行整流处理，并输出直流电；

所述输出电路的输入端与所述控制电路的第一输出端相连，所述输出电路的第一输出端与所述励磁线圈的负极端相连；所述输出电路的第二输出端与所述补偿电路的输入端相连；所述输出电路用于根据所述控制电路输出的控制信号调节所述励磁线圈内的励磁电流的大小；

所述电源电路的输出端与所述控制电路的电源端相连；所述电源电路用于为所述控制电路提供电源；

所述采样电路的第一输入端与第二输入端分别与所述发电机的第一采样端与第二采样端相连，所述采样电路的第一输出端与所述控制电路的第一输入端相连，所述采样电路的第二输出端接地；所述采样电路用于对所述发电机的输出电压进行采样；

所述控制电路，用于输出所述控制信号至所述输出电路；

所述补偿电路的输出端与所述励磁线圈的负极端相连，所述补偿电路的电源端与所述励磁线圈的正极端相连；所述补偿电路用于当所述发电机接入电容负载时，通过控制所述励磁线圈内生成与原有的励磁电流方向相反的电流，来控制励磁电流的大小。

优选地，该系统还包括：

调节电路，所述调节电路的第一输入端与所述输出电路的第三输出端相连，所述调节电路第二输入端与所述控制电路的第二输出端相连，所述调节电路的输出端与所述控制电路的第二输入端相连，所述调节电路的电源端与所述电源电路的输出端相连；所述调节电路用于发送调节信号至所述控制电路，来调节所述控制电路输出的控制信号的大小。

优选地，所述补偿电路包括：

NMOS管、第一电阻以及第二电阻；其中：

所述NMOS管的栅极通过所述第一电阻与所述副绕组整流电路的正输出端相连，还通过所述第二电阻与所述输出电路的第二输出端相连，所述NMOS管的漏极与所述励磁线圈的正极端相连，所述NMOS管的源极与所述励磁线圈的负极端相连。

优选地，所述副绕组整流电路包括桥式整流器。

优选地，所述副绕组整流电路还包括：

滤波电容，所述滤波电容的两端分别与所述副绕组整流电路的正输出端与负输出端相连。

优选地，所述采样电路包括桥式整流器，其中，所述采样电路的第二输出端为所述桥式整流器的负输出端。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种发电机，包括如以上任一项所述的启动控制系统。

本发明提供了一种启动控制系统，用于发电机，该系统中的补偿电路的输出端与励磁线圈的负极端相连，补偿电路的电源端与励磁线圈的正极端相连，且补偿电路的输入端与输出电路的第二输出端相连，当发电机接入电容负载时，励磁线圈的负极端的电位会降低，使得补偿电路产生一个从励磁线圈的正极端流向负极端的电流，该电流与接入电容负载后励磁线圈内额外产生的电流方向相反，因此能够相互抵消，避免了励磁电流增大，从而避免了接入电容负载后输出电压增大的情况出现，不会给被驱动的电容负载造成损害。本发明还提供了一种能够解决上述问题的发电机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种启动控制系统的结构示意图；

图2为本发明提供的一种启动控制系统的具体电路示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种启动控制系统，在接入电容负载后，励磁线圈内能够产生一个与原有的励磁电流相反的电流，避免了励磁电流增大，从而避免了接入电容负载后输出电压增大的情况出现，不会给被驱动的电容负载造成损害；本发明的另一核心是提供一种包括上述启动控制系统的发电机。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种启动控制系统，用于发电机，参见图1和图2所示，图1为本发明提供的一种启动控制系统的结构示意图；图2为本发明提供的一种启动控制系统的具体电路示意图；该系统包括：

副绕组整流电路11、输出电路12、电源电路13、采样电路14、控制电路15以及补偿电路16；其中：

副绕组整流电路11的第一输入端与第二输入端分别与发电机的两个副绕组相连，副绕组整流电路11的正输出端分别与励磁线圈的正极端、输出电路12的电源端以及电源电路13的输入端相连，副绕组整流电路11的负输出端接地；副绕组整流电路11用于对两个副绕组输出的交流电进行整流处理，并输出直流电；

