專利名稱：無穩速發電機整流穩壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種電子產品，即一種無穩速發電機整流穩壓器。
背景技術：
不在穩定的轉速下工作的發電機，稱為無穩速發電機。如機動車發電機、摩托車發電機，特別是風力發電機，都屬于無穩速發電機。這類發電機隨著轉速的大幅度變化，其電壓、頻率、電流，特別是輸出功率等項指標也會發生較大的波動，因此必須進行穩壓控制。可是，由于波動幅度太大，且很不規則，穩壓控制十分困難，普通的三相可控、半可控整流技術及其展寬措施都不能適應工作需要。為了解決這個難題，人們采用了鋪設可控電勵磁場機構或分流卸荷法等多種措施。可是，由于上述措施帶來了結構復雜、制造困難、浪費能源、效率低下、故障率高等缺點，都沒有從根本上解決問題。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種能夠較好地解決無穩速發電機的穩壓控制問題，且結構簡單，成本低廉，節能高效，穩定可靠的裝置。上述目的是由以下技術方案實現的研制一種無穩速發電機整流穩壓器，其主要部分也是一個可接于發電機的三相輸出端的三相整流橋。所不同的是所說的整流穩壓器是由一個三相整流橋及其控制電路、移相觸發電路所構成，在三相整流橋與發電機A項輸出端相連接的一個橋臂上，串接有可在控制電路作用下進行導通或關斷動作的晶閘管VT1；在另外兩支與發電機B項、C項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電路作用下實行飽含導通或移相導通的晶閘管VT2。這個三相整流橋把發電機的三相輸出端隔離為兩組。在用電量較大或轉速較低時，兩個晶閘管均飽含導通，當用電量較小或轉速較高時，晶閘管VT1斷開、VT2移相導通，發電機趨于空轉的節能狀態，但仍有穩定的電壓輸出。
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的雙向晶閘管。
所說的晶閘管VT1是兩只兼做發電機A項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極端。
所說的控制電路是由兩個比較器IC4和IC5及其輔助電路構成。
所說的移相觸發電路是由電容器C1以及接成互補型的兩只三極管T2、T3，供電電阻R8等組成的積分式移相觸發器，以及可控恒流源、限流電阻，供電穩壓器等輔助電路構成。
采用上述方案制成的無穩速發電機整流穩壓器，能較好地平息因轉速變化所造成的各項指標的波動，實現了大小功率的永磁發電機在節能前提下的穩壓輸出，為相關的電控、輸電、逆變及用電器的安全運行提供了保證，使各單機并網聯網極為簡單，且具有簡單、廉價、穩定高效的特點。
附圖介紹
圖1是一種實施方式的電路圖。
實施方式附圖介紹了28V(給24V蓄電池充電)300W永磁發電機整流穩壓器的電路結構。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器，用以觸發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為移相觸發器輸出限流電阻，R6選3KΩ；供電穩壓器由三極管T1，穩壓管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穩壓管，R5選300KΩ，R4選18KΩ，IC2選MOC3011，它與R4串聯后與R5并連。
電路控制部分用了兩個電壓比較器IC4、IC5。這里，用LM358雙運放接成，偏置基準電壓由6V穩壓管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光藕和(其中一個三極管型輸出，兩個晶閘管或電阻型輸出)輸出控制信號。為保護電壓控制電路，設計有可恢復過壓保護電路，它由消磁電阻TR、單向晶閘管VT3、限流電阻R11和穩壓管D12組成，R11選610Ω，穩壓管選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串入發電機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在輸出電壓低時全開通；而輸出電壓高時，首先關斷VT1，VT2就可進入移相控制導通狀態，從而實現了對三相交流電的輸出穩壓控制。
VT1通過光電藕和器IC1受控于接成電壓比較器的運放IC5，通過調整，設定IC5在輸出的直流電壓低于規定值時輸出高電平，在高于規定電壓值時輸出低電平，就會使VT1控制的一相電在發電機轉數較低、輸出電流較大時接通整流橋，參與三相整流，發電機輸出功率最大，電壓達到穩定值。在輸出電流較小，電機轉數升高時，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有過零點，串于其輸出端的單向晶閘管就有可控性，從而使另兩相電實現移相控制，使電壓值穩定在要求值上，發電機則處于節能工作狀態。
