[发明专利]一种发电机用电励磁控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种发电机用电励磁控制系统，其特征在于，包括发电机，三相整流滤波电路，DC/DC电路，继电器和励磁控制回路；

发电机包括励磁绕组；发电机利用剩磁产生三相正弦电压，或接收由励磁控制回路输入至励磁绕组两端的励磁电压产生三相正弦电压，将三相正弦电压输出至三相整流滤波电路；

三相整流滤波电路接收由发电机输入的三相正弦电压，将三相正弦电压转换为直流母线电压，将直流母线电压输出至DC/DC电路和励磁控制回路；

DC/DC电路接收由三相整流滤波电路输入的直流母线电压，当直流母线电压的值小于DC/DC电路的最小输入值时，DC/DC电路不工作，当直流母线电压的值大于等于DC/DC电路的最小输入值后，DC/DC电路将直流母线电压进行直流转换，得到转换后的直流电压，并将转换后的直流电压输出至继电器和励磁控制回路；

继电器的正负输出端连接励磁绕组两端，继电器触点为常闭状态；继电器接收由DC/DC电路输入的转换后的直流电压后，继电器触点断开，实现自励方式和他励方式的切换；所述转换后的直流电压等于继电器线圈的额定值；

励磁控制回路利用由DC/DC电路输入的转换后的直流电压进行供电；励磁控制回路接收由三相整流滤波电路输入的直流母线电压，并生成通过直流母线电压的值进行控制的励磁电压，继电器触点断开后励磁控制回路将励磁电压输出至励磁绕组两端。

2.根据权利要求1所述的一种发电机用电励磁控制系统，其特征在于，所述DC/DC电路为90～350V宽范围输入、24V输出DC/DC转换电路；

所述继电器线圈的额定值为24V；

所述继电器线圈两端连接到DC/DC电路的输出端，当DC/DC电路输出24V直流电压后继电器触点断开。

3.根据权利要求1所述的一种发电机用电励磁控制系统，其特征在于，所述励磁控制回路包括电压采样电路，PWM控制电路，信号驱动电路和励磁输出电路；

电压采样电路接收由三相整流滤波电路输入的直流母线电压，对直流母线电压进行等比例采样后得到直流母线电压采样值，将直流母线电压采样值输出至PWM控制电路；

PWM控制电路根据直流母线电压采样值生成PWM励磁控制信号，将PWM励磁控制信号输出至信号驱动电路；

信号驱动电路对PWM励磁控制信号进行放大，并输出至励磁输出电路；

励磁输出电路根据放大后的PWM励磁控制信号生成励磁电压，励磁电压的大小与PWM励磁控制信号的占空比相关。

4.根据权利要求3所述的一种发电机用电励磁控制系统，其特征在于，所述电压采样电路采用电阻分压的方式，将直流母线电压按1/140的比例进行采样后得到直流母线电压采样值。

5.根据权利要求3所述的一种发电机用电励磁控制系统，其特征在于，所述PWM控制电路包括脉宽调制芯片SG1524和外围电路；

脉宽调制芯片SG1524内部集成误差放大器、锯齿波发生器、信号比较器和基准电压源；

外围电路包括分压电阻和锯齿波频率设置电阻及电容；

基准电压源经分压电阻分压后得到误差放大器的基准电压；

误差放大器的正向输入端和反向输入端分别输入误差放大器的基准电压和直流母线电压采样值，误差放大器将基准电压和直流母线电压采样值之间的误差值进行放大得到控制信号，将控制信号输出至信号比较器；

锯齿波发生器利用锯齿波频率设置电阻及电容生成期望频率的锯齿波，将锯齿波输出至信号比较器；

信号比较器将控制信号和锯齿波进行比较，得到PWM励磁控制信号。

6.根据权利要求3所述的一种发电机用电励磁控制系统，其特征在于，所述信号驱动电路包括半桥驱动器IR2110；

半桥驱动器IR2110的高端输入信号HIN为PWM控制电路输出的PWM励磁控制信号，低端输入信号LIN为稳定的高电平。

7.根据权利要求3所述的一种发电机用电励磁控制系统，其特征在于，所述励磁输出电路为半桥电路，包括两个IGBT，两个IGBT分别为半桥上管和半桥下管；

信号驱动电路输出的放大后的PWM励磁控制信号控制半桥上管的通断，半桥下管为恒通模式。