[发明专利]一种无刷直流发电机励磁电路

说明书

技术领域

本发明属于发电机控制器设计技术，涉及对无刷直流发电机励磁电路的改进。

背景技术

由于瞬态特性是衡量直流发电系统的发电品质的重要指标，某型无刷直流发电机要求：在全部工作环境即最小转速、正常转速和最大转速下，以及全部负载下，即从10％额定负载增加到85％额定负载再减到10％额定负载时和从20％额定负载增加到120％额定负载再减到20％额定负载时，其瞬态和稳态电压应大于等于22V，小于50V，恢复时间为小于等于50ms。该无刷直流发电机的励磁电路参见图1，它由励磁绕组L、第一续流二极管D1和励磁MOS管Q1组成。励磁绕组L的第一端和第一续流二极管D1的负极与励磁电压U连接，励磁绕组L的第二端分别与励磁MOS管Q1的漏极和第一续流二极管D1的正极连接，励磁MOS管Q1的源极接地，励磁MOS管Q1的栅极与直流发电机调压电路的励磁MOS管控制信号PMW1输出端连接。其工作原理是：将励磁电压U施加到励磁绕组L上来为无刷直流发电机提供励磁电流，通过励磁MOS管控制信号PMW1来控制励磁MOS管Q1的开通与关断，励磁MOS管Q1开通时励磁电压U施加到励磁绕组L上产生励磁电流；励磁MOS管Q1关断时则没有励磁电流，续流二极管D1对励磁绕组L进行续流，为励磁绕组L产生的反电势提供通路，以减小动态过渡时间。其缺点是：动态过渡时间长，瞬变电压过大，瞬态特性不符合要求。由于图1所示电路仅通过续流二极管续流，励磁电流下降较慢，从而增加了动态过渡时间，导致瞬变电压过大，恢复时间过长，瞬态特不性符合要求。

发明内容

本发明的目的是：提出一种改进的无刷直流发电机励磁电路，以便缩短动态过渡时间，减小瞬变电压，保证瞬态特性符合要求。

本发明的技术方案是：一种无刷直流发电机励磁电路，包括励磁绕组L、第一续流二极管D1和励磁MOS管Q1，励磁绕组L的第二端与励磁MOS管Q1的漏极连接，励磁MOS管Q1的源极接地，第一续流二极管D1的负极与励磁绕组L的第一端连接，励磁MOS管Q1的栅极与直流发电机调压电路的励磁MOS管控制信号PMW1输出端连接；其特征在于：有一个由逆磁MOS管Q2、第二续流二极管D2和逆磁MOS管控制电路1组成的关断电路；逆磁MOS管Q2的漏极和第二续流二极管D2的负极与励磁电压U连接，逆磁MOS管Q2的栅极与逆磁MOS管控制电路1的逆磁MOS管控制信号PMW2输出端连接，逆磁MOS管Q2的源极与励磁绕组L的第一端连接，第一续流二极管D1的正极接地，第二续流二极管D2的正极与励磁MOS管Q1的漏极连接；逆磁MOS管控制电路1由运算放大器G、电阻R1～电阻R5和NPN型三极管Q3组成；电阻R1的一端是逆磁MOS管控制电路1的发电机输出电压Ua的输入端,电阻R1的另一端分别与电阻R2的一端、电阻R3的一端和运算放大器G的同相输入端连接，电阻R2的另一端是逆磁MOS管控制电路1的模拟地AGND连接端，运算放大器G的反相输入端是逆磁MOS管控制电路1的基准电压Ur输入端，电阻R3的另一端分别与运算放大器G的输出端和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与NPN型三极管Q3的基极连接，NPN型三极管Q3的集电极是逆磁MOS管控制电路1的逆磁MOS管控制信号PMW2输出端，NPN型三极管Q3的集电极串联电阻R5后与+15V电源连接，NPN型三极管Q3的发射极与电阻R2的另一端连接。

本发明的优点是：提出了一种改进的无刷直流发电机励磁电路，大大缩短了动态过渡时间，减小了瞬变电压，保证了瞬态特性符合要求。

附图说明

图1是某型无刷直流发电机的励磁电路原理图。

图2是本发明的电路原理图。

图3是本发明中逆磁MOS管控制电路的电路原理图。

图4是发电过程中励磁电路可能出现的三种工作模态的原理图。其中，(a)是三极管Q1、Q2均导通的状态；(b)是三极管Q1关断、三极管Q2和二极管D2导通的状态；(c)是三极管Q1、Q2均关断的状态。

具体实施方式