专利名称：稀土永磁发电机智能调控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及机电一体化控制系统，特别涉及一种稀土永磁发电机智能调控 系统。
背景技术：
稀土永磁发电机的磁场是由稀土磁钢提供的永久磁场，这种磁场不象普通 电励磁发电机那样可以通过调节励磁电流的大小来调控磁场强度以保持输出 电压的基本稳定。
稀土永磁发电机通常是由小型内燃机带动，随着负荷的增加，原动机的转 速要下降，从而使发电机输出电压和频率也跟着下降。发电机带上负载后，定 子绕组里有电流通过，就会产生电枢反应，这也会使发电机输出电压下降。因 此没有调控装置的稀土发电机从空载到满载，其电压、频率变化都比较大，调 压率通常在±10%左右，频率变化也在6%左右，不能满足大多数用户的要求， 严重影响了稀土永磁发电机的推广使用。
为了降低空载电压，提高调压率，减少频率波动，也可采用配置较大马力 的内燃机的办法，这样随着负荷的增加，大马力内燃机转速要下降少一些，电 压和频率也就相应降得少些。同时调低发电机的额定输出，尽量使在额定输出 时电压保持在额定电压。通过牺牲发电机效率，可以使稀土发电机组的调压率 提高到±5%左右，频率变化在4%左右，但是这样将更进一步提高稀土发电机 组的成本，也提高了日常的运行费用，抵消了稀土发电机效率高节能的优势， 更是绝大多数用户难以接受的。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明的目的是提供一种稀土永磁发电机智能调控系 统。该系统通过对发电机实行智能控制能更好地保持稀土永磁发电机高效、节能的优势，以便输出高质量的电能。
本发明所述的稀土永磁发电机智能调控系统由单片机、继电器组、大功率 开关器件组、伺服电机以及相关功能电路组成。其中，系统通过接线端子与外 部的稀土永磁发电机的绕组连接来收集发电机参数，并且通过继电器组和大功 率开关器件组来控制输出额定电压和频率；所述系统内部通过电路连接与设置 又分别设有三大功能电路组
(1) 调压电路由接线端子、电压取样电路、电压比较电路、功率驱动电路 和继电器组依次连接而成；
(2) 频率调节电路由接线端子、频率取样电路、频率比较电路、功率驱动 电路、伺服电机和节气门或油门依次连接而成；
(3) 保护电路由接线端子、电压和电流取样电路、电压和电流保护电路、 功率驱动电路和大功率开关器件组依次连接而成。
上述系统中调压电路是对稀土永磁发电机的输出电压进行取样和比较分 析，并通过功率驱动和继电器组的电压调整确保输出电压的稳定。
上述系统中频率调节电路是对稀土永磁发电机的输出频率进行取样和比 较分析、并通过功率驱动和伺服电机来调节驱动发电机的内燃机的节气门或油 门的开度，从而确保输出频率的稳定。
上述系统中保护电路是对稀土永磁发电机的输出电压及电流进行取样和 比较分析，并通过功率驱动，利用大功能开关器件组在发电机出现过电压、欠 电压、过电流时进行报警、跳闸、延时输出和短路保护。
上述系统根据实际调控需要，采用取样、比较、功率驱动电路和继电器调 整切换稀土永磁发电机不同的调压绕组来确保电压的持续稳定。
本发明所述调控系统通过三大功能电路对发电机输出电流的取样比较，信 号输出，抽头切换和开关启闭等一系列动作，使发电机在负荷增加，原动机转 速下降，输出电压、频率下降的情况下，通过增加定子绕组匝数、增大原动机
节气门或油门开度来维持输出电压和频率的稳定，能使发电机稳态电压调整率 提高到<±3% ，频率调整率<3%。
另外，本系统根据需要还可提供过电压、欠电压、过电流和短路保护，保 证了供电质量，保护了设备和人员的安全。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1为本发明系统的原理框图。
