一种同步发电机调压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电机、电动机的控制与调节领域，尤其是一种同步发电机调压器。
【背景技术】
[0002]由于异步电动机的启动电流是它额定运行时的三倍以上，所以在用同步发电机启动异步电动机时，会降额使用，降低了同步发电机的应用效率。现有技术中，为了增加同步发电机的使用效率，一般采用星三角转换启动法或变频器启动法来降低异步电动机的启动电流:星三角转换法是指先用星型接法，降低启动电压，延时一段时间，再转换到三角形接法，以降低启动电流；变频器启动法是指变频器降频启动异步电动机，然后逐步提高到额定频率，以降低启动电流。以上两种方法的缺点是需要额外增加较多成本，且需要占用较大空间。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术中的上述问题，本实用新型提出了一种同步发电机调压器。
[0004]本实用新型的技术方案为:包括同步发电机、整流电路、稳压电路、电压采样电路、设定目标电压电路、频率采集电路、MCU模块、PID电路、PWM滤波模块、整流滤波电路、功率输出模块、切换开关，其中:
[0005]所述同步发电机内设有采样绕组、副绕组和励磁绕组；
[0006]所述采样绕组的输出端连接整流电路，所述整流电路的输出端分别连接电压采样电路和稳压电路；
[0007]所述稳压电路的输出端与MCU模块和PID电路相连，以用于给MCU模块和PID电路供电；
[0008]所述电压采样电路的输出端与PID电路相连，所述电压采样电路的输出端还通过设定目标电压电路与MCU模块相连，以用于对采样绕组的输出电压进行采样并输入到PID电路和MCU模块；
[0009]所述采样绕组的输出端还通过频率采集电路与MCU模块相连，以用于对采样绕组的输出电压的频率进行采集并输入到MCU模块；
[0010]所述MCU模块的输出端与PWM滤波模块相连，所述PWM滤波模块的输出端与PID电路相连，以用于将MCU模块输出的PWM信号进行PWM滤波并输入PID电路进行计算；
[0011]所述PID电路的输出端与功率输出模块相连，以用于对电压米样信号和MCU模块给定的设定电压进行PID运算并将PWM信号输入到功率输出模块；
[0012]所述副绕组的输出端通过整流滤波电路与功率输出模块相连，以用于对功率输出模块进行供电；
[0013]所述功率输出模块的输出端与励磁绕组相连，以对同步发电机输入励磁电流；
[0014]所述切换开关的输出端与MCU模块相连，以用于对MCU模块的工作状态进行切换，使调压器带降压软启动功能或不带降压软启动功能。
[0015]进一步地，还包括过流保护电路，所述过流保护电路与功率输出模块相连，以用于对功率输出模块的电流值进行实时采集、监控并在电流值超过设定值时向功率输出模块输出保护信号。
[0016]本实用新型通过对同步发电机采样绕组输出的交流信号的电压和频率进行实时采集，通过MCU模块对采样信号与设定的电压值和频率值进行分析和处理，根据处理结果实时调整MCU模块输出的PWM信号的占空比，并经过PID运算后输入功率输出模块，功率输出模块的输出目标电压能随发电机输出电压的频率下降而下降，随发电机输出电压的频率增高而增高，从而实现对异步电机的软启动。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0018]①本实用新型通过在传统调压器基础上增加降压启动功能来降低异步电动机的启动电流，以达到增加同步发电机启动异步电动机的效率的目的，不额外占用空间，与现有技术中采用三角转换法或变频器启动法实现降压启动相比，其成本仅为三角转换法的十分之一，仅为变频器启动法的百分之一，因而极大的节约了生产成本；
[0019]②本实用新型通过在功率输出模块上连接过流保护电路，实现了对功率输出模块的电流的实时采集和监控，当电流超过设定值时即控制功率输出模块关断，从而可有效避免功率输出模块、励磁绕组和副绕组因过流而烧毁。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的控制原理框图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。
[0022]如图1所示，本实用新型的技术方案为:包括同步发电机、整流电路、稳压电路、电压采样电路、设定目标电压电路、频率采集电路、MCU模块、PID电路、PWM滤波模块、整流滤波电路、功率输出模块、过流保护电路、切换开关，其中:
