专利名称：三相四线数码发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三相四线数码发电机，尤其是一种内部结构合理有利于轻量化且 输出质量高的三相四线数码发电机，属于发动机，发电机，电力电子，自动控制，微电子等高 度综合的技术领域。
技术背景
传统三相发电机体积大和重量重，输出电压不稳定，输出谐波高，输出功率因数不 可控，通常只适用于三相平衡负载，但是现在用户对三相发电机的输出质量要求越来越高， 特别是在使用三相非平衡和非线性负载时。
本发明提出一种新型的三相四线数码发电机的结构，综合了发动机，发电机，电 力电子，自动控制，微电子等技术领域，实现了传统三相发电机不能实现的功能，如三相数 码发电机输出特别适用于三相非平衡(任意单相，三相负载组合)和非线性负载(如整流负 载)，与此同时该三相数码发电机功率因数可控(能满足不同负载要求)，该三相数码发电机 三相输出也可多机并机使用，增大输出功率。发明内容
本发明解决了传统三相发电机应用中遇到的关键问题，综合了发动机，永磁发电 机，电力电子，自动控制，微电子等技术领域，实现了传统三相发电机不能实现的功能，如三 相数码发电机输出特别适用于三相非平衡(任意单相，三相负载组合)和非线性负载(如整 流负载)，与此同时该三相数码发电机功率因数可控(能满足不同负载要求)，该三相数码发 电机三相输出也可多机并机使用，增大输出功率。
三相四线数码发电机主要由一个发动机，一个三相永磁发电机(含两组三相发电 机定子绕组)或两个三相永磁发电机(每个三相永磁发电机含一组三相发电机定子绕组)， 两个三相整流稳压模块、三个直流交流转换器、三个LC滤波器和一个整流桥组成。发动机 是汽油和柴油发动机，提供发电机的动力，三相永磁发电机装在发动机输出轴上并且输出 为两组三相中频高压信号、一组单相低压信号和一组低压充电信号。其中一组单相低压信 号是为直流交流转换器提供工作电压的。两组三相中频高压信号连接到两组三相整流稳压 模块产生两路直流高压信号，两路直流高压信号(串联)中其中一路的正极连接到三个直流 交流转换器中，负极与另一路直流高压信号的正极相连，引出中线，另一路直流高压信号的 负极也连接到三个直流交流转换器中，经过三个直流交流转换器及三个LC滤波器产生三 路两两相位差为120度的正弦电压输出，上述三路两两相位差为120度正弦电压输出与中 线接成星型输出为最终三相输出。另一组从三相永磁发电机出来的低压信号经过整流桥作 用后输出12V的直流电压用作充电。
三相永磁发电机组成方式I是一个由永磁材料组成的外转子或内转子，一个定子 上绕有两组三相高压绕组，一组单相低压绕组和一组低压充电绕组。
三相永磁发电机组成方式2是三个由永磁材料组成的外转子或内转子，两个定 子，其中一个定子上绕有一组三相高压绕组和一组单相低压绕组，另一个定子上绕有一组 三相高压绕组和一组低压充电绕组。
图1三相四线数码发电机结构 图2三相永磁发电机结构I图3三相永磁发电机结构2 实施方法一种三相四线数码发电机，包括发动机提供发电机的动力，一个三相永磁发电机(含 两组三相发电机定子绕组)或两个三相永磁发电机(每个三相永磁发电机含一组三相发电 机定子绕组)组装在发动机输出轴上并且输出两组三相中频高压信号、一组单相低压信号 和一组低压充电信号。其中单相低压信号连接到三个直流交流转换器，为直流交流转换器 提供工作电压，两组三相中频高压信号分别连接到两个三相整流稳压模块产生两路直流高 压信号。两路直流高压信号(串联)中其中一路的正极连接到三个直流交流转换器中，负极 与另一路直流高压信号的正极相连，引出中线，另一路直流高压信号的负极也连接到三个 直流交流转换器中，经过三个直流交流转换器及三个LC滤波器产生三路两两相位差为120 度的正弦电压输出，上述三路两两相位差为120度正弦电压输出与中线接成星型输出为最 终三相输出。另一组从三相永磁发电机出来的低压信号经过整流桥作用后输出12V的直流 电压可作为电池充电使用。
下面结合说明书附图，对本发明的具体实施方案作详细描述。
