低壓發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)勵(lì)磁裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及勵(lì)磁裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低壓發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)勵(lì)磁裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的勵(lì)磁裝置主要針對(duì)電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也基于標(biāo)準(zhǔn)型發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁裝置而制定，作為低壓機(jī)組，尤其是農(nóng)村低壓小水電，尚無(wú)或很少有對(duì)此專門設(shè)計(jì)的勵(lì)磁裝置。
[0003]電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置的發(fā)電廠站，均配置可靠的直流(蓄電池)電源系統(tǒng)及廠用交流電源系統(tǒng)，對(duì)于很多不具備上述條件的偏遠(yuǎn)山區(qū)小型水電站，由于電源基礎(chǔ)條件的不具備，微機(jī)化控制技術(shù)的應(yīng)用還非常不普及，還多采用手動(dòng)、模擬技術(shù)來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的控制，存在發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)需求，人工操作環(huán)節(jié)多，安全隱患大，工作不穩(wěn)定等情況。
[0004]基于電網(wǎng)崩潰的黑啟動(dòng)技術(shù)在電力系統(tǒng)已有多種方式及預(yù)案，但都是基于大中型電站單機(jī)啟動(dòng)或通過柴油機(jī)組啟動(dòng)，建立電網(wǎng)初始電源，再逐漸恢復(fù)電網(wǎng)各廠用電，逐漸啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，恢復(fù)大電網(wǎng)正常運(yùn)行的模式。而對(duì)于小型水電站以及偏遠(yuǎn)孤網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組的黑啟動(dòng)問題，針對(duì)該類機(jī)組的勵(lì)磁裝置本身的研宄卻很少，用戶只能面臨要么增加投資，配置可靠的電源裝置，要么只能選用簡(jiǎn)單模擬勵(lì)磁裝置的境況。
[0005]目前針對(duì)低壓機(jī)組的微機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁已比較多，但多是從小型化和低價(jià)格兩個(gè)方面考慮，且仍然是基于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁的考慮，無(wú)法滿足該類型發(fā)電機(jī)無(wú)電黑啟動(dòng)、電壓波動(dòng)大、有無(wú)功波動(dòng)大、機(jī)組穩(wěn)定性差，負(fù)荷沖擊率高的特殊工況，因而導(dǎo)致該類型發(fā)電機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定，非正常停機(jī)率高，同時(shí)由于該類型機(jī)組所配置的保護(hù)功能弱，既影響發(fā)電效率，又威脅到發(fā)電機(jī)組的安全。
[0006]由于該類型發(fā)電機(jī)多屬于偏遠(yuǎn)山區(qū)微型和小型電站，機(jī)組容量都不大，一般在80KW?1000KW之間，從投資的規(guī)模和配置的經(jīng)濟(jì)性考慮，所配置的勵(lì)磁裝置的價(jià)格都比較低，基于價(jià)格及服務(wù)成本的考慮，現(xiàn)有技術(shù)中缺少此類裝置，從而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中此類裝置的性能都比較低，都僅采用了標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置的簡(jiǎn)化和低配置化，針對(duì)性輔助功能少，實(shí)際上無(wú)法滿足該類用戶穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提出一種低壓發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)勵(lì)磁裝置。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種低壓發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)勵(lì)磁裝置，包括:
通過不控整流單元與發(fā)電機(jī)定子端連接的起勵(lì)模塊，所述起勵(lì)模塊被配置為在停電狀態(tài)下進(jìn)行自啟動(dòng)并為發(fā)電機(jī)提供初始勵(lì)磁電流；
控制模塊，所述控制模塊包括檢測(cè)發(fā)電機(jī)輸出端電壓的電壓檢測(cè)單元、檢測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出電流的電流檢測(cè)單元、檢測(cè)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電流的勵(lì)磁電流檢測(cè)單元和核心控制單元，所述核心控制單元被配置為根據(jù)該輸出端電壓、輸出電流、勵(lì)磁電流進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析并產(chǎn)生一控制信號(hào)；
與發(fā)電機(jī)定子端連接的全控橋功率模塊，所述全控橋功率模塊被配置為根據(jù)控制模塊的控制信號(hào)產(chǎn)生運(yùn)行勵(lì)磁電流并輸出至勵(lì)磁繞組；
以及
與勵(lì)磁繞組連接的切換單元，所述切換單元被配置為在起勵(lì)模塊的初始勵(lì)磁電流、以及全控橋功率模塊的運(yùn)行勵(lì)磁電流之間進(jìn)行切換。
[0009]優(yōu)選地，所述起勵(lì)模塊包括:
利用發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓提供勵(lì)磁電流的黑啟動(dòng)單元；
與黑啟動(dòng)單元連接的過流限制單元；
與過流限制單元和切換單元連接的過流保護(hù)單元。
[0010]優(yōu)選地，所述黑啟動(dòng)單元包括熱敏電阻和熱保險(xiǎn)元件。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述控制模塊還包括:
系統(tǒng)電壓檢測(cè)單元，用于檢測(cè)電網(wǎng)額定電壓，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至核心控制單元；
