CN110611469A - 一种发电机、双电源微机励磁调节与监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发电机、双电源微机励磁调节与监控装置，包括太阳能光伏电池组件、微机、通信模块、用于接入发电机机端电压的变压器T、用于检测发电机机端电流的电流互感器TA、用于检测发电机机端电压的电压互感器TV、以及用于输出励磁直流电到发电机的励磁线圈L上的直流斩波电路和整流电路，其中：太阳能光伏电池组件的输出端与直流斩波电路的输入端相连；电流互感器TA的输出端与电压互感器TV的输出端，均通过信号调理电路与微机信号连接；微机通过PWM控制电路与直流斩波电路电控连接；微机与通信模块信号连接；变压器T的输出端与整流电路的输入端电连接。本发明用于方便提高励磁线圈的励磁能力，继而降低资源浪费与成本浪费。

Description

一种发电机、双电源微机励磁调节与监控装置

技术领域

本发明涉及发电机励磁调节领域，具体涉及一种发电机、双电源微机励磁调节与监控装置。

背景技术

发电机在人们生活中有着举足轻重的作用。从目前来看，糖厂、化工企业的冶炼和造纸等工艺都需要自备发电机。

发电机的励磁控制装置是电力系统的重要组成部分，是提高电力系统稳定性的极为有效和经济的技术手段之一。然而现有的励磁控制装置因对发电机励磁线圈励磁能力的扩展需求，往往每2到3年就更换一次，造成了极大地资源浪费和成本浪费。

为此，本发明提供一种发电机、双电源微机励磁调节与监控装置，用于解决上述技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种发电机、双电源微机励磁调节与监控装置，以方便提高励磁线圈的励磁能力，继而降低资源与成本浪费。

本发明提供一种双电源微机励磁调节与监控装置，该系统包括太阳能光伏电池组件、微机、通信模块、用于接入发电机机端电压的变压器T、用于检测发电机机端电流的电流互感器TA、用于检测发电机机端电压的电压互感器TV、以及用于输出励磁直流电到发电机的励磁线圈L上的直流斩波电路和整流电路，其中：

太阳能光伏电池组件的输出端与直流斩波电路的输入端相连；

电流互感器TA的输出端与电压互感器TV的输出端，均通过信号调理电路与微机信号连接；

微机通过PWM控制电路与直流斩波电路电控连接；

微机与通信模块信号连接；

变压器T的输出端与整流电路的输入端电连接。

进一步地，太阳能光伏电池组件的输出端安有直流电压检测模块，直流电压检测模块的输出端接入微机的输入端。

作为对本发明的进一步限定，太阳能光伏电池组件的输出端与直流斩波电路的输入端之间串联有蓄电池组，太阳能光伏电池组件的输出端通过所述的蓄电池组与直流斩波电路的输入端电连接。

进一步地，微机连有非接触式RFID读卡器。

进一步地，通信模块包括与微机连接的RS232接口、RS485接口和GPRS接口中的至少一种。

进一步地，所述的微机采用LPCI768单片机。

另外，本发明提供一种发电机，该发电机集成有如上所述的双电源微机励磁调节与监控装置。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的发电机、双电源微机励磁调节与监控装置，包括微机、通信模块、以及用于输出励磁直流电到发电机的励磁线圈L上的直流斩波电路，其中，微机通过PWM控制电路与直流斩波电路电控连接，微机与通信模块信号连接，使用时，用户可通过通信模块调整发电机励磁线圈L的励磁能力，继而在一定程度上有助于用户减少对发电机励磁装置的更换频率，进而一定程度上有助于减少资源与成本浪费。

(2)本发明提供的发电机、双电源微机励磁调节与监控装置，采用太阳能光伏电池组件提供直流、并采用发电机机端电压经整流后提供直流两种电源获取方式，使得发电机在励磁时(尤其是发电机采用他励方式时)，实现励磁的电源最终均来自于太阳能的转化，可见较之传统的励磁控制，本系统较为环保。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的系统的示意性结构框图。

