專利名稱：變速恒壓直流無刷發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車用發電機領域，尤其是涉及一種變速恒壓直流無刷發電機。
背景技術：
變速無刷直流發電機用于汽車行駛過程中的取力發電，為車輛載裝的用電設備提供穩定直流電源，也可作為直流發電機用于其他直流發電系統。發電機采用爪極式結構，發電機主要有定、轉子、前后端蓋、硅整流裝置、電壓調節器和電量顯示及輸出控制裝置等組成。轉子采用爪極結構，前后端蓋為鋼板件。通過控制發電機的磁場，控制發電機的電樞電壓，進而控制整流后的輸出電壓。原來的直流發電機勵磁電源都是采用永磁機發出來的電， 在發電機轉速突然變化時，永磁機輸出電壓也隨之改變，在發電機轉速突然升高時，如果要保持直流發電機輸出電壓保持在DC28V不變，就要減小發電機勵磁電壓，而此時發電機端電壓卻隨著轉速升高而升高，所以就要更大幅度的降低勵磁電流，這就給控制帶來了更大的困難。
發明內容本實用新型目的在于提供一種能夠保證汽車行駛時發電機輸出電壓保持28V不變的變速恒壓直流無刷發電機。為實現上述目的，本實用新型可采取下述技術方案本實用新型所述的變速恒壓直流無刷發電機，包括發電機，所述發電機的電源輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、整流濾波模塊和電壓檢測模塊的電源輸入端電連接；所述電壓電流轉速顯示控制器模塊的信號輸出端與直流輸出模塊的信號輸入端電連接，電壓電流轉速顯示控制器模塊與RS-485通訊模塊通訊連接；所述整流濾波模塊的電源輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、電流檢測模塊和預負載模塊的電源輸入端電連接；所述電流檢測模塊的信號輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、直流輸出模塊、工作電源切換模塊、低速過電流電壓保護模塊和電流補償模塊的信號輸入端電連接；所述電壓檢測模塊的信號輸出端分別通過所述低速過電流電壓保護模塊和遠端控制模塊與 PID調節模塊的信號輸入端電連接；所述電流補償模塊的信號輸出端與所述PID調節模塊的信號輸入端電連接；PID調節模塊的信號輸出端與PWM及功率驅動模塊的信號輸入端電連接，所述發動機的信號輸入端通過所述PWM及功率驅動模塊和工作電源切換模塊與電壓起勵模塊的信號輸出端電連接。本實用新型優點在于通過調節發電機勵磁繞組上的電壓通斷比調節發電機勵磁繞組的電流大小，從而控制發電機的電壓穩定在額定值，保證發電機在汽車行駛過程中發電機速度(2000-6000r/min)突然發生變化時發電機輸出電壓能夠保持28V不變。
圖1是本實用新型的電路原理框圖。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型所述的變速恒壓直流無刷發電機，包括發電機，所述發電機的電源輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、整流濾波模塊和電壓檢測模塊的電源輸入端電連接；所述電壓電流轉速顯示控制器模塊的信號輸出端與直流輸出模塊的信號輸入端電連接，電壓電流轉速顯示控制器模塊與RS-485通訊模塊通訊連接；所述整流濾波模塊的電源輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、電流檢測模塊和預負載模塊的電源輸入端電連接；所述電流檢測模塊的信號輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、直流輸出模塊、工作電源切換模塊、低速過電流電壓保護模塊和電流補償模塊的信號輸入端電連接；所述電壓檢測模塊的信號輸出端分別通過所述低速過電流電壓保護模塊和遠端控制模塊與PID調節模塊的信號輸入端電連接；所述電流補償模塊的信號輸出端與所述PID 調節模塊的信號輸入端電連接；PID調節模塊的信號輸出端與PWM及功率驅動模塊的信號輸入端電連接，所述發動機的信號輸入端通過所述PWM及功率驅動模塊和工作電源切換模塊與電壓起勵模塊的信號輸出端電連接。其工作原理為在發電機轉速大于1500r/min后電壓調節器投入工作建立電壓， 發電機電樞繞組的電壓信號經過橋式整流濾波模塊變成一個脈動直流電壓信號，該電壓信號經過微分整形后與電壓設定基準信號一起送到PID調節模塊，PID調節模塊輸出信號經過PWM及功率驅動模塊脈寬調制成矩形波信號，通過驅動電路控制發電機勵磁電流的大小，從而調節發電機輸出電壓，使發電機輸出電壓穩定在額定電壓值。發電機的輸出電壓信號與運算放大器的基準電壓進行比較，信號電壓值高于運算放大器的基準電壓值時運算放大器輸出低電平，大功率管關斷，切斷勵磁線圈的供電電源，使發電機輸出電壓降低，當信號電壓值低于運算放大器的基準電壓值時運算放大器輸出高電平，大功率管導通，勵磁線圈的電流增加，使發電機的電壓升高。這樣通過調節發電機勵磁繞組上的電壓通斷比調節發電機勵磁繞組的電流大小，從而控制發電機的電壓穩定在額定值。通過霍爾電流傳感器檢測發電機的輸出電流，并把該電流量轉換成與之相對應的電壓信號，經過電流補償模塊送入PID調節模塊，以加快發電機的反應速度，提高發電機輸出電壓的動態性能。
權利要求1. 一種變速恒壓直流無刷發電機，包括發電機，其特征在于所述發電機的電源輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、整流濾波模塊和電壓檢測模塊的電源輸入端電連接；所述電壓電流轉速顯示控制器模塊的信號輸出端與直流輸出模塊的信號輸入端電連接，電壓電流轉速顯示控制器模塊與RS-485通訊模塊通訊連接；所述整流濾波模塊的電源輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、電流檢測模塊和預負載模塊的電源輸入端電連接；所述電流檢測模塊的信號輸出端分別與電壓電流轉速顯示控制器模塊、直流輸出模塊、工作電源切換模塊、低速過電流電壓保護模塊和電流補償模塊的信號輸入端電連接；所述電壓檢測模塊的信號輸出端分別通過所述低速過電流電壓保護模塊和遠端控制模塊與 PID調節模塊的信號輸入端電連接；所述電流補償模塊的信號輸出端與所述PID調節模塊的信號輸入端電連接；PID調節模塊的信號輸出端與PWM及功率驅動模塊的信號輸入端電連接，所述發動機的信號輸入端通過所述PWM及功率驅動模塊和工作電源切換模塊與電壓起勵模塊的信號輸出端電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種變速恒壓直流無刷發電機，在發電機轉速大于1500r/min后電壓調節器投入工作建立電壓，發電機電樞繞組的電壓信號經過橋式整流濾波模塊變成一個脈動直流電壓信號，該電壓信號經過微分整形后與電壓設定基準信號一起送到PID調節模塊，PID調節模塊輸出信號經過PWM及功率驅動模塊脈寬調制成矩形波信號，通過驅動電路控制發電機勵磁電流的大小，從而調節發電機輸出電壓，使發電機輸出電壓穩定在額定電壓值。本實用新型優點在于通過調節發電機勵磁繞組上的電壓通斷比調節發電機勵磁繞組的電流大小，從而控制發電機的電壓穩定在額定值，保證發電機在汽車行駛過程中速度突然發生變化時輸出電壓能夠保持28V不變。
文檔編號H02P9/14GK202334425SQ20112047703
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者劉根成, 吳東建, 張志鵬, 牛星軍, 董蕾, 陳書彰, 陳俊民 申請人:鄭州金陽電氣有限公司