如图1所示，三相四线数码发电机内安装有发动机①，一个或两个三相永磁发电 机②(两组三相发电机绕组)安装在发动机上，并且输出为两组三相中频高压信号(U1/V1/ W1，U2/V2/W2)、一组单相低压信号(R/S)和一组低压充电信号(0/P)。两个三相整流稳压 模块③分别与三相永磁发电机相连，产生两路直流高压信号，两路直流高压信号(串联)中 其中一路的正极(DCl+)连接到三个直流交流转换器④中，负极(DC1-)与另一路直流高压 信号的正极(DC2+)相连，引出中线(N)，另一路直流高压信号的负极(DC2-)也连接到三个 直流交流转换器④中，经过直流交流转换器转换后产生三路SPWM信号，一组单相低压信号 (R/S)连接到三个直流交流转换器④，为直流交流转换器提供工作电压，三个LC滤波器⑤ 与三个直流交流转换器④相连，三路SPWM信号经过滤波后产生三路两两相位差为120度的 正弦电压输出，上述三路两两相位差为120度正弦电压输出与中线(N)接成星型输出，最终 输出A相、B相、C相，N为星形中性点。整流桥⑥与三相永磁发电机相连，从三相永磁发电 机出来的低压充电信号(0/P)经过整流桥作用后输出12V直流电压信号(DC+/DC-)，该直流 电压用作电池充电。
三相永磁发电机组(两组三相发电机定子绕组)有两种组成方式，可任选其 中一种。方式I如图2所示，一个永磁材料组成的外转子或内转子⑦，内接一个定 子⑧，定子上绕有两组三相高压绕组⑨，一组单相低压绕组⑩和一组低压充电绕组O。
方式2如图2所示，三个永磁材料组成的外转子或内转子⑦串联在发动机转动轴P上，各接一个定子⑧，其中一个定子上绕有一组三相高压绕组⑨和一组单相低压绕组⑩，另一个定子上绕有一组三相高压绕组⑨和一组低压充电绕组11)。
权利要求
1.一种三相四线数码发电机，主要由一个发动机，一个三相永磁发电机(含两组三相发电机定子绕组)或两个三相永磁发电机(每个三相永磁发电机含一组三相发电机定子绕组)，一个三相四线数码发电机逆变器和一个整流桥组成。
2.根据权利要求1所述的三相四线数码发电机，其特征在于三相永磁发电机组成方式I是有一个由永磁材料组成的外转子或内转子，一个定子上绕有两组三相高压绕组、一组单相低压绕组和一组低压充电绕组。
3.根据权利要求1所述的三相四线数码发电机，其特征在于三相永磁发电机组成方式2是有两个由永磁材料组成的外转子或内转子，两个定子，其中一定子上绕有一组三相高压绕组和一组低压单相绕组，另一个定子上绕有一组三相高压绕组和一组低压充电绕组。
4.根据权利要求1或2或3所述的三相四线数码发电机，其特征在于两个三相整流稳压模块把不稳定的三相永磁发电机的交流输出变成稳定的直流输出，两个三相整流稳压模块的直流输出串联后(其中一路直流输出的负极与另一路直流输出的正极相连)引出中线。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的三相四线数码发电机，其特征在于三个直流交流转换器和三个LC滤波器是用来产生三路两两相位差为120度的正弦电压输出。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的三相四线数码发电机，其特征在于权利要求5所述的三路两两相位差为120度正弦电压输出与中线接成星型输出为最终三相输出。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的三相四线数码发电机，其特征在于该三相数码发电机三相输出也可多机并机使用，增大输出功率。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的三相四线数码发电机，其特征在于该三相数码发电机输出的三相电可与市电相媲美的三相电。
全文摘要
本发明公开了一种三相四线数码发电机，该三相四线数码发电机特别适用于三相非平衡非线性负载。三相四线数码发电机包括一个发动机，一个三相永磁发电机或两个三相永磁发电机，两个三相整流稳压模块、三个直流交流转换器、三个LC滤波器和一个整流桥；其特征是三相永磁发电机可以由一个定子和一个转子组成或者由两个定子和两个转子组成；两个三相整流稳压模块的直流输出串联后引出中线。本发明的优点是⑴特别适用于三相非平衡非线性负载⑵体积和重量小，高效率，低油耗⑶输出电压稳定⑷输出谐波低且环保⑸输出功率因数可控且能满足不同负载的要求⑹对于任意负载而言，三相输出对称⑺可多机并机使用，增大输出功率。
文档编号H02K1/12GK103036333SQ20111029739
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者池继富, 吴爱云, 李毅 申请人:上海控源电子科技有限公司