图2是本发明一个实施例的系统的使用状态示意图。

图3是本发明一个实施例的系统的示意性结构框图。

图4是本发明一个实施例的系统的示意性结构框图。

其中：1、太阳能光伏电池组件，2、直流斩波电路，3、整流电路，4、信号调理电路，5、PWM控制电路，6、直流电压检测模块，7、微机，8、通信模块，9、蓄电池组，10、非接触式RFID读卡器，11、发电机，12、定子绕组。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅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，都应当属于本发明保护的范围。

下面对本发明中出现的关键术语进行解释。

实施例1：

图1是本发明一个实施例的系统的示意性结构框图。

如图1所示，该双电源微机励磁调节与监控装置包括太阳能光伏电池组件1、微机7、通信模块8、变压器T、电流互感器TA、电压互感器TV、直流斩波电路2和整流电路3。变压器T的输入端用于接入发电机11的机端电压，电流互感器TA用于检测发电机11的机端输出电流，电压互感器TV用于检测发电机11的机端电压，直流斩波电路2和整流电路3各自用于输出励磁直流电到发电机11的励磁线圈L上。太阳能光伏电池组件1的输出端与直流斩波电路2的输入端相连。电流互感器TA的输出端与电压互感器TV的输出端，均通过信号调理电路4与微机7信号连接。微机7与通信模块8信号连接。电流互感器TA和电压互感器TV检测到的信号均为模拟信号，信号调理电路4用于将电流互感器TA和电压互感器TV检测到的信号转换为能够被微机7所接收的信号。微机7通过PWM控制电路5与直流斩波电路2电控连接，以控制直流斩波电路2输出电流的大小。变压器T的输出端与整流电路3的输入端电连接，整流电路3用于将变压器T输出的交流电整合成直流电，作用于励磁线圈L上。

使用时，预先将变压器T的输出端与发电机11的机端电压输出端电连接，将电流互感器TA串联在发电机11的机端电流输出端，将电压互感器TV安装在发电机11机端电压输电线上，并将发电机11的励磁线圈L串接在直流斩波电路2的输出端以及串接在整流电路3的输出端，安装状态示意图如图2所示。

使用时，通过电压互感器TV、电流互感器TA实时采集其二者所应用于的发电机11的机端电压模拟信号和机端电流模拟信号，电压互感器TV及电流互感器TA实时将所采集的检测信号传输至信号调理电路4，信号调理电路4对应接收与调理所接收到的各检测信号，并将调理后的各检测信号对应发送至微机7；微机7对应接收信号调理电路4发来的各检测信号并对所接收到的各检测信号分别进行处理，之后将处理后得到的各检测信号发送到PWM控制电路5；PWM控制电路5对应接收微机7发来的各检测信号，并依据所接收到的各检测信号对应输出相应的PWM控制信号至直流斩波电路2，直流斩波电路2实时接收并依据所接收到的PWM控制电路5发来的PWM控制信号，实现直流斩波，从而控制励磁线圈L中励磁电流的大小。

其中，微机7内集成有相应数量的A/D模块和信号放大电路，使用时，微机7通过A/D模块对所接收到的各检测信号分别进行A/D转换，得到模数转换后的电压检测值和电流检测值，之后将模数转换得到的电压检测值和电流检测值分别通过信号放大电路放大后传送到PWM控制电路5，供PWM控制电路5实现相应的直流斩波控制。

其中，通信模块8用于实现本系统与外界之间的遥信和遥控功能。当需要调节励磁线圈L的励磁能力时，用户可通过通信模块8向微机7发送调控信号，微机7接收并将所接收到的调控信号发送给PWM控制电路5，PWM控制电路5接收并依据所接收到的调控信号对应调整控制策略，继而在调整控制策略后：PWM控制电路5依据调整后的控制策略，依据所接收到的电压检测值和电流检测值输出相应的PWM控制信号至直流斩波电路2，供直流斩波电路2实现直流斩波，从而调整励磁线圈L中励磁电流的大小。可见本发明所述的双电源微机励磁调节与监控装置使用时，用户可通过通信模块8调整发电机11励磁线圈L的励磁能力，继而在一定程度上有助于用户减少对发电机11励磁装置的更换频率，进而一定程度上有助于减少资源与成本浪费。微机7在接收到信号调理电路4发来的电压检测值和电流检测值后，实时通过通信模块8将其所接收到的各检测值进行上传，便于实现对发电机11发电状态的监控。

