[发明专利]一种无刷励磁黑起励电路

说明书

本发明公开了一种无刷励磁黑起励电路。应用于无厂用电的偏远水电站或移动式柴油发电机组，在无任何外部电源的情况下，实现无刷励磁发电机组自动黑起励。上述无刷励磁黑起励电路包括电压整定单元、功率管阵列单元、功率管驱动单元以及光耦；电压整定单元包括近程电压整定可变电阻和远程电压整定可变电阻。由于本发明采用大功率功率管并联技术，高速开关工作状态，无机械触点，可靠性高。同时可根据机组励磁电流大小，灵活增减功率管数量。本发明中的无刷励磁黑起励电路具有过流保护功能。当检测到励磁电流大于整定值时，保护电路立即动作，关断功率管输出，有效保护机组励磁过流、机组过压。

技术领域

本发明涉及一种利用无刷励磁发电机残压自动起励的无刷励磁黑起励电路。应用于无厂用电的偏远水电站或移动式柴油发电机组，在无任何外部电源的情况下，实现无刷励磁发电机组自动黑起励。

背景技术

在国内外一些偏僻小水电站中，多数采用低压无刷励磁发电机组。发电机要产生电能，在原动机带动转子旋转的同时，必须在转子绕组里通入直流电，建立旋转磁场，定子中才能感应出三相交流电，其电压高低取决于转子励磁电流的大小。无刷励磁发电机多采用自激励磁方式，即励磁电源取自本发电机出口，经过励磁调节器(AVR)将交流电转变成直流后，输出给励磁绕组。然而当机组尚未建立起转子磁场之前，转子的剩磁仅维持发电机定子输出很低的残压(额定值的2％～5％)。因此，在没有任何外部辅助电源的情况下，要求有一套可靠的起励电路，利用该残压建立转子磁场，从而将机组额定电压建立起来的无刷励磁黑起励电路显得尤为重要。一旦电压正常，并足以维持励磁调节器可靠工作，即可投入励磁调节器进行正常电压调节。

发明内容

本发明的发明目的是克服现有技术的不足，提出一种利用发电机残压，对无刷励磁发电机组可靠起励的无刷励磁黑起励电路。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种无刷励磁黑起励电路，包括电压整定单元、功率管阵列单元、功率管驱动单元以及光耦BO1；

所述功率管阵列单元包括至少一个场效应管，每一个场效应管的漏极分别通过电阻和电容与场效应管的源极电连接；

所述光耦BO1的光发射端连接有数字励磁调节器控制接口电路，光耦BO1的信号放大端的一个端子与发电机的中性点连接；发电机的三相中的任意一相依次通过熔断器F1、单相整流二极管VD4、二极管VD1、电阻R1与光耦BO1的信号放大端的另一个端子连接；

所述电压整定单元包括可变电阻，电压整定单元并接在光耦BO1的信号放大端；

所述功率管驱动单元包括一个三极管Q1，三极管Q1的集电极与功率管阵列单元中的所有场效应管的栅极连接，三极管Q1的集电极还与单相整流二极管VD4的阴极通过分压电阻R6连接；三极管Q1的基极经二极管VD3和稳压管VS1与二极管VD1的阴极连接，其中二极管VD3的阴极与三极管Q1的基极连接，二极管VD3的阳极经电阻R4与稳压管VS1的阳极连接，稳压管VS1的阴极经电阻R1与二极管VD1的阴极连接；三极管Q1的基极经二极管VD2与功率管阵列单元中的所有场效应管的源极连接，其中三极管Q1的基极与二极管VD2的阴极连接，二极管VD2的阳极经电阻R10与功率管阵列单元中的所有场效应管的源极连接；三极管Q1的发射极与发电机的中性点连接；三极管Q1的发射极与集电极之间连接有二极管VS2，三极管Q1的发射极与集电极之间还连接有电阻R7；三极管Q1的发射极与基极之间连接有电阻R5，三极管Q1的发射极与基极之间还连接有电容C1；

发电机的励磁绕组与续流二极管VD5相并联，续流二极管VD5的阴极与所述熔断器F1的输出端连接，所述续流二极管VD5的阳极通过单相整流二极管VD6与功率管阵列单元中的所有场效应管的漏极连接，功率管阵列单元中的所有场效应管的源极短接后通过采样电阻R9与发电机的中性点连接，所述采样电阻R9的两端并联有电容C7；功率管阵列单元中的各个场效应管的栅极分别通过电容与发电机的中性点连接。