CN110784139A - 稳压永磁发电机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种稳压永磁发电机组，包括测量电路、主电源电路、控制电路、步进电机以及发电机装置；所述测量电路用于在所述发电机组的输出电压波动达到预定范围，向所述控制电路输出电压波动信号，使控制电路输出控制信号，控制所述发电机装置的转子的转速。所述的稳压永磁发电机组通过控制转子的转速来调整其输出电压，从而使发电机装置能够给负载提供稳定的电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路，特别是涉及一种稳压永磁发电机组。
背景技术
发电机作为备用电源，被广泛应用于社会各行各业，发电机一般包括外围 的钉子和在定子内转动的转子，所述转子上具有励磁装置线圈或永磁材料，动 力源使转子旋转时，定子上的线圈切割转子磁场，使定子上的线圈产生电压， 改变转子上的驱动电源，即可改变定子子也就是发电机上的输出电压。
所述转子上的励磁装置或永磁材料一般情况下其磁性不变，磁场不能调节， 当所述发电机负载时，在空载的情况下，其输出电压处于最大；当负载增大， 在满载的时候，其输出电压就会减小，输出电压由于负载的变化而产生波动， 由于电压波动而导致负载不能如正常运行的情况会影响人们的工作。
发明内容
本发明的主要解决的技术问题是提供一种稳压永磁发电机组，可以调节发 电组的输出电压，提高电压输出效率，降低能耗。
为解决上述技术问题看，本发明采用的一个技术方案是：提供一种稳压永 磁发电机组，包括测量电路、主电源电路、控制电路、步进电机以及发电机装 置；所述控制电路包括控制输入端、主电源输入端以及控制输出端，所述测量 电路包括主电源输入端、检测输入端以及输出端，所述主电源电路包括第一输 出端以及第二输出端；所述控制电路的控制输入端接所述测量电路的输出端， 控制电路的主电源输入端接所述主电源电路的第二输出端，控制电路的控制输 出端接所述步进电机，所述步进电机的输出端连接所述发电机装置，所述主电 源电路的第一输出端连接所述测量电路的主电源输入端，所述测量电路的检测 输入端接所述发电机装置的电压输出端；所述测量电路用于在所述发电机组的 输出电压波动超过预定范围，向所述控制电路输出电压波动信号，使控制电路 输出控制信号，控制所述发电机装置转子的转速。
本发明的有益效果是：区别于现有技术中的发电机装置，当所述发电机装 置上的负载变化时，在空载的时候发电机装置上转子的转速为最快的，在满载 的时候，发电机装置上转子的转速下降，该缺陷，使所述发电机装置的输出电 压不稳定，从而影响负载的正常使用。本发明中，通过所述的测量电路测量发 电机装置的输出电压是否发生波动，若输出电压的波动超出预定范围，则所述 控制电路就控制所述步进电机，从而控制所述发电机装置上转子的转速，使发 电机装置的输出电压能够保持在一个相对稳定的范围之内，保证了负载的正常 工作，提高了负载的工作效率，降低负载的能耗。
本发明中，所述控制电路包括微控制器，所述微控制器包括第一输出端、 第二输出端、第三输出端以及第四输出端，所述控制电路还包括第一三级管、 第二三级管、第三三极管以及第四三极管，所述第一三极管的基极连接微控制 器的第一输出端，第二三极管的基极连接微控制器的第二输出端，第三三极管 的基极连接微控制器的第二输出端，第四三极管的基极连接微控制器的第四输 出端，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管以及第四三极管的集电极均 连接所述步进电机，发射极均接地。通过该控制电路的电路结构，控制步进电 机的正转以及反转，从而达到控制发电机装置转子的转速的目的，使发电机装置的输出电压保持相对稳定，从而使负载能够处于稳定的工作状态。
具体的，所述发电机装置上转子的转速随着负载的增加，转速按一定比例 上升；所述发电机装置的转子在空载时转速为50.5％，满载时转速为52.5％。
具体的，所述步进电机包括四种工作方式，具体的为高速正转、低速正转、 低速反转以及高速反转
