發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于野外地質(zhì)勘探的特種汽油發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒。
【背景技術(shù)】
[0002]以往地質(zhì)勘探用設(shè)備多采用220V/380V、50Hz柴油交流發(fā)電機(jī)組，通常采用簡(jiǎn)易的通用調(diào)壓裝置，電壓精度低、功率密度小、體積和重量大、能源利用率低，不適宜地質(zhì)復(fù)雜的野外作業(yè)。
[0003]目前，隨地質(zhì)勘探設(shè)備的不斷發(fā)展，部分高端設(shè)備已采用115V/200V、400Hz特種汽油交流發(fā)電機(jī)組，其具有體積小、重量輕、功率密度大、直流轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于中小功率機(jī)組具有移動(dòng)、搬運(yùn)方便等特點(diǎn)，特別適合地質(zhì)復(fù)雜的野外勘探作業(yè)。但因該類發(fā)電機(jī)組應(yīng)用特殊且多在環(huán)境復(fù)雜、泥沙較多的條件下使用，其控制調(diào)壓裝置一般需專門設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電壓控制精度高、性能穩(wěn)定的115V/400Hz特種汽油交流發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，主要應(yīng)用于高精度地質(zhì)勘探設(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型解決問題的技術(shù)方案是:包括依次連接的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源、輸入電路、穩(wěn)壓電路、集成電路調(diào)節(jié)模塊、勵(lì)磁系統(tǒng);所述勵(lì)磁系統(tǒng)包括D+勵(lì)磁功率模塊，與D+勵(lì)磁功率模塊分別相連的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組、發(fā)電機(jī)D+繞組;輸入電路與D+勵(lì)磁功率模塊輸入端連接，D+勵(lì)磁功率模塊輸出端經(jīng)穩(wěn)壓電路與集成電路調(diào)節(jié)模塊連接;還包括用于采集發(fā)電機(jī)輸出端電壓信號(hào)并輸送至集成電路調(diào)節(jié)模塊的采樣電路。
[0006 ]集成電路調(diào)節(jié)模塊與D+勵(lì)磁功率模塊之間設(shè)有勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]發(fā)電機(jī)D+繞組經(jīng)D+繞組輸入控制模塊與D+勵(lì)磁功率模塊相連。
[0008]還包括與穩(wěn)壓電路相連用于復(fù)位D+繞組輸入控制模塊工作狀態(tài)的復(fù)位電路，復(fù)位電路經(jīng)保護(hù)開關(guān)模塊與D+繞組輸入控制模塊連接。
[0009]還包括自檢/過壓檢測(cè)模塊，穩(wěn)壓電路輸出端、發(fā)電機(jī)輸出端分別與自檢/過壓檢測(cè)模塊連接；自檢/過壓檢測(cè)模塊經(jīng)安全電壓檢測(cè)電路和誤差放大電路分別與保護(hù)開關(guān)模塊、集成電路調(diào)節(jié)模塊連接。
[0010]復(fù)位電路上接有復(fù)位按鈕開關(guān)，保護(hù)開關(guān)模塊上接有外部狀態(tài)指示模塊。
[0011 ]穩(wěn)壓電路輸出端經(jīng)自檢按鈕開關(guān)與自檢/過壓檢測(cè)模塊連接。
[0012]采樣電路的信號(hào)初始端與輸入電路連接，采樣電路通過輸入電路輸出初始化采樣信號(hào)。
[0013]該發(fā)電控制盒通過輸入電路、穩(wěn)壓電路、集成電路調(diào)節(jié)模塊、勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路、D+勵(lì)磁功率模塊在外部發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源作用下，可連通發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組并產(chǎn)生很小的勵(lì)磁電流，此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出端和D+勵(lì)磁功率模塊4(D+是指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源繞組整流直流電壓的正極)會(huì)產(chǎn)生電壓，隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高該電壓將不斷升高，直至發(fā)電機(jī)開始正常發(fā)電。