具体实施例方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
根据上述技术方案，通过以下举例(参见图1)，说明本发明系统的实际运 行过程
1、 空载时2-3先输出空载设定电压mV;
2、 加负载后电压不断下降，降到设定值时从2-3切换到1-3，电压上升
nV ;
3、 继续加载，电压又不断下降，到设定值时，从1-3切换到2-4电压上 升2n-n二nV;
4、 再加载，使电压再次下降到设定值时，从2-4切换到1-4，电压上升
nV;
5、 卸载过程为加载过程的逆运作，整个输电过程电压始终在空载设定电 压和下降设定值之间波动，波动值不超过nV,从而大大提高了发电机的调压率， 使其不超过±3%;
6、 加负载后原动机转速下降到设定值后，通过伺服电机加大节气门或油 门开度提升原动机转速，从而使输出频率的变动控制在3%左右；
7、 提供过电压/欠电压保护，可设定报警装置和延时输出，可防止原动力 发生飞车事故后电压急剧上升对人员和设备的伤害。
8、 提供过电流和短路保护，防止过大电流对设备和人员的伤害。 当发电机功率不大时，整套装置可装在发电机后端盖内，若功率较大时，
可装在控制箱内。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1、稀土永磁发电机智能调控系统，该系统由单片机、继电器组、大功率开关器件组、伺服电机以及相关功能电路组成；其特征在于，系统通过接线端子与外部的稀土永磁发电机的绕组连接来收集发电机参数，并且通过继电器组和大功率开关器件组来控制输出额定电压和频率；所述系统内部通过电路连接与设置又分别设有三大功能电路组(1)调压电路由接线端子、电压取样电路、电压比较电路、功率驱动电路和继电器组依次连接而成；(2)频率调节电路由接线端子、频率取样电路、频率比较电路、功率驱动电路、伺服电机和节气门或油门依次连接而成；(3)保护电路由接线端子、电压和电流取样电路、电压和电流保护电路、功率驱动电路和大功率开关器件组依次连接而成。
2、 根据权利要求1的稀土永磁发电机智能调控系统，其特征在于，所述系 统中调压电路是对稀土永磁发电机的输出电压进行取样和比较分析，并通过功 率驱动和继电器组的电压调整确保输出电压的稳定。
3、 根据权利要求1的稀土永磁发电机智能调控系统，其特征在于，所述系 统中频率调节电路是对稀土永磁发电机的输出频率进行取样和比较分析、并通 过功率驱动和伺服电机来调节驱动发电机的内燃机的节气门或油门的开度，从 而确保输出频率的稳定。
4、 根据权利要求1的稀土永磁发电机智能调控系统，其特征在于，所述系 统中保护电路是对稀土永磁发电机的输出电压及电流进行取样和比较分析，并 通过功率驱动，利用大功能开关器件组在发电机出现过电压、欠电压、过电流 时进行报警、跳闸、延时输出和短路保护。
5、 根据权利要求l的稀土永磁发电机智能调控系统，其特征在于，所述系 统根据实际调控需要，采用取样、比较、功率驱动电路和继电器调整切换稀土 永磁发电机不同的调压绕组来确保电压的持续稳定。
全文摘要
本发明公开了一种稀土永磁发电机智能调控系统。该系统由单片机、继电器组、大功率开关器件组、伺服电机以及相关功能电路组成；系统通过接线端子与外部的稀土永磁发电机的绕组连接来收集发电机参数，并且通过继电器组和大功率开关器件组来控制输出额定电压和频率；所述系统内部通过电路连接与设置又分别设有三大功能电路组调压电路、频率调节电路以及保护电路。该系统通过对发电机实行智能控制能更好地保持稀土永磁发电机高效、节能的优势，以便输出高质量的电能。
文档编号H02P9/00GK101465615SQ200710172559
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者王志财, 许永强, 马卓伦 申请人:上海双骁机电设备有限公司