专利名称：带软启动功率过载保护的发电机自动调压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发电机调压器，尤其涉及一种带软启动功率过载保护的发电机自动调压器。
背景技术：
现有技术中的发电机调压器都是设定的固定电压输出，其固定的电压输出主要包括单相220V-240V/50Hz-60Hz和三相200V-380V/50Hz_60Hz，其输出电压的大小可以通过调节发电机AVR的取样电压来实现，励磁电流是跟据负载的大小自动调整，不能控制励磁电流的大小。当发电机在启动是，特别是连接电动机、鼓风机等电动型负载时，启动电流将大于发电机输出端的额定电流，这样就会造成发动机的输出功率不足，转速下降，甚至造成动力停机的问题。传统的调压器，励磁线接在转子碳刷上，励磁电流跟着负载增大时励磁电流也跟着增大，负载越大励磁电流就越大从而造成恶性循环，而且上述的调压器经常工作在非常恶劣的环境中，如高温高湿、发电机过载状态下，都会给发电机及其它部件造成损坏的问题。有鉴于此，需要对调压器进行进一步的改进。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有取样电压范围宽、功率输出稳定及工作性能较佳的带软启动功率过载保护的发电机自动调压器。本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，包括电源电路模块、比较控制电路模块及与主电路模块电连接的励磁短路保护电路模块，其特征在于，还包括主绕组短路保护电路模块、比较控制电路模块、真有效值采样电路模块及过载励 磁电流监测控制电路模块，所述主绕组短路保护电路模块、真有效值采样电路模块及过载励磁电流检测控制电路模块均与比较控制电路电连接，所述主绕组电路保护电路模块及比较控制电路模块均与主电路模块电连接，所述真有效值电路模块及过载励磁电流监测控制电路模块均与电源电路模块电连接。其中，所述主绕组短路保护电路模块包括第四电阻、第二十四电阻、第二十七电阻、第十八二极管及第五三极管；所述第五三极管的基极通过第二十四电阻接直流电压输入端，其集电极接通过第四电阻接所述主电路模块，其发射极接地；所述第二十七电阻的一端接在第二十四电阻与第五三极管的基极连接的接点，其另一端接地；所述第十八二极管的负端接在第四电阻与第五三极管的集电极连接的接点，其正端接所述比较控制电路模块。其中，所述比较控制电路模块包括第二十电阻、第二 i^一电阻、第二十二电阻、第十一电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第一比较器、第五电容、第十电容、第十六二极管及第四三极管；所述第四三极管的基极接在第十八二极管的正端，其发射极接地，其集电极接所述主电路模块；所述第十电容的一端接在第四三极管的基极与第十八二极管连接的接点，其另一端通过第十一电阻接所述主电路模块；所述第二十二电阻的一端接在第四三极管的基极与第十八二极管连接的接点，其另一端接地；所述第一比较器的正输入端通过第十五电阻接所述真有效值采样电路模块，其负输入端依次通过第十六电阻及第十八电阻接地，其输出端接第十六二极管的正端，所述第十六二极管的负端通过第二十一电阻接在第四三极管的基极与第十八二极管连接的接点；所述第五电容的一端通过第十七电阻接在第十六电阻与负输入端连接的接点，其另一端接在输出端与第十六二极管连接的接点；所述第二十电阻的一端接所述电源电路模块，其另一端接第十八电阻与第十六电阻连接的接点。其中，所述真有效值采样电路包括第七二极管、第九电阻、第六电阻、第七电阻、第十二电阻、第十四电阻及第八电容；所述直流电压输入端依次通过串接的第六电阻、第七电阻、第十二电阻及第十四电阻后接地；所述第七二极管的正端接所述电源电路模块，其负端通过第九电阻接在第七电阻与第十二电阻连接的接点，所述第七二极管与第九电阻连接的接点与直流电压输入端与第六电阻连接的接点相连接；所述第八电容的一端接在第六电阻与第七电阻连接的接点，其另一端接地。其中，所述第十四电阻为可调电阻，所述可调电阻的调节端通过第十五电阻连接至所述第一比较器的正输入端。