一种手动切换的单、三相功率转换装置及控制方法与流程

本发明涉及发电机技术领域，具体地说，是一种手动切换的单、三相功率转换装置及控制方法。

背景技术：

发电机有单相与三相之分。单相发电机使用的是220v的电压，主要以民用为主，使用单相电路；三相发电机使用的是380v的电压，主要以各工业、工业为主，使用三相电路。

在移动作业中，同时需要三相和单相电源，且当负载需求的功率接近或等于供电发机组的功率时，现在通用的方法是采用二台发电机组来供电，一台单相发电机组、一台三相发电机组。该设计方式不能实现一台发电机组同时进行单相和三相之间的切换。

中国专利文献cn00207960.7，申请日20000410，专利名称为：单、三相通用精密型无刷同步发电机，公开了一种单、三相通用精密型无刷同步发电机，定子绕组的主绕组为单三相通用的单层绕组，单层绕组是由等匝等距的绕组构成，转子冲片为整体冲片，转子绕组隐极化地布置在冲片构成的转子中。

上述专利文献的单、三相通用精密型无刷同步发电机，它具有成本低，生产工艺简单转子散热通风效果好的特点，可使电机单位体积功率容量提高，而且转子结构可靠性大为提高，各项电气性能达到精密型，适用范围广。但是关于一种根据需要手动切换单、三相功率，降低成本，节约能源的技术方案则未见相应的公开。

综上所述，亟需一种根据需要手动切换单、三相功率，降低成本，节约能源的转换装置，而关于这种转换装置目前未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种根据需要手动切换单、三相功率，降低成本，节约能源的转换装置。

本发明的第二个目的是：一种利用手动切换的单、三相功率转换装置的控制方法；

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种手动切换的单、三相功率转换装置，所述的单、三相转换装置包括电机、逆变器、手动切换开关、三相电压输出区、单相电压输出区；所述的电机中通过三相绕组连接有逆变器；所述的手动切换开关包括三个同步切换的子开关，分别对应逆变器的u相、v相和w相；所述的手动切换开关导通时，逆变器的u相、v相和w相均与三相电压输出区的连接短路，逆变器的输出端u相、v相和w相只与单相电压输出区建立连接，从而输出单相电压；所述的手定切换开关断开时，所述的逆变器的输出端u相、v相和w相均与单相电压输出区的连接断路，逆变器的输出端u相、v相和w相均与三相电压输出区的三个插口相连接；所述的三相电压输出区的和单相电压输出区的功率均相等。

作为一种优选的技术方案，所述的电机中的三相绕组共有两个，且各个三相绕组均采用并联的方式与逆变器建立连接。

作为一种优选的技术方案，所述的三相电压输出区共有五个插口，其中有三个插口供逆变器的u相、v相和w相建立连接；另两个插口分别用于接地和接零线。

作为一种优选的技术方案，所述的逆变器中配有复位器。

作为一种优选的技术方案，所述的单相电压输出区为插座的输出形式；所述的插座为至少一个，且各个插座之间采用并联的方式连接。

作为一种优选的技术方案，所述的单相电压输出区的插座均设设有断路保护器。

作为一种优选的技术方案，所述的单、三相转换装置还包括动力装置。

作为一种优选的技术方案，所述的动力装置包括发电线圈、化油电磁阀、电瓶、启动马达、化油传感器、点火塞、开关组件，其中开关组件中设置有点火开关、接地开关、电池开关、油路控制开关、启动开关；所述的发电线圈一头接地，另一头和电池开关连接；所述的化油电池阀一端接地，另一端和油路控制开关连接；所述的电瓶一端接地，另一端和电池开关建立连接；所述的启动马达一端接地，另一端和启动开关建立连接；所述的化油传感器和火花塞均一端接地，且化油传感器与火花塞串联在一起并与点火开关建立连接。

为实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用上述任一实施例任一项所述的手动切换的单、三相功率转换装置的控制方法；所述的控制方法包括以下步骤：

步骤s1、当需要单相切换成三相时，逆变器的u相、v相和w相均与三相电压输出区的连接短路，逆变器的输出端u相、v相和w相只与单相电压输出区建立连接，从而使得单相电压输出区输出单相电压；

步骤s2、当需要三相切换成单相时，逆变器的输出端u相、v相和w相均与单相电压输出区的连接断路，逆变器的输出端u相、v相和w相均与三相电压输出区的三个插口相连接；所述的逆变器的输出端u相、v相和w相均与单相电压输出区的连接断路，逆变器的输出端u相、v相和w相均与三相电压输出区的三个插口相连接，从而使得三相电压输出区输出三相电压；

