一种小型发电机组用恒功率励磁控制电路的制作方法

本技术涉及电路领域，更具体的说是，涉及一种小型发电机组用恒功率励磁控制电路。

背景技术：

1、目前，小型发电机组一般指功率在30千瓦以下的发电机组，由于便捷和移动方便，主要用于银行、邮电、军事等作为应急后备电源，也广泛运用工地施工、农业生产等各个方面。早期的发电机组励磁控制器主要功能是维持发电机电压为给定值，一般分为机械型、电子型。出于提高发电机组系统稳定性和电源质量的考虑，电压调节器的功能已不再局限于维持发电机电压恒定这一要求上；小型发电机组实际操作使用人员，由于对负荷缺少一定的预知和不确定性，容易出现机组过负荷运行，导致发动机发电机磨损发热加快，缩短使用寿命；此类机组大多数励磁装置功能除了基本电压调节功能外，有的还具有励磁电流、输出电流和其他的端子开路短路等保护功能，但保护的是主要是发电机，对于发动机的过负荷、飞车(瞬态特性)缺少必要的保护。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种小型发电机组用恒功率励磁控制电路。

2、本实用新型要解决的是在恒功率模式下对同步发电机励磁绕组的电流控制问题，同时兼顾主流的恒压控制方式、励磁过流\过压和主输出端短路\采样开路保护功能。

3、与现有技术相比，本实用新型技术方案及其有益效果如下：

4、一种小型发电机组用恒功率励磁控制电路，包括：三相电压采样电路，所述三相电压采样电路连接于发电机组的主输出端；三相电流采样电路，所述三相电流采样电路连接于发电机组的电流互感器；励磁电源电路；励磁控制装置工作电源；主输出电压电路，所述主输出电压电路连接于mcu且连接于所述三相电压采样电路；主输出电流电路，所述主输出电流电路连接于mcu且连接于所述三相电流采样电路；励磁电压隔离电路，所述励磁电压隔离电路连接于mcu且连接于所述励磁电源电路；励磁电流隔离电路，所述励磁电流隔离电路连接于mcu；保护电路，所述保护电路连接于mcu且连接于所述主输出电压电路和所述主输出电流电路；励磁电流调节控制电路，所述励磁电流调节控制电路连接于mcu且连接于主输出电压电路；励磁主电路，所述励磁主电路连接于所述励磁电流调节控制电路。

5、作为进一步改进的，所述三相电压采样电路包括：变压器pt1的1端连接于发电机组主输出u相，变压器pt1的2端连接于变压器pt2的2端且连接于变压器pt3的2端；变压器pt1的3端连接于变压器pt2的3端且连接于变压器pt3的3端；变压器pt1的4端连接于二极管d2的正极，二极管d2的负极连接于电阻r1的一端，二极管d6的负极连接于二极管d2的正极，二极管d6的正极接地；变压器pt2的1端连接于发电机组主输出v相，变压器pt2的4端连接于二极管d3的正极，二极管d3的负极连接于电阻r1的一端，二极管d7的负极连接于二极管d3的正极，二极管d7的正极接地；变压器pt3的1端连接于发电机组主输出w相，变压器pt3的4端连接于二极管d4的正极，二极管d4的负极连接于电阻r1的一端，二极管d8的负极连接于二极管d4的正极，二极管d8的正极接地；变压器pt3的3端连接于二极管d5的正极，二极管d5的负极连接于电阻r1的一端，二极管d9的负极连接于二极管d5的正极，二极管d9的正极接地；电阻r7的一端连接于电阻r1的另一端，电阻r7的另一端接地，电容c1并联于电阻r7，电阻r3的一端连接于电阻r1的另一端，电阻r3的另一端连接于电阻r9的一端，电阻r9的另一端接地；电阻r3的另一端连接于电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接于电容c2的一端，电容c2的另一端接地，二极管z1并联于电容c2。

6、作为进一步改进的，所述三相电流采样电路包括：二极管d35的正极连接发电机组侧u相电流互感器，二极管d35的负极连接于电阻r49的一端；二极管d39的正极接地，二极管r39的负极连接于二极管d35的正极；二极管d36的正极连接发电机组侧v相电流互感器，二极管d36的负极连接于电阻r49的一端；二极管d40的正极接地，二极管r40的负极连接于二极管d36的正极；二极管d37的正极连接发电机组侧w相电流互感器，二极管d37的负极连接于电阻r49的一端；二极管d41的正极接地，二极管r41的负极连接于二极管d37的正极；二极管d38的负极连接于电阻r49的一端；二极管d42的正极接地，二极管r42的负极连接于二极管d38的正极；电阻r52的一端连接于电阻r49的另一端，电阻r52的另一端接地，电容c26并联于电阻r52，电阻r50的一端连接于电阻r49的另一端，电阻r50的另一端连接于电阻r53的一端，电阻r53的另一端接地；电阻r50的另一端连接于电阻r51的一端，电阻r51的另一端连接于电容c27的一端，电容c27的另一端接地，二极管z5并联于电容c27，二极管z5的负极连接于电流采样信号。

