一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法
【專利說明】一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]發(fā)電機(jī)組作為備用電源、移動(dòng)電源廣泛地應(yīng)用于野外等無電網(wǎng)的場(chǎng)合及重要的部門中，其中諧波勵(lì)磁無刷發(fā)電機(jī)由于具有電壓調(diào)整率低、故障少、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它對(duì)保證供電質(zhì)量具有關(guān)鍵作用?，F(xiàn)有的模擬勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器具有對(duì)電路工藝性要求高、存在溫漂現(xiàn)象、功能少、維護(hù)不方便等缺點(diǎn)，難以滿足用電設(shè)備的要求。而且，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)僅限機(jī)械調(diào)速，突加及突減負(fù)載時(shí)不能及時(shí)的恢復(fù)到正常工作符合的參數(shù)值，而且發(fā)電機(jī)過載時(shí)有可以導(dǎo)致發(fā)電機(jī)超速及熄火，不便于了解并監(jiān)控發(fā)電機(jī)使用運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)電機(jī)性能。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其方法，其以微型計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成，它具有可靠性高、功能多、性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)方便等特點(diǎn)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:包括柴油機(jī)和與柴油機(jī)連接的同步發(fā)電機(jī)，所述同步發(fā)電機(jī)通過其三次諧波繞組與第一旋轉(zhuǎn)整流器連接，所述同步發(fā)電機(jī)通過其勵(lì)磁繞組與第二旋轉(zhuǎn)整流器連接，所述第一旋轉(zhuǎn)整流器一端與功率開關(guān)管的源極連接，所述功率開關(guān)管的漏極和第一旋轉(zhuǎn)整流器另一端之間并聯(lián)連接勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組，所述勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組與勵(lì)磁機(jī)的電樞繞組一端耦合相接，所述勵(lì)磁機(jī)的電樞繞組另一端與第二旋轉(zhuǎn)整流器連接，所述功率開關(guān)管的柵極與主控驅(qū)動(dòng)電路連接，所述主控驅(qū)動(dòng)電路與DSP控制器連接，所述DSP控制器輸入端與發(fā)電機(jī)運(yùn)行采樣環(huán)節(jié)模塊連接，所述發(fā)電機(jī)運(yùn)行采樣環(huán)節(jié)模塊輸入端與同步發(fā)電機(jī)連接，所述功率開關(guān)管的漏極和源極兩端之間還并聯(lián)有一中間繼電器。
[0008]上述的一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP控制器還分別與系統(tǒng)外部總線、輸入輸出模塊和PC機(jī)相連接。
[0009]上述的一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP控制器為TMS320F2812 芯片。
[0010]上述的一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述主控驅(qū)動(dòng)電路采用的是帶光電隔離的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片TLP250。
[0011]上述的一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)運(yùn)行采樣環(huán)節(jié)模塊包括電壓互感器、電流互感器。
[0012]上述的一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述輸入輸出模塊為鍵盤和顯示電路。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812控制的諧波勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的數(shù)字電壓調(diào)節(jié)器，通過MOSFET功率器件進(jìn)行勵(lì)磁電流的PffM調(diào)節(jié)。充分利用DSP的快速運(yùn)算能力和片內(nèi)豐富的外設(shè)資源，使DSP與其他功能模塊融合成整體；使用現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，保證通信的高度可靠性和穩(wěn)定性。該調(diào)節(jié)器具有可靠性高、功能多、性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)方便等特點(diǎn)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0014]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，一種數(shù)字式發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:包括柴油機(jī)I和與柴油機(jī)I連接的同步發(fā)電機(jī)2，所述同步發(fā)電機(jī)2通過其三次諧波繞組3與第一旋轉(zhuǎn)整流器14連接，所述同步發(fā)電機(jī)2通過其勵(lì)磁繞組8與第二旋轉(zhuǎn)整流器7連接，所述第一旋轉(zhuǎn)整流器14 一端與功率開關(guān)管6的源極連接，所述功率開關(guān)管6的漏極和第一旋轉(zhuǎn)整流器14另一端之間并聯(lián)連接勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組4，所述勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組4與勵(lì)磁機(jī)的電樞繞組5 —端耦合相接，所述勵(lì)磁機(jī)的電樞繞組5另一端與第二旋轉(zhuǎn)整流器7連接，所述功率開關(guān)管6的柵極與主控驅(qū)動(dòng)電路10連接，所述主控驅(qū)動(dòng)電路10與DSP控制器15連接，所述DSP控制器15輸入端與發(fā)電機(jī)運(yùn)行采樣環(huán)節(jié)模塊9連接，所述發(fā)電機(jī)運(yùn)行采樣環(huán)節(jié)模塊9輸入端與同步發(fā)電機(jī)2連接，所述功率開關(guān)管的漏極和源極兩端之間還并聯(lián)有一中間繼電器。
[0019]本實(shí)施例中，所述DSP控制器15還分別與系統(tǒng)外部總線11、輸入輸出模塊12和PC機(jī)13相連接。
[0020]本實(shí)施例中，所述DSP控制器15為TMS320F2812芯片。它運(yùn)算速度快，工作時(shí)鐘頻率達(dá)150MHz，指令周期可以達(dá)到6.67ns以內(nèi)，功耗低(核心電壓1.8V, I/O 口電壓3.3V)。采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的操作能力、迅速的中斷響應(yīng)和處理以及統(tǒng)一的寄存器編程模式。
[0021]本實(shí)施例中，所述主控驅(qū)動(dòng)電路10采用的是帶光電隔離的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片TLP250。調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)是占空比可調(diào)PffM波，用于控制開關(guān)管的通斷時(shí)間，達(dá)到調(diào)節(jié)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流的目的。由于TMS320F2812的PffM的輸出電壓就是I/O的電壓(3.3V)，不能直接去驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的工作。另一方面，因?yàn)橹麟娐冯妷壕鶠楦唠妷骸⒋箅娏髑闆r，而控制單元為弱電電路。為了保護(hù)DSP不受到主電路的干擾，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以，本實(shí)施例在TMS320F2812的PffM輸出口中加入帶光電隔離的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片TLP250o
[0022]本實(shí)施例中，所述發(fā)電機(jī)運(yùn)行采樣環(huán)節(jié)模塊9包括電壓互感器、電流互感器。其功能是實(shí)現(xiàn)電壓和電流信號(hào)的采集工作。電壓通過電流型精密互感器、電流通過電流互感器轉(zhuǎn)換成為電流信息，再經(jīng)由運(yùn)算放大器組成的信號(hào)調(diào)理電路生成O?3V的電壓信號(hào)送入DSP的AD轉(zhuǎn)換通道，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量