其中，所述真有效值采样电路模块的采样电压范围为100-400V。其中，所述过载励磁电流监测控制电路模块包括第八电阻、第十九电阻、第十电阻、第二十九电阻、第六电容、第七电容、第二比较器及第十七二极管；所述第二比较器的正输入端依次通过第二十九电阻及第十电阻接所述励磁短路保护电路模块，其负输入端通过第八电阻接所述电源电路模块，其输出端接在第十七二极管的正端，所述第十七二极管的负端接在第十六二极管与第二十一电阻连接的接点，其第一受控端接地，其第二受控端接所述电源电路模块；所述第十九电阻的一端接在第八电阻与第二比较器负输入端连接的接点，其另一端接地；所述第六电容的一端接在第十电阻与第二十九电阻连接的接点，其另一端接地；所述第七电容的一端接在第 二十九电阻与第二比较器连接的接点，其另一端接地。本实用新型的有益技术效果是:区别于现有技术中的发电机调压器取样电压范围较窄及功率输出不稳定等因素而影响调压器性能的问题，本实用新型提供了一种带软启动功率过载保护的自动调压器，包括主绕组输出短路保护电路模块、真有效值采样电路模块、过载励磁电流监测控制电路模块及比较控制电路模块，该主绕组短路保护电路模块当绕组L/N端短路时，第五三极管处于截止状态，第十八二极管导通进而使第四三级管处于导通状态，达到关闭输出电压，保护发电机的效果；真有效值采样电路模块经过由由第九电阻、第六电阻、第七电阻、第十二电阻及第八电容组成的采样滤波电路采样100-400V的电压，因而具有采样电压范围宽；过载励磁电流监测控制模块通过第二比较器输出，能够控制发电机输出恒功率输出。综上，本实用新型具有采样电压范围宽、功率输出稳定及工作性能较佳的效果。
图1是本实用新型带软启动功率过载保护的发电机自动调压器改进部分的电路图；[0014]图2是本实用新型带软启动功率过载保护的发电机自动调压器的电源电路图；图3是本实用新型带软启动功率过载保护的发电机自动调压器的主电路及励磁短路保护电路图。标号说明:A-主绕组短路保护电路模块、B-比较控制电路模块、C-真有效值采样电路模块、D-过载励磁电流监测控制电路模块。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本实用新型提供了一种带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，包括电源电路模块、主电路模块及与主电路模块电连接的励磁短路保护电路模块，本装置还包括主绕组短路保护电路模块A、比较控制电路模块B、真有效值采样电路模块C及过载励磁电流监测控制电路模块D，所述主绕组短路保护电路模块A、真有效值采样电路模块C及过载励磁电流检测控制电路模块均与比较控制电路电连接，所述主绕组电路保护电路模块及比较控制电路模块B均与主电路模块电连接，所述真有效值电路模块及过载励磁电流监测控制电路模块D均与电源电路模块电连接。参阅图1至图3，本实施例中，主电路模块的JPI端和JP2端各自连接电机副绕组，其交流电压的大小为80V-180V，该交流电压经过由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D 4及第一电容Cl组成整流网络，整流后的励磁电流经过JP5端接转子正极，在从转子负极到JP6端流经第六二极管D6到第一三极管Ql打开，到采样电阻Rj进行脉冲采样；转子正极依次经JP5端、第十二二极管D12及第五二极管D5接地。转子正极还依次通过第三电阻R3、级联后的第一三极管Q1、第二三极管Q2及第三三极管Q3接IA端，其中，第二三极管Q2的发射极连接有第二电阻R2，第一三极管Ql的集电极与第六二极管D6连接的节点接有999端口。励磁短路保护电路模块包括第三电容C3、第二十二二极管D22、第二十三二极管D23、第二十五电阻R25及第二十六电阻R26。第二十二二极管D22的正端接IA端，其负端通过第二十五电阻R25接第二十三二极管D23的负端，所述第二十三二极管D23的正端接KUZ端。第三电容C3的正端接第二十二二极管D22的负端与第二十五电阻R25连接的接点，其另一端接地。第二十六电阻R26的一端接第二十三二极管D23的负端与第二十五电阻R25连接的接点，其另一端接地。