專利名稱：高壓直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車高壓直流電源系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)設(shè)備，特別是一種高壓的直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，汽車特別是大型客車空調(diào)直流電源系 統(tǒng)大多采用24V直流電源，這種低壓直流電源用在汽車上具有功耗大和效率低的缺陷，而高壓直流電源系統(tǒng)又缺乏有效的電壓調(diào)節(jié)裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種高壓直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器，它能夠有效地隔離勵(lì)磁電壓和負(fù)載電壓，極大地提高直流電源系統(tǒng)的安全性和可靠性。本實(shí)用新型解決問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種由發(fā)電機(jī)和控制部件組成的高壓直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器，發(fā)電機(jī)中設(shè)置有定子部件和勵(lì)磁繞組；控制部件中設(shè)置有勵(lì)磁電路和脈寬調(diào)制模塊PWM，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組連接勵(lì)磁電路,勵(lì)磁電路連接脈寬調(diào)制模塊PWM。發(fā)電機(jī)的定子部件設(shè)置有三個(gè)相互獨(dú)立、匝數(shù)成比例的定子繞組一、定子繞組二、定子繞組三，定子繞組一和定子繞組二輸出的是直流高壓，定子繞組三輸出的是采樣電壓。定子繞組一和定子繞組二通過直流高壓UO和直流高壓地GND輸出直流高壓，定子繞組三通過采樣電壓D+和直流低壓地E輸出采樣電壓。采樣電壓D+可以按需要設(shè)定，根據(jù)器件特性和系統(tǒng)功耗，可以設(shè)定在70V-80V中等電壓范圍。隨著采樣電壓D+的電壓變化，控制部件的勵(lì)磁電路根據(jù)脈寬調(diào)制模塊PWM產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)，不斷地以開關(guān)模式調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組上的勵(lì)磁電流，調(diào)節(jié)定子繞組一和定子繞組二整流輸出的直流高壓W。脈寬調(diào)制模塊PWM產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)，脈寬調(diào)制信號(hào)控制勵(lì)磁電路，勵(lì)磁電路與發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組形成信號(hào)控制與信號(hào)反饋，實(shí)現(xiàn)間歇工作式的打嗝型電壓控制?？刂撇考拿}寬調(diào)制模塊PWM通過分壓電路一、分壓電路二、基準(zhǔn)電路一、基準(zhǔn)電路二、檢測(cè)電路、比較電路實(shí)現(xiàn)間歇工作式的打嗝型電壓控制。本實(shí)用新型的有益效果是由于在發(fā)電機(jī)的定子部件中設(shè)置有三個(gè)相互獨(dú)立、匝數(shù)成比例定子繞組一、定子繞組二、定子繞組三，分別輸出直流高壓和采樣電壓，因而有效地隔離了直流高壓和采樣電壓，保證了負(fù)載用電和勵(lì)磁電路的安全。同時(shí)由于定子繞組三提供的采樣電壓正D+可以根據(jù)需要設(shè)定，因而能將它設(shè)定在70V-80V中等電壓范圍，以便于合理適應(yīng)器件特性和系統(tǒng)功耗。另外由于脈寬調(diào)制模塊PWM產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)可以開關(guān)式地調(diào)節(jié)勵(lì)磁電路，因而有效地控制了勵(lì)磁電流、穩(wěn)定了輸出高壓。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠以及功耗低、效率高的優(yōu)點(diǎn)。

[0009]圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型的勵(lì)磁電路框圖。圖3是本實(shí)用新型的脈寬調(diào)制模塊PWM框圖。圖中，I、發(fā)電機(jī)，2、控制部件，3、定子部件，4、輔助部件，5、定子繞組一，6、定子繞組二，7、定子繞組三，8、大整流模塊，9、小整流模塊，10、直流高壓UO ’ 11、直流高壓地GND，
