专利名称：高压直流大功率发电机调压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车高压直流电源系统的电压调节设备，特别是一种高压的直流大功率发电机调压器。
背景技术：
现有技术中，汽车特别是大型客车空调直流电源系 统大多采用24V直流电源，这种低压直流电源用在汽车上具有功耗大和效率低的缺陷，而高压直流电源系统又缺乏有效的电压调节装置。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种高压直流大功率发电机调压器，它能够有效地隔离励磁电压和负载电压，极大地提高直流电源系统的安全性和可靠性。本实用新型解决问题的技术方案是设计一种由发电机和控制部件组成的高压直流大功率发电机调压器，发电机中设置有定子部件和励磁绕组；控制部件中设置有励磁电路和脉宽调制模块PWM，发电机的励磁绕组连接励磁电路,励磁电路连接脉宽调制模块PWM。发电机的定子部件设置有三个相互独立、匝数成比例的定子绕组一、定子绕组二、定子绕组三，定子绕组一和定子绕组二输出的是直流高压，定子绕组三输出的是采样电压。定子绕组一和定子绕组二通过直流高压UO和直流高压地GND输出直流高压，定子绕组三通过采样电压D+和直流低压地E输出采样电压。采样电压D+可以按需要设定，根据器件特性和系统功耗，可以设定在70V-80V中等电压范围。随着采样电压D+的电压变化，控制部件的励磁电路根据脉宽调制模块PWM产生的脉宽调制信号，不断地以开关模式调节发电机励磁绕组上的励磁电流，调节定子绕组一和定子绕组二整流输出的直流高压W。脉宽调制模块PWM产生脉宽调制信号，脉宽调制信号控制励磁电路，励磁电路与发电机的励磁绕组形成信号控制与信号反馈，实现间歇工作式的打嗝型电压控制。控制部件的脉宽调制模块PWM通过分压电路一、分压电路二、基准电路一、基准电路二、检测电路、比较电路实现间歇工作式的打嗝型电压控制。本实用新型的有益效果是由于在发电机的定子部件中设置有三个相互独立、匝数成比例定子绕组一、定子绕组二、定子绕组三，分别输出直流高压和采样电压，因而有效地隔离了直流高压和采样电压，保证了负载用电和励磁电路的安全。同时由于定子绕组三提供的采样电压正D+可以根据需要设定，因而能将它设定在70V-80V中等电压范围，以便于合理适应器件特性和系统功耗。另外由于脉宽调制模块PWM产生的脉宽调制信号可以开关式地调节励磁电路，因而有效地控制了励磁电流、稳定了输出高压。本实用新型还具有结构简单、安全可靠以及功耗低、效率高的优点。
[0009]图I是本实用新型的结构框图。图2是本实用新型的励磁电路框图。图3是本实用新型的脉宽调制模块PWM框图。图中，I、发电机，2、控制部件，3、定子部件，4、辅助部件，5、定子绕组一，6、定子绕组二，7、定子绕组三，8、大整流模块，9、小整流模块，10、直流高压UO ’ 11、直流高压地GND，
12、采样电压D+，13、直流低压地E，14、励磁绕组，15、励磁电路，16、脉宽调制模块PWM，17、功率开关，18、外加励磁电源VA，19、外加励磁电路，20、续流回路，21、滤波电路，22、脉宽调制信号，23、分压电路一，24、分压电路二，25、基准电路一，26、基准电路二，27、检测电路，28、比较电路。
具体实施方式
以下结合附图提供的实施例分三个部分对本实用新型进一步说明。第一，本实用新型的组成。本实用新型包括发电机(I)，控制部件(2)。发电机⑴包括定子部件(3)，辅助部件(4)，定子部件(3)包括定子绕组一(5)，定子绕组二 ￠)，定子绕组三(7)。辅助部件(4)包括大整流模块(8)，小整流模块(9)，直流高压UO (10)，直流高压地GND (11)，采样电压D+(12)，直流低压地E (13)，励磁绕组(14)。控制部件⑵包括励磁电路(15)，脉宽调制模块PWM (16)。励磁电路(15)包括功率开关(17)，外加励磁电源VA (18)，外加励磁电路(19)，续流回路(20)，滤波电路(21)。脉宽调制模块PWM(16)包括脉宽调制信号(22)，分压电路一(23)，分压电路二
(24)，基准电路一(25)，基准电路二(26)，检测电路(27)，比较电路(28)。第二，直流高压与采样电压的获取。发电机的定子部件设置有三个相互独立、匝数成比例的定子绕组一(5)、定子绕组二(6)、定子绕组三(7)，定子绕组一(5)和定子绕组二(6)输出的是直流高压，定子绕组三
(7)输出的是米样电压。定子绕组一(5)、定子绕组二(6)、定子绕组三(7)组成了发电机(I)的定子部件