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:該控制盒具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局合理、控制電壓精度高、動(dòng)態(tài)特性好、安全、可靠、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，采用高精度集成電路調(diào)節(jié)模塊，安全穩(wěn)定、控制電壓精度高、動(dòng)態(tài)特性好、可靠性高;考慮操作方便，通過外部工作狀態(tài)指示模塊可識(shí)別自檢是否正常、是否過壓、是否復(fù)位，操作靈活、維修性好，該發(fā)電控制盒可廣泛應(yīng)用于115V/200V、400Hz中頻發(fā)電機(jī)電源系統(tǒng)，也可應(yīng)用于電壓精度要求較高的其它發(fā)電機(jī)電源系統(tǒng)，特別適合地質(zhì)復(fù)雜的野外勘探作業(yè)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用控制器組成框圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型控制器工作原理框圖。
[0017]圖中，發(fā)電控制盒1、保護(hù)開關(guān)模塊2、外部狀態(tài)指示模塊3、D+勵(lì)磁功率模塊4、控制功能組件5、輸入電源模塊6、輸入電路7、復(fù)位電路8、穩(wěn)壓電路9、自檢/過壓檢測(cè)模塊10、安全電壓檢測(cè)電路U、誤差放大電路12、勵(lì)磁繞組輸入控制13、采樣電路14、集成電路調(diào)節(jié)模塊15、勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路16、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17、復(fù)位按鈕開關(guān)18、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源19、發(fā)電機(jī)輸出端20、自檢按鈕開關(guān)21、發(fā)電機(jī)D+繞組22。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖提供的實(shí)施例分兩個(gè)部分對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0019]第一，本實(shí)用新型的組成。
[0020]圖1中，本實(shí)用新型發(fā)電控制盒I由保護(hù)開關(guān)模塊2、外部狀態(tài)指示模塊3、D+勵(lì)磁功率模塊4、控制功能組件5組成，控制功能組件5通過D+勵(lì)磁功率模塊4調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流保證發(fā)電機(jī)輸出電壓的穩(wěn)定;保護(hù)開關(guān)模塊2、外部狀態(tài)指示模塊3相互作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安全保護(hù)及外部工作狀態(tài)指示。控制功能組件采用功能模塊化設(shè)計(jì)、布局合理、安裝維修方便，控制功能組件5包括:輸入電源模塊6、自檢/過壓檢測(cè)模塊10、安全電壓檢測(cè)電路11、誤差放大電路12、勵(lì)磁繞組輸入控制13、采樣電路14、集成電路調(diào)節(jié)模塊15、勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路16。輸入電源模塊6包括:輸入電路7、復(fù)位電路8、穩(wěn)壓電路9。該發(fā)電控制盒I配用于地質(zhì)勘探用115V/200V、400Hz特種汽油交流發(fā)電機(jī)組，野外適應(yīng)能力強(qiáng)。控制功能組件5采用高精度集成電路調(diào)節(jié)模塊15，具備自鎖、PID補(bǔ)償環(huán)節(jié)，可根據(jù)采樣電路14信號(hào)大小迅速調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17的勵(lì)磁電流，控制電壓精度高。
[0021]第二，工作原理。
[0022]圖2中，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源19經(jīng)輸入電路7、穩(wěn)壓電路9輸出給集成電路調(diào)節(jié)模塊5。由于發(fā)電機(jī)輸出端20趨于零，集成電路調(diào)節(jié)模塊15輸出飽和的電壓信號(hào)給勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路16驅(qū)動(dòng)D+勵(lì)磁功率模塊4導(dǎo)通，此時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17構(gòu)成回路。由于輸入電路7同時(shí)給D+勵(lì)磁功率模塊4提供較小的電壓，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17構(gòu)成的回路將產(chǎn)生很小的勵(lì)磁電流，作用是給發(fā)電機(jī)提供較小的初始工作磁場(chǎng)，此時(shí)由于發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)作用，發(fā)電機(jī)D+繞組22經(jīng)D+繞組輸入控制模塊13經(jīng)勵(lì)磁功率模塊4整流會(huì)產(chǎn)生直流電壓，隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高該電壓將不斷升高，發(fā)電機(jī)開始實(shí)現(xiàn)發(fā)電。
