专利名称：一种节能降噪数码发电机控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到发电机上的控制系统，尤其涉及到一种节能降噪数码发电机的控制器。
二背景技术：
目前市场上发电机的控制方法中多为普通发电机及汽油数码发电机，其中普通发电机的控制方法AVR(自动电压调节器)+电子调速系统；波形失真度5%以下；对突加性负载会引起输出频率和电压的波动变化；考虑到输出的稳定性，一般转速大致需固定在50Hz/1500rps，60Hz/1800rps(汽油机为50Hz/3000rps，60Hz/3600rps);转速固定运行方式下，不同负荷的动力利用率不高；尤其空载及轻载噪音相对变得过大。汽油数码发电机的传统控制方法小功率10KW以下单相输出，通过逆变环节稳定输出频率；控制额定输出转速100% -70% ;发电机的输出电压一定要满足逆变输出电压要求；空载及轻载下比固定转速发电机的噪音要小一些，多为永磁发电机。但上述两种一般发电机均存在柴油机的输出功率不能得到充分发挥、运行效率低、噪音偏大、且省油效果不显著的问题。
三、 本
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种能充分发挥柴油机的输出功率，运行效率高，噪声低，省油易控制操作的一种节能降噪数码发电机控制器。
本发明是通过如下方式实现的在数码发电机的电能再加工系统中，嵌入高频升降压混合电路模块，使发电机组可以根据不同负荷运行于不同的最佳工作点。发电机原始输出经整流滤波后的的正负直流电压，不管是高是低，送入集成高频升降压混合控制电路，输出稳定的设定值电压，再通过三相对称逆变桥产生出三相四线输出或者两相对称逆变桥产生出单相输出；在升压电路中使用电源叠加技术使得升压电路的所需变换功率很小，从而效率得到最佳；高频数字化控制部分依据动力机功率曲线及当前负载功率去调节动力机的工作转速，可在3倍的转速工作范围选定工作点。如一台200KW的发电机只要升压电路的升压功率达到25KW(正电源12. 5KW，负电源12. 5KW)就可以满足要求，CPU部分根据动力机功率曲线及当前负载功率去调节动力机的工作转速，根据输出电压调整升压和降压电路工作状态，在电机的输出电压小于设定值时升压电路工作，大于设定值降压电路工作。
本发明优点在于
1.噪音 空载一般普通发电机组工作要考虑到输出的稳定性，一般转速大致需固定在1500转/分/50Hz， 1800转/分/60Hz (汽油机为50Hz/3000rps， 60Hz/3600rps)，噪音比较大。而采用节能降噪数码发电机控制器的数码发电机组工作在800 850转(汽油机为1500rps)的怠速工作状态，噪音小。 满载一般柴油发电机组工作在1500转/分/50Hz， 1800转/分/60Hz (汽油机为50Hz/3000rps，60Hz/3600rps)，一般数码汽油发电机组工作在4500转/分，而采用节能降
3噪数码发电机控制器的发电机组工作在2100 2400转(汽油机为4500 5000rps);但由于与其配套的动力机的动力规格小了 40% 50%，外形体积也小了很多，噪音还是会比普通发电机小；
2.节能对比 空载一般柴油发电机组工作要考虑到输出的稳定性，一般转速大致需固定在1500转/分/50Hz， 1800转/分/60Hz， 一般数码汽油发电机组工作大致需固定在3000转/分，而采用节能降噪数码发电机控制器的发电机组工作在800 850转(汽油机1500rps);转速低、动力小、空载油耗小。满载一般发电机组工作在1500转/分/50Hz， 1800转/分/60Hz，而采用节能降
噪数码发电机控制器的发电机组工作在2100 2400转；但由于与其配套的动力机的动力
规格小了 40% 50%，外形体积也小了很多，工作的油耗还是比普通发电机更低。 结论采用节能降耗发电机组控制器控制的发电机组，由于与其配套的动力机的
动力规格小了很多，因此输出同等功率的电能，其工作效率高了很多，所以从空载到满载都
起到了很好的节能效果。
四
图1本发明三相四线电源电源稳压和动力机转速控制部分结构示意图；图2本发明三相四线电源电源稳压和动力机转速控制部分电路示意图；图3本发明单相电源电源稳压和动力机转速控制部分结构示意图；图4本发明单相电源电源稳压和动力机转速控制部分电路示意图；图5本发明单相/三相变频部分结构示意图；图6本发明三相变频部分电路结构示意图；图7本发明单相变频部分电路结构示意图；图8本发明电源控制部分软件框架图；图9本发明变频部分软件框架图；图10本发明显示部分软件框架图；五、本发明具体实施例现结合附图详述本发明
具体实施例方式如图1、图3所示，在数码发电机的电能再加工系统中，嵌入高频升降压混合电路
模块，使发电机组可以根据不同负荷运行于不同的最佳工作点。发电机原始输出经整流滤波后的的正负直流电压，不管是高是低，送入集成高频升降压混合控制电路，输出稳定的设定值电压，再通过三相对称逆变桥产生出三相四线输出或者两相对称逆变桥产生出单相输
出；在升压电路中使用电源叠加技术使得升压电路的所需变换功率很小，从而效率得到最佳；高频数字化控制部分依据动力机功率曲线及当前负载功率去调节动力机的工作转速，可在3倍的转速工作范围选定工作点。如一台200KW的发电机只要升压电路的升压功率达到25KW(正电源12. 5KW，负电源12. 5KW)就可以满足要求，CPU部分根据动力机功率曲线及当前负载功率去调节动力机的工作转速，根据输出电压调整升压和降压电路工作状态，在电机的输出电压小于设定值时升压电路工作，大于设定值降压电路工作。变频部分IGBT模块原理与普通变频器一样，只是输出频率只能设置成50/60Hz，也可以根据需要做成变频电
