专利名称：无变压器脉宽调制式发电机调压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电压调节器，尤其涉及一种发电机专用的无变压器的脉宽调制式调压器。
现在普遍应用的交流发电机电压调节器(如DTW型电压调节器)，其基本原理是通过利用可控硅，对发电机的一部分基波分量或三次谐波分量进行整流以提供励磁电流，具电流大小是通过控制可控硅的导通角实现，从而实现对发电机电压的控制。该类型的电压调节器，其电压采样，工作电源以及发电机的并联运行功能，都需要通过一变压器去实现。诸类电压调节器普遍存在如下问题1、因变压器不能工作于太低的频率电压下，而一般柴油发电机在起动时必须低速运行一定时间，待油温升至要求值后方可加到额定转速。在这一过程发电机必须把发电机打在灭磁状态，复杂发电机的起动过程，往往因起动过程操作不当，发生发电机电压调节器变压器损坏的问题。
2、用可控硅控制励磁电流的发电机电压调节器，只能适用于交流励磁发电机，不能用于直流励磁发电机，适用范围小。
3、用可控硅控制励磁电流的发电机电压调节器，其配用的发电机的动态性能差，在负载变化速度快，如带有可硅的负载或军用雷达负载下，经常出现电压微微抖动的现象。
本实用新型的目的在于提供一种无需变压器、结构简单、精度高、稳定性好的不受发电机励磁方式的限制(无论交流励磁或直流励磁)、适应性强的脉宽调制式发电机用调压器。
本实用新型的技术方案是由信号取样电路，主控电路和输出电路三部分组成。信号取样电路的电压信号取样不用变压器，而采用二极管整流滤波直接获取，无功分量取样由阻容元件构成的电流检测电路部分的电阻上获取，并将此信号与电压取样信号叠加送至主控电路，主控电路由脉宽调制集成块及周围元件构成，它实现与取样信号的比较，调制脉冲宽度。输出电路由一VWOS或IGBT器件管的开通和关闭实现控制励磁电流的大小。
本实用新型具有以下优点1、取样无需变压器，以元件少．精度高。稳定性好地实现无功分量取样。
2、本实用新型采用集成电路进行脉宽调制，同时采用了具有低导通电阻和无二次击穿特性的VWOS器件取代现有技术中的可控硅，使本实用新型具有功耗小。可靠性高的特点。
3、本实用新型适用于直流发电机和50HZ或60HZ等交流发电机，彻底克服了频率对电压调节器的不良影响。而且不受发电机励磁方式限制，可以是交流(基波或三次谐波)励磁，也可以是直流励磁，具有较强的适应性。
4、本实用新型控制励磁电流的脉冲频率采用几千赫兹，相对可控硅调节(其脉冲频率限于发电机额定频率或其三倍频率，大大改善了励磁电流平滑性和系统的响应速度，提高了发电机稳定性和动态性能，既使在变化速度快而又不规则的负载(如带有可控硅的负载或单用雷达负载)，发电机输出电压也能保持稳定。
图1为本实用新型的电路原理图。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
本实用新型由取样电路、主控电路和输出电路三部分组成。取样电路由三极管Q1、二极管D1～D6、电阻R1～R5、电容C1、C2、可调电阻W1组成，电压信号由二极管D1、D2、D3直接整流获得，由电阻R1、R2、R8、R4、二极管D4、D5、D6、三极管Q1实现无变压器无功电流检测，信号由电阻R4上获取，此信号与电压取样信号叠加后由可调电阻W1送至主控电路中脉宽调制集成块IC1输入脚2；主控电路由脉宽调制集成块IC1、及其它阻容元件组成，输出电路由VWOS器件Q2、整流集成块IC2、接线端及其它阻容元件构成，集成块IC1的控制脚4分别串接电阻R6、可调电阻W3至脚1及地，参考信号脚14与脚15、脚1并接且依次串联二极管D8、电容C4、可调电阻W2至脚3，脚2接至二极管D8、电容C4公共端，集成块IC2脚3与脚4间跨接有电容C5、脚3串接二极管D12、电阻R10后接至集成块IC1脚11及输出端脚8，集成块IC1输出脚8接至VWOS三极管Q2，其集电极、射极分别接至接线端6端及7端，集成块IC1的脚1、脚2、脚3分别接9端、8端和0端。
使用时，将接线端口1、2、3、4和5分别与发电机V、U、W、N和W相的电流信号(可由适当变比的电流互感器串一阻值1欧左右电阻取得)相联，8、9端接励磁电流源，6、0端接发电机的励磁线圈，7端与0端可供手动电压调节。调节可变电阻W2可大范围改变系统PID值，使其稳定地适配几KW至几百KW的发电机，调节可变电阻W3，可调节发电机输出电压的下限值，使发电机的稳定性和动态性能达到最佳状态。
本实用新型的工作原理如下三相四线电压V、U、W、N经端口1、2、3、4输入，整流滤波后的电压信号与电阻R4上的无功分量取样信号叠加，送至主控电路，主控电路通过检测此信号的大小去调制几千赫兹方波的脉冲宽度，调制过的方波经整形放大后送控制VWOS器件Q2，Q2的平均导通电流(即发电机励磁电流)与方波的脉冲宽度成正比，由此调节发电机输出电压。
权利要求1.一种无变压器脉宽调制式发电机调压器，由取样电路、主控电路和输出电路组成，其特征在于取样电路由三极管(Q1)、二极管(D1～D6)、电阻(R1～R5)、电容(C1、C2)、可调电阻(W1)组成，电压信号由二极管(D1～D3)直接整流获得，由电阻(R1～R4)、二极管(D4～D6)、三极管(Q1)实现无变压器无功电流检测，信号由电阻(R4)上获取，此信号与电压取样信号叠加后由可调电阻(W1)送至主控电路中脉宽调制集成块(IC1)输入脚2；主控电路由脉宽调制集成块(IC1)、及其它阻容元件组成，输出电路由VWOS或IGBT器件(Q2)、整流集成块(IC2)，二极管(D11)、电容(C5)和接线端构成，集成块(IC1)的控制脚4分别串接电阻(R6)、可调电阻(W3)至脚1及地，参考信号脚14、脚1与脚15并接且依次串联二极管(D8)、电容(C4)、可调电阻(W2)至脚3，脚2接至二极管(D8)与电容(C4)公共端，集成块(IC1)脚3与脚4间跨接有电容(C5)、脚3串接二极管(D12)、电阻(R10)后接至集成块(IC1)脚11及输出端脚8，集成块(IC1)输出脚8接至VWOS或IGBT器件管(Q2)，其集电极、射极分别接至接线端6端及7端，集成块(IC2)的脚1、脚2、脚3分别接9端、8端和0端。
专利摘要一种无变压器脉宽调制式发电机调压器，由取样电路、主控电路和输出电路组成，取样电路采用二极管整流滤波直接获取并与无功分量电流信号叠加后送至主控电路，主控电路中采用脉宽调制集成块获取调制方波，以控制输出电路中的VWOS器件或IGBT器件的开通和关闭，从而控制励磁电流的大小。本实用新型无需变压器，元件少、精度高、稳定性好、可靠性高、适应性强、彻底克服了频率对电压调节器的不良影响，既适用于直流发电机，又适用于交流发电机。
文档编号H02P9/14GK2234664SQ9520999
公开日1996年9月4日 申请日期1995年5月12日 优先权日1995年5月12日
发明者黄全金 申请人:黄全金