专利名称：电力系统中的同步发电机的多输出电压调节的制作方法
电力系统中的同步发电机的多输出电压调节
背景技术：
用于同步发电机的电压调节包括用于高电压源和低电压源二者 的电压调节器。
在现代电气系统中，存在需要不同电压的各种类型的负载。这些 电压优选地在较宽的负载变化范围内或多或少地较为恒定。
在现有技术中，对于给定的电压类型已经确立了不同的电压调节 方法。这对于三相交流电压和整流后的直流电压是真实的。
在现有技术中，使用标准的传统直流/直流转换器进行高电压至低
电压的转换。这需要20:1或更高的变压比，并导致需要昂贵的部件和 非常窄的电压调节范围。结果，难以使输出电压以所需的动态响应保 持恒定。
现有技术的电压调节，其特征在于，提供了对或者高电压源或者 低电压源的充分的电压控制。然而，现有技术不足以提供对这两者的 充分控制。
发明内容
在用于同步发电机的电压调节器中，高电压源提供了对发电机控 制的反馈。另外，高电压穿过变压器以提供低电压。对低电压的反馈 4是供了对供给的低电压的精确控制。
从以下说明书和附图中可最好地理解本发明的这些特征以及其 它特征，以下是简要描述。
图1是根据本发明的电压调节器和发电机的示意图。 图2A显示了逆变器，其是图l示意图的一部分。图2B显示了来自图2A逆变器的输出波形。 图3A显示了一点处的输出波形。 图3B显示了第二点处的输出波形。
具体实施例方式
本发明公开描述了 一种方法，其结合用于高电压和低电压负载应 用的电压调节方案。这种用于同步绕线式;兹场发电机的方案和拓朴适 用于运输和航空应用，以及其它工业应用。三相高电压照惯例利用励 ^磁场控制进行调节。但，除此之外，通过利用单相高频变压器可将高 电压的三相电压减少至低电压水平。然后通过另一电压调节器进行整 流，并进行纟企测和调节。
图1显示了一种具有多输出电压调节系统20的三相同步发电机。 如图所示，由发电机22产生的标准高电压的三相输出直接连接在高 电压三相负载24上。负载24可以是任何类型的三相高电压交流负载。
类似于标准三相同步发电机，电压调节器28提供了对励磁场30 的反馈和控制，以调节励磁场电流，从而保持恒定的发电机22的三 相高电压输出。高电压输出供给应用装置26。
图1中所示的剩余电路用于为直流负载44提供43处的调节后的 4氐直流电压输出。
通过利用交流/直流整流器32可将发电机22的三相高电压交流输 出整流成直流电压。然后由电容器34对整流器32的输出进行滤波。 这种滤波后的高电压直流通过利用直流/交流逆变器36反转成单相高 频交流电压。然后通过利用高频中心抽头式变压器38和全波整流器 40将37处产生的高频、高电压交流转换成低直流电压。然后经过j氐 通滤波器42，在线路43处得到用于低电压直流负载44的所需的直流 丰俞出电压。
把43处的低电压直流输出通过电压传感系统46连接在电压调节 器50上。这种调节器将接收来自应用装置26的指令信号48。另夕卜，34处的高电压直流通过输入电压传感器52进行才企测，并连接在调节
器50上。调节器50通过逆变器控制器54提供了对直流/交流逆变器 36的控制。因而，高频变压器38的输入电压得以调节，并且将43处 的最终直流输出电压保持在所需的水平。
如图2A中所示，逆变器36可包括多个开关T1， T2， T3和T4。 各个开关T1-T4都在54处受到控制，以产生图2B中所示的输出。图 2B中显示了在点37处作为"逆变器输出波形"而引入到变压器38中的 输出。
图3A中显示了变压器38的在点39处的输出，并且图3B中显示 了在点43处的输出。
利用本发明，可保持对供给使用的高电压和低电压两者的有效控制。
如本申请中所公开的那样，单个高电压线路离开发电机，并通到 负载24和整流器32。出于本申i貪的目的，对单个高电压线踪一是出了 权利要求，但这应被认为是涵盖了从发电机到高电压支路和低电压支 路的任何供给，其是两条截然不同的线路，或如图所示的支路。