步骤s3、单相和三相之间相互切换之前，采用复位器对逆变器进行复位。

本发明优点在于：

1、本发明的一种手动切换的单、三相功率转换装置及方法，由于普通小型变频发电机组只有单相小功率，只适用于明用，无法满足工业用电(因工业用电大多是三相(380v))，在发明此装置前，如果客户需要三相与单相发电机组，只能买两台，一台三相，一台单相，发明此装置后，用户只需要买一台发电机，就能满足多用途；当工业用电时，切换到三相，当家用时切换到单相，从而降低成本，并节约能源，并且满足所有用户使用。

2、设有手动切换开关，通过手动控制手动切换开关，能够实现手动切换开关分别与单相电压输出区和三相电压输出区建立连接，能够实现可实现电压380v与220v之间的转换，发电机在220v与380v电压均可使用，既可作工业用，也可作民用，通用性强，适用范围广。

3、手动切换开关包括三个同步切换的子开关，分别对应逆变器的u相、v相和w相，手动切换开关导通时，逆变器的u相、v相和w相均与三相电压输出区的连接短路，逆变器的输出端u相、v相和w相只与单相电压输出区建立连接，从而输出单相电压；所述的手定切换开关断开时，所述的逆变器的输出端u相、v相和w相均与单相电压输出区的连接断路，逆变器的输出端u相、v相和w相均与三相电压输出区的三个插口相连接。该设计的效果是：在满足单、三相之间切换的基础之上，通过将手动切换开关包括三个同步切换的子开关，分别对应逆变器的u相、v相和w相，这样，当三相短路后，单相输出的功率是u相、v相和w相的总和，实现了单相输出功率和三相输出功率相等，能量利用率高。

附图说明

附图1是本发明的一种手动切换的单、三相功率的转换装置的结构示意图。

附图2是动力装置的结构示意图。

附图3是本发明的一种手动切换的单、三相功率转换装置的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.电机2.逆变器

3.手动切换开关4.三相电压输出区

5.单相电压输出区6.复位器

7.发电线圈8.化油电磁阀

9.电瓶10.启动马达

11.化油传感器12.火花塞

13.开关组件

实施例1

请参照图1，图1是本发明的一种手动切换的单、三相功率的转换装置的结构示意图。一种手动切换的单、三相功率的转换装置，所述的转换装置包括电机1、逆变器2、手动切换开关3、三相电压输出区4、单相电压输出区5；所述的电机1中通过三相绕组连接有逆变器2；所述的手动切换开关3包括三个同步切换的子开关，分别对应逆变器2的u相、v相和w相；所述的手动切换开关3导通时，逆变器2的u相、v相和w相均与三相电压输出区4的连接短路，逆变器2的输出端u相、v相和w相只与单相电压输出区5建立连接，从而输出单相电压；所述的手定切换开关断开时，所述的逆变器2的输出端u相、v相和w相均与单相电压输出区5的连接断路，逆变器2的输出端u相、v相和w相均与三相电压输出区4的三个插口相连接；所述的三相电压输出区4的和单相电压输出区5的功率均相等。

其中，所述的电机1中的三相绕组共有两个，且各个三相绕组均采用并联的方式与逆变器2建立连接。

所述的三相电压输出区4共有五个插口，其中有三个插口供逆变器2的u相、v相和w相建立连接；另两个插口分别用于接地和接零线。

所述的逆变器2中配有复位器6。所述的单相电压输出区5为插座的输出形式；所述的插座为至少一个，且各个插座之间采用并联的方式连接。所述的单相电压输出区5的插座均设设有断路保护器。

请参照图2，图2是动力装置的结构示意图。所述的单、三相转换装置还包括动力装置；所述的动力装置包括发电线圈7、化油电磁阀8、电瓶9、启动马达10、化油传感器11、点火塞、开关组件13，其中开关组件13中设置有点火开关、接地开关、电池开关、油路控制开关、启动开关；所述的发电线圈7一头接地，另一头和电池开关连接；所述的化油电池阀一端接地，另一端和油路控制开关连接；所述的电瓶9一端接地，另一端和电池开关建立连接；所述的启动马达10一端接地，另一端和启动开关建立连接；所述的化油传感器11和火花塞12均一端接地，且化油传感器11与火花塞12串联在一起并与点火开关建立连接。

该实施例需要说明的是：

设有手动切换开关3，通过手动控制手动切换开关3，能够实现手动切换开关3分别与单相电压输出区5和三相电压输出区4建立连接，能够实现可实现电压380v与220v之间的转换，发电机在220v与380v电压均可使用，既可作工业用，也可作民用，通用性强，适用范围广。