12、采樣電壓D+，13、直流低壓地E，14、勵(lì)磁繞組，15、勵(lì)磁電路，16、脈寬調(diào)制模塊PWM，17、功率開關(guān)，18、外加勵(lì)磁電源VA，19、外加勵(lì)磁電路，20、續(xù)流回路，21、濾波電路，22、脈寬調(diào)制信號(hào)，23、分壓電路一，24、分壓電路二，25、基準(zhǔn)電路一，26、基準(zhǔn)電路二，27、檢測(cè)電路，28、比較電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖提供的實(shí)施例分三個(gè)部分對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。第一，本實(shí)用新型的組成。本實(shí)用新型包括發(fā)電機(jī)(I)，控制部件(2)。發(fā)電機(jī)⑴包括定子部件(3)，輔助部件(4)，定子部件(3)包括定子繞組一(5)，定子繞組二 ￠)，定子繞組三(7)。輔助部件(4)包括大整流模塊(8)，小整流模塊(9)，直流高壓UO (10)，直流高壓地GND (11)，采樣電壓D+(12)，直流低壓地E (13)，勵(lì)磁繞組(14)?？刂撇考瓢▌?lì)磁電路(15)，脈寬調(diào)制模塊PWM (16)。勵(lì)磁電路(15)包括功率開關(guān)(17)，外加勵(lì)磁電源VA (18)，外加勵(lì)磁電路(19)，續(xù)流回路(20)，濾波電路(21)。脈寬調(diào)制模塊PWM(16)包括脈寬調(diào)制信號(hào)(22)，分壓電路一(23)，分壓電路二
(24)，基準(zhǔn)電路一(25)，基準(zhǔn)電路二(26)，檢測(cè)電路(27)，比較電路(28)。第二，直流高壓與采樣電壓的獲取。發(fā)電機(jī)的定子部件設(shè)置有三個(gè)相互獨(dú)立、匝數(shù)成比例的定子繞組一(5)、定子繞組二(6)、定子繞組三(7)，定子繞組一(5)和定子繞組二(6)輸出的是直流高壓，定子繞組三
(7)輸出的是米樣電壓。定子繞組一(5)、定子繞組二(6)、定子繞組三(7)組成了發(fā)電機(jī)(I)的定子部件
(3)。發(fā)電機(jī)⑴正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，外加外加勵(lì)磁電源VA(18)通過外加勵(lì)磁電路(19)接通勵(lì)磁繞組(14)，勵(lì)磁繞組(14)上產(chǎn)生電流，形成內(nèi)部磁通。與此同時(shí)，定子繞組一(5)和定子繞組二(6)開始發(fā)電，通過大整流模塊(8)輸出直流高壓UO (10)，給空調(diào)等負(fù)載供電；定子繞組三(7)通過小整流模塊(9)為控制部件⑵的勵(lì)磁電路(15)和脈寬調(diào)制模塊PWM(16)提供采樣電壓D+(12)。采樣電壓D+(12)可以按需要設(shè)定，根據(jù)器件特性和系統(tǒng)功耗，可以設(shè)定在70V-80V中等電壓范圍。隨著采樣電壓D+(12)的電壓變化，控制部件⑵的勵(lì)磁電路(15)根據(jù)脈寬調(diào)制模塊PWM(16)產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)(22)，不斷地以開關(guān)模式調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)(I)勵(lì)磁繞組(14)上的勵(lì)磁電流，調(diào)節(jié)定子繞組一(5)和定子繞組二(6)整流輸出的直流高壓UO(IO)。第三,調(diào)壓原理。[0027]脈寬調(diào)制模塊PWM(16)產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)(22)，脈寬調(diào)制信號(hào)(22)控制勵(lì)磁電路
(15)，勵(lì)磁電路(15)與發(fā)電機(jī)⑴的勵(lì)磁繞組(14)形成信號(hào)控制與信號(hào)反饋，實(shí)現(xiàn)間歇工作式的打嗝型電壓控制?？刂撇考?2)的脈寬調(diào)制模塊PWM(16)通過分壓電路一(23)、分壓電路二(24)、基準(zhǔn)電路一(25)、基準(zhǔn)電路二(26)、檢測(cè)電路(27)、比較電路(28)實(shí)現(xiàn)間歇工作式的打嗝型電壓控制。采樣電壓D+(12)輸入至脈寬調(diào)制模塊PWM(16)，產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)(22)，控制勵(lì)磁電路(15)，這里，脈寬調(diào)制模塊PWM(16)中的比較電路(28)采用雙裕度設(shè)計(jì)。在此過程中，如果直流高壓UO(IO)高于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)電壓，檢測(cè)電路(27)信號(hào)高于基準(zhǔn)電路一(25)、基準(zhǔn)電路二(26)的基準(zhǔn)信號(hào)，則比較電路(28)輸出低電平的脈寬調(diào)制信號(hào)(22)送給功率開關(guān)(17);如果直流高壓UO(IO)低于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)電壓，檢測(cè)電路(27)信號(hào)低于基準(zhǔn)電路一
