一种发电机调压整流方法

技术领域

本发明涉及发电机调压技术领域，具体涉及一种发电机调压整流方法。

背景技术

现有机车发电机调压技术，通常以交流相电压信号为基准物理量实施控制动作，演变出短路式整流电压调整器和开关式整流电压调整器。

对常规短路式整流电压调整器，当因为输出电压高需要旁路掉发电机能量时，在相电压过零时实施短路动作，开通整流桥臂下桥臂开关元件、关闭整流桥上桥臂开关元件；当因为输出电压低需要整流输出发电机能量时，在相电压过零时实施整流动作，开通整流桥臂上桥臂开关元件、关闭整流桥下桥臂开关元件，如此实现了能量输出控制和电压调节。

对于短路式整流电压调整方式，发电机长期处于满载状态，使得发电机线圈温度高、燃油车散热系统要求高、燃油车循环油温度高，高油温又使得磁电机可靠性降低。同时，燃油车的燃油经济性降低。由于大多短路式整流电压调整器主回路由MOSFET构成，发热量小且能够输出大电流，使得电压调整器适用于中大排量。

对常规开关式整流电压调整器，当因为输出电压高不需要输出发电机能量时，在相电压过零时实施截断动作，将整流桥臂上下桥臂通路关断；当因为输出电压低需要整流输出发电机能量时，在相电压正过零时，开通整流桥臂上桥臂通路、关闭整流桥下桥臂通路，在相电压负过零时，关断整流桥臂上桥臂通路、开通整流桥下桥臂通路，如此实现了能量输出控制和电压调节。

常规开关式整流电压调整器，整流器主元件一般由可控硅、整流二极管构成，主回路发热决定了整流器功率密度偏低，难以输出大电流，仅适用于中小排量。

现有集成式调压器，采用角度移相控制模式，需要外部发电机磁钢检测元件，比如集成在发电机中的霍尔元件、辅助线圈、凸台点检测元件等，传感器检测发电机磁钢位置并结合输出电压于输出电压参考值的关系来控制整流桥上下桥臂动作，进而控制输出电压。传感器信号的引入需要外部布线系统，这又增加了系统复杂度，降低了系统可靠性。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种根据输出直流电压和输出电压参考值差的情况调整各桥臂的开关器件的特定导通和关闭动作点以实现控制输出电压控制的发电机调压整流方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种发电机调压整流方法，所述发电机调压整流方法包括发电机和三相桥式全控整流电路，

