專利名稱：逆變式交流永磁發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種小型內(nèi)燃機發(fā)電機組，特別是由逆變控制器控制的 小型永磁體交流發(fā)電機組。
背景技術(shù)：
小型內(nèi)燃機發(fā)電機組有傳統(tǒng)的勵磁發(fā)電機組(又稱傳統(tǒng)發(fā)電機組)和永 磁發(fā)電機組兩種。傳統(tǒng)發(fā)電動機組使用調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)電壓，使用機械式調(diào)速 器穩(wěn)定油機轉(zhuǎn)速。而永磁發(fā)電機組則需要使用逆變控制器，逆變控制器實現(xiàn) 交流一直流一交流的轉(zhuǎn)換，其控制過程為先將發(fā)電機發(fā)出的交流電整流、 濾波為直流，再用脈寬調(diào)制(PWO控制功率管將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。為穩(wěn) 定電壓，逆變控制器還要檢測輸出電壓、電流，并控制汽油機節(jié)氣門開度， 起到調(diào)速的作用(又稱電子調(diào)速)。為了實現(xiàn)調(diào)速功能，逆變控制器上設(shè)有控 制電路和執(zhí)行機構(gòu)，不但使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且由此導(dǎo)致逆變控制器在可靠性、 穩(wěn)定性方面降低，同時本身的成本也大幅增加，這正是盡管永磁發(fā)電機組的 尺寸、金屬材料用量都比同功率等級的傳統(tǒng)發(fā)電機組大大減小，而現(xiàn)在市場 上應(yīng)用的主要還是傳統(tǒng)發(fā)電機組的原因。

實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、 可靠性和穩(wěn)定性高、生產(chǎn)成本低的逆變式交流永磁發(fā)電機組。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的逆變式交流永磁發(fā)電機組，包括 內(nèi)燃機、永磁發(fā)電機和逆變控制器，所述內(nèi)燃機上設(shè)有對內(nèi)燃機調(diào)速的機械
式調(diào)速器。
在逆變控制器上設(shè)有電流檢測電路，該電流檢測電路由導(dǎo)磁環(huán)、霍爾傳 感器和比較電路構(gòu)成，導(dǎo)磁環(huán)套在輸出電線上，霍爾傳感器設(shè)置于導(dǎo)磁環(huán)的 開口處，比較電路用于接受霍爾傳感器的輸出信號。
在逆變控制器功率管旁安裝有溫度傳感器，溫度傳感器與單片機連接。 本實用新型去掉電子調(diào)速器，使用傳統(tǒng)發(fā)電機組中的機械式調(diào)速器，使 逆變控制器只負(fù)責(zé)交流一直流一交流的轉(zhuǎn)換，不再承擔(dān)調(diào)速的任務(wù)。該改進(jìn) 一方面簡化了逆變控制器的結(jié)構(gòu)，提高了整機工作的可靠性，降低了成本； 另一方面，與傳統(tǒng)發(fā)電機組中的機械式調(diào)速器所不同，這里的機械式調(diào)速器 可以設(shè)定在從低到高的任意轉(zhuǎn)速下而不會影響發(fā)電機組輸出交流電的頻率， 穩(wěn)定性高。
本實用新型使用單片機按規(guī)定頻率50Hz或60Hz的正弦波輸出高頻的P麗 信號和低頻的換向信號，由光耦控制四個功率管(IGBT、 FET或SCR)的開關(guān) 控制。功率管輸出經(jīng)電感、電容濾波后對外輸出。檢測輸出電壓，根據(jù)電壓 高低對P麗信號作出相應(yīng)的調(diào)整，以穩(wěn)定輸出電壓。使用開口導(dǎo)磁環(huán)、霍爾 元件檢測輸出電流，在電流過大時，停止控制信號的輸出，以關(guān)斷功率管起 到過流、短路保護。
總之，本數(shù)碼發(fā)電機組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡練、輸出電壓波形畸變率小、負(fù)載范 圍寬、體積小、機組可靠性和穩(wěn)定性高、生產(chǎn)成本低。