7、作为进一步改进的，所述励磁电源电路包括：变压器t1的2端连接于二极管d20的正极，二极管d20的负极连接于二极管d9的正极，二极管d22的正极接地，二极管d22的负极连接于二极管d20的正极；变压器t1的1端连接于二极管d21的正极，二极管d21的负极连接于二极管d9的正极，二极管d23的正极接地，二极管d23的负极连接于二极管d21的正极；电容c12的一端连接于二极管d9的正极，电容c12的另一端接地，电容c10并联于电容c12，电容c13并联于电容c10，电容c11并联于电容c13，电容c9的一端连接于二极管d19的负极，电容c9的另一端接地；电阻r30的一端连接于二极管d19的负极，电阻r30的另一端连接于电阻r32的一端，电阻r32的另一端接地；电阻r31的一端连接于电阻r30的另一端，电阻r31的另一端连接于电容c14的一端，电容c14的另一端接地，二极管z4并联于电容c14。

8、作为进一步改进的，所述保护电路包括：电阻r4的一端连接于adc-if端，电阻r4的另一端连接于运算放大器u1a的同相输入端，电阻r5的一端连接于负载过流设定端，电阻r5的另一端连接于运算放大器u1a的反相输入端，运算放大器u1a的输出端连接于电阻r8的一端且连接于三极管q1的基极，电阻r8的另一端接地；三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极连接于电阻r2的一端，电阻r2的另一端连接于二极管d1的负极，二极管d1的正极连接于二极管d10的正极且连接于电阻r15的一端，电阻r15的另一端连接于保护sd端，二极管d10的负极连接于电阻r14的一端，电阻r14的另一端连接于三极管q3的集电极，三极管q3的发射极接地，三极管q3的基极连接于二极管z2的正极，二极管z2的负极连接于电阻r19的一端且连接于三极管q2的发射极，电阻r19的另一端接地；三极管q2的集电极连接于电阻r16的一端且连接于电阻r11的一端，电阻r16的另一端连接于励磁绕组f+端，电阻r11的另一端接地；三极管q2的基极连接于二极管d43的正极，二极管d43的负极连接于电阻r17的一端且连接于电阻r54的一端，电阻r17的另一端连接于adc-vf端，电阻r54的另一端接地。

9、作为进一步改进的，所述励磁电流调节控制电路包括：模拟开关u4的1端连接于电阻r33的一端，电阻r34的另一端连接于励磁电流设定端，模拟开关u4的3端连接于电阻r34的一端，模拟开关u4的4端连接于励磁电流控制端，模拟开关u4的6端连接于电阻r41的一端，电阻r41的另一端连接于运算放大器u6a的输出端，运算放大器u6a的同相输入端连接于电阻r42的一端且连接于电阻r45的一端，电阻r45的另一端连接于+5v电压端，电阻r42的另一端接地，运算放大器u6a的反相输入端连接于电阻r46的一端且连接于电阻r47的一端且连接于电阻r48的一端，电阻r46的另一端连接于adc-vf端，电阻r47的另一端连接于飞轮齿圈速度信号端，电阻r48的另一端连接于保护sd端。

10、作为进一步改进的，所述励磁主电路包括：运算放大器u3b的同相输入端连接于电阻r36的一端，电阻r36的另一端连接于励磁电流控制端，运算放大器u3b的反相输入端连接于电阻r43的一端，电阻r43的另一端连接于电阻r44的一端且连接于三极管q4的发射极，三极管q4的基极连接于电阻r38的一端且连接于电阻r39的一端，电阻r38的另一端连接于运算放大器u3b的输出端，电阻r44的另一端接地；电阻r37的一端连接于三极管q4的集电极，电阻r37的另一端连接于电容c19的一端，电容c19的另一端连接于三极管q4的发射极，二极管d26的正极连接于三极管q4的发射极，二极管d26的负极连接于三极管q4的集电极，且连接于变压器t2的2端。

11、本实用新型的有益效果为：

12、本实用新型能适用2-10kw机械调速的燃油发电机组；采用励磁电压泄放和利用速度信号调整技术，使得瞬态电压调整率<5％；在恒功率模式下采用软件控制励磁电流方式能够使机组不超过110％的额定负载下运行，能有效起动与机组功率相等的电动机；使用软件进行精细调节和硬件保护相结合的方式的励磁装置，虽然增加了成本，但是减少了机组故障率，提高了使用寿命；

13、防止小型燃油发电机组的过负荷运行导致发动机、发电机过热、功率下降、零部件磨损加剧、油耗增加等发电机组过载危害。