汽油发电机交流输出稳压控制电路设计.pptx

1 汽油发电机交流输出稳压控制电路设计 OUR TEAM 成员 孙升宝 第1页/共29页 第2页/共29页 市场背景分析 第3页/共29页 市场背景 据工业和信息化部有关官员称，“十二五”期间，我国将以重点行业、重点园区、重点企业、重点产品为着力点，推动工业节能降耗减排治污迈上新台阶，加快发展循环经济和再制造产业和节能环保装备。  随着新一轮的电力投资热潮来临，输变电设备制造企业在未来几年都将处于满负荷状态，呈现产销两旺、十分景气的局面。而作为输配电行业一个重要分支的稳压器制造业更是一路高歌。由于中国西电东送，南北互供，全国联网的实施，稳压器需求仍将保持平稳增长的态势。 稳压器成为“十二五”期间节能的重要目标    第4页/共29页 市场背景 一、全自动补偿式交流稳压器 构造原理：采用电机带动碳刷在自耦变压器绕组匝间滑动而直接调节输出电压或通过补偿变压器调节输出电压. 优点：带负载能力强、波形失真小、工作效率高、稳压器自身抗干扰能力强. 缺点：响应时间慢（≥1S）、有机械磨损、需定期维护、在稳压过程中交流接触器及电机产生较大的噪声.再制造产业和节能环保装备。   目前市场上 5种常用交流稳压器  第5页/共29页 市场背景 二、无触点交流稳压器 构造原理：通过电压或电流过零时切换一组或多组可控硅而使补偿变压器组中的某一个或多个变压器的补偿绕组升压,降压,初级短路,或切换自藕变压器的抽头来调节输出电压. 优点：带负载能力强、波形失真小、工作效率高、响应时间快、噪音低。 缺点：稳压精度不高。 目前市场上 5种常用交流稳压器  第6页/共29页 市场背景 三、交流净化稳压器 构造原理：采用正弦波能量分配与滤波器相结合的方法,通过调节初级回路可控硅的导通角来调节输出电压. 优点：稳压精度高≤±1%，响应时间快≤40ms，有尖锋脉冲滤波作用。 缺点：输出与输入电压之间有移相、有少许波形失真（附加≤3.5%）带某些特殊负载（如可控硅负载）不理想. 目前市场上 5种常用交流稳压器  第7页/共29页 市场背景 四、磁放大式交流稳压器 基本构造原理：通过改变串联在自藕变压器的初级回路的磁放大变压器的磁阻来稳定输出电压. 优点：稳压精度高、响应时间快. 缺点：体积大、重量重、价格高. 目前市场上 5种常用交流稳压器  第8页/共29页 市场背景 五、参数稳压器 基本构造原理：利用铁芯材料饱和特性来突现输出电压基本稳定. 优点：工作可靠、过载能力强、输出短路时能自动保护、结构简单、稳压范围大、抗干扰能力强. 缺点：重量大、体积大、价格高、噪音大、铁芯温升高、对输入电源工作频率要求高. 目前市场上 5种常用交流稳压器  第9页/共29页 项目设计思路与框架 第10页/共29页 设计思路 　在了解完市场行情和对比了不同方法的优缺点之后，对于汽油发电机交流稳压系统控制和保护电路原理框图，我们做了详细的分析，然后分析了当发生故障时的电压检测方式，最后进行了总结。 第11页/共29页 设计框架 市场行情 不同方法对比 总结 具体设计内容 第12页/共29页 具体设计内容 第13页/共29页 第14页/共29页 第15页/共29页 系统控制方式结构框图 同步发电机数字式励磁控制系统 第16页/共29页 稳压控制电路设计 汽油机视为恒转速系统，交流220V发电机在负载变动的情况下要保证输出电压恒定必须调节励磁，输出最大功率3kw。 　　 第17页/共29页 稳压控制电路设计 交流发电机调节器的工作原理是： 当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流If来减小磁通Ф，使发电机的输出电压在一定范围内保持波动。 触点式电压调节器通过触点开闭，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If大小；晶体管调节器、集成电路调节器等利用大功率三极管的导通和截止，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流If大小。 第18页/共29页 稳压控制电路原理框图 汽油发电机组控制保护电路原理框图如图1所示，PWM控制时序如图2所示 第19页/共29页 控制保护过程分析 (1)输出电压设置。 图2中基准电压为钳位电压。如图2所示，当调节电压设置电位器使设置电压上升或下降时，控制比较器输出脉冲将变宽或变窄，发电机励磁绕组导通时间随之变化，发电机输出电压也将按比例上升或下降，直至到达稳定状态。 第20页/共29页 控制保护过程分析 (2)输出电压稳定。 发电机输出电压，经电压互感器取样后反馈到控制比较器。当设置电压固定且没有负载变化引起输出电压变化时，控制比较器将输出宽度固定的脉冲控制激励管和功率管接通励磁绕组。由于励磁绕组导通时间固定，输出电压处于一个稳定值。 再如图2所示，当发电机输出电压发生变化时，由于基准电压与设置电压不变