[实用新型]永磁发电机脉冲移相触发式电压调节器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种永磁发电机电压调节器中可控硅的脉冲移相触发技术。 

背景技术

目前，与三相交流永磁发电机配接的电压调节器，均采用“三相可控硅共阳半控桥整流电路”来控制永磁发电机的输出直流电压，此技术方案在1995年11月15日公开的公告号CN2212850专利“汽车交流永磁发电机电压调节器”中已阐明，其典型代表电路如附图1，产品早已上市。其工作原理简述如下：当A-C二点间电压低于输出电压的额定值时，由于稳压管DW的阻挡作用，三极管T1，T2截止，电阻R3对三极管T3提供基极电流，T3进入饱和状态，A点通过电阻R4，T3与B点相连，至于B点再通过二极管D1或D2或D3对可控硅Q1或Q2或Q3进行触发，有很大的随机性，只有阴极相对A点电位最低的某只可控硅管，且阴极与A点间电位差值在R4上能形成大于可控硅管触发电流值时，该可控硅触发，发电机定子线圈与输出电路连接；反之，T1，T2饱和，T3截止，三只可控硅管均关断，电路无输出。 

该技术方案存在着不足，其缺点一：图1中，采样控制电路中的三只三极管T1，T2，T3反复工作在“通-断”的开关状态，三只可控硅Q1，Q2，Q3的触发导通几率是随机的，触发导通角度也是随机的。可控硅管导通周期内，将发电机定子线圈上的高电动势(发电机高速空载时约80V)与负载电路(国标规定为14.5V)不加控制地直接连通，流经发电机-调节器-负载的大电流在各种内阻上产生很大的热损耗；可控硅管全部关断时，负载电路又得不到电能供应，设备处于“闲置”状态，经测试，在发电机高速状态下，对电瓶负载充电，关断时间约是导通时间的几十倍；三只可控硅管的“通-断”周期受电容C1，电阻R1，R2所组成的充放电电路时间常数影响，约为30ms，比50赫兹市电全波整流后的10ms周期还长，输出电压的纹波严重。低劣的供电质量，致使有丰富稀土资源的我国，具有高效节能之称的永磁发电机却不能得到普及推广。 

缺点二：图1电路，不适用于纯电阻的负载电路，例如照明灯泡负载，这类负载要求对输出电压的峰值和有效值都应进行采样控制，但图1的采样电路采取的对象是平均电压，电路只能工作在“通-断”状态，能调节的只是通断的时间比例，而不能调节输出电压的峰值和有效值。在发电机运转速度稍高时，输出的高电压大功率，极易烧毁负载。这样的采样导通技术方案，使永磁发电机不配带电瓶便不能对单独照明灯泡类的纯电阻负载供电，“永磁发电 机不用电瓶可以发电”的优点，至今未付诸商用，由于重量或成本原因不配置电瓶的便携车辆、内燃机和农机具，不能使用廉价的永磁发电机。 

缺点三：图1中，对可控硅管的触发是直流触发技术方案，与车辆配接的永磁发电机转速变化近10倍，发电机定子线圈输出的空载电压峰值约在8-80V间变化，图1中触发电流的大小约等于发电机输出电压峰值在电阻R4上产生的电流当R4取值偏大，发电机在低速状况下，由于触发电流小不能触发可控硅管，电路便不能对外供电，影响了电路的低压供电特性；而R4取值偏小，发电机在高速状况下，R4上产生的相比低速状况下约10倍的电流和100倍的功耗，除了能耗太大外，还对电阻R4本身和可控硅管的控制极造成安全隐患。 

发明内容

为了克服上述电路的不足，本实用新型提供一种脉冲移相触发的技术方案，能有效解决现有技术对电压调节器中可控硅管触发的缺点。 

本实用新型解决以上问题的技术方案是：保留现有技术中“三相可控硅共阳半控桥整流电路”的功率电路部分，对采样控制触发电路重新设计，使用脉冲触发电路，移相电路、调压控制电路和复合采样电路。 

其中：脉冲触发电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C3、稳压管DW2、三极管T3、三极管T4，移相电路包括三极管T2、二极管D2和电阻R5，调压控制电路包括三极管T1、电阻R4、电容C2和稳压管DW1，复合采样电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1和电容C1。 

对于不同输出相数的永磁发电机，上述电路的使用组数不同。用于单相永磁发电机时包括有二组脉冲触发电路、二组移相电路、一组调压控制电路和一组复合采样电路，如附图3所示。用于三相永磁发电机时包括有三组脉冲触发电路、三组移相电路、一组调压控制电路和一组复合采样电路，如附图2所示。