一种用于高速永磁发电机的变频电源系统的制作方法

本实用新型涉及一种电源系统，尤其涉及一种用于高速永磁发电机的变频电源系统。

背景技术：

高速永磁发电机具备转子的高速旋转，定子绕组电流和铁芯中磁通的高频率等特点(意味着所发电能频率较高，大于工频50hz)，使得其产生的电能很难直接用于负载或者回馈电网。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种将高速永磁发电机产生的电能以幅值、频率可调的电压输出，可直接用于负载或回馈电网的高速永磁发电机的变频电源系统。

本实用新型的技术方案：一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，包括组成变频电源系统的升压电路、制动电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，所述高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过qf1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，该直流母线电压经过igbt全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的spwm信号，再经过lc滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给负载供电。

本实用新型的输入电压范围宽，电机转速在10000rpm时，即可实现发电功能或带载；输出电压可调，可适用于特定电压需求的负载或者直接回馈电网；具有过流保护、过压保护、过温保护、电机超速保护、自诊断保护及报警显示；100％加/减负载响应时间快，电压波形冲击小，电压波动小于10％。

优选地，所述整流电路由六个二极管组成，将发电机输入的交流电压变换成直流电；所述直流部分由八个直流电容组成，保持直流侧电压的稳定。

优选地，所述制动电路由两个制动电阻构成电机超速的两级保护；应对电机超速情况时，提供有效合理的多级减速保护。

优选地，所述逆变电路为三相桥式电压型逆变电路，选用全控型器件igbt，采用spwm技术调节输出电压的幅值和频率；所述滤波电路为lc滤波电路，经过低通滤波器消除变频电源输出的高次谐波；所述升压电路采用变比为292v/410v变压器，提升变频电源输出电压能力及提供隔离功能。

优选地，所述采样回路由电压、电流、温度传感器组成，参与系统的控制和保护功能；系统控制和保护部分通过两个dsp板实现系统的保护和控制功能。

本实用新型的输入电压范围宽，电机转速在10000rpm时，即可实现发电功能或带载；输出电压可调，可适用于特定电压需求的负载或者直接回馈电网；具有过流保护、过压保护、过温保护、电机超速两级保护、自诊断保护及报警显示；100％加/减负载响应时间快，电压波形冲击小，电压波动小于10％。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但并不是对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，包括连接在高速永磁发电机上的升压电路、制动电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，所述高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过qf1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，该直流母线电压经过igbt全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的spwm信号，再经过lc滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给客户供电。高速永磁发电机的额定转速为20000rpm，所述直流母线电压的额定值为560v，接近交流侧电压峰值，所述spwm信号为正弦脉冲宽度调制信号。整流电路由六个二极管组成，将发电机输入的交流电压变换成直流电；所述直流部分由八个直流电容组成，保持直流侧电压的稳定；所述制动电路由两个制动电阻构成，在发电机超速情况下，有效的提供制动保护。逆变电路为三相桥式电压型逆变电路，选用全控型器件igbt，采用spwm技术调节输出电压的幅值和频率；所述滤波电路为lc滤波电路，经过低通滤波器消除变频电源输出的高次谐波；所述升压电路采用变比为292v/410v变压器，提升变频电源输出电压能力及隔离功能。采样回路由电压、电流、温度传感器组成，参与系统的控制和保护功能；系统控制和保护部分通过两个dsp板实现系统的保护和控制功能。

本实用新型用于配套永磁高速发电机使用，将高速永磁发电机产生的电能以幅值、频率可调的电压输出，可直接用于特定负载或回馈电网。

本实用新型的输入电压范围宽，电机转速在10000rpm时，即可实现发电功能或带载；输出电压可调，可适用于特定电压需求的负载或者直接回馈电网；具有过流保护、过压保护、过温保护、电机超速保护、自诊断保护及报警显示；100％加/减负载响应时间快，电压波形冲击小，电压波动小于10％。

技术特征：

1.一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，其特征在于：其包括组成变频电源系统的升压电路、制动电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，所述高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过qf1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，该直流母线电压经过igbt全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的spwm信号，再经过lc滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给负载供电。

2.根据权利要求1所述的一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，其特征在于：所述整流电路由六个二极管组成，将发电机输入的交流电压变换成直流电；所述直流部分由八个直流电容组成，保持直流侧电压的稳定。

3.根据权利要求1所述的一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，其特征在于：所述制动电路由两个制动电阻构成电机超速的两级保护；应对电机超速情况时，提供有效合理的多级减速保护。

4.根据权利要求1所述的一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，其特征在于：所述逆变电路为三相桥式电压型逆变电路，选用全控型器件igbt，采用spwm技术调节输出电压的幅值和频率；所述滤波电路为lc滤波电路，经过低通滤波器消除变频电源输出的高次谐波；所述升压电路采用变比为292v/410v变压器，提升变频电源输出电压能力及提供隔离功能。

5.根据权利要求1所述的一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，其特征在于：所述采样回路由电压、电流、温度传感器组成，参与系统的控制和保护功能；系统控制和保护部分通过两个dsp板实现系统的保护和控制功能。

技术总结
本实用新型公开了一种用于高速永磁发电机的变频电源系统，包括连接在高速永磁发电机上的升压电路、刹车电路、整流电路、直流部分、逆变电路、滤波电路、采样回路、系统控制和保护部分，高速永磁发电机在额定转速时输出电压频率为333Hz，定子绕组分成两套相差为30°的双绕组，通过QF1塑壳断路器输入到变压器升压至变频电源二极管不控整流侧，在直流母线上获得稳定的直流母线电压，经过IGBT全桥式逆变电路后，经过由驱动电路下发的SPWM信号，再经过LC滤波电路，获得正弦波输出电压，与电网连接或直接给客户供电。本实用新型将高速永磁发电机产生的电能以幅值、频率可调的电压输出，可直接用于特定负载或回馈电网。

技术研发人员：王晓坤;任晓峰;尚磊
受保护的技术使用者：苏州乾能电气有限公司
技术研发日：2019.12.26
技术公布日：2020.06.26