[发明专利]变速恒压直流无刷发电机

说明书

技术领域

本发明涉及车用发电机领域，尤其是涉及一种变速恒压直流无刷发电机。

背景技术

变速无刷直流发电机用于汽车行驶过程中的取力发电，为车辆载装的用电设备提供稳定直流电源，也可作为直流发电机用于其他直流发电系统。发电机采用爪极式结构，发电机主要有定、转子、前后端盖、硅整流装置、电压调节器和电量显示及输出控制装置等组成。转子采用爪极结构，前后端盖为钢板件。通过控制发电机的磁场，控制发电机的电枢电压，进而控制整流后的输出电压。原来的直流发电机励磁电源都是采用永磁机发出来的电，在发电机转速突然变化时，永磁机输出电压也随之改变，在发电机转速突然升高时，如果要保持直流发电机输出电压保持在DC28V不变，就要减小发电机励磁电压，而此时发电机端电压却随着转速升高而升高，所以就要更大幅度的降低励磁电流，这就给控制带来了更大的困难。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够保证汽车行驶时发电机输出电压保持28V不变的变速恒压直流无刷发电机。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的变速恒压直流无刷发电机，包括发电机，所述发电机的电源输出端分别与电压电流转速显示控制器模块、整流滤波模块和电压检测模块的电源输入端电连接；所述电压电流转速显示控制器模块的信号输出端与直流输出模块的信号输入端电连接，电压电流转速显示控制器模块与RS-485通讯模块通讯连接；所述整流滤波模块的电源输出端分别与电压电流转速显示控制器模块、电流检测模块和预负载模块的电源输入端电连接；所述电流检测模块的信号输出端分别与电压电流转速显示控制器模块、直流输出模块、工作电源切换模块、低速过电流电压保护模块和电流补偿模块的信号输入端电连接；所述电压检测模块的信号输出端分别通过所述低速过电流电压保护模块和远端控制模块与PID调节模块的信号输入端电连接；所述电流补偿模块的信号输出端与所述PID调节模块的信号输入端电连接；PID调节模块的信号输出端与PWM及功率驱动模块的信号输入端电连接，所述发动机的信号输入端通过所述PWM及功率驱动模块和工作电源切换模块与电压起励模块的信号输出端电连接。

本发明优点在于通过调节发电机励磁绕组上的电压通断比调节发电机励磁绕组的电流大小，从而控制发电机的电压稳定在额定值，保证发电机在汽车行驶过程中发电机速度（2000-6000r/min）突然发生变化时发电机输出电压能够保持28V不变。 

附图说明

图1是本发明的电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明所述的变速恒压直流无刷发电机，包括发电机，所述发电机的电源输出端分别与电压电流转速显示控制器模块、整流滤波模块和电压检测模块的电源输入端电连接；所述电压电流转速显示控制器模块的信号输出端与直流输出模块的信号输入端电连接，电压电流转速显示控制器模块与RS-485通讯模块通讯连接；所述整流滤波模块的电源输出端分别与电压电流转速显示控制器模块、电流检测模块和预负载模块的电源输入端电连接；所述电流检测模块的信号输出端分别与电压电流转速显示控制器模块、直流输出模块、工作电源切换模块、低速过电流电压保护模块和电流补偿模块的信号输入端电连接；所述电压检测模块的信号输出端分别通过所述低速过电流电压保护模块和远端控制模块与PID调节模块的信号输入端电连接；所述电流补偿模块的信号输出端与所述PID调节模块的信号输入端电连接；PID调节模块的信号输出端与PWM及功率驱动模块的信号输入端电连接，所述发动机的信号输入端通过所述PWM及功率驱动模块和工作电源切换模块与电压起励模块的信号输出端电连接。

其工作原理为：在发电机转速大于1500r/min后电压调节器投入工作建立电压，发电机电枢绕组的电压信号经过桥式整流滤波模块变成一个脉动直流电压信号，该电压信号经过微分整形后与电压设定基准信号一起送到PID调节模块，PID调节模块输出信号经过PWM及功率驱动模块脉宽调制成矩形波信号，通过驱动电路控制发电机励磁电流的大小，从而调节发电机输出电压，使发电机输出电压稳定在额定电压值。发电机的输出电压信号与运算放大器的基准电压进行比较，信号电压值高于运算放大器的基准电压值时运算放大器输出低电平，大功率管关断，切断励磁线圈的供电电源，使发电机输出电压降低，当信号电压值低于运算放大器的基准电压值时运算放大器输出高电平，大功率管导通，励磁线圈的电流增加，使发电机的电压升高。这样通过调节发电机励磁绕组上的电压通断比调节发电机励磁绕组的电流大小，从而控制发电机的电压稳定在额定值。通过霍尔电流传感器检测发电机的输出电流，并把该电流量转换成与之相对应的电压信号，经过电流补偿模块送入PID调节模块，以加快发电机的反应速度，提高发电机输出电压的动态性能。