CN201142665Y

CN201142665Y - 智能发电机调控装置

Info

Publication number: CN201142665Y
Application number: CNU2007200769372U
Authority: CN
Inventors: 马卓伦; 王志财; 许永强
Original assignee: Shanghai Vigorous Electronic & Mechanical Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Vigorous Electronic & Mechanical Equipment Co Ltd
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2017-12-21

Abstract

本实用新型公开了一种应用于稀土永磁发电机上的智能发电机调控装置。该装置由单片机、继电器组、大功率开关器件组、伺服电机以及相关功能电路组成；装置通过接线端子与外部的稀土永磁发电机的绕组连接来收集发电机参数，并且通过继电器组和大功率开关器件组来控制输出额定电压和频率；所述装置内部通过电路连接与设置又分别设有三大功能电路组：调压电路、频率调节电路以及保护电路。该装置通过对发电机实行智能控制能更好地保持稀土永磁发电机高效、节能的优势，以便输出高质量的电能。

Description

智能发电机调控装置

技术领域：

本实用新型涉及机电一体化控制装置，特别涉及一种应用于稀土永磁发电机上的智能发电机调控装置。

背景技术：

稀土永磁发电机的磁场是由稀土磁钢提供的永久磁场，这种磁场不象普通电励磁发电机那样可以通过调节励磁电流的大小来调控磁场强度以保持输出电压的基本稳定。

稀土永磁发电机通常是由小型内燃机带动，随着负荷的增加，原动机的转速要下降，从而使发电机输出电压和频率也跟着下降。发电机带上负载后，定子绕组里有电流通过，就会产生电枢反应，这也会使发电机输出电压下降。因此没有调控装置的稀土发电机从空载到满载，其电压、频率变化都比较大，调压率通常在±10％左右，频率变化也在6％左右，不能满足大多数用户的要求，严重影响了稀土永磁发电机的推广使用。

为了降低空载电压，提高调压率，减少频率波动，也可采用配置较大马力的内燃机的办法，这样随着负荷的增加，大马力内燃机转速要下降少一些，电压和频率也就相应降得少些。同时调低发电机的额定输出，尽量使在额定输出时电压保持在额定电压。通过牺牲发电机效率，可以使稀土发电机组的调压率提高到±5％左右，频率变化在4％左右，但是这样将更进一步提高稀土发电机组的成本，也提高了日常的运行费用，抵消了稀土发电机效率高节能的优势，更是绝大多数用户难以接受的。

实用新型内容：

鉴于上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种智能发电机调控装置。该装置通过对发电机实行智能控制能更好地保持稀土永磁发电机高效、节能的优势，以便输出高质量的电能。

本实用新型所述的智能发电机调控装置由单片机、继电器组、大功率开关器件组、伺服电机以及相关功能电路组成。其中，装置通过接线端子与外部的稀土永磁发电机的绕组连接来收集发电机参数，并且通过继电器组和大功率开关器件组来控制输出额定电压和频率；所述装置内部通过电路连接与设置又分别设有三大功能电路组：

(1)调压电路：由接线端子、电压取样电路、电压比较电路、功率驱动电路和继电器组依次连接而成；

(2)频率调节电路：由接线端子、频率取样电路、频率比较电路、功率驱动电路、伺服电机和节气门或油门依次连接而成；

(3)保护电路：由接线端子、电压和电流取样电路、电压和电流保护电路、功率驱动电路和大功率开关器件组依次连接而成。

上述装置中调压电路是对稀土永磁发电机的输出电压进行取样和比较分析，并通过功率驱动和继电器组的电压调整确保输出电压的稳定。

上述装置中频率调节电路是对稀土永磁发电机的输出频率进行取样和比较分析、并通过功率驱动和伺服电机来调节驱动发电机的内燃机的节气门或油门的开度，从而确保输出频率的稳定。

上述装置中保护电路是对稀土永磁发电机的输出电压及电流进行取样和比较分析，并通过功率驱动，利用大功能开关器件组在发电机出现过电压、欠电压、过电流时进行报警、跳闸、延时输出和短路保护。

上述装置根据实际调控需要，采用取样、比较、功率驱动电路和继电器调整切换稀土永磁发电机不同的调压绕组来确保电压的持续稳定。

本实用新型所述调控装置通过三大功能电路对发电机输出电流的取样比较，信号输出，抽头切换和开关启闭等一系列动作，使发电机在负荷增加，原动机转速下降，输出电压、频率下降的情况下，通过增加定子绕组匝数、增大原动机节气门或油门开度来维持输出电压和频率的稳定，能使发电机稳态电压调整率提高到＜±3％，频率调整率＜3％。

另外，本装置根据需要还可提供过电压、欠电压、过电流和短路保护，保证了供电质量，保护了设备和人员的安全。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型装置的原理框图。

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

根据上述技术方案，通过以下举例(参见图1)，说明本实用新型装置的实际运行过程：

1、空载时2-3先输出空载设定电压mV；

2、加负载后电压不断下降，降到设定值时从2-3切换到1-3，电压上升nV；

3、继续加载，电压又不断下降，到设定值时，从1-3切换到2-4电压上升2n-n＝nV；

4、再加载，使电压再次下降到设定值时，从2-4切换到1-4，电压上升nV；

5、卸载过程为加载过程的逆运作，整个输电过程电压始终在空载设定电压和下降设定值之间波动，波动值不超过nV，从而大大提高了发电机的调压率，使其不超过±3％；

6、加负载后原动机转速下降到设定值后，通过伺服电机加大节气门或油门开度提升原动机转速，从而使输出频率的变动控制在3％左右；

7、提供过电压/欠电压保护，可设定报警装置和延时输出，可防止原动力发生飞车事故后电压急剧上升对人员和设备的伤害。

8、提供过电流和短路保护，防止过大电流对设备和人员的伤害。

当发电机功率不大时，整套装置可装在发电机后端盖内，若功率较大时，可装在控制箱内。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1、智能发电机调控装置，该装置由单片机、继电器组、大功率开关器件组、伺服电机以及相关功能电路组成；其特征在于，装置通过接线端子与外部的稀土永磁发电机的绕组连接来收集发电机参数，并且通过继电器组和大功率开关器件组来控制输出额定电压和频率；所述装置内部通过电路连接与设置又分别设有三大功能电路组：

2、根据权利要求1的智能发电机调控装置，其特征在于，所述装置中调压电路是对稀土永磁发电机的输出电压进行取样和比较分析，并通过功率驱动和继电器组的电压调整确保输出电压的稳定。

3、根据权利要求1的智能发电机调控装置，其特征在于，所述装置中频率调节电路是对稀土永磁发电机的输出频率进行取样和比较分析、并通过功率驱动和伺服电机来调节驱动发电机的内燃机的节气门或油门的开度，从而确保输出频率的稳定。

4、根据权利要求1的智能发电机调控装置，其特征在于，所述装置中保护电路是对稀土永磁发电机的输出电压及电流进行取样和比较分析，并通过功率驱动，利用大功能开关器件组在发电机出现过电压、欠电压、过电流时进行报警、跳闸、延时输出和短路保护。

5、根据权利要求1的智能发电机调控装置，其特征在于，所述装置根据实际调控需要，采用取样、比较、功率驱动电路和继电器调整切换稀土永磁发电机不同的调压绕组来确保电压的持续稳定。