圖l一本實用新型的構(gòu)成框圖2—本實用新型逆變控制器的系統(tǒng)構(gòu)成框圖(虛線框內(nèi)為逆變控制器)； 圖3—本實用新型的全橋逆變、LC濾波電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參見圖l，本實用新型的逆變式交流永磁發(fā)電機組，包括內(nèi)燃機、永磁發(fā) 電機和逆變控制器，所述內(nèi)燃機上設(shè)有對內(nèi)燃機調(diào)速的機械式調(diào)速器。由于 取消了電子調(diào)速器，由此簡化了逆變控制器的結(jié)構(gòu)，提高了整機工作的可靠 性，降低了成本。圖2為本實用新型的一實施方式的逆變器的系統(tǒng)構(gòu)成框圖。 永磁發(fā)電機由油機驅(qū)動的飛輪轉(zhuǎn)子與定子(圖中未示出)構(gòu)成。定子上繞制 有三相繞組和一個單相輔助小繞組。如圖1所述的那樣，油機化油器節(jié)氣門 由機械式調(diào)速器控制，以穩(wěn)定油機的轉(zhuǎn)速。發(fā)電機飛輪轉(zhuǎn)子內(nèi)圈有多極永久 磁鐵，三相輸出繞組輸出與油機轉(zhuǎn)動頻率乘永久磁鐵極對數(shù)的高頻率交流。
高頻率交流經(jīng)整流、濾波變換為直流。圖3是由4個功率管組成全橋逆變電 路、LC濾波電路原理圖。直流的正、負(fù)接到全橋逆變電路的正、負(fù)端。
根據(jù)設(shè)定頻率，單片機按正弦規(guī)律變化P麗控制信號的占空比，P麗控制 信號經(jīng)光耦隔離，控制功率管1和2。單片機發(fā)出與設(shè)定輸出交流電頻率一致 的控制信號，經(jīng)光耦隔離，驅(qū)動功率管3和4換向，再經(jīng)電感L1、 L2、電容 C低通濾波，輸出平滑的正弦交流電。
從圖上可以看出，在逆變控制器上設(shè)有電壓檢測電路和電流檢測電路， 電壓檢測電路和電流檢測電路與單片機連接。
電壓檢測電路跟現(xiàn)有技術(shù)一樣，由整流、濾波、分壓構(gòu)成，得到與輸出 電壓成比例的模擬信號，送給單片機進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。如果檢測電壓高于設(shè)定值， 則減小P麗信號的占空比；如果檢測電壓高于設(shè)定值，則增大P窗信號的占 空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
電流檢測電路由導(dǎo)磁環(huán)、霍爾傳感器和比較電路構(gòu)成，導(dǎo)磁環(huán)套在一根 輸出電線上，導(dǎo)磁環(huán)的開口出安置霍爾傳感器，比較電路用于接受霍爾傳感 器的輸出信號。-旦霍爾傳感器輸出信號高于設(shè)定值或低于設(shè)定值都會使比 較電路產(chǎn)生電平變化，這一電平變化會使單片機產(chǎn)生中斷，關(guān)斷P麗信號和 換向信號的輸出，中止逆變器輸出，并點亮故障指示燈，起到短路、過流保護。
在逆變控制器的功率管旁安裝有溫度傳感器，溫度傳感器將檢測得到的 溫度信號送給單片機。當(dāng)溫度大于設(shè)定值后，關(guān)斷P劂信號和換向信號的輸 出，中止逆變器輸出，并點亮故障指示燈，起到溫度保護作用。
權(quán)利要求1、逆變式交流永磁發(fā)電機組，包括內(nèi)燃機、永磁發(fā)電機和逆變控制器，其特征在于所述內(nèi)燃機上設(shè)有對內(nèi)燃機調(diào)速的機械式調(diào)速器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的逆變式交流永磁發(fā)電機組，其特征在于在逆 變控制器上設(shè)有電流檢測電路，該電流檢測電路由導(dǎo)磁環(huán)、霍爾傳感器和比 較電路構(gòu)成，導(dǎo)磁環(huán)套在輸出電線上，霍爾傳感器設(shè)置于導(dǎo)磁環(huán)的開口處， 比較電路用于接受霍爾傳感器的輸出信號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變式交流永磁發(fā)電機組，其特征在于 在逆變控制器功率管旁安裝有溫度傳感器，溫度傳感器與單片機連接。
專利摘要本實用新型公開了一種逆變式交流永磁發(fā)電機組，包括內(nèi)燃機、永磁發(fā)電機和逆變控制器，內(nèi)燃機上設(shè)有對內(nèi)燃機調(diào)速的機械式調(diào)速器。在逆變控制器上設(shè)有電壓檢測電路和電流檢測電路，在逆變控制器功率管旁安裝有溫度傳感器，溫度傳感器與單片機連接。本實用新型一方面使用傳統(tǒng)的機械式調(diào)速器調(diào)速，另一方面設(shè)置了電壓、電流和溫度保護電路，因此本數(shù)碼發(fā)電機組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡練、輸出電壓波形畸變率小、負(fù)載范圍寬、體積小、機組可靠性和穩(wěn)定性高、生產(chǎn)成本低。
文檔編號H02P6/14GK201001068SQ200620163948
公開日2008年1月2日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月31日
發(fā)明者何培祥, 仕 楊, 鮮繼凱 申請人:何培祥