[实用新型]逆变式交流永磁发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小型内燃机发电机组，特别是由逆变控制器控制的小型永磁体交流发电机组。

背景技术

小型内燃机发电机组有传统的励磁发电机组(又称传统发电机组)和永磁发电机组两种。传统发电动机组使用调节器来调节电压，使用机械式调速器稳定油机转速。而永磁发电机组则需要使用逆变控制器，逆变控制器实现交流一直流一交流的转换，其控制过程为：先将发电机发出的交流电整流、滤波为直流，再用脉宽调制(PWM)控制功率管将直流电转换为交流电。为稳定电压，逆变控制器还要检测输出电压、电流，并控制汽油机节气门开度，起到调速的作用(又称电子调速)。为了实现调速功能，逆变控制器上设有控制电路和执行机构，不但使得结构复杂，而且由此导致逆变控制器在可靠性、稳定性方面降低，同时本身的成本也大幅增加，这正是尽管永磁发电机组的尺寸、金属材料用量都比同功率等级的传统发电机组大大减小，而现在市场上应用的主要还是传统发电机组的原因。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单、可靠性和稳定性高、生产成本低的逆变式交流永磁发电机组。

本实用新型的技术方案是这样实现的：逆变式交流永磁发电机组，包括内燃机、永磁发电机和逆变控制器，所述内燃机上设有对内燃机调速的机械式调速器。

在逆变控制器上设有电流检测电路，该电流检测电路由导磁环、霍尔传感器和比较电路构成，导磁环套在输出电线上，霍尔传感器设置于导磁环的开口处，比较电路用于接受霍尔传感器的输出信号。

在逆变控制器功率管旁安装有温度传感器，温度传感器与单片机连接。

本实用新型去掉电子调速器，使用传统发电机组中的机械式调速器，使逆变控制器只负责交流一直流一交流的转换，不再承担调速的任务。该改进一方面简化了逆变控制器的结构，提高了整机工作的可靠性，降低了成本；另一方面，与传统发电机组中的机械式调速器所不同，这里的机械式调速器可以设定在从低到高的任意转速下而不会影响发电机组输出交流电的频率，稳定性高。

本实用新型使用单片机按规定频率50Hz或60Hz的正弦波输出高频的PWM信号和低频的换向信号，由光耦控制四个功率管(IGBT、FET或SCR)的开关控制。功率管输出经电感、电容滤波后对外输出。检测输出电压，根据电压高低对PWM信号作出相应的调整，以稳定输出电压。使用开口导磁环、霍尔元件检测输出电流，在电流过大时，停止控制信号的输出，以关断功率管起到过流、短路保护。

总之，本数码发电机组系统结构简练、输出电压波形畸变率小、负载范围宽、体积小、机组可靠性和稳定性高、生产成本低。

附图说明

图1-本实用新型的构成框图；

图2-本实用新型逆变控制器的系统构成框图(虚线框内为逆变控制器)；

图3-本实用新型的全桥逆变、LC滤波电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，本实用新型的逆变式交流永磁发电机组，包括内燃机、永磁发电机和逆变控制器，所述内燃机上设有对内燃机调速的机械式调速器。由于取消了电子调速器，由此简化了逆变控制器的结构，提高了整机工作的可靠性，降低了成本。图2为本实用新型的一实施方式的逆变器的系统构成框图。永磁发电机由油机驱动的飞轮转子与定子(图中未示出)构成。定子上绕制有三相绕组和一个单相辅助小绕组。如图1所述的那样，油机化油器节气门由机械式调速器控制，以稳定油机的转速。发电机飞轮转子内圈有多极永久磁铁，三相输出绕组输出与油机转动频率乘永久磁铁极对数的高频率交流。高频率交流经整流、滤波变换为直流。图3是由4个功率管组成全桥逆变电路、LC滤波电路原理图。直流的正、负接到全桥逆变电路的正、负端。

根据设定频率，单片机按正弦规律变化PWM控制信号的占空比，PWM控制信号经光耦隔离，控制功率管1和2。单片机发出与设定输出交流电频率一致的控制信号，经光耦隔离，驱动功率管3和4换向，再经电感L1、L2、电容C低通滤波，输出平滑的正弦交流电。

从图上可以看出，在逆变控制器上设有电压检测电路和电流检测电路，电压检测电路和电流检测电路与单片机连接。

电压检测电路跟现有技术一样，由整流、滤波、分压构成，得到与输出电压成比例的模拟信号，送给单片机进行AD转换。如果检测电压高于设定值，则减小PWM信号的占空比；如果检测电压高于设定值，则增大PWM信号的占空比，以达到稳定输出电压的目的。