虽然已经公开了本发明的实施例，但是本领域中的普通技术人员 应该认识到某些变体将处于本发明的范围内。为此，应研究所附权利 要求以确定本发明的真实范围和内容。
权利要求
1.一种用于发电机的电压调节器，包括将三相交流功率供给高电压用途的高电压线路，和来自所述高电压线路的反馈链路，所述反馈链路用于为所述发电机的控制器提供反馈，以在所述高电压线路上取得所需的电压；所述高电压线路供给高电压，所述高电压有待逐步降低至低电压；接收所述低电压的低电压线路，所述低电压线路用于连接至低电压用途；和反馈线路，所述反馈线路用于提供从所述低电压线路至低电压控制器的反馈，以用于控制供给在所述低电压线路上的电压水平。
2. 根据权利要求1所述的电压调节器，其特征在于，所供给的 有待逐步降低的高电压穿过变压器。
3. 根据权利要求2所述的电压调节器，其特征在于，所述变压 器定位在整流器的上游。
4. 根据权利要求2所述的电压调节器，其特征在于，用于所述 低电压线路的所述反馈线路为低电压控制器供给所检测的低电压，并 且还将所需的低电压供给所述低电压控制器。
5. 根据权利要求3所述的电压调节器，其特征在于，所述低电 压控制器控制逆变器，以确保所述低电压线路上所需的低电压。
6. 根据权利要求5所述的电压调节器，其特征在于，还将所述 逆变器上游的输入电压供给所述低电压控制器，以容许所述低电压控 制器控制所述逆变器，并取得所述所需的低电压。
7. 根据权利要求5所述的电压调节器，其特征在于，所述逆变 器包括至少四个开关，所述四个开关受到控制以^是供输入到所述变压 器中的所需波形。
8. —种发电机、电压调节器和用途，包括同步发电机，所述同步发电机将三相交流功率供给高电压线路；将所述三相交流功率供给高电压用途的高电压线路，和来自所述 高电压线路的反馈链路，所述反馈链路用于为所述发电机的控制器提供反馈，以在所述高电压线路上取得所需的电压；所述高电压线路供给高电压，所述高电压有待逐步降低至低电 压，接收所述低电压的低电压线路用于连接至低电压用途；和反馈线路，所述反馈线路用于提供从所述低电压线路至低电压控 制器的反馈，以用于控制供给在所述低电压线路上的电压水平。
9. 根据权利要求8所述的发电机、电压调节器和用途，其特征 在于，所供给的有待逐步降低的高电压穿过变压器。
10. 根据权利要求9所述的发电机、电压调节器和用途，其特征 在于，所述变压器定位在整流器的上游。
11. 根据权利要求9所述的发电机、电压调节器和用途，其特征 在于，用于所述低电压线路的所述反馈线路为控制器供给所检测的低 电压，并且还将所需的低电压供给所述低电压控制器。
12. 根据权利要求10所述的发电机、电压调节器和用途，其特 征在于，所述低电压控制器控制逆变器，以确保所述低电压线路上所 需的低电压。
13. 根据权利要求12所述的发电机、电压调节器和用途，其特 征在于，还将所述逆变器上游的输入电压供给所述低电压控制器，以 容许所述低电压控制器控制所述逆变器，并取得所述所需的低电压。
14. 根据权利要求12所述的发电机、电压调节器和用途，其特 征在于，所述逆变器包括至少四个开关，所述四个开关受到控制以提 供输入到所述变压器中的所需波形。
15. 根据权利要求8所述的发电机、电压调节器和用途，其特征 在于，所述高电压用途是电动机，并且所述低电压用途是控制电压。
全文摘要
在典型的商业/航空应用中，同步发电机为高电压负载和低电压负载都提供功率。本发明公开描述了一种调节所有负载的输出电压的方法。
文档编号H02P9/14GK101615881SQ20091014740
公开日2009年12月30日 申请日期2009年5月31日 优先权日2008年5月29日
发明者M·J·沙, W·齐 申请人:哈米尔顿森德斯特兰德公司