永磁发电机控制变换器制造技术

本发明专利技术属于永磁交流发电机用的控制变换器。它由整流滤波电路、振荡电路、稳压电路，脉冲振荡电路，输出电路、隔离控制电路和差值取样电路所组成，它解决了现有技术中的不足，如提高了输出效率；增强了输出管抗过冲力；负载短路，变换器不损坏，提高了感性负载时的效率；有负载时发电机也可以启动和停止动转；安全性好。该发明专利技术适于与永磁发电机配合使用。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电子控制变换器，特别是一种将永磁交流发电机输出的三相中频交流电，转换成单相50Hz或60Hz的交流电的控制变换器。为了使某些电力尚不能输及的地方（如边疆、牧区、林区、船队等）可以用上电，人们专利技术了微型汽油发电机组，它采用永磁发电机。日本三叶公司的1kVA普通汽油发电机组，重量为21kg以上，而我国泰州林业机械厂与南京摩托车电机厂联合生产的1kW永磁汽油发电机组，重量不到8kg，体积小效率高。但上述永磁发电机组，要配有控制变换器，有的称电子控制器。其作用是将汽油发电机输出的三相600Hz交流电变为单相50Hz的交流电，以便用户使用。目前较好的控制变换器是江苏常熟市电子电器设备厂生产的QFJ-500微型汽油发电机组中的控制变换器，它由整流电路、滤波电路、振荡电路、稳压电路和激励电路等组成。这种控制电路使该发电机组存在以下不足：（1）输出效率不十分高，最高仅95%。因而限制了最大输出功率，只能达到500～600VA，同时要加较大的散热片，使体积增大;（2）输出管抗冲击能力弱，瞬时超载时，输出管易损坏。因为它激励电路的激励功率是固定的，当瞬时超载或输出短路时，会引起输出管激励不足，此时，输出管脱离饱和区而烧毁，因而限制了大功率白炽灯（灯丝冷态电阻小）和彩电等冲击电流大的电器的使用;（3）可靠性差，负载不允许短路，一旦负载短路，在保险丝熔断前，就会烧毁输出管;（4）安全性差，由于控制点火系统的电路与发电机外壳相连接，输出的两根导线只要有一根与地绝缘不良或短路就会使发动机外壳带电，给用户带来危险;（5）感性负载时效率低，由于输出是方波，则点燃日光灯时，亮度明显下降，交流电机转速变小，功率降低;（6）在接有负载时，不能起动和停止发电机。这是因为在起动或停止发电机运-->转的过渡过程瞬间，发电机输出电压低，激励功率小，输出管因激励不足而损坏。本专利技术的目的是为克服上述现有技术中的不足而提供的一种性能较好的控制变换器。其特点：（1）输出效率高;（2）输出管抗冲击力强;（3）负载可以短路;（4）安全性好;（5）提高了感性负载时的效率;（6）有负载时，发电机可以起动或停止运转。本专利技术是由下列措施实现的。该专利技术是一种将永磁交流发电机输出的三相中频交流电转换成单相50Hz（或60Hz）交流电的控制变换器，它包括两个整流滤波电路，振荡电路（振荡器）、稳压电路，脉冲振荡电路（脉冲振荡），其特征还包括输出电路，隔离控制电路和差值取样电路等。输出电路的激励，是由发电机输出的低压经整流滤波电路后由振荡器振荡产生50Hz（或60Hz）方波，再通过激励变压器TP1进行激励，激励变压器的次级线圈L2、L3、L4的一端分别与输出管Q1、Q2、Q3和Q4的基极联接，L2、L3、L4的另一端与Q1、Q2、Q3和Q4的发射极联接，输出管Q1和Q4的集电极与整流滤波电路1输出的电源正极联接，输出管Q2、Q3的发射极与整流滤波电路1输出的电源负极联接，输出管Q1发射极与输出管Q2集电极联接后，再接反馈线圈L5的一端，L5的另一端与负载联接，输出管Q3集电极与输出管Q4的发射极联接成为输出的另一端，并与负载联接，输出电路的输出的一端与二极管D1正极、二极管D2负极联接，输出的另一端与二极管D3负极、二极管D4正极联接，二极管D1、D4负极与整流滤波电路1输出的电源正极联接，二极管D3、D2正极与整流滤波电路输出