[0023]所述同步发电机内设有采样绕组、副绕组和励磁绕组；
[0024]所述采样绕组的输出端连接整流电路，所述整流电路的输出端分别连接电压采样电路和稳压电路；所述稳压电路的输出端分别与MCU模块和PID电路相连；所述电压采样电路的输出端通过设定目标电压电路与MCU模块相连，所述电压采样电路的输出端还与PID电路相连；
[0025]所述采样绕组的输出端还通过频率采集电路与MCU模块相连，以用于对采样绕组的输出电压的频率进行采集并传输到MCU模块进行处理；所述MCU模块的输出端与PWM滤波模块相连，所述PWM滤波模块的输出端与PID电路相连；所述PID电路的输出端与功率输出模块相连；所述副绕组的输出端通过整流滤波电路与功率输出模块相连；所述功率输出模块的输出端与励磁绕组相连；所述过流保护电路与功率输出模块相连；所述切换开关的输出端与MCU模块相连。
[0026]本实用新型通过对采样绕组的电压和频率进行采集并与设定值对比，从而调整MCU输出的PWM信号的占空比，并通过PID电路对采样信号和MCU模块设定电压进行PID计算，并将PWM信号传输到功率输出模块，功率输出模块的输出目标电压能随发电机输出电压的频率下降而下降，随发电机输出电压的频率增高而增高，从而实现对异步电机的软启动。
[0027]相对现有技术采用三角转换法或变频器启动法实现降压启动相比，本实用新型极大地节省了成本。
[0028]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种同步发电机调压器，其特征在于:包括同步发电机、整流电路、稳压电路、电压采样电路、设定目标电压电路、频率采集电路、MCU模块、PID电路、PWM滤波模块、整流滤波电路、功率输出模块、切换开关，其中: 所述同步发电机内设有采样绕组、副绕组和励磁绕组； 所述采样绕组的输出端连接整流电路，所述整流电路的输出端分别连接电压采样电路和稳压电路； 所述稳压电路的输出端分别与MCU模块和PID电路相连，以用于给MCU模块和PID电路供电； 所述电压采样电路的输出端与PID电路相连，所述电压采样电路的输出端还通过设定目标电压电路与MCU模块相连，以用于对采样绕组的输出电压进行采样并输入到PID电路和MCU模块； 所述采样绕组的输出端还通过频率采集电路与MCU模块相连，以用于对采样绕组的输出电压的频率进行采集并输入到MCU模块； 所述MCU模块的输出端与PWM滤波模块相连，所述PWM滤波模块的输出端与PID电路相连，以用于将MCU模块输出的PWM信号进行P丽滤波并送入到PID电路； 所述PID电路的输出端与功率输出模块相连，以用于对电压采样信号和MCU模块给定的设定电压进行PID运算并将PWM信号输入到功率输出模块； 所述副绕组的输出端通过整流滤波电路与功率输出模块相连，以用于对功率输出模块进行供电； 所述功率输出模块的输出端与励磁绕组相连，以对同步发电机输入励磁电流； 所述切换开关的输出端与MCU模块相连，以用于对MCU模块的工作状态进行切换，使调压器带降压软启动功能或不带降压软启动功能。
2.如权利要求1所述的一种同步发电机调压器，其特征在于:还包括过流保护电路，所述过流保护电路与功率输出模块相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种同步发电机调压器，同步发电机内设有采样绕组、副绕组和励磁绕组，其中采样绕组通过整流电路、稳压电路为MCU模块和PID电路供电；整流电路还通过电压采样电路与PID电路相连；电压采样电路还通过设定目标电压电路与MCU模块相连；采样绕组还通过频率采集电路与MCU模块相连，MCU模块的输出端与PWM滤波模块、PID电路依次相连，MCU模块还与切换开关相连；PID电路的输出端通过功率输出模块与励磁绕组相连；副绕组通过整流滤波电路对功率输出模块供电。本实用新型通过对采样绕组的电压和频率进行采集并与设定值对比，进而调整MCU输出的PWM信号的占空比，并通过调节励磁电流实现对同步发电机的输出电压的控制，可实现对异步电动机的软启动控制。
【IPC分类】H02H7-06, H02P9-44
【公开号】CN204597837
【申请号】CN201520338981
【发明人】潘德余, 吴家亮, 陶春
【申请人】重庆嘉竞电子设备有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月22日