手动切换开关3包括三个同步切换的子开关，分别对应逆变器2的u相、v相和w相，手动切换开关3导通时，逆变器2的u相、v相和w相均与三相电压输出区4的连接短路，逆变器2的输出端u相、v相和w相只与单相电压输出区5建立连接，从而输出单相电压；所述的手定切换开关断开时，所述的逆变器2的输出端u相、v相和w相均与单相电压输出区5的连接断路，逆变器2的输出端u相、v相和w相均与三相电压输出区4的三个插口相连接。该设计的效果是：在满足单、三相之间切换的基础之上，通过将手动切换开关3包括三个同步切换的子开关，分别对应逆变器2的u相、v相和w相，这样，当三相短路后，单相输出的功率是u相、v相和w相的总和，实现了单相输出功率和三相输出功率相等，能量利用率高。

所述的电机1中的三相绕组共有两个，且各个三相绕组均采用并联的方式与逆变器2建立连接。该设计的效果是：采用两个三相绕组，使得整个功率变大，满足操作需求。

所述的三相电压输出区4共有五个插口，其中有三个插口供逆变器2的u相、v相和w相建立连接；另两个插口分别用于接地和接零线。该设计的效果是：使得逆变器2中的u相、v相和w相均能输出功率到三相电压输出区4上，效率高。

所述的逆变器2用于稳定电机1的电压和电流，逆变器2将电机1的中交流转换成直流，再将直流转换成交流，从而减少了电流和电压的波动性，稳定性好。

所述的单相电压输出区5的插座均设设有断路保护器。主要起到对单相电压输出区5起到保护作用，当电流超过16a时，起到保护作用。

所述的单、三相转换装置还包括动力装置。所述的动力装置用于为电机1提供动力。

所述的动力装置包括发电线圈7、化油电磁阀8、电瓶9、启动马达10、化油传感器11、点火塞、开关组件13，其中开关组件13中设置有点火开关、接地开关、电池开关、油路控制开关、启动开关；所述的发电线圈7一头接地，另一头和电池开关连接；所述的化油电池阀一端接地，另一端和油路控制开关连接；所述的电瓶9一端接地，另一端和电池开关建立连接；所述的启动马达10一端接地，另一端和启动开关建立连接；所述的化油传感器11和火花塞12均一端接地，且化油传感器11与火花塞12串联在一起并与点火开关建立连接。该设计的效果是：用于控制动力装置的启停状态，从而将动力装置中机械能传递给电机1，电机1再将机械能转换成电能。其中，发电线圈7用于对电瓶9进行充电，化油电磁阀8用于控制油路流动；电瓶9、启动马达10的设计，用于提供机械能；火花塞12与化油传感器11构成点火系统，启动了将化学能转化成机械能的启动工作。

实施例2

请参照图3，图3是本发明的一种手动切换的单、三相功率转换装置的控制方法的流程示意图。一种手动切换的单、三相功率转换装置的控制方法；所述的控制方法包括以下步骤：

步骤s1、当需要单相切换成三相时，逆变器2的u相、v相和w相均与三相电压输出区4的连接短路，逆变器2的输出端u相、v相和w相只与单相电压输出区5建立连接，从而使得单相电压输出区5输出单相电压；

步骤s2、当需要三相切换成单相时，逆变器2的输出端u相、v相和w相均与单相电压输出区5的连接断路，逆变器2的输出端u相、v相和w相均与三相电压输出区4的三个插口相连接；所述的逆变器2的输出端u相、v相和w相均与单相电压输出区5的连接断路，逆变器2的输出端u相、v相和w相均与三相电压输出区4的三个插口相连接，从而使得三相电压输出区4输出三相电压；

步骤s3、单相和三相之间相互切换之前，采用复位器6对逆变器2进行复位。

该实施例需要说明的是：

通过切换控制开关，能够将整个发电机组在单相状态和三相状态之间进行切换，操作方便，既能满足220v满负载输出，又能满足380v满负载输出。

本发明的一种手动切换的单、三相功率转换装置及方法，由于普通小型变频发电机组只有单相小功率，只适用于明用，无法满足工业用电(因工业用电大多是三相(380v))，在发明此装置前，如果客户需要三相与单相发电机组，只能买两台，一台三相，一台单相，发明此装置后，用户只需要买一台发电机，就能满足多用途；当工业用电时，切换到三相，当家用时切换到单相，从而降低成本，并节约能源，并且满足所有用户使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。