[0023]發(fā)電機(jī)發(fā)電后，采樣電路14采樣到發(fā)電機(jī)輸出端20電壓信號(hào)并輸給集成電路調(diào)節(jié)模塊15，集成電路調(diào)節(jié)模塊15根據(jù)輸入信號(hào)的大小經(jīng)內(nèi)部處理后輸出可調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小的相反占空比PWM電壓給勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路16，勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路16開始驅(qū)動(dòng)D+勵(lì)磁功率模塊4連通發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17。隨集成電路調(diào)節(jié)模塊15輸出的PffM電壓占空比不斷變化，勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路16不斷的調(diào)節(jié)D+勵(lì)磁功率模塊4導(dǎo)通時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17回路中的勵(lì)磁電流大小，始終保證發(fā)電機(jī)輸出端20電壓穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)開始正常工作，而D+勵(lì)磁功率模塊4經(jīng)穩(wěn)壓電路9后也可給集成電路調(diào)節(jié)模塊15提供工作電源，發(fā)電機(jī)正常工作前集成電路調(diào)節(jié)模塊15的工作電源由發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源19提供。集成電路調(diào)節(jié)模塊15具備自鎖、PID補(bǔ)償環(huán)節(jié)，控制電壓精度尚O
[0024]發(fā)電控制盒I可實(shí)現(xiàn)自檢。在發(fā)電機(jī)正常發(fā)電和異常過電壓時(shí)，通過外部系統(tǒng)的自檢按鈕開關(guān)21可檢測(cè)到穩(wěn)壓電路9和發(fā)電機(jī)輸出端的過電壓的電壓，經(jīng)自檢/過壓檢測(cè)模塊10、安全電壓檢測(cè)電路11、誤差放大電路12分別輸出給保護(hù)開關(guān)模塊2、集成電路調(diào)節(jié)模塊15、勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路16作用后可迅速切斷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)停止發(fā)電。具體為，集成電路調(diào)節(jié)模塊15迅速自鎖，不再輸出PffM電壓，勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路16無法正常驅(qū)動(dòng)D+勵(lì)磁功率模塊4連通發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17無勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)無法發(fā)電；與此同時(shí)，保護(hù)開關(guān)模塊2自動(dòng)閉合，外部狀態(tài)指示模塊3的指示燈長(zhǎng)亮，D+繞組輸入控制模塊13自動(dòng)切斷，D+勵(lì)磁功率模塊4無法給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17提供勵(lì)磁電流所必需的電壓，發(fā)電機(jī)停止發(fā)電。
[0025]發(fā)電控制盒I可實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。在發(fā)電機(jī)發(fā)電因異常過電壓時(shí)，自檢/過壓檢測(cè)模塊10將實(shí)時(shí)檢測(cè)到過電壓信號(hào)，經(jīng)安全電壓檢測(cè)電路11、誤差放大電路12分別輸出給保護(hù)開關(guān)模塊2、集成電路調(diào)節(jié)模塊15。后續(xù)工作原理與上述自檢一致。
[0026]發(fā)電控制盒I可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。在發(fā)電機(jī)自檢或過壓保護(hù)后，若確認(rèn)已排除安全隱患后可進(jìn)行復(fù)位操作。通過外部系統(tǒng)的復(fù)位按鈕開關(guān)18，經(jīng)復(fù)位電路8在穩(wěn)壓電路9提供電壓的條件下自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)開關(guān)模塊2，外部狀態(tài)指示模塊3的指示燈熄滅，D+繞組輸入控制模塊13自動(dòng)恢復(fù)，D+勵(lì)磁功率模塊4可給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組17提供勵(lì)磁電流所必需的電壓，發(fā)電機(jī)正常發(fā)電。