一種自動(dòng)起勵(lì)igbt勵(lì)磁機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉發(fā)電及電網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種用于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中，一般要求勵(lì)磁電源的輸出電壓和電流較大，目前國(guó)內(nèi)外小型水電站大都使用可控硅整流作為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源，其缺點(diǎn)是體積大.效率低.輸出紋波大.功率因素低.動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢.調(diào)整性差.不易調(diào)節(jié)。隨著電子電力高頻逆變技術(shù)的迅猛發(fā)展，IGBT高頻大功率數(shù)字開關(guān)電源以其優(yōu)越性能替代可控硅整流勵(lì)磁電源成為了現(xiàn)實(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)小型水電站勵(lì)磁控制糸統(tǒng)效率低.輸出紋波大.功率因素低.動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢.調(diào)整性差.不易調(diào)節(jié)等不足，提供一種自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]一種自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，包括核心處理器、勵(lì)磁錢圈、IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源和自動(dòng)起勵(lì)裝置，所述IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源包括電源單元、整流電路、濾波電路、PWM輸出電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路、IGBT功率管、轉(zhuǎn)換變壓器和次級(jí)輸出整流濾波電路，電源輸入后經(jīng)過所述整流電路和濾波電路處理后為所述IGBT功率管提供工作電壓，所述核心處理器通過所述PWM輸出電路輸出，經(jīng)過隔離驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述IGBT功率管，所述IGBT功率管輸出經(jīng)過轉(zhuǎn)換變壓器和次級(jí)輸出整流濾波電路處理后為所述勵(lì)磁錢圈提供勵(lì)磁電壓，所述自動(dòng)起勵(lì)裝置控制勵(lì)磁錢圈的自動(dòng)勵(lì)磁工作。
[0006]本發(fā)明所述自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)的三相工作電源接機(jī)端A.B.C三相，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)待發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速正常后合上自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)的起勵(lì)開關(guān)，電源經(jīng)過整流電路和濾波電路的整流濾波處理，為IGBT功率管提供工作電壓，同時(shí)核心處理器根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的程序輸出控制信號(hào)控制PWM輸出電路和隔離驅(qū)動(dòng)電路工作，從而驅(qū)動(dòng)IGBT功率管，IGBT功率管輸出經(jīng)過轉(zhuǎn)換變壓和整流濾波，在次級(jí)輸出端輸出，自動(dòng)起勵(lì)裝置按預(yù)先設(shè)定的程序，自動(dòng)控制勵(lì)磁錢圈的工作，從而完成整個(gè)自動(dòng)IGBT勵(lì)磁流程，發(fā)電機(jī)完成自動(dòng)起勵(lì)并投入運(yùn)行。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述的自動(dòng)起勵(lì)裝置包括起勵(lì)電源、自動(dòng)脫扣開關(guān)、電壓隔離變換電路、整流充電電路和放電起勵(lì)裝置；所述起勵(lì)電源經(jīng)過自動(dòng)脫扣開關(guān)、電壓隔離變換電路和整流充電電路對(duì)放電起勵(lì)裝置充電，所述放電起勵(lì)裝置給勵(lì)磁錢圈送電并給所述自動(dòng)脫扣開關(guān)反饋脫扣信號(hào)。
[0008]本發(fā)明自動(dòng)脫扣過程:起勵(lì)電源接入后經(jīng)自動(dòng)脫扣開關(guān).電壓隔離變換.整流充電至一定值.脫扣開關(guān)分閘，與輸入電源隔離，放電起勵(lì)裝置動(dòng)作，瞬間送電至勵(lì)磁線圈，發(fā)電機(jī)自動(dòng)起勵(lì)，自動(dòng)起勵(lì)完成，準(zhǔn)備下一次啟動(dòng)。
[0009]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的起勵(lì)電源包括網(wǎng)電模塊和殘壓模塊，可以接入網(wǎng)電220V勵(lì)磁或殘壓3-15V起磁。
[0010]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，在次級(jí)輸出端設(shè)置電流電壓取樣電路和A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路，所述電流電壓取樣電路采集所述IGBT功率管的次級(jí)輸出電流電壓信號(hào)，經(jīng)過A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后由所述核心處理器處理。
[0011]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的核心處理器外接功能擴(kuò)展接口電路，用于外接拓展功能電路，增加本發(fā)明的功能。
[0012]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的核心處理器外接具有通信功能的網(wǎng)絡(luò)通信模塊，比如RS485串口模塊，應(yīng)用RS485串口通信，本發(fā)明自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)可以實(shí)現(xiàn)與智能終端(如PC)的遠(yuǎn)程通信，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)智能終端控制多臺(tái)自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，達(dá)到智能化、遠(yuǎn)程化控制。