当碳刷用久后摩擦会产生碳粉会引起碳刷两端短路，当碳刷两端短路时产生大电流，大电流在采样电阻两端产生电压，当电压高于0.6V时第二十二二极管D22导通，电压通过第三电容C3去除干扰后的电压触发到可控硅第二十三二极管D23触发极使控制点KUZ对地导通，从而关闭第一三极管Ql使励磁电路断开，保护励磁电路器件。电源电路模块的JP3端及JP4端分别连接L及N端，其输入电压在100-400V之间，输入电压通过由第一电阻R1、第五电阻R5、第九电容C9与第二十二极管D20组合成的降压电路降压后，经过由第十九二极管D19、第二十八电阻R28、第十二极管D10、第二电容C2、第十三电阻R13及第二十三电阻23组成的稳压电路后，输出5V电压，供电路使用。在一具体的实施例中，本方案中自动调压器的主绕组短路保护电路模块A包括第四电阻R4、第二十四电阻R24、第二十七电阻R27、第十八二极管D18及第五三极管Q5 ;所述第五三极管Q5的基极通过第二十四电阻R24接直流电压输入端，其集电极接通过第四电阻R4接主电路模块，其发射极接地；所述第二十七电阻R27的一端接在第二十四电阻R24与第五三极管Q5的基极连接的接点，其另一端接地；所述第十八二极管D18的负端接在第四电阻R4与第五三极管Q5的集电极连接的接点，其正端接比较控制电路模块B。当绕组L/N短路时，第二十四电阻R24的电压为O，与第二十四电阻R24连接的第五三极管Q5的基极的电压为O，其集电极的电压开始升高，当其电压高于20V时，第十八二极管D18开始导通，第四三极管Q4导通，使控制点KUZ端接地，达到关闭输出电压，起到保护发电机的效果。上述的真有效值采样电路包括第七二极管D7、第九电阻R9、第六电阻R6、第七电阻R7、第十二电阻R12、第十四电阻R14及第八电容CS ;所述直流电压输入端依次通过串接的第六电阻R6、第七电阻R7、第十二电阻R12及第十四电阻R14后接地；所述第七二极管D7的正端接电源电路模块，其负端通过第九电阻R9接在第七电阻R7与第十二电阻R12连接的接点，所述第七二极管D7与第九电阻R9连接的接点与直流电压输入端与第六电阻R6连接的接点相连接；所述第八电容CS的一端接在第六电阻R6与第七电阻R7连接的接点，其另一端接地。上述的第十四电阻R14为滑动电阻，所述滑动电阻的调节端通过第十五电阻R15连接至第一比较器ICl的正输入端。真有效值采样电路模块C的采样电压范围为100-400V。100-400V的采样电 压使L端的采样电压经过第七二极管D7整流后，通过由第九电阻R9、第六电阻R6、第七电阻R7及第十二电阻R12组成的采样滤波电路，并且通过第九电阻R9、第六电阻R6、第七电阻R7及第十二电阻R12四个电阻的阻值，可以改变输出真有效值电压的电压数值。第十四电阻R14为滑动电阻，用来调节取样电压取值的大小。上述的过载励磁电流监测控制电路模块D包括第八电阻R8、第十九电阻R19、第十电阻R10、第二十九电阻R29、第六电容C6、第七电容C7、第二比较器IC2及第十七二极管D17;所述第二比较器IC2的正输入端依次通过第二十九电阻R29及第十电阻RlO接励磁短路保护电路模块，其负输入端通过第八电阻R8接电源电路模块，其输出端接在第十七二极管D17的正端,所述第十七二极管D17的负端接在第十六二极管D16与第二^ 电阻R21连接的接点，其第一受控端接地，其第二受控端接电源电路模块；所述第十九电阻R19的一端接在第八电阻R8与第二比较器IC2负输入端连接的接点，其另一端接地；所述第六电容C6的一端接在第十电阻RlO与第二十九电阻R29连接的接点，其另一端接地；所述第七电容C7的一端接在第二十九电阻R29与第二比较器IC2连接的接点，其另一端接地。IA端的基准电压为0.076V，脉冲励磁电流为2A，输出功率为额定的输出功率，当转子匝间短路时，励磁电流迅速的增大，经过采样电阻Rj的两端电压不断升高，当采样电阻Rj高于0.076V时，第十七二极管D17输出高电压3.76V，关闭励磁绕组，能够保护电机绕组，防止烧毁的问题。