在發(fā)電機(jī)自檢/過電壓時(shí)，外部狀態(tài)指示模塊3的指示燈會(huì)長(zhǎng)亮。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，其特征在于:包括依次連接的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源(19)、輸入電路(7)、穩(wěn)壓電路(9)、集成電路調(diào)節(jié)模塊(15)、勵(lì)磁系統(tǒng)； 所述勵(lì)磁系統(tǒng)包括D+勵(lì)磁功率模塊(4)，與D+勵(lì)磁功率模塊(4)分別相連的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組(17)、發(fā)電機(jī)D+繞組(22);輸入電路(7)與D+勵(lì)磁功率模塊(4)輸入端連接，D+勵(lì)磁功率模塊(4)輸出端經(jīng)穩(wěn)壓電路(9)與集成電路調(diào)節(jié)模塊(15)連接； 還包括用于采集發(fā)電機(jī)輸出端(20)電壓信號(hào)并輸送至集成電路調(diào)節(jié)模塊(15)的采樣電路(14)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，其特征在于:集成電路調(diào)節(jié)模塊(15)與D+勵(lì)磁功率模塊(4 )之間設(shè)有勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電路(16 )。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，其特征在于:發(fā)電機(jī)D+繞組(22)經(jīng)D+繞組輸入控制模塊(13 )與D+勵(lì)磁功率模塊(4 )相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，其特征在于:還包括與穩(wěn)壓電路(9)相連用于復(fù)位D+繞組輸入控制模塊(13)工作狀態(tài)的復(fù)位電路(8)，復(fù)位電路(8)經(jīng)保護(hù)開關(guān)模塊(2 )與D+繞組輸入控制模塊(13 )連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，其特征在于:還包括自檢/過壓檢測(cè)模塊(10)，穩(wěn)壓電路(9)輸出端、發(fā)電機(jī)輸出端(20)分別與自檢/過壓檢測(cè)模塊(10)連接；自檢/過壓檢測(cè)模塊(10)經(jīng)安全電壓檢測(cè)電路(11)和誤差放大電路(12)分別與保護(hù)開關(guān)模塊(2)、集成電路調(diào)節(jié)模塊(15)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，其特征在于:復(fù)位電路(8)上接有復(fù)位按鈕開關(guān)(18)，保護(hù)開關(guān)模塊(2)上接有外部狀態(tài)指示模塊(3)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，其特征在于:穩(wěn)壓電路(9)輸出端經(jīng)自檢按鈕開關(guān)(23)與自檢/過壓檢測(cè)模塊(10)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，其特征在于:采樣電路(14)的信號(hào)初始端與輸入電路(7)連接。
【專利摘要】一種發(fā)電機(jī)組發(fā)電控制盒，包括依次連接的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電源、輸入電路、穩(wěn)壓電路、集成電路調(diào)節(jié)模塊、勵(lì)磁系統(tǒng)；勵(lì)磁系統(tǒng)包括D+勵(lì)磁功率模塊，與D+勵(lì)磁功率模塊分別相連的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組、發(fā)電機(jī)D+繞組；輸入電路與D+勵(lì)磁功率模塊輸入端連接，D+勵(lì)磁功率模塊輸出端經(jīng)穩(wěn)壓電路與集成電路調(diào)節(jié)模塊連接；還包括用于采集發(fā)電機(jī)輸出端電壓信號(hào)并輸送至集成電路調(diào)節(jié)模塊的采樣電路。該發(fā)電控制盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用功能模塊化設(shè)計(jì)、布局合理、安裝維修方便；采用高精度集成電路調(diào)節(jié)模塊，安全穩(wěn)定、控制電壓精度高、動(dòng)態(tài)特性好、可靠性高；考慮操作方便，通過外部工作狀態(tài)指示模塊可識(shí)別自檢是否正常、是否過壓、是否復(fù)位，操作靈活、維修性好。
【IPC分類】H02P9/00, H02P9/08
【公開號(hào)】CN205265581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521118571
【發(fā)明人】吳顏飛, 侯建平, 李蔚超, 阮美琪
【申請(qǐng)人】襄陽(yáng)航力機(jī)電技術(shù)發(fā)展有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日