[发明专利]一种永磁发电机的复合励磁控制系统

说明书

本发明提供了一种永磁发电机的复合励磁控制系统，属于机电控制技术领域。控制系统有永磁发电机辅助励磁线圈，定子调压电路，励磁机定子线圈，励磁机转子线圈和转子调压电路构成，转子调压电路对发电机输出电压进行采样，并控制励磁机的定子线圈电流，该电流附带励磁能量，励磁强度和励磁方向的信息。转子调压电路对励磁机转子线圈电压进行解析，获得发电机辅助励磁线圈的励磁强度和励磁方向信息，并通过电路控制励磁电流的大小和方向，达到控制发电机输出电压的目的。

技术领域

本发明属于机电控制技术领域，涉及一种永磁发电机的复合励磁控制系统。

背景技术

永磁发电机无需励磁系统，具有结构简单、体积小、重量轻、功率密度高、可靠性强等众多优点。但永磁发电机的输出电压不能够动态调节，带不同负载时，发电机输出电压波动较大。

为了解决永磁发电机输出电压波动的问题，提出了多种发电机结构和混合励磁的方案。在众多方案中，有的机械结构和励磁回路复杂，可靠性和维修性较差；有的励磁回路简单，但没有对输出电压进行实时采样和反馈，输出电压波动任然较大，控制精度较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种永磁发电机的复合励磁控制系统，本发明所要解决的技术问题是如何对永磁电机进行励磁控制。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种永磁发电机的复合励磁控制系统，其特征在于，包括发电机主体、定子调压电路、励磁机和转子调压电路，所述发电机主体包括发电机定子绕组、发电机永磁体和发电机辅助励磁绕组，所述励磁机包括励磁机定子绕组和励磁机转子绕组，所述转子调压电路固定在转子上；所述发电机定子绕组输出工频交流电供负载和定子调压电路用；

所述定子调压电路包括保险丝、二极管一、二极管二、降压电阻一、降压电阻二、降压电阻三、全控型开关管一、MCU控制电路一和辅助源电路一；

所述转子调压电路包括三相整流桥、降压电阻四、降压电阻五、降压电阻六、全控型开关管二、全控型开关管三、全控型开关管四、全控型开关管五、MCU控制电路二和辅助源电路二；

所述定子调压电路的输入端连接单相发电机的输出或三相发电机三相输出中的一相，经保险丝和二极管半波整流为脉动直流，所述定子调压电路的信号输入端和信号输出端均接励磁机定子绕组，当全控型开关管一接通时，定子调压电路为励磁机定子绕组提供电流；当全控型开关管一关闭时，励磁机定子绕组中的电感经二极管二续流；

MCU控制电路一对经降压电阻一和降压电阻二降压的发电机电压进行采样，MCU控制电路一将发电机电压与参考值进行比较，并获得差值，经MCU控制电路一进行PID运算后，调节全控型开关管一的占空比，进而控制励磁机定子绕组的电流；

辅助源电路一对输入电压进行处理，获得MCU控制电路一所需要的直流电压(3.3V，5V和15V直流电压)；

MCU控制电路一对励磁机定子绕组中的电流进行采样，通过电流采样确保励磁机定子绕组工作在正常状态下，当励磁电流大于设定的保护值时，切断励磁机定子绕组中的电流；

定子调压电路对发电机的输出电压进行采样，并根据输出电压与设定值的偏差调节励磁机的电流以调整励磁机的磁场强度；

励磁机转子绕组输出的交流电经不可控整流后得到平滑的直流电压，形成为转子调压电路供电的直流电源一；

转子调压电路读取直流电源一的电压值，所述电压值包括发电机辅助励磁绕组的励磁方向和励磁强度；

定子调压电路从发电机定子绕组的电压中获取励磁所需要的能量，同时获取当前发电机的电压值，MCU控制电路一将当前输出电压值与设定值进行比较；

发电机定子绕组输出电压高于设定值时，降低供给励磁机定子绕组的电流；发电机定子绕组输出电压低于设定值时，增加供给励磁机定子绕组的电流；