的电源负极联接，正反馈线圈L5绕在最外层;隔离控制电路，由发电机输出9V经整流滤波电路2整流滤波后经过稳压电路输出提供脉冲振荡器电源，脉冲振荡器的输出与隔离变压器TP2初级线圈的一端联接，初极线圈的另一端接晶体管Q5的集电极;晶体管Q5的基极接电压比较器IC的输出端，晶体管Q5发射极接电源负极;隔-->离变压器的次级线圈分别接可控硅Q6的触发极和阴极;可控硅Q6的阳极和阴极分别与点火系统电路联接;差值取样电路由电容C3、二极管D5、D6、D7、D8电阻R1、R2、R3、R4组成，其电源由发电机输出165V整流滤波后供给，整流滤波电路的正极与电容C3、二极管D5正极联接，D5的负极联接电容C5和电阻R1，C5的另一端接电源负极，R1的另一端接电阻R2，并与电压比较器IC正输入端联接，R2的另一端与电源负极联接，电容C3的另一端与二极管D6负极，二极管D7正极联接，D6的另一端与电源负极联接，D7的另一端接电容C4、稳压管D8负极、电阻R5的一端;C4另一端和D8正极接电源负极;R5的另一端接电压比较器IC负输入端，同时接R3、R4的一端;R4的另一端接电源负极，R3的另一端接稳压电路的输出端;其原理如下：振荡电路输出50Hz（或60Hz）的方波，经激励变压器Tp1推动输出管Q1～Q4，使Q1、Q3和Q2、Q4交替导通，整流滤波1的电压在输出为正周时，电压经过Q1→反馈线圈L5→输出（负载）→Q3→电源负极;输出负半周时，电压经过Q2→输出（负载）→反馈线圈L5→Q4→电源负极，则负载上得到50Hz的方波交流电;激励变压器TP1上加有正反馈线圈L5，该线圈与负载串联，在空载或轻负载时，负载电流为零或较小，L5没有反馈电流或反馈电流很小，输出电路主要靠振荡器激励。当输出电流大时，反馈提供一部分激励功率，输出电流越大，反馈也越强。在意外情况下，即负载短路时，输出电流最大（电流由发电机内阻决定），反馈也最强，保证输出管Q1～Q4不脱离深饱和区。只要输出管最大允许电流大于短路电流就不会损坏。也保证了在大的冲击电流（此电流不会大于短路电流）下，输出管不会损坏。同时也解决了起动和停止发动机时，振荡功率下降引起的激励不足问题;加入反馈线圈后，使得振荡器4所消耗功率减小，输出管Q1～Q4饱和电压降低损耗减少，因而提高了输出效率，最高可达98%。-->为了使输出电压稳定和使用安全，本专利技术采用了隔离控制电路，当负载轻或油门过大时，165V经整流滤波后电压上升，电阻R1和R2的分压电压也升高，到高于R3、R4分压得到的基准电压时，电压比较器IC输出高电平，晶体管Q5导通，由脉冲振荡器输送来的脉冲信号经过Q5、TP2触发可控硅Q6，发动机熄火，发动机转速降低，165V经整流滤波的电压下降，输出电压也下降，从而达到稳定输出电压的目的;又因为可控硅Q6与内电路之间通过隔离变压器TP2耦合，因而发电机外壳与控制变换器的内电路完全隔离，即使输出的一端接地也能正常工作，不会给用户带来任何危险。对输出电路而言，当负载是阻性负载时，输出电压为方波，其效果与正弦波相同。当负载为感性负载时，由于滤波电容C1的容量较小，同时接有二极管D1、D2、D3、D4使输出电压，波形接近正弦波，因而可使日光灯，交流电机等工作正常，输出波形如附图3。但。由于滤波电容C1容量小，负载对电容C1充电时，会使165V被整流的电压（该电压为220V）升高，而产生波动，波形如附图4，以本专利技术为例，点20盏40W日光灯时，（每盏有功功率约为48W，cosψ＝0.5）满载，165V被整流的电压脉动约为180VP-P。由于输出交流电压的有效值与165V被整流后的电压，即直流脉动电压的平均值相等，因此，必须使165V被整流的电压的平均值保持在220V才能使输出电压的有效值也为220V。