專利名稱：適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及單相有刷同步發(fā)電機(jī)，尤其涉及適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
在小排量的二沖程/四沖程汽油發(fā)電機(jī)組中，市場(chǎng)上僅有單相無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)組，但目前的小功率單相無(wú)刷發(fā)電機(jī)組電壓調(diào)整率差。目前的單相有刷同步發(fā)電機(jī)組采用自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器對(duì)發(fā)電機(jī)組的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，其電壓調(diào)整性能優(yōu)于單相無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)組，但其內(nèi)的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器只對(duì)電壓信號(hào)反饋，在功率不足時(shí)，只通過(guò)加大勵(lì)磁電流以刺激電壓回升，從而增大轉(zhuǎn)子扭矩，這樣易導(dǎo)致動(dòng)力轉(zhuǎn)矩過(guò)大而發(fā)電機(jī)組熄火，無(wú)法正常使用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有電壓和頻率雙保護(hù)的適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)，包括定子主繞組、定子副繞組、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，所述定子主繞組和定子副繞組磁連接，定子主繞組采樣輸出端和定子副繞組的輸出端均與自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的輸入端連接，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的輸出端與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組連接，所述自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器包括電壓反饋器、頻率反饋器和晶閘管整流器，電壓反饋器和頻率反饋器并聯(lián)且輸入端均與定子主繞組的采樣輸出端連接，電壓反饋器和頻率反饋器的輸出端分別與晶閘管整流器的觸發(fā)輸入端連接，晶閘管整流器的輸入端與定子副繞組輸出端連接，其輸出端連接轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組輸入端。所述頻率反饋器包括頻率運(yùn)算放大電路、施密特觸發(fā)電路和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，所述頻率運(yùn)算放大電路的輸入端與定子主繞組的采樣輸出端連接，其輸出端與施密特觸發(fā)電路的輸入端連接，施密特觸發(fā)電路的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸入端連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸出端與晶閘管整流器的觸發(fā)輸入端連接。所述電壓反饋器包括電壓測(cè)量比較電路和PID調(diào)節(jié)放大電路，電壓測(cè)量比較電路的輸入端與定子主繞組采樣輸出端連接，其輸出端與PID調(diào)節(jié)放大電路內(nèi)的運(yùn)算放大器負(fù)輸入端連接，PID調(diào)節(jié)放大電路輸出端與晶閘管整流器的觸發(fā)輸入端連接。所述晶閘管整流器包括脈沖移相電路和晶閘管電路，脈沖移相電路的輸入端分別與頻率反饋器和電壓反饋器的輸出端連接，脈沖移相電路的輸出端與晶閘管電路的觸發(fā)輸入端連接，晶閘管電路的輸入端還與定子副繞組連接，其輸出端與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組連接。采用本實(shí)用新型的單相有刷同步發(fā)電機(jī)，在自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器中增加了頻率反饋器，在對(duì)電壓反饋的同時(shí)可以對(duì)頻率進(jìn)行反饋，電壓及頻率同步作用于勵(lì)磁電流輸出，確保發(fā)電機(jī)動(dòng)力不會(huì)因勵(lì)磁電流過(guò)大引起堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩過(guò)大而熄火。以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖I為本實(shí)用新型適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)，包括定子主繞組I、定子副繞組2、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器3和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組4，所述定子主繞組I和定子副繞組2磁連接，定子主繞組I采樣輸出端和定子副繞組2的輸出端均與自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器3的輸入端連接，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器3的輸出端與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組4連接，所述自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器3包括電壓反饋器5、頻率反饋器6和晶閘管整流器7，電壓反饋器5和頻率反饋器6并聯(lián)且輸入端均與定子主繞組I的采樣輸出端連接，電壓反饋器5和頻率反饋器6的輸出端分別與晶閘管整流器7的觸發(fā)輸入端連接，晶閘管整流器7的輸入端與定子副繞組2輸出端連接，其輸出端連接轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組4輸入端。