当输出功率超出额定的功率时，电机开始发热，发动机动力不足，这时励磁电流开始增大，当电流大与额定功率时，第十七二极管D17输出高电压3.76V，关闭励磁绕组，能够保护发动机和电机，防止其损坏。因此，控制恒流励磁脉冲电流能够控制发电机输出恒功率输出。上述的比较控制电路模块B包括第二十电阻R20、第二^^一电阻R21、第二十二二电阻R22、第i^一电阻R11、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第一比较器IC1、第五电容C5、第十电容C10、第十六二极管D16及第四三极管Q4 ;所述第四三极管Q4的基极接在第十八二极管D18的正端，其发射极接地，其集电极通过KUZ端接主电路模块；所述第十电容ClO的一端接在第四三极管Q4的基极与第十八二极管D18连接的接点，其另一端通过第i^一电阻Rll接999端口 ；所述第二十二二电阻R22的一端接在第四三极管Q4的基极与第十八二极管D18连接的接点，其另一端接地；所述第一比较器ICl的正输入端通过第十五电阻R15接真有效值采样电路模块C，其负输入端依次通过第十六电阻R16及第十八电阻R18接地，其输出端接第十六二极管D16的正端，所述第十六二极管D16的负端通过第二十一电阻R21接在第四三极管Q4的基极与第十八二极管D18连接的接点；所述第五电容C5的一端通过第十七电阻R17接在第十六电阻R16与负输入端连接的接点，其另一端接在输出端与第十六二极管D16连接的接点；所述第二十电阻R20的一端接电源电路模块，其另一端接第十八电阻R18与第十六电阻R16连接的接点。第十四电阻R14用于调节第二比较器IC2正输入端的电压大小，并将其正输入端的电压与负输入端的电压比较，若正输入端的电压高于负输入端的电压，第十六二极管D16输出为3.76V,关闭励磁绕组，能够保护发动机和电机，防止其损坏；如果正输入端的电压低于负输入端的电压，第十六二极管D16输出为0V，则使励磁绕组继续工作。本实用新型提供的一种带软启动功率过载保护自动调压器，包括主绕组输出短路保护电路模块、真有效值采样电路模块、过载励磁电流监测控制电路模块及比较控制电路模块，该主绕组短路保护电路模块当绕组L/N端短路时，第五三极管处于截止状态，第十八二极管导通进而使第四三级管处于导通状态，达到关闭输出电压，保护发电机的效果；真有效值采样电路模块经过由由第九电阻、第六电阻、第七电阻、第十二电阻及第八电容组成的采样滤波电路采样100-400V的电压，因而具有采样电压范围宽；过载励磁电流监测控制模块通过第二比较器输出，能够控制发电机输出恒功率输出。综上，本实用新型具有采样电压范围宽、功率输出稳定及工作性能较佳的效果。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理`包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，包括电源电路模块、主电路模块及与主电路模块电连接的励磁短路保护电路模块，其特征在于，还包括主绕组短路保护电路模块、比较控制电路模块、真有效值采样电路模块及过载励磁电流监测控制电路模块，所述主绕组短路保护电路模块、真有效值采样电路模块及过载励磁电流检测控制电路模块均与比较控制电路电连接，所述主绕组电路保护电路模块及比较控制电路模块均与主电路模块电连接，所述真有效值电路模块及过载励磁电流监测控制电路模块均与电源电路模块电连接。
2.根据权利要求1所述的带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，其特征在于，所述主绕组短路保护电路模块包括第四电阻、第二十四电阻、第二十七电阻、第十八二极管及第五三极管；所述第五三极管的基极通过第二十四电阻接直流电压输入端，其集电极接通过第四电阻接所述主电路模块，其发射极接地；所述第二十七电阻的一端接在第二十四电阻与第五三极管的基极连接的接点，其另一端接地；所述第十八二极管的负端接在第四电阻与第五三极管的集电极连接的接点，其正端接所述比较控制电路模块。
