專利名稱：無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種電子產(chǎn)品，即一種無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器。
背景技術(shù)：
不在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速下工作的發(fā)電機(jī)，稱為無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)。如機(jī)動(dòng)車發(fā)電機(jī)、摩托車發(fā)電機(jī)，特別是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，都屬于無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)。這類發(fā)電機(jī)隨著轉(zhuǎn)速的大幅度變化，其電壓、頻率、電流，特別是輸出功率等項(xiàng)指標(biāo)也會(huì)發(fā)生較大的波動(dòng)，因此必須進(jìn)行穩(wěn)壓控制。可是，由于波動(dòng)幅度太大，且很不規(guī)則，穩(wěn)壓控制十分困難，普通的三相可控、半可控整流技術(shù)及其展寬措施都不能適應(yīng)工作需要。為了解決這個(gè)難題，人們采用了鋪設(shè)可控電勵(lì)磁場(chǎng)機(jī)構(gòu)或分流卸荷法等多種措施?？墒牵捎谏鲜龃胧砹私Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難、浪費(fèi)能源、效率低下、故障率高等缺點(diǎn)，都沒有從根本上解決問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠較好地解決無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)的穩(wěn)壓控制問題，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，節(jié)能高效，穩(wěn)定可靠的裝置。上述目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的研制一種無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其主要部分也是一個(gè)可接于發(fā)電機(jī)的三相輸出端的三相整流橋。所不同的是所說的整流穩(wěn)壓器是由一個(gè)三相整流橋及其控制電路、移相觸發(fā)電路所構(gòu)成，在三相整流橋與發(fā)電機(jī)A項(xiàng)輸出端相連接的一個(gè)橋臂上，串接有可在控制電路作用下進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷動(dòng)作的晶閘管VT1；在另外兩支與發(fā)電機(jī)B項(xiàng)、C項(xiàng)輸出端相連接的橋臂后面的整流輸出回路上串接有可在控制電路及移相觸發(fā)電路作用下實(shí)行飽含導(dǎo)通或移相導(dǎo)通的晶閘管VT2。這個(gè)三相整流橋把發(fā)電機(jī)的三相輸出端隔離為兩組。在用電量較大或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，兩個(gè)晶閘管均飽含導(dǎo)通，當(dāng)用電量較小或轉(zhuǎn)速較高時(shí)，晶閘管VT1斷開、VT2移相導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)趨于空轉(zhuǎn)的節(jié)能狀態(tài)，但仍有穩(wěn)定的電壓輸出。
所說的晶閘管VT1是雙向晶閘管。
所說的雙向晶閘管有1只。
所說的雙向晶閘管是多只并聯(lián)的雙向晶閘管。
所說的晶閘管VT1是兩只兼做發(fā)電機(jī)A項(xiàng)輸出端可控整流管的單向晶閘管。
所說的晶閘管VT2是1只單向晶閘管。
所說的晶閘管VT2是多只并連的單向晶閘管。
所說的晶閘管VT2是雙向晶閘管。
所說的單向晶閘管VT2接在整流輸出回路的正極端。
所說的單向晶閘管VT2接在整流輸出回路的負(fù)極端。
所說的控制電路是由兩個(gè)比較器IC4和IC5及其輔助電路構(gòu)成。
所說的移相觸發(fā)電路是由電容器C1以及接成互補(bǔ)型的兩只三極管T2、T3，供電電阻R8等組成的積分式移相觸發(fā)器，以及可控恒流源、限流電阻，供電穩(wěn)壓器等輔助電路構(gòu)成。
采用上述方案制成的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，能較好地平息因轉(zhuǎn)速變化所造成的各項(xiàng)指標(biāo)的波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了大小功率的永磁發(fā)電機(jī)在節(jié)能前提下的穩(wěn)壓輸出，為相關(guān)的電控、輸電、逆變及用電器的安全運(yùn)行提供了保證，使各單機(jī)并網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)極為簡(jiǎn)單，且具有簡(jiǎn)單、廉價(jià)、穩(wěn)定高效的特點(diǎn)。