[0013]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的核心處理器外接輸出轉(zhuǎn)換電路，用于實(shí)現(xiàn)輸出電壓可由零伏至最大值精準(zhǔn)調(diào)整設(shè)置及輸出電流可由零安至最大值精準(zhǔn)調(diào)整設(shè)置。
[0014]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的核心處理器外接調(diào)節(jié)模塊，通過面板調(diào)節(jié)，按鍵輸入、旋鈕選擇等完成本發(fā)明自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)工作參數(shù)的設(shè)置和選擇。
[0015]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的核心處理器外接顯示電路，用于本發(fā)明自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)工作參數(shù)設(shè)定界面顯示及工作參數(shù)顯示。
[0016]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，還包括過壓保護(hù)電路、欠壓保護(hù)電路和過熱保護(hù)電路，所述過壓保護(hù)電路和欠壓保護(hù)電路接入電源單元，對(duì)工作電源進(jìn)行過壓、欠壓保護(hù)，所述過熱保護(hù)電路外接于所述核心處理器，對(duì)核心處理器進(jìn)行過熱保護(hù)，保證整機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)真正的數(shù)字控制直流電源，零伏、零安起調(diào)，輸出電壓可由零伏至最大值精準(zhǔn)調(diào)整設(shè)置，輸出電流可由零安至最大值精準(zhǔn)調(diào)整設(shè)置，起勵(lì)輸出電壓也可由用戶現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置。
[0019](2)設(shè)有保護(hù)電路，大電網(wǎng)跳閘后輸出電壓自動(dòng)回復(fù)到設(shè)定值，防止過電壓，運(yùn)行頻率50HZ或60HZ自動(dòng)適應(yīng)。
[0020](3)采用自動(dòng)他勵(lì)和自動(dòng)殘壓起勵(lì)兩種方式。
[0021](4)設(shè)有多種外接電路，可實(shí)現(xiàn)與智能終端的通信，實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程控制，可用單臺(tái)電腦遠(yuǎn)程調(diào)控多臺(tái)電源，功率幾千瓦至幾十千瓦，適合工業(yè)電器老化、發(fā)電勵(lì)磁、程控電鍍電解、水處理等凡是用到直流電源的任何領(lǐng)域。
[0022](5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，成本低。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源拓樸圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的自動(dòng)起勵(lì)拓樸圖；
[0025]圖3為本發(fā)明的主電路圖；
[0026]圖4為本發(fā)明的電源單元電路圖；
[0027]圖5為本發(fā)明的過壓、欠壓保護(hù)電路圖；
[0028]圖6為本發(fā)明的功能擴(kuò)展接口電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]實(shí)施例1:
[0030]一種自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，包括核心處理器、勵(lì)磁錢圈、電流電壓取樣電路、A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、功能擴(kuò)展接口電路、RS485串口通信模塊、輸出轉(zhuǎn)換電路、調(diào)節(jié)模塊、LED顯示電路、IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源和自動(dòng)起勵(lì)裝置；所述IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源包括電源單元、整流電路、濾波電路、PWM輸出電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路、IGBT功率管、轉(zhuǎn)換變壓器和次級(jí)輸出整流濾波電路；所述的自動(dòng)起勵(lì)裝置包括220V網(wǎng)電模塊和3-15V殘壓模塊、自動(dòng)脫扣開關(guān)、電壓隔離變換電路、整流充電電路和放電起勵(lì)裝置。
[0031]本實(shí)施例自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)工作前，先將三相工作電源接機(jī)端A.B.C三相，工作輸入電壓為AC350V，起勵(lì)電源選擇接網(wǎng)電AC220V，機(jī)殼與地網(wǎng)連接。接線完成后，通過調(diào)節(jié)模塊設(shè)定輸出電壓、輸出電流、起勵(lì)輸出電壓等工作參數(shù)。設(shè)定完成后起動(dòng)水輪機(jī)，待發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速正常后合上起勵(lì)開關(guān)，網(wǎng)電AC220V電源輸入經(jīng)過LFl、NTCl和DBl組成的整流濾波電路整流濾波，為IGBTl功率管和IGBT 2功率管提供工作電壓。同時(shí)，核心處理器通過PWMl和PWM2兩路輸出，經(jīng)過T3、D3和D6等組成的驅(qū)動(dòng)電路按照預(yù)先設(shè)定的工作參數(shù)驅(qū)動(dòng)IGBTl功率管和IGBT 2功率管；IGBT功率管輸出經(jīng)過轉(zhuǎn)換變壓器T2和次級(jí)輸出整流濾波電路，在次級(jí)輸出端輸出；電流電壓取樣電路在次級(jí)輸出端采樣電流電壓，反饋到核心處理器；自動(dòng)起勵(lì)裝置按預(yù)先設(shè)定的程序，自動(dòng)控制勵(lì)磁錢圈的工作，完成自動(dòng)起勵(lì)，從而完成整個(gè)自動(dòng)IGBT勵(lì)磁流程，發(fā)電機(jī)完成自動(dòng)起勵(lì)并投入運(yùn)行。
