一种能输出较大冲击电流的发电机励磁控制系统.pdf

术
种能输出较大冲击电流的发电机
励磁控制系统
关键词一助磁控制自动电压调节感性冲击负载
王运良、徐青松丶董广鹏
摘要
针对传统发电机励磁控制系统用于感性冲击负载存在启动电流过大过载导致发电机启动失败机组焖机的缺陷提出一种新的励磁控制方法
以实现不同负载电流、不同时间发电机组输出不同电压,并介绍了系统的结构和原理,实验结果显示此方法适合于启动较大功率的空调、水泵
等感性冲击负载。
1.引言
式与降电压模式原理类似,不再赘述。
现有通用中小型汽油、柴油交流发电机组中
带有自动电压调节器的发电机组由于输出电压稳
定,谐波含量较少而深受广大用户的偏爱,自动
电压调节器作为发电机组励磁系统的重要组成部
分,一直是各界研究的一个重要课题。[1
日前市场上常见的自动电压调节器多采用输
出电压闭环调节的控制方式,即根据发电机输出
图1励磁控制系统框图
交流电压控制转子励磁占空比当输出电圧偏高,
主控单元电路根据电压测量电路和电流测量
图2控制系统控制流程?
减小转子励磁占空比:当输出电压偏低,增大转电路的输出控制功率转换电路的输出占空比,其
4.实验结果
子励磁占空比。这种制方式对于我们日常生活工作特征为:当电流测量电路输出低于设定值時,
本文所述的发电机励磁控制模块实物如图3
中照明、加热等一些常见阻性负载适应性较好,主控单元主要根据电压测量电路的输出动态调节所示。其中白色线为18V交流电压采样线,蓝色
但对于水泵、空调压缩机等感应电动机负载,由功率转换电路输出占空比,以维持发电机输出电线为输出负载电压采样线,红黑线为发电机碳制
于启动瞬电流较大或者过载情况,输出电压下压稳定;当电流测量电路输出高于设定值时,主线,棕色线为断路器线束,另由电流互感器负责
降,在电压闭环调节作用下,自动电压调节装置控单元电路根据电压测量电路的输出、电流测量负载电流取样
会工作在最大古空比状态,机组瞬间输出功率远电路的输出和负载持续时间循环改变功淬转换电
大于机组实际输出能力,常常导致启动失败,甚路的输出占空比,使发电机在柲限功率输出和设
至机组焖机损坏。
定功率输出炳种状态之间循环。
本文介绍的一种新的发电机励磁控制方法可
其中发电机工作在设定功率输出状态下且电
以有效解决上述难题,启动较大功率容量的空调、流测量电路输出高于设定使时,主控单元根据电
水泵等感性冲击负载。
压测量电路的输出和电流测量电路的输出控制功
2.励磁控制系统的组成与工作原理
率转换电路输出占空比,使得发电机工作在降电
本文介绍的控制方法克服了现有技术缺陷,压输出模式、恒功率輪出模式和恒电流输出模式。
图3控制模块实物
针对感性负载启动瞬间,由于冲击电流过大导致
3.控制系统的控制流程
实验基于2.5kW的汽油发电机组,负载电
启动失败的情况,提供一种基于负载电压、负载
设定输出功率模式为降电压输出模式的控制流、负载电压和励磁装置主控单元控制方式转换
电流、负载持续时间自动调节励磁输出,从而控系统控制流程图如图2所示。当发电机组由发动触发波形如图4所示。示波器?1波形为负载电
制发电机组输出功率的控制方法。一方面,将负机带动旋转到一定转速后,系统开始建压,主控压波形,CP为电流互感器输出经过整流后的信
载电流作为影响励磁输出的一个因素,实际上是单元以一恒定的颍率f循环读取负载电流测量电号,CH3波形为沖击电流触发波形(即系统控制
将输出电流和输出电压关联起来,根据不同的输路输出值Ⅰ。如果I小于等于设定值Is,励磁输模式转变触发信号),CH4波形为负载电流波形。
出电流控制发电机组的输出功率,防止机组因为出主要根据电压测量电路输入V进行动态调节励可以看到:当系统处于设定功率输出状态时,如
输出功率过大而造成焖机损坏;另一方面,由于磁输出占空比,使发电机处于稳压输出坏节;如电流测量电路输出高于设定值(CI2),系统发
将负载持续时间作为影响励磁输出的另一-个因果1大于设定值Is,进一步读取系统计数器值T,出模式转换触发信号(CH3)使系统根据电压测
素,实际上是利用机组惯性,瞬间输出较大的冲如果T为0,则将T斌值为Tm,如果T大于0,量电路的输出和电流测量电路的输出控制功率转
击功率,能使机组顶住感性负载启动瞬问約冲击,则将T减1,减1后如果T还大于极限功率输出换电路输出占空比,使发电机输出电压适当下降
使感性负载成功启动。
时间T0,励磁输出占空比主要根据负载电压动态(CHl),这样在机械系统惯性作用的配合下使
发电机励磁控制系统包括电压测量电路,
调节,以实现稳压输出,此时由于电流和电压都输出电流瞬间能大幅提高(CH4)。
流测量电路、功率转换电路和主控单元电路以及比较大,发电机组处于输出功率开坏模式,即极
过流保护器短路控制电路等。电压测量电路测量限功率模式;减1后如果T小于等于T0,励磁输
发电机输出电压,并将所测结果输出给主控单元出进一步根据丁适当减小,使输出电压降低,这
电流测量电路量发电机输出电流,并将所测结样发电机功率输出处于闭环控制模式,即设定功
果输出给主控单元:主控单元电路根据电压测量率输出模式。当下一个计时周期到达时,读取负
电路和电流测量电路的输出控制功率转换电路的载电流测量电路输出值1并重复上述过程。
输出占空比。图1为本发电机励磁控制系统框图
设定输出功率模式为恒功率模式和恒电流模
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