一种能输出较大冲击电流的发电机励磁控制系统通用范本

1、版本/修改状态:01 / 00一种能输出较大冲击电流的发电机励磁控制系统通用范本When Carrying Out Various Production Tasks, We Should Constantly Improve Product Quality; Ensure SafeProduction, Conduct Economic Account!ng At The Same Time, And Win More Business Opportunities ByReducing Product Cost, So As To Realize The Overall Management

2、Of Safe Production编辑：审核：单位：一种能输出较大冲击电流的发电机励磁控制系统通用范本使用指引：本安全管理文件可用于贯彻执行各项生产任务时，不断提高产品质虽，保证安全生产， 同时进行经济核算，通过降低产品成本来京得更多商业机会，最终实现对安全生产工作全面管理。 资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。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 失败机组炯机的缺陷,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

3、负载。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,- 直是各界研究的一个重要课题。目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 机输出交流电压控制转子励磁占空比：当输出 电压偏高减小转子励磁占空比；当输出电压 偏低,增大转子励磁占空比。这种控制方式对 于我们日常生活中照明、加热等一些常见阻性 负载适应性较好，但对于水泵、空调压缩机等 感应电动机负载，由于启动瞬间电流较大或者 过载情况/输出电压下降/在电压闭环调节作 用下,自动电压调

4、节装置会工作在最大占空比状态,机组瞬间输出功率远大于机组实际输出 能力,常常导致启动失败,甚至机组炯机损 坏。本文介绍的一种新的发电机励磁控制方 法可以有效解决上述难题,启动较大功率容量 的空调、水泵等感性冲击负载。励磁控制系统的组成与工作原理本文介绍的控制方法克服了现有技术缺陷,针对感性负载启动瞬间,由于冲击电流过 大导致启动失败的情况,提供一种基于负载电 压、负载电流、负载持续时间自动调节励磁输 出,从而控制发电机组输出功率的控制方法。一方面/将负载电流作为影响励磁输出的一个 因素,实际上是将输出电流和输出电压关联起 来,根据不同的输出电流控制发电机组的输出 功率,防止机组因为输出功率过大

5、而造成炯机 损坏；另一方面,由于将负载持续时间作为影 响励磁输出的另一个因素,实际上是利用机组 惯性,瞬间输出较大的冲击功率,能使机组顶 住感性负载启动瞬间的冲击，使感性负载成功 启动。发电机励磁控制系统包括电压测量电路,电流测量电路、功率转换电路和主控单元 电路以及过流保护器短路控制电路等。电压测 量电路测量发电机输出电压,并将所测结果输 出给主控单元;电流测量电路测量发电机输出 电流,并将所测结果输出给主控单元;主控单 元电路根据电压测量电路和电流测量电路的输 出控制功率转换电路的输出占空比。图1为本 发电机励磁控制系统框图。图1励磁控制系统框图主控单元电路根据电压测量电路和电流测量电路的

6、输出控制功率转换电路的输出占空 比，其工作特征为：当电流测量电路输出低于 设定值时,主控单元主要根据电压测量电路的 输出动态调节功率转换电路输出占空比，以维 持发电机输出电压稳定;当电流测量电路输出 高于设定值时”主控单元电路根据电压测量电 路的输出、电流测量电路的输出和负载持续时 间循环改变功率转换电路的输出占空比，使发 电机在极限功率输出和设定功率输出两种状态 之间循环。其中发电机工作在设定功率输出状态下 且电流测量电路输出高于设定值时,主控单元 根据电压测量电路的输出和电流测量电路的输 出控制功率转换电路输出占空比，使得发电机 工作在降电压输出模式、恒功率输出模式和恒 电流输出模式。控制

7、系统的控制流程设定输出功率模式为降电压输出模式的 控制系统控制流程图如图2所示。当发电机组 由发动机带动旋转到一定转速后,系统开始建 压,主控单元以一恒定的频率f循环读取负载电 流测量电路输出值I。如果I小于等于设定值Is ,励磁输出主要根据电压测量电路输入V进行动态调节励磁输出占空比，使发电机处于稳 压输出环节；如果I大于设定值Is z进一步读取系统计数器值T ,如果T为0 ,则将T赋值 为Tm,如果T大于0 ,则将T减1 ,减1后如果T还大于极限功率输出时间TO,励磁输出占 空比主要根据负载电压动态调节z以实现稳压 输出,此时由于电流和电压都比较大,发电机 组处于输出功率开环模式,即极限功

8、率模式；减1后如果T小于等于TO,励磁输出逬一步根 据I适当减小，使输出电压降低,这样发电机功率输出处于闭环控制模式,即设定功率输出 模式。当下一个计时周期到达时,读取负载电流测量电路输出值I并重复上述过程。设 定输出功率模式为恒功率模式和恒电流模式与降电压模式原理类似,不再赘述。图2控制系统控制流程图实验结果本文所述的发电机励磁控制模块实物如图3所示。其中白色线为18V交流电压采样线,蓝色线为输出负载电压采样线,红黑线为发电机碳刷线,棕色线为断路器线束，另由电 流互感器负责负载电流取样。图3控制模块实物实验基于2.5KW的汽油发电机组,负载电流、负载电压和励磁装置主控单元控制方 式转换触发波

9、形如图4所示。示波器CH1波形 为负载电压波形,CH2为电流互感器输出经过 整流后的信号，CH3波形为冲击电流触发波形(即系统控制模式转变触发信号),CH4波形 为负载电流波形。可以看到：当系统处于设定 功率输出状态时,如电流测量电路输出高于设 定值(CH2),系统发出模式转换触发信号(CH3 )使系统根据电压测量电路的输出和电 流测量电路的输出控制功率转换电路输出占空 比，使发电机输出电压适当下降(CH1),这 样在机械系统惯性作用的配合下使输出电流瞬间能大幅提高(CH4 ) o图4降电压模式波形图本励磁装置已成功应用于某型2.0kW左右的发电机组,该型发电机组可以让一台1.5 匹的空调成功启动并平稳运行,即使空调在异 常断电停机的情况也可以顺利启动,此时启动 电流瞬间可以达到2 5A左右。而市场上正常的 2.0kW的发电机组启动过程中会因为启动电流太大而导致机器直接熄火。本文提出了一种发电机励磁控制系统控制方法,根据负载电压、负载电流和负载持续 时间同时控制输出励磁占空比,以实现不同负 载电流、不