本发明的某种改进的实施方式中，所述发电机装置上还包括一补偿电容。 现有技术中一般使用感性的负载，但是感性负载去磁厉害，因此需要应用一补 偿电容补偿，现有技术中还使用抽头补偿的方式进行补偿，该补偿方式要求相 对较高，一般通用于军用设计中。
附图说明
图1是本发明的所述稳压永磁发电机组的系统结构框图；
发电机装置1 测量电路2 主电源电路3 控制电路4 步进电机5
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合 实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，图示为本发明的一种稳压永磁发电机组的系统结构框图，所述 稳压永磁发电机组包括测量电路2、主电源电路3、控制电路4、步进电机5以 及发电机装置1；所述控制电路4包括控制输入端、主电源输入端以及控制输出 端，所述测量电路2包括电源输入端、检测输入端以及输出端，所述主电源电 路3包括第一输出端以及第二输出端；所述控制电路4的控制输入端接所述测 量电路2的输出端，控制电路4的主电源输入端接所述主电源电路3的第二输 出端，控制电路4的控制输出端接所述步进电机5，所述步进电机5的输出端连 接所述发电机装置1，所述主电源电路3的第一输出端连接所述测量电路2的主 电源输入端，所述测量电路2的检测输入端接所述发电机装置1的电压输出端； 所述测量电路2的电源输入端连接所述主电源电路3的第一输出端，所述测量 电路2用于在所述发电机组的输出电压波动超过预定范围，向所述控制电路4 输出电压波动信号，使控制电路4输出控制信号，控制所述发电机装置1转子 的转速。
区别于现有技术中所述发电机装置1的转子在负载变化的时候其转速变化， 从而导致输出电压不稳定的情况，本发明的稳压永磁发电机组，通过所述的测 量电路2测量发电机装置1的输出电压的大小，当所述测量电路2检测到所述 发电机组的输出电压波动超过预定范围时，向所述控制电路4输出电压波动信 号，使控制电路4输出控制信号，控制所述发电机装置1转子的转速。具体的， 所述控制电路4是这样控制步进电机5的，所述控制电路4接收所述测量电路2 的电压检测信号，并与控制电路4内预设好的预定范围进行比较，当所述发电 机装置1的输出电压超出所述预定范围较大时，控制电路4控制所述步进电机5以较高的速度反转，从而使输出电压能够稳定在所述预定范围内，当所述发电 机装置1的输出电压超出所述预定范围较小时，控制电路4控制所述步进电机5 以较慢的速度反转，当所述发电机装置1的输出电压低于所述预定范围较大时， 所述控制电路4控制所述步进电机5以较快的速度正转，从而使输出电压尽快 恢复到预定范围，当所述发电机装置1的输出电压低于所述预定范围较小时， 所述控制电路4控制所述步进电机5以较慢的速度反转，使发电机装置1的输 出电压恢复到预定范围。
本发明的所述控制电路4的一个具体实施方式的电路图，其中，所述控制 电路4包括微控制器，所述微控制器包括第一输出端OUT1、第二输出端OUT2、 第三输出端OUT3以及第四输出端OUT4，所述控制电路4还包括第一三级管 Q2、第二三级管Q3、第三三极管Q4以及第四三极管Q5，所述第一三极管Q2 的基极连接微控制器的第一输出端OUT1，第二三极管Q3的基极连接微控制器 的第二输出端OUT2，第三三极管Q4的基极连接微控制器的第三输出端OUT3， 第四三极管Q5的基极连接微控制器的第四输出端OUT4，所述第一三极管Q2、 第二三极管Q3、第三三极管Q4以及第四三极管Q5的集电极均连接所述步进电 机5，发射极均接地。通过该控制电路4的电路结构，控制步进电机5的正转以 及反转，从而达到控制发电机装置1转子的转速的目的，使发电机装置1的输 出电压保持相对稳定，从而使负载能够处于稳定的工作状态。