可优选地，通信模块8包括RS232接口、RS485接口和GPRS接口。RS232接口、RS485接口和GPRS接口，均与微机7相连，均用于实现本系统与外界之间的通信和遥控功能，可见本系统与外界的通信方式灵活多样，一定程度上增加了与外界通信的可靠性。

可优选地，太阳能光伏电池组件1的输出端安有直流电压检测模块6，直流电压检测模块6的输出端接入微机7的输入端。使用时，实时通过直流电压检测模块6检测太阳能光伏电池组件1的输出电压。直流电压检测模块6检测到的电压，均被传输至微机7，并由微机7通过通信模块8进行上传，继而便于实现对太阳能光伏电池组件1工作状态的远程监控。

需要说明的是，在本说明书中：所涉及的发电机11可以为直流发电机、也可以为交流发电机，太阳能光伏电池组件1用于输出直流电，微机7采用LPC1768单片机；所述的整流电路3可采用半控整流电路或全控整流电路，用于将交流电整流成直流电。另需要说明的是，所述的变压器T采用小型变压器。

综上可见，本发明采用太阳能光伏电池组件1提供直流、并采用发电机机端电压经整流后提供直流两种电源获取方式、并采用通信模块8与外界通信，一方面将光伏技术、现代通讯技术与励磁控制相结合，使得发电机在励磁时(尤其是发电机采用他励方式时)，实现励磁的电源最终均来自于太阳能的转化，可见较之传统的励磁控制，本系统环保且具有远程通信、智能巡检和状态监测的能力。

实施例2：

图3为本发明另一个实施例的系统的示意性结构框图。

参见图3，本实施例与实施例1相比，不同之处在于，本实施例中的双电源微机励磁调节与监控装置还包括：太阳能光伏电池组件1的输出端与直流斩波电路2的输入端之间串联有蓄电池组9，太阳能光伏电池组件1的输出端通过所述的蓄电池组9与直流斩波电路2的输入端电连接。使用时，太阳能光伏电池组件1将太阳能转化为电能，存储在蓄电池组9内，之后由蓄电池组9为直流斩波电路2提供输入电流。蓄电池组9的使用，一定程度上增加了该双电源微机励磁调节与监控装置使用的稳定性。

此外，本实施例所能达到的其他技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。

实施例3：

图4为本发明另一个实施例的系统的示意性结构框图。

参见图4，本实施例与实施例2相比，不同之处在于，本实施例中的双电源微机励磁调节与监控装置还包括：微机7连有非接触式RFID读卡器10。

本实施例中的非接触式RFID读卡器10与所述的通信模块8配合使用，使用时，可先通过非接触式RFID读卡器10进行用户的身份认证：认证成功，则在预设时间长度内，系统可接收用户通过通信模块8向本系统发送的调控信号；认证失败，系统则拒绝接收用户通过通信模块8向本系统发送的调控信号。可见本实施例中非接触式RFID读卡器10的使用，可在一定程度上增加本系统使用的安全性。

可优选地，为增加非接触式RFID读卡器10的使用效果，具体实现时，可为非接触式RFID读卡器10增设配设使用的天线。

其中，本实施例所能达到的其他技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。

实施例4：

本实施例提供本发明中所述的一种发电机，该发电机集成有实施例1中所述的双电源微机励磁调节与监控装置，其中，变压器T的输出端与发电机11的机端电压输出端电连接，电流互感器TA串联在发电机11的机端电流输出端，电压互感器TV安装在发电机11机端电压输电线上，发电机11的励磁线圈L串接在直流斩波电路2的输出端并串接在整流电路3的输出端。

其中，基于现有技术中的发电机以及本说明书中的上述文字记载，本领域技术人员很容易实现本实施例中所述的发电机，在此不再给出本实施例中发电机的结构示意图。另外，鉴于本实施例中的发电机集成有实施例1中所述的双电源微机励磁调节与监控装置，具有实施例1中所述的双电源微机励磁调节与监控装置的全部优点，在此不再赘述。

