CN109495038B - 一种发电机输出电压调节装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电机输出电压调节装置以及方法，所述装置包括：通信模块，其配置为接收上位机发送的控制信号；采集模块，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；调制模块，其配置为根据所述控制信号输出对应的调制信号，并且对所述调制信号进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节；励磁电流输出模块，其配置为根据所述调制信号向所述发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节所述发电机的输出电压。本发明的装置通过数字信号和模拟信号同时采集对发电机电压进行前馈与反馈复合调节，大大提高了电压调节的实时性，抑制了电压波动的产生。

Description

一种发电机输出电压调节装置以及方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种发电机输出电压调节装置以及方法。
背景技术
发电机是一种常见的电子设备。在发电机的应用场景中，常常需要根据实际需求调节发电机的输出电压。
在现有技术中，通常发电机电压调节器通过采集的模拟电量信号进行闭环调节，即运用模拟信号采集通道获得发电机的机端电压和电流信号，然后闭环调节励磁电流，从而得到调节机端电压的目的。这种调节方式在电气传动系统的输出负载功率突变的情况，特别是当电动机这种大功率负载高速启动与急停时往往调节效果滞后，容易发生电压波动现象。
发明内容
本发明提供了一种发电机输出电压调节装置，所述装置包括：
通信模块，其配置为接收上位机发送的控制信号；
采集模块，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；
调制模块，其配置为根据所述控制信号输出对应的调制信号，并且对所述调制信号进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节；
励磁电流输出模块，其配置为根据所述调制信号向所述发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节所述发电机的输出电压。
在一实施例中，所述采集模块包括：
数字信号采集器，其配置为采集所述第一信号，所述第一信号为数字信号；
模拟信号采集器，其配置为采集所述第二信号，所述第二信号为模拟信号。
在一实施例中，所述励磁电流输出模块包括：
续流管，其配置为抑制所述励磁绕组的电压浪涌。
在一实施例中，所述励磁电流输出模块包括：
限流电阻，其配置为调节最大工作励磁电流不超过励磁电流允许额定值。
在一实施例中，所述通信模块以及所述采集模块采用相互独立的信号输入接口。
本发明还提出了一种发电机电压调节方法，通过调节发电机励磁电流调节来发电机的输出电压，包括：
接收上位机发送的控制信号；
采集对应发电机负载功率大小的第一信号；
采集对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；
根据所述控制信号输出对应的所述励磁电流，并且，对所述励磁电流进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节。
在一实施例中，所述第一信号为数字信号，所述第二信号为模拟信号。
在一实施例中，将所述负载功率大小进行离散化分级处理从而转化为对应的数字信号。
在一实施例中，当数字信号输入通道数目为N时，将负载总功率分为2N个等级，利用数字信号输入量n代表所述负载功率的等级大小。
在一实施例中，在利用逻辑通道直接传输所述数字信号输入量n的同时利用所述上位机通过通信通道发送数字信号输入量n。
本发明的装置通过数字信号和模拟信号同时采集对发电机电压进行前馈与反馈复合调节，大大提高了电压调节的实时性，抑制了电压波动的产生。
本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一实施例的控制原理示意图；
图2是根据本发明一实施例的装置结构简图；
图3是根据本发明一实施例的装置结构拓扑图；
图4是根据本发明一实施例的负载功率与数字信号输入量的关系示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
在现有技术中，通常发电机电压调节器通过采集的模拟电量信号进行闭环调节，即运用模拟信号采集通道获得发电机的机端电压和电流信号，然后闭环调节励磁电流，从而得到调节机端电压的目的。这种调节方式在电气传动系统的输出负载功率突变的情况，特别是当电动机这种大功率负载高速启动与急停时往往调节效果滞后，容易发生电压波动现象。
针对上述问题，本发明提出了一种发电机电压调节方法，通过调节发电机励磁电流调节来发电机的输出电压。在输出发电机励磁电流的过程中，通过数字信号和模拟信号同时采集对发电机电压进行前馈与反馈复合调节，从而解决负载突变电压波动问题。
具体的，在一实施例中，励磁电流的输出过程包括：
接收上位机发送的控制信号；
采集对应发电机负载功率大小的第一信号；
采集对应发电机输出电压/电流大小的第二信号；
根据上位机输出的控制信号输出对应的励磁电流，并且对励磁电流进行基于第一信号的发电机电压前馈调节以及基于第二信号的发电机电压反馈调节。
进一步的，在一实施例中，第一信号为数字信号，第二信号为模拟信号。
在一实施例中，发电机电压调节的控制逻辑如图1所示。DI为对应发电机负载功率大小的第一信号；If1为基于DI进行前馈调节而生成的前馈调节控制电流；Uf为发电机前端反馈电压(第二信号)；Ucmd为基于控制信号生成的控制电压；If2为基于Uf进行反馈调节而生成的反馈调节控制电流；If为励磁电流输出。前馈调节与反馈调节是同步进行的，二者同步参与调节发电机励磁电流，从而满足发电机端电压的调节速度。
本发明的装置通过数字信号和模拟信号同时采集对发电机电压进行前馈与反馈复合调节，大大提高了电压调节的及时性，抑制了电压波动的产生。
基于本发明的方法，本发明还提出了一种发电机输出电压调节装置。如图2所示，装置包括：
通信模块210，其配置为接收上位机发送的控制信号；
采集模块220，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；
调制模块230，其配置为根据控制信号输出对应的调制信号，并且对调制信号进行基于第一信号的发电机电压前馈调节以及基于第二信号的发电机电压反馈调节；
励磁电流输出模块240，其配置为根据调制信号向发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节发电机的输出电压。
进一步的，在一实施例中，通信模块210以及采集模块220采用相互独立的信号输入接口。这样采集信号与控制信号分离，避免了相互之间造成干扰，提升了装置的EMC性能。
