[实用新型]AD变流器

说明书

技术领域

用于数码变频永磁发电机或用于输出直流低压永磁发电机的AD变流器，在2014年 《国家重点新产品计划支持领域》中，属于电子核心基础产业的新型元器件技术领域。

背景技术

一、数码变频永磁发电机，是近年发展起来的绿色环保、节能降耗的高科技智能产 品。其内部采用永磁中频发电机、可控调压整流和交流逆变的电力电子技术，有发电效率 高、体积重量小、价格低廉、波形失真小、与原动机配接简易等诸多优点。已取代需励磁绕 组、励磁电源、电刷和滑环装置，体积重量大、金属耗材多的传统发电机。目前，这类发电机 的输出功率为5千瓦及以下，市场年需求量超过千万台，成为包括发达国家在内的市场热销 产品。

数码变频永磁发电机，其内部按功能可分为三部分：第一部分为三相交流永磁发 电机，其功能是将原动机的机械能高效地转换成三相中频交流电能。第二部分为可控调压 整流部分，其功能是将三相交流永磁发电机输送来的不同频率、不同峰值电压的交流电压 变换为直流电压，并将输出的直流电压控制在额定值。第三部分为交流逆变部分，其功能是 将可控调压整流部分输送来的直流电压逆变为频率和有效值满足客户所需的单相正弦波 交流电。

目前，数码变频永磁发电机的第一部分、第三部分的技术已趋于成熟，第二部分技 术尚未完善。市场调研表明，我国目前数码变频永磁发电机第二部分的可控调压整流产品， 普遍使用有以下传统的技术方案：

采用三相共阴可控硅桥式整流电路为功率部件，与输出电压控制电路共同组成可 控调压整流电路。当电路输出的直流电压低于输出额定值时，可控硅处于全开通状态，将三 相交流永磁发电机输出的交流电压经三相整流后直接向后级输送；当电路输出的直流电压 高于输出额定值时，可控硅处于全关断状态，切断三相交流永磁发电机的能量向后级输送。 由于调压需要，电路反复工作在高速通断状态，输出的是脉动式直流电压。该方案优点是成 本较低、工艺技术简单。其缺点是，必须另备一组低压直流电源，去触发三只可控硅的通或 断。这就需在三相交流永磁发电机的定子线圈中另设置一组低压绕组，来产生这组低压直 流电源，占用了发电机功率绕组的空间；也可以另设立一组“反激型高频斩波转换电路”，将 三相交流永磁发电机输出的交流电转换为5V左右的直流电源，供控制触发用。由于设置一 组低压直流电源引起了结构复杂，调压触发控制部件与功率部件只能分置二处，难以做成 小型一体化，部件之间引线繁多，故障率及制造成本相对较高。又由于用一组触发信号同时 触发三只可控硅的通或断，其功率部件只能采用“共阴式”可控硅桥式整流电路。该方案的 电路原理方框图如本说明书附图1所示。

二、由于永磁发电机的高耗、节能、体积小、重量轻等优点，近年来，输出直流低压 永磁发电机，大量地用于生产和生活中。有的附属在汽、柴油动机上，供蓄电池充电用于原 动机的启动；有的安装于车、船等移动设备上，或在矿井、边疆、荒野地区配以蓄电池作为主 电源，所以这类永磁发电机要求输出的是直流低电压(12～36V)电能。这类发电机的输出功 率为2千瓦及以下，目前国内市场年需求量约千万台，广泛用于运输、工矿、农业、野外作业 等部门。

输出直流低压永磁发电机，其内部按主要功能结构，可分为二部分：第一部分为三 相交流永磁发电机。第二部分为可控调压整流部分，其功能是将三相交流永磁发电机输送 来的不同频率、不同峰值电压的交流电压变换为直流低电压，并将输出的直流电压控制在 额定值内。第二部分传统的技术方案与用于数码变频永磁发电机的可控调压整流方案相 似，急待改善。

鉴于上述二类永磁发电机对可控调压整流部件的要求，发明人创新出一种全新的 可控调压整流电路，将三相交流永磁发电机输出的三相中频交流电(AC)，变换为输出电压 可调节控制的直流电(DC)，该器件简称为“AD变流器”。

发明内容

本发明提供一种新型的AD变流器，既可以用于数码变频永磁发电机，也可用于输 出直流低压永磁发电机。本发明所述的AD变流器，具有以下六项技术特征：

一、输出直流电压任意额定——AD变流器在三相交流永磁发电机输入电压低于或 等于额定输出电压时，内部电路呈三相全波整流功能，对外输出低于或等于额定值的直流 电压；在三相交流永磁发电机输入电压高于额定输出电压时，对外输出等于额定值的直流 电压；额定电压值在30～400伏特之间，可根据要求任意设定。