(25)、基準(zhǔn)電路二(26)的基準(zhǔn)信號(hào)，則比較電路(28)輸出高電平的脈寬調(diào)制信號(hào)(22)送 給功率開關(guān)(17)。功率開關(guān)(17)低電平時(shí)截止，勵(lì)磁電路(15)通過續(xù)流回路(20)續(xù)流，勵(lì)磁繞組
(14)上的電流減小，此時(shí)，直流高壓UO(IO)降低；功率開關(guān)(17)高電平時(shí)導(dǎo)通，勵(lì)磁電路
(15)短路，勵(lì)磁繞組(14)上的電流由采樣電壓D+(12)直接形成回路產(chǎn)生，此時(shí)，直流高壓UO(IO)升高；這樣不斷的自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證穩(wěn)定的電壓輸出。其中，發(fā)電機(jī)(I)正常發(fā)電后，采樣電壓D+(12)高于外加勵(lì)磁電源VA (18)，外加勵(lì)磁電路(19)將斷開外加勵(lì)磁電源VA (18)的供電。
權(quán)利要求1.一種高壓直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器，由發(fā)電機(jī)⑴和控制部件⑵組成，其特征在于發(fā)電機(jī)⑴中設(shè)置有定子部件⑶和勵(lì)磁繞組(14);控制部件(2)中設(shè)置有勵(lì)磁電路(15)和脈寬調(diào)制模塊PWM(16)，發(fā)電機(jī)(I)的勵(lì)磁繞組(14)連接勵(lì)磁電路(15)，勵(lì)磁電路(15)連接脈寬調(diào)制模塊PWM (16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器，其特征是發(fā)電機(jī)(I)的定子部件(3)設(shè)置有三個(gè)相互獨(dú)立、匝數(shù)成比例的定子繞組一(5)、定子繞組二 ￠)、定子繞組三(7)，定子繞組一(5)和定子繞組二(6)輸出的是直流高壓，定子繞組三(7)輸出的是采樣電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器，其特征是脈寬調(diào)制模塊PWM(16)產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)(22)，脈寬調(diào)制信號(hào)(22)控制勵(lì)磁電路(15)，勵(lì)磁電路(15)與發(fā)電機(jī)(I)的勵(lì)磁繞組(14)形成信號(hào)控制與信號(hào)反饋，實(shí)現(xiàn)間歇工作式的打嗝型電壓控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高壓直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器，其特征是定子繞組一(5)和定子繞組二(6)通過直流高壓UO (10)和直流高壓地GND (II)輸出直流高壓，定子繞組三⑵通過采樣電壓D+(12)和直流低壓地E (13)輸出采樣電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高壓直流大功率發(fā)電機(jī)調(diào)壓器。它由發(fā)電機(jī)和控制部件組成，發(fā)電機(jī)中設(shè)置有定子部件和勵(lì)磁繞組；控制部件中設(shè)置有勵(lì)磁電路和脈寬調(diào)制模塊PWM，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組依次連接勵(lì)磁電路和脈寬調(diào)制模塊PWM。定子繞組一和定子繞組二輸出的是直流高壓，定子繞組三輸出的是采樣電壓。脈寬調(diào)制模塊PWM產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)，脈寬調(diào)制信號(hào)控制勵(lì)磁電路，勵(lì)磁電路與發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組形成信號(hào)控制與信號(hào)反饋，實(shí)現(xiàn)間歇工作式的打嗝型電壓控制。它廣泛應(yīng)用于獨(dú)立式直流電源系統(tǒng)和中大型汽車空調(diào)系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)，并且具有結(jié)構(gòu)簡單、使用安全、調(diào)壓穩(wěn)定、系統(tǒng)可靠以及功耗低、效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P9/30GK202475359SQ20122003387
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者吳顏飛, 畢峰, 王錫恩 申請(qǐng)人:襄陽航力機(jī)電技術(shù)發(fā)展有限公司