其中，这里的副绕组整流电路11包括桥式整流器。

作为优选地，副绕组整流电路11还包括：

滤波电容，滤波电容的两端分别与副绕组整流电路11的正输出端与负输出端相连。

输出电路12的输入端与控制电路15的第一输出端相连，输出电路12的第一输出端与励磁线圈的负极端相连；输出电路12的第二输出端与补偿电路16的输入端相连；输出电路12用于根据控制电路15输出的控制信号调节励磁线圈内的励磁电流的大小；

电源电路13的输出端与控制电路15的电源端相连；电源电路13用于为控制电路15提供电源；

采样电路14的第一输入端与第二输入端分别与发电机的第一采样端与第二采样端相连，采样电路14的第一输出端与控制电路15的第一输入端相连，采样电路14的第二输出端接地；采样电路14用于对发电机的输出电压进行采样；

另外，采样电路14包括桥式整流器，其中，采样电路14的第二输出端为桥式整流器的负输出端。

可以理解的是，采样电路14内的桥式整流器能够对采样电路14采集到的输出电压信号进行整流处理。

控制电路15，用于输出控制信号至输出电路12；

补偿电路16的输出端与励磁线圈的负极端相连，补偿电路16的电源端与励磁线圈的正极端相连；补偿电路16用于当发电机接入电容负载时，通过控制励磁线圈内生成与原有的励磁电流方向相反的电流，来控制励磁电流的大小。

其中，这里的补偿电路16包括：

NMOS管Q7-1、第一电阻R7-1以及第二电阻R7-2；其中：

NMOS管Q7-1的栅极通过第一电阻R7-1与副绕组整流电路11的正输出端相连，还通过第二电阻R7-2与输出电路12的第二输出端相连，NMOS管Q7-1的漏极与励磁线圈的正极端相连，NMOS管Q7-1的源极与励磁线圈的负极端相连。

当然，本发明对第一电阻R7-1与第二电阻R7-2的阻值不作限定，可根据实际情况自行选择合适的电阻。

可以理解的是，在原有的电路基础上加入补偿电路16后，当发电机接入电容负载时，由于励磁线圈的负极端的电位降低，导致输出电路12内的三极管均处于截止状态，此时副绕组整流电路11的正输出端通过第一电阻R7-1来为补偿电路16内的NMOS管Q7-1的栅极提供电流，由于副绕组整流电路11的正输出端输出的电流足够大，故NMOS管Q7-1导通，因此励磁线圈内产生了一个从励磁线圈的正极端流向负极端的电流。由于当发电机接入电容负载后，励磁线圈内会产生一个与原励磁电流方向相同的电流，该电流与接入补偿电路16后产生的电流在回路中的方向相反，因此能够相互抵消，避免了励磁电流增大，从而避免了接入电容负载后发电机的输出电压失控增大的情况出现，有效防止了发电机烧毁用电器的情况出现。

作为优选地，该系统还包括：

调节电路17，调节电路17的第一输入端与输出电路12的第三输出端相连，调节电路17第二输入端与控制电路15的第二输出端相连，调节电路17的输出端与控制电路15的第二输入端相连，调节电路17的电源端与电源电路13的输出端相连；调节电路17用于发送调节信号至控制电路15，来调节控制电路15输出的控制信号的大小。

可以理解的是，当发电机驱动电感负载(如电动机)时，由于电感负载启动时需要的电流比它正常工作电流大3倍左右，而发电机的输出功率有限(即输出电流有限)，达不到电感负载启动时需要的大电流，因此，发电机无法启动与自己同等大功率的电感负载。

参见图2所示，图2为本发明提供的一种启动控制系统的具体电路示意图；加入调节电路17后，调节电路17的第一输入端与输出电路12的第三输出端相连，调节电路17的输出端与控制电路15的第二输入端相连。当发电机接入电感负载后，励磁电流会增大，输出电路12会通过第三输出端输出一个励磁信号来将励磁电流的大小的变化反映给调节电路17，调节电路17根据励磁信号来输出一个调节信号至控制电路15，来减小控制电路15输出的控制信号的电压值，控制信号的电压值降低后，输出电路12内的三极管此时均处于截止状态，导致励磁线圈的正极端与负极端的电压相同，此时励磁线圈内无电流。通过按照预设频率重复上述过程，导致一定时间内无励磁电流，从而使励磁电流总体减小，由于励磁电流与输出电压成正比，故输出电压也减小，又因为输出功率不变，因此输出电流增大。