3.根据权利要求2所述的带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，其特征在于，所述比较控制电路模块包括第二十电阻、第二 i^一电阻、第二十二电阻、第i^一电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第一比较器、第五电容、第十电容、第十六二极管及第四三极管；所述第四三极管的基极接在第十八二极管的正端，其发射极接地，其集电极接所述主电路模块；所述第十电容的一端接在第四三极管的基极与第十八二极管连接的接点，其另一端通过第十一电阻接所述主电路模块；所述第二十二电阻的一端接在第四三极管的基极与第十八二极管连接的接点，其另一端接地；所述第一比较器的正输入端通过第十五电阻接所述真有效值采样电路模块，其负输入端依次通过第十六电阻及第十八电阻接地，其输出端接第十六二极管的正端，所述第十六二极管的负端通过第二十一电阻接在第四三极管的基极与第十八二极管连接的接点；所述第五电容的一端通过第十七电阻接在第十六电阻与负输入端连接的接点，其另一端接在输出端与第十六二极管连接的接点；所述第二十电阻的一端接所述电源电路模块，其另一端接第十八电阻与第十六电阻连接的接点。
4.根据权利要求3所述的带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，其特征在于，所述真有效值采样电路包括第七二极管、第九电阻、第六电阻、第七电阻、第十二电阻、第十四电阻及第八电容；所述直流电压输入端依次通过串接的第六电阻、第七电阻、第十二电阻及第十四电阻后接地；所述第七二极管的正端接所述电源电路模块，其负端通过第九电阻接在第七电阻与第十二电阻连接的接点，所述第七二极管与第九电阻连接的接点与直流电压输入端与第六电阻连接的接点相连接；所述第八电容的一端接在第六电阻与第七电阻连接的接点，其另一端接地。
5.根据权利要求4所述的带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，其特征在于，所述第十四电阻为滑动电阻，所述滑动电阻的调节端通过第十五电阻连接至所述第一比较器的正输入端。
6.根据权利要求4所述的带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，其特征在于，所述真有效值采样电路模块的采样电压范围为100-400V。
7.根据 权利要求6所述的带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，其特征在于，所述过载励磁电流监测控制电路模块包括第八电阻、第十九电阻、第十电阻、第二十九电阻、第六电容、第七电容、第二比较器及第十七二极管；所述第二比较器的正输入端依次通过第二十九电阻及第十电阻接所述励磁短路保护电路模块，其负输入端通过第八电阻接所述电源电路模块，其输出端接在第十七二极管的正端，所述第十七二极管的负端接在第十六二极管与第二十一电阻连接的接点，其第一受控端接地，其第二受控端接所述电源电路模块；所述第十九电阻的一端接在第八电阻与第二比较器负输入端连接的接点，其另一端接地；所述第六电容的一端接在第十电阻与第二十九电阻连接的接点，其另一端接地；所述第七电容的一端接在·第二十九电阻与第二比较器连接的接点，其另一端接地。
专利摘要本实用新型公开了一种带软启动功率过载保护的发电机自动调压器，包括电源电路模块、主电路模块及与主电路模块电连接的励磁短路保护电路模块，本装置还包括主绕组短路保护电路模块、比较控制电路模块、真有效值采样电路模块及过载励磁电流监测控制电路模块，所述主绕组短路保护电路模块、真有效值采样电路模块及过载励磁电流检测控制电路模块均与比较控制电路电连接，所述主绕组电路保护电路模块及比较控制电路模块均与主电路模块电连接，所述真有效值电路模块及过载励磁电流监测控制电路模块均与电源电路模块电连接。本实用新型具有采样电压范围宽、功率输出稳定及工作性能较佳的优点。
文档编号H02H7/06GK203151076SQ201320176138
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者刘代松, 任小刚 申请人:福州汉晶电子科技有限公司