同步信號(hào)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)發(fā)電機(jī)同步信號(hào)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至核心控制單元； 頻率檢測(cè)單元，用于檢測(cè)發(fā)電機(jī)電壓輸出頻率，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至核心控制單元。
[0012]優(yōu)選地，所述控制模塊還包括:
開關(guān)量檢測(cè)單元，用于檢測(cè)發(fā)電機(jī)的開關(guān)量，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至核心控制單元；信號(hào)輸出單元，包括用于輸出控制信號(hào)的觸發(fā)信號(hào)輸出器、用于產(chǎn)生脈沖列的脈沖列發(fā)生器。
[0013]優(yōu)選地，所述信號(hào)輸出單元還包括功率隔離放大器。
[0014]優(yōu)選地，所述電壓檢測(cè)單元包括依次相連的電壓電流轉(zhuǎn)換電路、隔離變流器、電流電壓轉(zhuǎn)換電路、文氏濾波電路、偏置放大電路和限幅濾波電路。
[0015]優(yōu)選地，所述頻率檢測(cè)單元包括相互連接的文氏濾波電路和比較器電路。
[0016]優(yōu)選地，所述全控橋功率模塊包括:
與發(fā)電機(jī)定子連接、用于提供勵(lì)磁電源的勵(lì)磁變壓器；
與控制模塊和切換單元連接、用于產(chǎn)生運(yùn)行勵(lì)磁電流的可控硅全控橋。
[0017]優(yōu)選地，所述核心控制單元包括信號(hào)轉(zhuǎn)換子單元和數(shù)字信號(hào)處理子單元，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換子單元被配置為將電壓、電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)子單元被配置為對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析并產(chǎn)生控制信號(hào)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:本發(fā)明的勵(lì)磁裝置由于設(shè)置了具有黑啟動(dòng)功能的起勵(lì)模塊，在完全無(wú)電的情況下自啟動(dòng)，為發(fā)電機(jī)提供初始勵(lì)磁電流；本發(fā)明的勵(lì)磁裝置由于設(shè)置了控制模塊和全控橋功率模塊，通過發(fā)電機(jī)的電壓、電流、頻率等運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)產(chǎn)生控制信號(hào)，全控橋功率模塊輸出合適的勵(lì)磁電流，維持發(fā)電機(jī)的極端電壓。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的勵(lì)磁裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的勵(lì)磁裝置中控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的勵(lì)磁裝置中電壓檢測(cè)單元的電路圖。
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的勵(lì)磁裝置中頻率檢測(cè)單元的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024]本發(fā)明提供了一種低壓發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)勵(lì)磁裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其不同之處在于，該裝置包括:
通過不控整流單元與發(fā)電機(jī)定子端連接的起勵(lì)模塊，所述起勵(lì)模塊被配置為在停電狀態(tài)下進(jìn)行自啟動(dòng)并為發(fā)電機(jī)提供初始勵(lì)磁電流；
控制模塊，所述控制模塊包括檢測(cè)發(fā)電機(jī)輸出端電壓的電壓檢測(cè)單元、檢測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出電流的電流檢測(cè)單元、檢測(cè)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電流的勵(lì)磁電流檢測(cè)單元和核心控制單元，所述核心控制單元被配置為根據(jù)該輸出端電壓、輸出電流、勵(lì)磁電流進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析并產(chǎn)生一控制信號(hào)；
與發(fā)電機(jī)定子端連接的全控橋功率模塊，所述全控橋功率模塊被配置為根據(jù)控制的模塊的控制信號(hào)產(chǎn)生運(yùn)行勵(lì)磁電流并輸出至勵(lì)磁繞組；
以及
與勵(lì)磁繞組連接的切換單元，所述切換單元被配置為在起勵(lì)模塊的初始勵(lì)磁電流、以及全控橋功率模塊的運(yùn)行勵(lì)磁電流之間進(jìn)行切換。
[0025]具體地，上述的勵(lì)磁裝置由于設(shè)置了具有黑啟動(dòng)功能的起勵(lì)模塊，在完全無(wú)電的情況下自啟動(dòng)，為發(fā)電機(jī)提供初始勵(lì)磁電流；上述的勵(lì)磁裝置由于設(shè)置了控制模塊和全控橋功率模塊，通過發(fā)電機(jī)的電壓、電流、頻率等運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)產(chǎn)生控制信號(hào)，全控橋功率模塊輸出合適的勵(lì)磁電流，維持發(fā)電機(jī)的極端電壓。
[0026]實(shí)施例1:
本發(fā)明的實(shí)施例1提供了一種低壓發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)勵(lì)磁裝置，請(qǐng)參閱圖1所示，該勵(lì)磁裝置包括:起勵(lì)模塊1、控制模塊2、全控橋功率模塊3和切換單元4，其中，起勵(lì)模塊I通過不控整流單元5與發(fā)電機(jī)定子端連接，起勵(lì)模塊I被配置為在停電狀態(tài)下進(jìn)行自啟動(dòng)并為發(fā)電機(jī)提供初始勵(lì)磁電流；控制模塊2包括電壓檢測(cè)單元21、電流檢測(cè)單元22、勵(lì)磁電流檢測(cè)單元23和核心控制單元24，電壓檢測(cè)單元21檢測(cè)發(fā)電機(jī)輸出端電壓，電流檢測(cè)單元22檢測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出電流，勵(lì)磁電流檢測(cè)單元23檢測(cè)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電流，核心控制單元24被配置為根據(jù)該輸出端電壓、輸出電流、勵(lì)磁電流進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析并產(chǎn)生一控制信號(hào)；全控橋功率模塊3與發(fā)電機(jī)定子端連接，全控橋功率模塊3