为此，本专利技术采本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及一种用于永磁交流发电机（输出的三相中频交流电转换成单相５０Ｈｚ或６０Ｈｚ的交流电）的控制变换器，该控制变换器具有：整流滤波电路１、２，振荡电路４，稳压电路５，脉冲振荡电路６；其特征在于该控制变换器具有：一个在激励变压器 Ｔ↓［ｐ１］上加有正反馈线圈Ｌ↓［５］的输出电路３。该输出电路３，由整流滤波电路２供电，振荡电路４产生５０Ｈｚ或６０Ｈｚ方波，通过激励变压器进行激励。激励变压器的次级线圈Ｌ↓［２］、Ｌ↓［３］、Ｌ↓［４］的一端分别与输出管Ｑ↓［１］、Ｑ↓［２］、Ｑ↓［３］、Ｑ↓［４］的基极联接，Ｌ↓［２］、Ｌ↓［３］、Ｌ↓［４］的另一端与Ｑ↓［１］、Ｑ↓［２］、Ｑ↓［３］、Ｑ↓［４］的发射极联接；输出管Ｑ↓［１］和Ｑ↓［４］的集电极与整流滤波电路１滤波后的电源正极联接；输出管Ｑ↓［１］发射极与输出管Ｑ↓［２］集电极联接后，再接反馈线圈Ｌ↓［５］的一端，Ｌ↓［５］的另一端与负载联接，输出管Ｑ↓［３］集电极与输出管Ｑ↓［４］的发射极联接成为输出的另一端并与负载联接，输出电路３的输出一端与二极管Ｄ↓［１］正极、二极管Ｄ↓［２］负极联接，输出的另一端与二极管Ｄ↓［３］负极，二极管Ｄ↓［４］正极联接，二极管Ｄ↓［１］、Ｄ↓［４］负极与整流滤波电路１滤波后的电源正极联接，二极管Ｄ↓［２］、Ｄ↓［３］正极与整流滤波１后滤波的电源负极联接；一个在发动机外壳与控制变换器内电路 之间的隔离控制电路７，该隔离控制电路７，由整流滤波电路２输出的直流电压，经过稳压电路５输出，经过脉冲振荡器６产生脉冲电压。脉冲振荡器的输出与隔离变压器Ｔ↓［ｐ２］初级线圈的一端联接，初级线圈的另一端接晶体管Ｑ↓［５］的集电极；晶体管Ｑ↓［５］的基极接电压比校器ＩＣ的输出端，晶体管Ｑ↓［５］发射极接电源负极；隔离变压器的次级线圈分别接可控硅Ｑ↓［６］的触发极和阴极；可控硅Ｑ↓［６］的阳极和阴极分别与点火系统电路联接；一个差值取样电路８，该差值取样电路８的电源由整流滤波电路１ 供给，整流滤波电路１的正极与电容Ｃ↓［３］、二极管Ｄ↓［５］正极联接，Ｄ↓［５］的负极联接电容Ｃ↓［５］和电阻Ｒ↓［１］，Ｃ↓［５］的另一端接电源负极，Ｒ↓［１］的另一端接电阻Ｒ↓［２］并与电压比较器ＩＣ的正输入端联接，Ｒ↓［２］的另一端与电源负极联接；电容Ｃ↓［３］的另一端与二极管Ｄ↓［６］负极，二极管Ｄ↓［７］正极联接，Ｄ↓［６］的另一端与电源负极联接，Ｄ↓［...

【技术特征摘要】
1、本发明涉及一种用于永磁交流发电机(输出的三相中频交流电转换成单相50Hz或60Hz的交流电)的控制变换器，该控制变换器具有：整流滤波电路1、2，振荡电路4，稳压电路5，脉冲振荡电路6；其特征在于该控制变换器具有：一个在激励变压器Tp1上加有正反馈线圈L5的输出电路3。该输出电路3，由整流滤波电路2供电，振荡电路4产生50Hz或60Hz方波，通过激励变压器进行激励。激励变压器的次级线圈L2、L3、L4的一端分别与输出管Q1、Q2、Q3、Q4的基极联接，L2、L3、L4的另一端与Q1、Q2、Q3、Q4的发射极联接；输出管Q1和Q4的集电极与整流滤波电路1滤波后的电源正极联接；输出管Q1发射极与输出管Q2集电极联接后，再接反馈线圈L5的一端，L5的另一端与负载联接，输出管Q3集电极与输出管Q4的发射极联接成为输出的另一端并与负载联接，输出电路3的输出一端与二极管D1正极、二极管D2负极联接，输出的另一端与二极管D3负极，二极管D4正极联接，二极管D1、D4负极与整流滤波电路1滤波后的电源正极联接，二极管D2、D3正极与整流滤波1后滤波的电源负极联接；一个在发动机外壳与控制变换器内电路之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长高，罗伟，
申请(专利权)人：华东工学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]