故加入调节电路17后，发电机在接入电感负载后的输出电流增大，满足了电感负载启动时需要的大电流，因此发电机能够正常启动与发电机同等功率大小的电感负载(如风机、空压机等)。

当然，本发明对预设频率的数值不做限定，工作人员可根据实际情况自行设定。

本发明提供了一种启动控制系统，用于发电机，该系统中的补偿电路的输出端与励磁线圈的负极端相连，补偿电路的电源端与励磁线圈的正极端相连，且补偿电路的输入端与输出电路的第二输出端相连，当发电机接入电容负载时，励磁线圈的负极端的电位会降低，使得补偿电路产生一个从励磁线圈的正极端流向负极端的电流，该电流与接入电容负载后励磁线圈内额外产生的电流方向相反，因此能够相互抵消，避免了励磁电流增大，从而避免了接入电容负载后输出电压增大的情况出现，不会给被驱动的电容负载造成损害。

本发明还提供了一种发电机，包括上述启动控制系统。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种启动控制系统，用于发电机，其特征在于，包括副绕组整流电路、输出电路、电源电路、采样电路、控制电路以及补偿电路；其中：

所述副绕组整流电路的第一输入端与第二输入端分别与所述发电机的两个副绕组相连，所述副绕组整流电路的正输出端分别与励磁线圈的正极端、所述输出电路的电源端以及所述电源电路的输入端相连，所述副绕组整流电路的负输出端接地；所述副绕组整流电路用于对两个所述副绕组输出的交流电进行整流处理，并输出直流电；

所述输出电路的输入端与所述控制电路的第一输出端相连，所述输出电路的第一输出端与所述励磁线圈的负极端相连；所述输出电路的第二输出端与所述补偿电路的输入端相连；所述输出电路用于根据所述控制电路输出的控制信号调节所述励磁线圈内的励磁电流的大小；

所述电源电路的输出端与所述控制电路的电源端相连；所述电源电路用于为所述控制电路提供电源；

所述采样电路的第一输入端与第二输入端分别与所述发电机的第一采样端与第二采样端相连，所述采样电路的第一输出端与所述控制电路的第一输入端相连，所述采样电路的第二输出端接地；所述采样电路用于对所述发电机的输出电压进行采样；

所述控制电路，用于输出所述控制信号至所述输出电路；

所述补偿电路的输出端与所述励磁线圈的负极端相连，所述补偿电路的电源端与所述励磁线圈的正极端相连；所述补偿电路用于当所述发电机接入电容负载时，通过控制所述励磁线圈内生成与原有的励磁电流方向相反的电流，来控制励磁电流的大小；

所述补偿电路包括：

NMOS管、第一电阻以及第二电阻；其中：

所述NMOS管的栅极通过所述第一电阻与所述副绕组整流电路的正输出端相连，还通过所述第二电阻与所述输出电路的第二输出端相连，所述NMOS管的漏极与所述励磁线圈的正极端相连，所述NMOS管的源极与所述励磁线圈的负极端相连；

该系统还包括：

调节电路，所述调节电路的第一输入端与所述输出电路的第三输出端相连，所述调节电路第二输入端与所述控制电路的第二输出端相连，所述调节电路的输出端与所述控制电路的第二输入端相连，所述调节电路的电源端与所述电源电路的输出端相连；所述调节电路用于发送调节信号至所述控制电路，来调节所述控制电路输出的控制信号的大小。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述副绕组整流电路包括桥式整流器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述副绕组整流电路还包括：

滤波电容，所述滤波电容的两端分别与所述副绕组整流电路的正输出端与负输出端相连。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采样电路包括桥式整流器，其中，所述采样电路的第二输出端为所述桥式整流器的负输出端。

5.一种发电机，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的启动控制系统。