[发明专利]一种发电机用电励磁控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种发电机用电励磁控制系统，发电机利用剩磁或励磁电压产生三相正弦电压；三相整流滤波电路将三相正弦电压转换为直流母线电压；DC/DC电路将直流母线电压进行电压变换；当DC/DC电路转换后的直流电压达到继电器线圈电压额定值时继电器触点断开；励磁控制回路产生励磁电压，继电器触点断开时将励磁电压输出至励磁绕组。本发明还公开了电励磁发电机控制方法，为自励转他励方法，发电机起励时通过电机剩磁产生机端电压，再利用机端电压为励磁控制系统供电，通过励磁控制系统控制发电稳定性。本发明有效解决了传统他励方式需要配备独立外接电源以及在电机温度、负载等条件变化时不能保证发电稳定的情况，提高了发电机的环境适应性及抗干扰能力。

技术领域

本发明属于发电机技术领域，尤其涉及一种发电机用电励磁控制系统。

背景技术

电励磁发电是通过控制励磁电流大小来控制磁场强度，从而控制发电机机端电压的技术。目前常用的电励磁发电机励磁方法有：他励方式、自励方式、串励磁、复励磁等方式。他励方式是采用励磁电路为电机提供励磁电流的方式，但是需要配备电源或蓄电池，不适用于小型化发电机组或需发电机独立工作的场合。自励方式是利用发电机内部的剩磁在电枢绕组中感应电动势，在此电动势的作用下，在励磁回路中产生一个励磁电流，励磁电流的产生会使电机中的磁场加强，电枢绕组中的感应电动势进一步加大，使励磁电流进一步增大，如此相互促进，直至电机的端电压和励磁电流达到平衡。但是随着发电机的工作，电机的温度升高会影响励磁绕组的电阻值，进而影响发电机机端的电压值。此外在发电机带负载时，负载电流在电机内阻上的电压降也会使得端电压下降，端电压的下降会导致励磁电流较小而导致端电压进一步下降。为了克服这一缺点，电机中会加入串励绕组，串励绕组和负载电路串联，随着负载的增加，串励绕组的磁通势增大，使电机的感应电动势相应的增加，使机端电压能基本保持平衡。但是这种方法在应对负载变化、温度变化及发电机转速变化时依然不具备较好的调节性能，容易使得发电机输出的电能品质下降，造成负载不工作甚至损坏负载。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种发电机用电励磁控制系统及其控制方法。发电机用电励磁控制系统包括发电机、三相整流滤波电路、DC/DC电路、继电器及励磁控制回路；发电机利用剩磁或励磁电压产生三相正弦电压；三相整流滤波电路将三相正弦电压转换为直流母线电压；DC/DC电路将直流母线电压进行电压变换，得到转换后的直流电压，优选为24V输出电压；继电器触点为常闭状态，当DC/DC电路输出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；励磁控制回路根据直流母线电压的值控制励磁电压，继电器电路断开时励磁控制回路将励磁电压输出至励磁绕组两端。本发明电励磁控制方法为自励转他励方法，发电机起励时利用电机剩磁产生机端电压，电机稳定输出后利用励磁控制回路控制输出电压的稳定性。本发明有效解决了传统他励方式需要配备独立外接电源以及传统自励方式在电机温度、负载、输入转速等条件变化时不能保证发电稳定的情况，提高了发电机的环境适应性以及抗干扰能力。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种发电机用电励磁控制系统，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；