采集所述三相桥式全控整流电路的输出直流电压U

优选的，当控制角α增加时，所述三相桥式全控整流电路的输出直流电压U

优选的，采用差分比例调节器或差分比例积分调节器构成输出电压闭环控制，以使当输出直流电压U

优选的，采集发电机输出的三相交流电流实时值，根据控制角α和发电机输出的三相交流电流实时值计算所述三相桥式全控整流电路中各开关器件的控制点。

优选的，根据控制角α计算调压控制角β

控制角α>0时，调压控制角β

控制角α<0时，调压控制角β

控制角α＝0，调压控制角β

优选的，取n＝6，且U相调压控制角依次为调压控制角β

当U相电流I

当V相电流I

当W相电流I

当U相电流I

当V相电流IV变化到调压控制角β

当W相电流I

优选的，以发电机三相交流输出电流中某一相电流的过零点为起始点，并以控制角α为基础进行计算得到各个调压控制角β

与现有技术相比，本发明由输出直流电压U

附图说明

图1为本发明发电机调压整流方法的流程图；

图2为本发明发电机调压整流方法中不同控制角与三相交流电流的位置关系图；

图3为本发明发电机调压整流系统的控制框图；

图4为本发明发电机调压整流方法中控制角α＞0时三相桥式全控整流电路中各开关器件的导通关闭示意图；

图5为本发明发电机调压整流方法中控制角α＝0时三相桥式全控整流电路中各开关器件的导通关闭示意图；

图6为本发明发电机调压整流方法中控制角α＜0时三相桥式全控整流电路中各开关器件的导通关闭示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本发明提供一种发电机调压整流方法，该发电机调压整流方法包括发电机和三相桥式全控整流电路，在本具体实施例中，以三相桥式全控整流电路中各相上、下桥臂均为MOSFET为例进行本发明发电机调压控制方法的说明，但是本发明的调压控制方法并不仅仅适用于各相上、下桥臂均为MOSFET管的三相桥式全控整流电路，同样也适用于其他结构形式的三相桥式全控整流电路，如三相上、下桥臂均为IGBT的结构形式等，本发明方法作用到其它结构形式的三相桥式全控整流电路的原理与各相上、下桥臂均为MOSFET管的三相桥式全控整流电路的原理是一样的，故对于其他三相桥式全控整流电路的结构形式在本发明不再具体赘述。具体的，本发明中各相上、下桥臂均为MOSFET管的三相桥式全控整流电路包括U相上桥臂的T1、U相下桥臂的T4、V相上桥臂的T2、V相下桥臂的T5、W相上桥臂的T3、W相下桥臂的T6。

如附图1到附图6所示，本发明的发电机调压整流方法，采集三相桥式全控整流电路的输出直流电压U

在本具体实施例中，采用差分比例调节器或差分比例积分调节器构成输出电压闭环控制，以使当输出直流电压U

具体的，当采用差分比例调节器构成输出电压闭环控制时，控制角α的计算公式为：

α＝k

式中，U

当采用差分比例积分调节器构成输出电压闭环控制时，控制角α的计算公式为：

α＝k

式中，U

在本具体实施例中，当控制角α增加时，三相桥式全控整流电路的输出直流电压U

在本具体实施例中，采集发电机输出的三相交流电流实时值，根据控制角α和发电机输出的三相交流电流实时值计算三相桥式全控整流电路中各开关器件的控制点。

在本具体实施例中，根据控制角α计算调压控制角β

又如附图1所示，控制角α＞0时，调压控制角β

控制角α＜0时，调压控制角β

控制角α＝0，调压控制角β

在本具体实施例中，根据控制角α计算调压控制角β

当以发电机三相交流输出电流中某一相电流的过零点为起始点，对各相调压控制角β

具体的，本方案以U相电流的过零点为起始点进行统一计算为例进行说明，此时各调压控制电流角β

式中：β

当以发电机三相交流输出电流中每一相电流的过零点为起始点，对调压控制角β

此时U相调压控制电流角的计算公式如下：

V相调压控制电流角的计算公式如下：

W相调压控制电流角的计算公式如下：

所计算的β

在本具体实施例中，取n＝6，且U相调压控制角依次为调压控制角β

当U相电流I

当V相电流IV变化到调压控制角β

当W相电流I

当U相电流I

当V相电流IV变化到调压控制角β

当W相电流I

另外，本发明还提供一种实现上述发电机调压整流方法的系统，还包括电压采样模块、电压调节模块、控制点生成模块和驱动模块；

电压采样模块用于采集三相桥式全控整流电路的输出直流电压U

电压调节模块用于根据输出直流电压U

控制点生成模块用于根据获取的发电机输出的三相交流电流实时值、控制角α产生三相桥式全控整流电路中各开关器件的控制信号，并发送给驱动模块；

驱动模块用于向三相桥式全控整流电路中对应相上下桥臂开关器件发送控制信号，以实现对应相上下桥臂开关器件的导通和关闭。

具体的，发电机输出的三相交流电流实时值的采集方法为：将电流传感器串联在三相桥式全控整流电路的交流输入和之间，且每相采用一个电流传感器，这样可以直接通过电流传感器获得发电机输出三相交流电流的实时值。当然，实际对三相交流电流实时值进行采集时，也可以采用其它可以实现的方法。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。