[发明专利]电力系统中的同步发电机的多输出电压调节

说明书

背景技术

用于同步发电机的电压调节包括用于高电压源和低电压源二者 的电压调节器。

在现代电气系统中，存在需要不同电压的各种类型的负载。这些 电压优选地在较宽的负载变化范围内或多或少地较为恒定。

在现有技术中，对于给定的电压类型已经确立了不同的电压调节 方法。这对于三相交流电压和整流后的直流电压是真实的。

在现有技术中，使用标准的传统直流/直流转换器进行高电压至低 电压的转换。这需要20∶1或更高的变压比，并导致需要昂贵的部件和 非常窄的电压调节范围。结果，难以使输出电压以所需的动态响应保 持恒定。

现有技术的电压调节，其特征在于，提供了对或者高电压源或者 低电压源的充分的电压控制。然而，现有技术不足以提供对这两者的 充分控制。

发明内容

在用于同步发电机的电压调节器中，高电压源提供了对发电机控 制的反馈。另外，高电压穿过变压器以提供低电压。对低电压的反馈 提供了对供给的低电压的精确控制。

从以下说明书和附图中可最好地理解本发明的这些特征以及其 它特征，以下是简要描述。

附图说明

图1是根据本发明的电压调节器和发电机的示意图。

图2A显示了逆变器，其是图1示意图的一部分。

图2B显示了来自图2A逆变器的输出波形。

图3A显示了一点处的输出波形。

图3B显示了第二点处的输出波形。

具体实施方式

本发明公开描述了一种方法，其结合用于高电压和低电压负载应 用的电压调节方案。这种用于同步绕线式磁场发电机的方案和拓扑适 用于运输和航空应用，以及其它工业应用。三相高电压照惯例利用励 磁场控制进行调节。但，除此之外，通过利用单相高频变压器可将高 电压的三相电压减少至低电压水平。然后通过另一电压调节器进行整 流，并进行检测和调节。

图1显示了一种具有多输出电压调节系统20的三相同步发电机。 如图所示，由发电机22产生的标准高电压的三相输出直接连接在高 电压三相负载24上。负载24可以是任何类型的三相高电压交流负载。

类似于标准三相同步发电机，电压调节器28提供了对励磁场30 的反馈和控制，以调节励磁场电流，从而保持恒定的发电机22的三 相高电压输出。高电压输出供给应用装置26。

图1中所示的剩余电路用于为直流负载44提供43处的调节后的 低直流电压输出。

通过利用交流/直流整流器32可将发电机22的三相高电压交流输 出整流成直流电压。然后由电容器34对整流器32的输出进行滤波。 这种滤波后的高电压直流通过利用直流/交流逆变器36反转成单相高 频交流电压。然后通过利用高频中心抽头式变压器38和全波整流器 40将37处产生的高频、高电压交流转换成低直流电压。然后经过低 通滤波器42，在线路43处得到用于低电压直流负载44的所需的直流 输出电压。

把43处的低电压直流输出通过电压传感系统46连接在电压调节 器50上。这种调节器将接收来自应用装置26的指令信号48。另外， 34处的高电压直流通过输入电压传感器52进行检测，并连接在调节 器50上。调节器50通过逆变器控制器54提供了对直流/交流逆变器 36的控制。因而，高频变压器38的输入电压得以调节，并且将43处 的最终直流输出电压保持在所需的水平。

如图2A中所示，逆变器36可包括多个开关T1，T2，T3和T4。 各个开关T1-T4都在54处受到控制，以产生图2B中所示的输出。图 2B中显示了在点37处作为“逆变器输出波形”而引入到变压器38中的 输出。

图3A中显示了变压器38的在点39处的输出，并且图3B中显示 了在点43处的输出。

利用本发明，可保持对供给使用的高电压和低电压两者的有效控 制。

如本申请中所公开的那样，单个高电压线路离开发电机，并通到 负载24和整流器32。出于本申请的目的，对单个高电压线路提出了 权利要求，但这应被认为是涵盖了从发电机到高电压支路和低电压支 路的任何供给，其是两条截然不同的线路，或如图所示的支路。

虽然已经公开了本发明的实施例，但是本领域中的普通技术人员 应该认识到某些变体将处于本发明的范围内。为此，应研究所附权利 要求以确定本发明的真实范围和内容。