本发明的技术方案中，通过所述的控制电路4，控制所述第一三极管Q2、 第二三极管Q3、第三三极管Q4以及第四三极管Q5的导通与截止，使所述发电 机装置1上转子的转速随着负载的增加，转速按一定比例上升；所述发电机装 置1的转子在空载时转速为50.5％，满载时转速为52.5％。在传统的技术方案中， 发电机装置1的转子的转速都是随着负载的增加转速下降，从而导致输出电压 减小，本发明的技术方案中，与传统技术方案相反，在空载时其转速为50.5％， 在满载时转速为52.5％，转子的转速随着负载的增加而增大，从而增大了输出电 压，使输出电压能够保持在一稳定的范围之内，从而使负载能够保持在一稳定 的工作范围之内。
本发明的某种实施方式中，所述的测量电路2包括限流电阻R4、变压器T1 以及三极管Q1，所述三极管Q1的基极接所述变压器的次级线圈的正端，变压 器的发射极接所述变压器次级线圈的负端，三级管Q1的集电极接所述控制电路 4的控制输入端，发电机装置1的输出电压经过所述限流电阻R4后限流后变为 电流，接着经过所述的变压器T1转换为电压，经过变压器T1后的电压经过所 述三级管Q1后，由于所述发电机装置1的输出电压是变化的，从而导致所述三 级管Q1的导通与截止，所述控制电路4检测到电压的变化，并与控制电路4的 微控制器内预定的电压范围进行比较，从而检测到发电机装置1输出电压的变 化，本技术方案中，仅以上述的测量电路2的电路结构图给予说明，对其他形 式的电路结构图在此就不予以赘述。
本发明的某种改进的实施方式中，所述发电机装置1上还包括一补偿电容。 现有技术中一般使用感性的负载，但是感性负载去磁厉害，因此需要应用一补 偿电容补偿，减小去磁这个缺陷，使所述发电机装置1能够提供一稳定的电源。 现有技术中还使用抽头补偿的方式进行补偿，该补偿方式要求相对较高，一般 通用于军用设计中。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利 用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运 用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种稳压永磁发电机组，其特征在于：包括测量电路、主电源电路、控制电路、步进电机以及发电机装置；
所述控制电路包括控制输入端、主电源输入端以及控制输出端，所述测量电路包括主电源输入端、检测输入端以及输出端，所述主电源电路包括第一输出端以及第二输出端；所述控制电路的控制输入端接所述测量电路的输出端，控制电路的主电源输入端接所述主电源电路的第二输出端，控制电路的控制输出端接所述步进电机，所述步进电机的输出端连接所述发电机装置，步进电机通过联轴器或者减速机连接发电机装置，所述主电源电路的第一输出端连接所述测量电路的主电源输入端，所述测量电路的检测输入端接所述发电机装置的电压输出端；
所述测量电路用于在所述发电机组的输出电压波动达到预定范围，向所述控制电路输出电压波动信号，使控制电路输出控制信号，控制所述发电机装置转子的转速。
2.根据权利要求1所述的稳压永磁发电机组，其特征在于：所述控制电路包括微控制器，所述微控制器包括第一输出端、第二输出端、第三输出端以及第四输出端，所述控制电路还包括第一三级管、第二三级管、第三三极管以及第四三极管，所述第一三极管的基极连接微控制器的第一输出端，第二三极管的基极连接微控制器的第二输出端，第三三极管的基极连接微控制器的第二输出端，第四三极管的基极连接微控制器的第四输出端，所述第一三极管、第二三极管、第三三极管以及第四三极管的集电极均连接所述步进电机，发射极均接地。
3.根据权利要求1所述的稳压永磁发电机组，其特征在于：所述发电机装置上转子的转速随着负载的增加，转速按一定比例上升；
所述发电机装置的转子在空载时转速为50.5％，满载时转速为52.5％。
4.根据权利要求1所述的稳压永磁发电机组，其特征在于：所述步进电机包括四种工作方式，具体的为高速正转、低速正转、低速反转以及高速反转。
5.根据权利要求1所述的稳压永磁发电机组，其特征在于：所述发电机装置上还包括一补偿电容。
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