所述頻率反饋器6包括頻率運(yùn)算放大電路61、施密特觸發(fā)電路62和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路63，所述頻率運(yùn)算放大電路61的輸入端與定子主繞組I的采樣輸出端連接，其輸出端與施密特觸發(fā)電路62的輸入端連接，施密特觸發(fā)電路62的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路63輸入端連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路63輸出端與晶閘管整流器7的觸發(fā)輸入端連接。所述頻率運(yùn)算放大電路61中，定子主繞組I的采樣電壓經(jīng)頻率放大器放大輸入信號(hào);所述施密特觸發(fā)電路62，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形，使第二極輸出的信號(hào)頻率與輸入信號(hào)頻率相同，與輸入信號(hào)幅值無(wú)關(guān)；所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路63，使第三極輸出的單穩(wěn)態(tài)的暫穩(wěn)持續(xù)時(shí)間由輸入信號(hào)的頻率的高低控制，輸出高電壓的持續(xù)時(shí)間與輸入信號(hào)的頻率成正比，從而改變晶閘管整流器7內(nèi)部電容的充電時(shí)間。所述電壓反饋器5包括電壓測(cè)量比較電路51和PID調(diào)節(jié)放大電路52，電壓測(cè)量比較電路51的輸入端與定子主繞組I采樣輸出端連接，其輸出端與PID調(diào)節(jié)放大電路內(nèi)52的運(yùn)算放大器NI負(fù)輸入端連接，PID調(diào)節(jié)放大電路52輸出端與晶閘管整流器7的觸發(fā)輸入端連接。所述電壓測(cè)量比較電路51中，定子主繞組I的采樣電壓I經(jīng)電容濾波、電阻分壓、耦合到PID調(diào)節(jié)放大電路內(nèi)52的運(yùn)算放大器NI的負(fù)輸入端。所述PID運(yùn)算放大電路52，定子主繞組I的采樣電壓經(jīng)電阻降壓、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，送到運(yùn)算放大器NI的正輸入端作為基準(zhǔn)電壓(略高于負(fù)輸入端電壓)。當(dāng)PID運(yùn)算放大電路52內(nèi)的運(yùn)算放大器NI負(fù)輸入端電位略有降低時(shí)，運(yùn)算放大器NI的輸出電位將上升；當(dāng)這個(gè)電位上升時(shí)，運(yùn)算放大器NI的輸出電壓將下降。所述晶閘管整流器7包括脈沖移相電路71和晶閘管電路72，脈沖移相電路71的輸入端分別與頻率反饋器6和電壓反饋器5的輸出端連接，脈沖移相電路71的輸出端與晶閘管電路72的觸發(fā)輸入端連接，晶閘管電路72的輸入端還與定子副繞組2連接，其輸出端與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組4連接。所述脈沖移相電路71采用單結(jié)晶體管，組成最簡(jiǎn)單的脈沖移相觸發(fā)回路，晶體管BGl相當(dāng)于一個(gè)可變電阻。當(dāng)運(yùn)算放大器NI的輸出電位上升，晶體管BGl的基極電流上升，晶體管BGl發(fā)射極輸出電流變大，相當(dāng)于可變電阻變小，使電容C充電加快，達(dá)到單結(jié)晶體管BG2峰點(diǎn)電壓時(shí)間加快，單結(jié)晶體管BG2輸出脈沖前移。相反當(dāng)運(yùn)算放大器NI輸出電位下降時(shí)，BGl的基極電流也下降，電流變小，相當(dāng)于可變電阻增大，使電容C充電變慢。單結(jié)晶體管BG2的輸出脈沖后移，達(dá)到移相觸發(fā)的目的。 所述晶閘管電路72為晶閘管SCR，當(dāng)交流電正向電壓加于晶閘管SCR的陽(yáng)極，負(fù)向電壓加于晶閘管SCR的陰極，此時(shí)若在其控制極加正向觸發(fā)電壓，晶閘管SCR導(dǎo)通，使其陽(yáng)極與陰極之間有電流流通。晶閘管SCR在電阻R輸出觸發(fā)脈發(fā)的作用下導(dǎo)通。在正常情況下，電壓反饋器5中的運(yùn)算放大器NI根據(jù)分壓電路分出的電壓調(diào)節(jié)輸出電位，進(jìn)而調(diào)節(jié)三極管的內(nèi)阻形成電容充電電流IBei，頻率反饋器6中輸入正常頻率048HZ)形成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路63輸出高電平充電電流Ira，在Ibm和Ira的共同作用下，標(biāo)準(zhǔn)電容Cl的充電時(shí)間保證發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)頻率反饋器6中輸入頻率正常(M8HZ)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路63輸出電容充電電流Ibgi保持不變；而電壓反饋器5中運(yùn)算放大器NI根據(jù)端電壓的分壓與給定電壓的比對(duì)調(diào)節(jié)輸出電位，當(dāng)負(fù)載變化，發(fā)電機(jī)端電壓有下降趨勢(shì)，運(yùn)算放大器NI負(fù)輸入端接的分壓電壓將下降，運(yùn)算放大器NI的輸出電位上升，晶體管BGl得到的基極電流上升，相當(dāng)于內(nèi)阻減小，穩(wěn)壓電源對(duì)電容C充電的過(guò)程縮短，觸發(fā)脈沖前移，使晶閘管SCR的導(dǎo)通角增大，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組4中的電流增大，發(fā)電機(jī)端電壓回升?？朔穗妷合陆第厔?shì)，維持發(fā)電機(jī)電壓不變。如果發(fā)電機(jī)端電壓有上升趨勢(shì)，其工作過(guò)程正好相反，將反過(guò)來(lái)減小晶閘管SCR的導(dǎo)通角，減小勵(lì)磁電流，使端電壓下降，以克服上升的趨勢(shì)，達(dá)到恒壓的目的。