实施例5：本实施例提供本发明所述的另一种发电机。

本实施例中所述的发电机，集成有实施例2中所述的双电源微机励磁调节与监控装置。同样地，变压器T的输出端与发电机11的机端电压输出端电连接，电流互感器TA串联在发电机11的机端电流输出端，电压互感器TV安装在发电机11机端电压输电线上，发电机11的励磁线圈L串接在直流斩波电路2的输出端并串接在整流电路3的输出端。

其中，基于现有技术中的发电机以及本说明书中的上述文字记载，本领域技术人员很容易实现本实施例中所述的发电机，在此不再给出本实施例中发电机的结构示意图。另外，鉴于本实施例中的发电机集成有实施例2中所述的双电源微机励磁调节与监控装置，具有实施例2中所述的双电源微机励磁调节与监控装置的全部优点，在此不再赘述。

实施例6：

本实施例提供本发明所述的另一发电机。本实施例所述的发电机，集成有实施例3中所述的双电源微机励磁调节与监控装置。同样地，变压器T的输出端与发电机11的机端电压输出端电连接，电流互感器TA串联在发电机11的机端电流输出端，电压互感器TV安装在发电机11机端电压输电线上，发电机11的励磁线圈L串接在直流斩波电路2的输出端并串接在整流电路3的输出端。

其中，基于现有技术中的发电机以及本说明书中的相关文字记载，本领域技术人员很容易实现本实施例中所述的发电机，在此不再给出本实施例中发电机的结构示意图。另外，鉴于本实施例中的发电机集成有实施例3中所述的双电源微机励磁调节与监控装置，具有实施例3中所述的双电源微机励磁调节与监控装置的全部优点，在此不再赘述。

需要说明的是，本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双电源微机励磁调节与监控装置，其特征在于，该系统包括太阳能光伏电池组件(1)、微机(7)、通信模块(8)、用于接入发电机机端电压的变压器T、用于检测发电机机端电流的电流互感器TA、用于检测发电机机端电压的电压互感器TV、以及用于输出励磁直流电到发电机的励磁线圈L上的直流斩波电路(2)和整流电路(3)，其中：

太阳能光伏电池组件(1)的输出端与直流斩波电路(2)的输入端相连；

电流互感器TA的输出端与电压互感器TV的输出端，均通过信号调理电路(4)与微机(7)信号连接；

微机(7)通过PWM控制电路(5)与直流斩波电路(2)电控连接；

微机(7)与通信模块(8)信号连接；

变压器T的输出端与整流电路(3)的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的双电源微机励磁调节与监控装置，其特征在于，太阳能光伏电池组件(1)的输出端安有直流电压检测模块(6)，直流电压检测模块(6)的输出端接入微机(7)的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的双电源微机励磁调节与监控装置，其特征在于，太阳能光伏电池组件(1)的输出端与直流斩波电路(2)的输入端之间串联有蓄电池组(9)，太阳能光伏电池组件(1)的输出端通过所述的蓄电池组(9)与直流斩波电路(2)的输入端电连接。

4.根据权利要求1或2所述的双电源微机励磁调节与监控装置，其特征在于，微机(7)连有非接触式RFID读卡器(10)。

5.根据权利要求1或2所述的双电源微机励磁调节与监控装置，其特征在于，通信模块(8)包括与微机(7)连接的RS232接口、RS485接口和GPRS接口中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的双电源微机励磁调节与监控装置，其特征在于，所述的微机(7)采用LPC1768单片机。

7.一种发电机，其特征在于，其上集成有上述权利要求1或2所述的双电源微机励磁调节与监控装置。

8.根据权利要求7所述的发电机，其特征在于，太阳能光伏电池组件(1)的输出端与直流斩波电路(2)的输入端之间串联有蓄电池组(9)，太阳能光伏电池组件(1)的输出端通过所述的蓄电池组(9)与直流斩波电路(2)的输入端电连接。

9.根据权利要求7所述的发电机，其特征在于，微机(7)连有非接触式RFID读卡器(10)。

10.根据权利要求7所述的发电机，其特征在于，通信模块(8)包括与微机(7)连接的RS232接口、RS485接口和GPRS接口中的至少一种。