[0032]本實(shí)施例自動(dòng)脫扣過程:起勵(lì)電源接入后經(jīng)自動(dòng)脫扣開關(guān).電壓隔離變換.整流充電至一定值.脫扣開關(guān)分閘，與輸入電源隔離，放電起勵(lì)裝置動(dòng)作，瞬間送電至勵(lì)磁線圈，發(fā)電機(jī)自動(dòng)起勵(lì)，自動(dòng)起勵(lì)完成，準(zhǔn)備下一次啟動(dòng)。
[0033]實(shí)施例2:
[0034]與實(shí)施例1不同的是，本實(shí)施例還設(shè)置了過壓保護(hù)電路、欠壓保護(hù)電路和過熱保護(hù)電路，所述過壓保護(hù)電路和欠壓保護(hù)電路接入電源單元，對(duì)工作電源進(jìn)行過壓、欠壓保護(hù)，所述過熱保護(hù)電路外接于所述核心處理器，對(duì)核心處理器進(jìn)行過熱保護(hù)，保證整機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，其余工作原理相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，包括核心處理器、勵(lì)磁錢圈、IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源和自動(dòng)起勵(lì)裝置，其特征在于:所述IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源包括電源單元、整流電路、濾波電路、PWM輸出電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路、IGBT功率管、轉(zhuǎn)換變壓器和次級(jí)輸出整流濾波電路，電源輸入后經(jīng)過所述整流電路和濾波電路處理后為所述IGBT功率管提供工作電壓，所述核心處理器通過所述PWM輸出電路輸出，經(jīng)過隔離驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述IGBT功率管，所述IGBT功率管輸出經(jīng)過轉(zhuǎn)換變壓器和次級(jí)輸出整流濾波電路處理后為所述勵(lì)磁錢圈提供勵(lì)磁電壓，所述自動(dòng)起勵(lì)裝置控制勵(lì)磁錢圈的自動(dòng)勵(lì)磁工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:所述的自動(dòng)起勵(lì)裝置包括起勵(lì)電源、自動(dòng)脫扣開關(guān)、電壓隔離變換電路、整流充電電路和放電起勵(lì)裝置；所述起勵(lì)電源經(jīng)過自動(dòng)脫扣開關(guān)、電壓隔離變換電路和整流充電電路對(duì)放電起勵(lì)裝置充電，所述放電起勵(lì)裝置給勵(lì)磁錢圈送電并給所述自動(dòng)脫扣開關(guān)反饋脫扣信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:所述的起勵(lì)電源包括網(wǎng)電模塊和殘壓模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:還包括電流電壓取樣電路和A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路，所述電流電壓取樣電路在所述IGBT功率管的次級(jí)輸出端采集電流電壓信號(hào)，經(jīng)過A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后反饋到所述核心處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:所述的核心處理器外接功能擴(kuò)展接口電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:所述的核心處理器外接具有通信功能的網(wǎng)絡(luò)通信模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:所述的核心處理器外接輸出轉(zhuǎn)換電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:所述的核心處理器外接用于設(shè)定、輸入工作參數(shù)的調(diào)節(jié)模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:所述的核心處理器外接顯示電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，其特征在于:還包括過壓保護(hù)電路、欠壓保護(hù)電路和過熱保護(hù)電路，所述過壓保護(hù)電路和欠壓保護(hù)電路接入電源單元，所述過熱保護(hù)電路外接于所述核心處理器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動(dòng)起勵(lì)I(lǐng)GBT勵(lì)磁機(jī)，包括核心處理器、勵(lì)磁錢圈、IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源和自動(dòng)起勵(lì)裝置，所述IGBT數(shù)字勵(lì)磁電源包括電源單元、整流電路、濾波電路、PWM輸出電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路、IGBT功率管、轉(zhuǎn)換變壓器和次級(jí)輸出整流濾波電路，電源輸入后經(jīng)過所述整流電路和濾波電路處理后為所述IGBT功率管提供工作電壓，所述核心處理器通過所述PWM輸出電路輸出,經(jīng)過隔離驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述IGBT功率管，所述IGBT功率管輸出經(jīng)過轉(zhuǎn)換變壓器和次級(jí)輸出整流濾波電路處理后為所述勵(lì)磁錢圈提供勵(lì)磁電壓，所述自動(dòng)起勵(lì)裝置控制勵(lì)磁錢圈的自動(dòng)勵(lì)磁工作。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字控制直流電源，零伏、零安起調(diào)。可用單臺(tái)電腦遠(yuǎn)程調(diào)控多臺(tái)電源，功率幾千瓦至幾十千瓦。
【IPC分類】H02P9-30, H02K19-16
【公開號(hào)】CN104836402
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510267986
【發(fā)明人】張健強(qiáng)
【申請(qǐng)人】張健強(qiáng)
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日