當(dāng)負(fù)載突然增加，端電壓下降，運(yùn)算放大器NI輸出高電位，晶體管BGl內(nèi)阻減小，通過(guò)晶體管BGl對(duì)電容C的充電電流Ibm增大，如果此時(shí)頻率反饋器6中的輸入頻率低于設(shè)定值(48HZ)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路63輸出高電平持續(xù)時(shí)間短甚至無(wú)輸出，頻率反饋器6對(duì)電容C充電電流Ira降低，降低幅度遠(yuǎn)大于Imi增大幅度，電容C的充電過(guò)程增加，觸發(fā)脈沖后移，使晶閘管BGl導(dǎo)通角減小,輸出勵(lì)磁電流降低,發(fā)電機(jī)輸出端電壓降低,類似電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)狀態(tài)，使原動(dòng)機(jī)不因突加力矩過(guò)大而堵轉(zhuǎn)熄火；當(dāng)突載尖峰過(guò)后，原動(dòng)機(jī)頻率逐步回升，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路63輸出聞電平充電電流逐步增加，發(fā)電機(jī)輸出端電壓逐步上升。如果負(fù)載持續(xù)過(guò)高，電壓反饋器5與頻率反饋器6的共同作用的電容充電電流也將達(dá)到一平衡點(diǎn)，輸出電壓降低，但動(dòng)力持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)熄火。
權(quán)利要求1.適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)，包括定子主繞組、定子副繞組、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，所述定子主繞組和定子副繞組磁連接，定子主繞組采樣輸出端和定子副繞組的輸出端均與自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的輸入端連接，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的輸出端與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組連接，其特征在于所述自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器包括電壓反饋器、頻率反饋器和晶閘管整流器，電壓反饋器和頻率反饋器并聯(lián)且輸入端均與定子主繞組的采樣輸出端連接，電壓反饋器和頻率反饋器的輸出端分別與晶閘管整流器的觸發(fā)輸入端連接，晶閘管整流器的輸入端與定子副繞組輸出端連接，其輸出端連接轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)，其特征在于所述頻率反饋器包括頻率運(yùn)算放大電路、施密特觸發(fā)電路和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，所述頻率運(yùn)算放大電路的輸入端與定子主繞組的采樣輸出端連接，其輸出端與施密特觸發(fā)電路的輸入端連接，施密特觸發(fā)電路的輸出端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸入端連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸出端與晶閘管整流器的觸發(fā)輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)，其特征在于所述電壓反饋器包括電壓測(cè)量比較電路和PID調(diào)節(jié)放大電路，電壓測(cè)量比較電路的輸入端與定子主繞組采樣輸出端連接，其輸出端與PID調(diào)節(jié)放大電路內(nèi)的運(yùn)算放大器負(fù)輸入端連接，PID調(diào)節(jié)放大電路輸出端與晶閘管整流器的觸發(fā)輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)，其特征在于所述晶閘管整流器包括脈沖移相電路和晶閘管電路，脈沖移相電路的輸入端分別與頻率反饋器和電壓反饋器的輸出端連接，脈沖移相電路的輸出端與晶閘管電路的觸發(fā)輸入端連接，晶閘管電路的輸入端還與定子副繞組連接，其輸出端與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了適用小扭矩動(dòng)力的單相有刷同步發(fā)電機(jī)，包括定子主繞組、定子副繞組、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，定子主繞組采樣輸出端和定子副繞組的輸出端均與自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的輸入端連接，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的輸出端與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組連接，所述自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器包括電壓反饋器、頻率反饋器和晶閘管整流器，電壓反饋器和頻率反饋器并聯(lián)且輸入端均與定子主繞組的采樣輸出端連接，電壓反饋器和頻率反饋器的輸出端分別與晶閘管整流器的觸發(fā)輸入端連接。本實(shí)用新型在自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器中增加了頻率反饋器，在對(duì)電壓反饋的同時(shí)可以對(duì)頻率進(jìn)行反饋，電壓及頻率同步作用于勵(lì)磁電流輸出，確保發(fā)電機(jī)動(dòng)力不會(huì)因勵(lì)磁電流過(guò)大引起堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩過(guò)大而熄火。
文檔編號(hào)H02K19/36GK202565135SQ20122011180
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者黃忠東, 劉子?xùn)|, 林浩 申請(qǐng)人:福州西聯(lián)機(jī)械制造有限公司