(3)。发电机⑴正常转动时，外加外加励磁电源VA(18)通过外加励磁电路(19)接通励磁绕组(14)，励磁绕组(14)上产生电流，形成内部磁通。与此同时，定子绕组一(5)和定子绕组二(6)开始发电，通过大整流模块(8)输出直流高压UO (10)，给空调等负载供电；定子绕组三(7)通过小整流模块(9)为控制部件⑵的励磁电路(15)和脉宽调制模块PWM(16)提供采样电压D+(12)。采样电压D+(12)可以按需要设定，根据器件特性和系统功耗，可以设定在70V-80V中等电压范围。随着采样电压D+(12)的电压变化，控制部件⑵的励磁电路(15)根据脉宽调制模块PWM(16)产生的脉宽调制信号(22)，不断地以开关模式调节发电机(I)励磁绕组(14)上的励磁电流，调节定子绕组一(5)和定子绕组二(6)整流输出的直流高压UO(IO)。第三,调压原理。[0027]脉宽调制模块PWM(16)产生脉宽调制信号(22)，脉宽调制信号(22)控制励磁电路
(15)，励磁电路(15)与发电机⑴的励磁绕组(14)形成信号控制与信号反馈，实现间歇工作式的打嗝型电压控制。控制部件(2)的脉宽调制模块PWM(16)通过分压电路一(23)、分压电路二(24)、基准电路一(25)、基准电路二(26)、检测电路(27)、比较电路(28)实现间歇工作式的打嗝型电压控制。采样电压D+(12)输入至脉宽调制模块PWM(16)，产生脉宽调制信号(22)，控制励磁电路(15)，这里，脉宽调制模块PWM(16)中的比较电路(28)采用双裕度设计。在此过程中，如果直流高压UO(IO)高于设计基准电压，检测电路(27)信号高于基准电路一(25)、基准电路二(26)的基准信号，则比较电路(28)输出低电平的脉宽调制信号(22)送给功率开关(17);如果直流高压UO(IO)低于设计基准电压，检测电路(27)信号低于基准电路一
(25)、基准电路二(26)的基准信号，则比较电路(28)输出高电平的脉宽调制信号(22)送 给功率开关(17)。功率开关(17)低电平时截止，励磁电路(15)通过续流回路(20)续流，励磁绕组
(14)上的电流减小，此时，直流高压UO(IO)降低；功率开关(17)高电平时导通，励磁电路
(15)短路，励磁绕组(14)上的电流由采样电压D+(12)直接形成回路产生，此时，直流高压UO(IO)升高；这样不断的自动调节，保证稳定的电压输出。其中，发电机(I)正常发电后，采样电压D+(12)高于外加励磁电源VA (18)，外加励磁电路(19)将断开外加励磁电源VA (18)的供电。
权利要求1.一种高压直流大功率发电机调压器，由发电机⑴和控制部件⑵组成，其特征在于发电机⑴中设置有定子部件⑶和励磁绕组(14);控制部件(2)中设置有励磁电路(15)和脉宽调制模块PWM(16)，发电机(I)的励磁绕组(14)连接励磁电路(15)，励磁电路(15)连接脉宽调制模块PWM (16)。
2.根据权利要求I所述的高压直流大功率发电机调压器，其特征是发电机(I)的定子部件(3)设置有三个相互独立、匝数成比例的定子绕组一(5)、定子绕组二 ￠)、定子绕组三(7)，定子绕组一(5)和定子绕组二(6)输出的是直流高压，定子绕组三(7)输出的是采样电压。
3.根据权利要求I所述的高压直流大功率发电机调压器，其特征是脉宽调制模块PWM(16)产生脉宽调制信号(22)，脉宽调制信号(22)控制励磁电路(15)，励磁电路(15)与发电机(I)的励磁绕组(14)形成信号控制与信号反馈，实现间歇工作式的打嗝型电压控制。
4.根据权利要求I或2所述的高压直流大功率发电机调压器，其特征是定子绕组一(5)和定子绕组二(6)通过直流高压UO (10)和直流高压地GND (II)输出直流高压，定子绕组三⑵通过采样电压D+(12)和直流低压地E (13)输出采样电压。
专利摘要本实用新型涉及一种高压直流大功率发电机调压器。它由发电机和控制部件组成，发电机中设置有定子部件和励磁绕组；控制部件中设置有励磁电路和脉宽调制模块PWM，发电机励磁绕组依次连接励磁电路和脉宽调制模块PWM。定子绕组一和定子绕组二输出的是直流高压，定子绕组三输出的是采样电压。脉宽调制模块PWM产生脉宽调制信号，脉宽调制信号控制励磁电路，励磁电路与发电机的励磁绕组形成信号控制与信号反馈，实现间歇工作式的打嗝型电压控制。它广泛应用于独立式直流电源系统和中大型汽车空调系统的电压调节，并且具有结构简单、使用安全、调压稳定、系统可靠以及功耗低、效率高的优点。
文档编号H02P9/30GK202475359SQ20122003387
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者吴颜飞, 毕峰, 王锡恩 申请人:襄阳航力机电技术发展有限公司