附圖介紹

圖1是一種實(shí)施方式的電路圖。
實(shí)施方式附圖介紹了28V(給24V蓄電池充電)300W永磁發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器的電路結(jié)構(gòu)。其中，D1-D6是200V50A三相整流橋，VT1是20A200V雙向晶閘管，IC1是光電藕和器MDC3031，R1為其限流電阻，取100Ω；VT2是30A300V單向晶閘管，R2、R3串連，組成分壓器，R2為510KΩ，R3為10KΩ；C1為0.47μF50V電容，它和接成互補(bǔ)型的兩只三極管T2、T3以及供電電阻R8等組成積分式移相觸發(fā)器，用以觸發(fā)VT2；其中T2為2N3702，T3為C1815，R8為6.8KΩ電阻；三極管T4、T6選2N3702，電阻R9選6.8KΩ，IC3選光電藕和器4N35，它們組成可控恒流源，為積分式充電提供電流；D8、D9、D11為隔離二極管，均選用1N4148；R7選390Ω為移相觸發(fā)器輸出限流電阻，R6選3KΩ；供電穩(wěn)壓器由三極管T1，穩(wěn)壓管D10、偏置支路電阻R5、R4、光電藕和器IC2組成，其中T1選MJE13003，D10為0.5W22V穩(wěn)壓管，R5選300KΩ，R4選18KΩ，IC2選MOC3011，它與R4串聯(lián)后與R5并連。
電路控制部分用了兩個(gè)電壓比較器IC4、IC5。這里，用LM358雙運(yùn)放接成，偏置基準(zhǔn)電壓由6V穩(wěn)壓管D13和電阻R15組成，R15選6KΩ；反饋電阻R12、R19，均選2MΩ；兩路比較電橋支路電阻分別由VR1、R21、R14和VR2、R16、R17組成，VR1、VR2均選30KΩ，R21、R14、R16、R17均選510KΩ。R10、R20為輸出限流電阻，分別選4KΩ和2KΩ，電壓比較器通過三個(gè)光藕和(其中一個(gè)三極管型輸出，兩個(gè)晶閘管或電阻型輸出)輸出控制信號(hào)。為保護(hù)電壓控制電路，設(shè)計(jì)有可恢復(fù)過壓保護(hù)電路，它由消磁電阻TR、單向晶閘管VT3、限流電阻R11和穩(wěn)壓管D12組成，R11選610Ω，穩(wěn)壓管選28V，消磁電阻選39Ω，單向晶閘管選3A60V。
電路輸出采用π型濾波，它們由C2、C4、L等組成，其電容容量以大于2200μF為好。
如圖所示，這里的三相整流橋兼做晶閘管電路的隔離器，把雙向晶閘管VT1串入發(fā)電機(jī)三相電中的一相整流輸入回路，單向晶閘管VT2串接于整流后的負(fù)極輸出回路。這樣，使雙向晶閘管VT1和單向晶閘管VT2在輸出電壓低時(shí)全開通；而輸出電壓高時(shí)，首先關(guān)斷VT1，VT2就可進(jìn)入移相控制導(dǎo)通狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)三相交流電的輸出穩(wěn)壓控制。
VT1通過光電藕和器IC1受控于接成電壓比較器的運(yùn)放IC5，通過調(diào)整，設(shè)定IC5在輸出的直流電壓低于規(guī)定值時(shí)輸出高電平，在高于規(guī)定電壓值時(shí)輸出低電平，就會(huì)使VT1控制的一相電在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)較低、輸出電流較大時(shí)接通整流橋，參與三相整流，發(fā)電機(jī)輸出功率最大，電壓達(dá)到穩(wěn)定值。在輸出電流較小，電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)升高時(shí)，首先斷開一相整流，而斷開這一相電，整流橋輸出的另兩相電的波形就會(huì)有過零點(diǎn)，串于其輸出端的單向晶閘管就有可控性，從而使另兩相電實(shí)現(xiàn)移相控制，使電壓值穩(wěn)定在要求值上，發(fā)電機(jī)則處于節(jié)能工作狀態(tài)。
由于VT1只在發(fā)電機(jī)電壓較低時(shí)接通，電壓較高時(shí)是關(guān)斷的，因而IC1選耐受電機(jī)可能出現(xiàn)的最高電壓值上，而限流電阻則可選得較小。
為使另兩相電既適應(yīng)發(fā)電機(jī)電壓較高，VT2在移相導(dǎo)通工作狀態(tài)時(shí)的可靠控制，又能適應(yīng)在發(fā)電機(jī)電壓較低時(shí)的充分導(dǎo)通，即有最大的移相導(dǎo)通角，在這里設(shè)計(jì)了能展寬適應(yīng)頻率、電壓、輸出電流都大幅度變化的互相聯(lián)系的各單元電路，如穩(wěn)壓供電電路、恒流電路、電流觸發(fā)輸出電路等。其中電阻R4與光電藕和器串連后并于穩(wěn)壓器偏置電阻R5上，在電壓較低時(shí)IC2開通，電阻R4開始為T3提供偏置電流，使穩(wěn)壓器仍有穩(wěn)定的電壓輸出，而電壓升高時(shí)則隨時(shí)關(guān)斷，以減小功耗。穩(wěn)壓調(diào)整管選用耐高壓管，阻隔了高電壓使移相觸發(fā)電路免受高壓沖擊，并為積分式移相觸發(fā)電路提供不同幅值的同步削頂波形。在觸發(fā)電路中，由于采用D8、D11兩只隔離二極管，使觸發(fā)電流不主要從C1和R2、R3分壓點(diǎn)獲得，而是通過電阻R7從恒流源獲得，增大了觸發(fā)電流。R16是為防止T1深度飽和影響移相觸發(fā)速度而設(shè)，電壓控制電路工作在深度電壓負(fù)反饋工作狀態(tài)，IC5雖然是以開關(guān)狀態(tài)工作，但仍有緩沖觸發(fā)特性；而IC4的輸出又通過IC3一級(jí)三極管放大，從而使恒流源有較大的動(dòng)態(tài)控制力。這些設(shè)計(jì)使互補(bǔ)三極管型移相觸發(fā)器在發(fā)電機(jī)電壓較低時(shí)有最大的觸發(fā)提前角度，在電壓較高時(shí)又能精確穩(wěn)定控制輸出電壓，能夠適應(yīng)較寬的電壓電流頻率變化范圍，且具有較好的響應(yīng)速度，可靠的控制精度，較高的工作效率。