进一步的，在一实施例中，第一信号为数字信号，第二信号为模拟信号。
对应的，在一实施例中，采集模块包括：
数字信号采集器，其配置为采集第一信号(数字信号)；
模拟信号采集器，其配置为采集第二信号(模拟信号)。
进一步的，在一实施例中，励磁电流输出模块包括：
驱动管，其配置为根据输入的驱动脉冲调节输出的脉冲占空比，从而调节励磁电流输出模块输出的励磁电流。
进一步的，在一实施例中，励磁电流输出模块包括：
续流管，其配置为抑制励磁绕组的电压浪涌。
进一步的，在一实施例中，励磁电流输出模块包括：
限流电阻，其配置为调节最大工作励磁电流不超过励磁电流允许额定值。
进一步的，在一实施例中，装置还包括电源滤波器和/或轴流风机。
具体的，在一实施例中，如图3所示，装置由主控制单元、电源滤波器、轴流风机、驱动管、续流管以及限流电阻和接触器组成。
主控制单元采用高速处理器DSP，其集成有数字信号采集器(DI采集)、模拟信号采集器(AI采集)，可以进行数字信号DI采集以及模拟信号AI采集。DSP内部包含通信模块(采用CAN总线通信的CAN模块)和PWM生成电路，可以接收上位机发送的指令数据并且生成驱动脉冲。DSP内部还包含输入电源调制单元(DC/DC)、调试单元(DEBUG)以及逻辑控制单元(LOC)。
进一步的，在一实施例中，采用MOSFET场效应管作为驱动管用以调节脉冲占空比，采用快恢复二极管FRD作为续流管用以抑制励磁绕组的电压浪涌，采用限流电阻调节最大工作励磁电流不超过励磁电流允许额定值。
进一步的，如图3所示，在一实施例中，装置还集成了电源滤波器，从而提高主控制单元供电质量。此外，装置还集成了轴流风机，从而满足散热需求。
进一步的，在一实施例中，将负载功率大小进行离散化分级处理从而转化为对应的数字信号。具体的，在一实施例中，当数字信号输入通道数目为N(N为整数)时，将负载总功率分为2N个等级，利用数字信号输入量n(n为二进制数值)代表所述负载功率的等级大小。以N＝3为例，负载功率P与数字信号输入量n的关系如图4所示.
进一步的，在一实施例中，在利用逻辑通道直接传输数字信号输入量n的同时利用上位机通过通信通道发送数字信号输入量n。即，数字信号输入量n由逻辑通道直接送给主控制单元。此外，上位机也将数字信号输入量n以通讯指令形式发送给主控制单元。这样，通讯信号与逻辑信号进行冗余备份，二者之一发生故障并不影响复合调节器的发电机电压调节功能，从而实现了正常调节模式与故障调节模式的无缝切换。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发电机输出电压调节装置，其特征在于，所述装置包括：
通信模块，其配置为接收上位机发送的控制信号；
采集模块，其配置为采集对应发电机负载功率大小的第一信号以及对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；
调制模块，其配置为根据所述控制信号输出对应的调制信号，并且对所述调制信号进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节；
励磁电流输出模块，其配置为根据所述调制信号向所述发电机的励磁绕组输出对应的励磁电流，从而调节所述发电机的输出电压。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括：
数字信号采集器，其配置为采集所述第一信号，所述第一信号为数字信号；
模拟信号采集器，其配置为采集所述第二信号，所述第二信号为模拟信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述励磁电流输出模块包括：
续流管，其配置为抑制所述励磁绕组的电压浪涌。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述励磁电流输出模块包括：
限流电阻，其配置为调节最大工作励磁电流不超过励磁电流允许额定值。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信模块以及所述采集模块采用相互独立的信号输入接口。
6.一种发电机电压调节方法，其特征在于，通过调节发电机励磁电流调节发电机的输出电压，包括：
接收上位机发送的控制信号；
采集对应发电机负载功率大小的第一信号；
采集对应发电机前端电压/电流大小的第二信号；
根据所述控制信号输出对应的所述励磁电流，并且，对所述励磁电流进行基于所述第一信号的发电机电压前馈调节以及基于所述第二信号的发电机电压反馈调节。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一信号为数字信号，所述第二信号为模拟信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述负载功率大小进行离散化分级处理从而转化为对应的数字信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当数字信号输入通道数目为N时，将负载总功率分为2N个等级，利用数字信号输入量n代表所述负载功率的等级大小。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在利用逻辑通道直接传输所述数字信号输入量n的同时利用所述上位机通过通信通道发送数字信号输入量n。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101632219A (zh) * 2007-02-06 2010-01-20 康明斯发电机技术有限公司 用于控制激励的方法和设备
CN201733270U (zh) * 2010-07-15 2011-02-02 永济新时速电机电器有限责任公司 轨道车励磁控制系统
CN104011964A (zh) * 2011-12-12 2014-08-27 宝马股份公司 在激活连接到机动车车载电网上的多相交流发电机时提高发电机的励磁电流

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4483762B2 (ja) * 2005-10-17 2010-06-16 株式会社デンソー 車両用発電制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101632219A (zh) * 2007-02-06 2010-01-20 康明斯发电机技术有限公司 用于控制激励的方法和设备
CN201733270U (zh) * 2010-07-15 2011-02-02 永济新时速电机电器有限责任公司 轨道车励磁控制系统
CN104011964A (zh) * 2011-12-12 2014-08-27 宝马股份公司 在激活连接到机动车车载电网上的多相交流发电机时提高发电机的励磁电流

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