4源；变频输出通过LC滤波成正弦波；然后经过电流互感器检测输出电流，对输出电压检测 进行电压调整，电压检测在交流输出电路根据设定的有无并网加入电网相位检测，只有在 相位完全正确时启动并网无触点切入；对并机只要检测同步信号就可以两台或多台发电机 并机运行。显示部分设定所有的工作参数；监测并显示当前的工作状态；人机操作界面。
如图2所示，发电机输出90 340VAC(DC130 440V)经过整流二极管和滤波电 容输出稳定的直流电，再经过Gl G4升压为设定的输出电压，在升压电路工作和电压低于 降压输出设定值时降压电路G5 G6为全导通状态，只有在电压超过降压的设定值时降压 电路才工作。DSP/CPU板使用TI的TMS320F28xx系列DSP，捕获当前工作转速；AD检测发 电机的输出电压、升压电路输出电压、降压电路输出电压、输出电流，根据输出电流和电压 计算出输出功率；根据输出功率控制发电机工作转速；P丽输出控制油门、升压、降压电路 IGBT工作。串口将工作状态输出与显示电路显示。 如图4所示，发电机输出90 340VAC(DC130 440V)经过整流二极管和滤波电 容输出稳定的直流电，再经过G1 G2升压为设定的输出电压，在升压电路工作和电压低于 降压输出设定值时降压电路G3为全导通状态，只有在电压超过降压的设定值时降压电路 才工作。DSP/CPU板使用TI的TMS320F28xx系列DSP，捕获当前工作转速；AD检测发电机的 输出电压、升压电路输出电压、降压电路输出电压、输出电流，根据输出电流和电压计算出 输出功率；根据输出功率控制发电机工作转速；P丽输出控制油门、升压、降压电路IGBT工 作。串口将工作状态输出与显示电路显示。 如图5、图6、图7所示，IGBT模块根据输出电压高低选取， 110VAC/120VAC/130VAC/140VAC输出使用600V器件，220VAC以上使用1200V器件；电流 75A 6000A ;LC滤波电路使用金属粉芯磁环；电路驱动部分为光耦隔离驱动，驱动IGBT上 臂电源为独立电源；AC输出部分电流检测使用普通互感器；DC电流检测使用霍尔电流传感 器；DSP/CPU板使用T工的TMS320F28x系列DSP，在检测到输入电压达到所设定的电压要求 时启动变频器工作，并将工作状态输出给显示电路显示。 如图8、图9、图IO所示，电源开关打开后显示部分根据用户设定(单机/备用电 源/并网工作)，如是设置为备用电源会检测电源是否正常，如不正常会切换发电机工作， 另两种都会直接起动发电机工作。也可以切换为手动操作。显示给电源模块和变频模块电 源，电源模块马上自检并立即启动发电机，当检测到动力启动后马上关闭启动马达，电源模 块供电也切换成发电机供电，同时也对发电机的输出电压检测，如是不正常立即给显示信 号并停机，电压正常慢慢打开降压控制模块给电路预充电。等2 20秒后(等待时间可以 设置)，起动升压电路工作，2秒后启动变频输出(如是并机会检测同步控制信号，并网变频 模块会检测外网)，显示模块监测整个发电机的工作状态，如是配无线监测会发信号给监测 点工作状态信号，有故障会报警停机。 电源模块根据负载功率进行冗余控制发电机的工作转速，并根据所需输出电压对 升压电路和降压电路进行控制，在电机的输出电压小于需输出的电压时升压电路工作，大 于输出电压降压电路工作，为降低电路损耗在升压和降压做冗余计算并做相应的切换。如 200KW发电机在输出130KW以下为升压叠加，超过130KW为降压控制。 变频模块根据有无输入电压和设置启动输出；对电压进行监测；对输出电压偏差 进行调整。
权利要求
一种节能降噪数码发电机控制器，其特征在于在数码发电机的电能再加工系统中，嵌入高频升降压混合电路模块，使发电机组可以根据不同负荷运行于不同的最佳工作点。
2. 根据权利要求1所述的一种节能降噪数码发电机控制器，其特征在于发电机原始 输出经整流滤波后的的正负直流电压，不管是高是低，送入集成高频升降压混合控制电路， 输出稳定的设定值电压，再通过三相对称逆变桥产生出三相四线输出或者两相对称逆变桥 产生出单相输出；在升压电路中使用电源叠加技术使得升压电路的所需变换功率很小；高 频数字化控制部分依据动力机功率曲线及当前负载功率去调节动力机的工作转速，可在3 倍的转速工作范围选定工作点。
全文摘要
本发明涉及一种节能降噪数码发电机控制器，其特征在于在数码发电机的电能再加工系统中，嵌入高频升降压混合电路模块，使发电机组可以根据不同负荷运行于不同的最佳工作点。发电机原始输出经整流滤波后的的正负直流电压，不管是高是低，送入集成高频升降压混合控制电路，输出稳定的设定值电压，再通过三相对称逆变桥产生出三相四线输出或者两相对称逆变桥产生出单相输出。在升压电路中使用电源叠加技术使得升压电路的所需变换功率很小。高频数字化控制部分依据动力机功率曲线及当前负载功率去调节动力机的工作转速，可在3倍的转速工作范围选定工作点。使整个系统具有噪声低，省油运行的特点，是一种理想的节能降噪数码发电机的控制方法。
文档编号H02P9/04GK101741305SQ20081007206
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月6日 优先权日2008年11月6日
发明者胡忠超, 陈熙亮 申请人:福州天虹电脑科技有限公司