電壓比較器工作電壓取自輸出電壓，為防止浪涌電壓和電流尖峰的沖擊，設(shè)置了可恢復(fù)性保險(xiǎn)絲，它利用消磁電阻PTC在電流過大時(shí)因溫升使電流急劇減小，在斷電降溫時(shí)快速自恢復(fù)的特性，使這一電路具有準(zhǔn)確可靠的電壓敏感性和可自恢復(fù)性。
權(quán)利要求1.一種無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其主要部分也是一個(gè)可接于發(fā)電機(jī)的三相輸出端的三相整流橋，其特征在于所說的整流穩(wěn)壓器是由一個(gè)三相整流橋及其控制電路、移相觸發(fā)電路所構(gòu)成，在三相整流橋與發(fā)電機(jī)A項(xiàng)輸出端相連接的一個(gè)橋臂上，串接有可在控制電路作用下進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)斷動(dòng)作的晶閘管VT1；在另外兩支與發(fā)電機(jī)B項(xiàng)、C項(xiàng)輸出端相連接的橋臂后面的整流輸出回路上串接有可在控制電路及移相觸發(fā)電路作用下實(shí)行飽含導(dǎo)通或移相導(dǎo)通的晶閘管VT2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的晶閘管VT1是雙向晶閘管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的雙向晶閘管有1只。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的雙向晶閘管是多只并聯(lián)的雙向晶閘管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的晶閘管VT1是兩只兼做發(fā)電機(jī)A項(xiàng)輸出端可控整流管的單向晶閘管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的晶閘管VT2是1只單向晶閘管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的晶閘管VT2是多只并連的單向晶閘管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的晶閘管VT2是雙向晶閘管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的單向晶閘管VT2接在整流輸出回路的正極端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的單向晶閘管VT2接在整流輸出回路的負(fù)極端。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的控制電路是由兩個(gè)比較器IC4和IC5及其輔助電路構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器，其特征在于所說的移相觸發(fā)電路是由電容器C1以及接成互補(bǔ)型的兩只三極管T2、T3，供電電阻R8等組成的積分式移相觸發(fā)器，以及可控恒流源、限流電阻，供電穩(wěn)壓器等輔助電路構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型是一種電子產(chǎn)品，即一種無穩(wěn)速發(fā)電機(jī)整流穩(wěn)壓器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)等不在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下工作的發(fā)電機(jī)，其多項(xiàng)性能指標(biāo)會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的變化而大幅度波動(dòng)，目前所采用的鋪設(shè)可控電勵(lì)磁場(chǎng)機(jī)構(gòu)或分流卸荷裝置等控制措施，都存在許多缺點(diǎn)。本實(shí)用新型采用三相整流橋把發(fā)電機(jī)的三相電分隔為兩組，其中一相與三相整流橋的一個(gè)橋臂之間，連接雙向晶閘管VT
文檔編號(hào)H02P9/26GK2691165SQ20042003106
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者馬軍興 申請(qǐng)人:馬軍興