由于VT1只在發電機電壓較低時接通，電壓較高時是關斷的，因而IC1選耐受電機可能出現的最高電壓值上，而限流電阻則可選得較小。
為使另兩相電既適應發電機電壓較高，VT2在移相導通工作狀態時的可靠控制，又能適應在發電機電壓較低時的充分導通，即有最大的移相導通角，在這里設計了能展寬適應頻率、電壓、輸出電流都大幅度變化的互相聯系的各單元電路，如穩壓供電電路、恒流電路、電流觸發輸出電路等。其中電阻R4與光電藕和器串連后并于穩壓器偏置電阻R5上，在電壓較低時IC2開通，電阻R4開始為T3提供偏置電流，使穩壓器仍有穩定的電壓輸出，而電壓升高時則隨時關斷，以減小功耗。穩壓調整管選用耐高壓管，阻隔了高電壓使移相觸發電路免受高壓沖擊，并為積分式移相觸發電路提供不同幅值的同步削頂波形。在觸發電路中，由于采用D8、D11兩只隔離二極管，使觸發電流不主要從C1和R2、R3分壓點獲得，而是通過電阻R7從恒流源獲得，增大了觸發電流。R16是為防止T1深度飽和影響移相觸發速度而設，電壓控制電路工作在深度電壓負反饋工作狀態，IC5雖然是以開關狀態工作，但仍有緩沖觸發特性；而IC4的輸出又通過IC3一級三極管放大，從而使恒流源有較大的動態控制力。這些設計使互補三極管型移相觸發器在發電機電壓較低時有最大的觸發提前角度，在電壓較高時又能精確穩定控制輸出電壓，能夠適應較寬的電壓電流頻率變化范圍，且具有較好的響應速度，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，設置了可恢復性保險絲，它利用消磁電阻PTC在電流過大時因溫升使電流急劇減小，在斷電降溫時快速自恢復的特性，使這一電路具有準確可靠的電壓敏感性和可自恢復性。
權利要求1.一種無穩速發電機整流穩壓器，其主要部分也是一個可接于發電機的三相輸出端的三相整流橋，其特征在于所說的整流穩壓器是由一個三相整流橋及其控制電路、移相觸發電路所構成，在三相整流橋與發電機A項輸出端相連接的一個橋臂上，串接有可在控制電路作用下進行導通或關斷動作的晶閘管VT1；在另外兩支與發電機B項、C項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電路作用下實行飽含導通或移相導通的晶閘管VT2。
2.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的晶閘管VT1是雙向晶閘管。
3.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的雙向晶閘管有1只。
4.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的雙向晶閘管是多只并聯的雙向晶閘管。
5.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的晶閘管VT1是兩只兼做發電機A項輸出端可控整流管的單向晶閘管。
6.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的晶閘管VT2是1只單向晶閘管。
7.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的晶閘管VT2是多只并連的單向晶閘管。
8.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的晶閘管VT2是雙向晶閘管。
9.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，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.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的單向晶閘管VT2接在整流輸出回路的負極端。
11.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的控制電路是由兩個比較器IC4和IC5及其輔助電路構成。
12.根據權利要求1所述的無穩速發電機整流穩壓器，其特征在于所說的移相觸發電路是由電容器C1以及接成互補型的兩只三極管T2、T3，供電電阻R8等組成的積分式移相觸發器，以及可控恒流源、限流電阻，供電穩壓器等輔助電路構成。
專利摘要本實用新型是一種電子產品，即一種無穩速發電機整流穩壓器。風力發電機等不在穩定轉速下工作的發電機，其多項性能指標會隨著轉速的變化而大幅度波動，目前所采用的鋪設可控電勵磁場機構或分流卸荷裝置等控制措施，都存在許多缺點。本實用新型采用三相整流橋把發電機的三相電分隔為兩組，其中一相與三相整流橋的一個橋臂之間，連接雙向晶閘管VT
文檔編號H02P9/26GK2691165SQ20042003106
公開日2005年4月6日 申請日期2004年4月2日 優先權日2004年4月2日
發明者馬軍興 申請人:馬軍興