[发明专利]变频交流异步发电机电源控制系统和具有其的异步发电机

说明书

本发明公开了一种变频交流异步发电机电源控制系统和具有其的异步发电机，变频交流异步发电机电源控制系统包括：高速处理器，能够检测发电机转速和进行AD检测，并能够快速运算输出多路PWM脉冲；转速传感器，检测发电机转速，处理器运算后向异步电机定子绕组输出具有预设转差率的三相正弦波励磁电压，电磁转速N2滞后转子转速N1；光隔离驱动器，驱动第一IGBT模组对外部电机产生滞后转子转速的旋转磁场；DC/DC电源隔离模块，在转子感应电压产生磁场后，切割定子线圈产生交流电压；SPWM光隔离驱动；第二IGBT模组，将经过SPWM光隔离驱动隔离后的载波对直流电压进行逆变。该变频交流异步发电机电源控制系统可以实现变频控制，提高发电机效率。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别是采用车载原发动机作输出动力时，发电机转速大幅度变化，通常从700RPM到6000RPM变化，而且能够保证稳定输出电压和频率的一种低失真度正弦波的变频交流异步发电机电源控制系统和具有其的异步发电机。

背景技术

目前，异步发电机都是工频发电机，比如早期的风力发电机，利用转速超前，电网频率滞后的方式励磁发电。电力电子技术发展后，也有用IGBT控制SPWM进行励磁发电，然后通过电感电容滤波后输出工频电能。他们共同的特点频率低，定频50HZ输出，体积大，笨重，效率低。如图1所示是新型励磁方式的异步发电机，1是交流异步发电机，2是用IGBT组成SPWM励磁控制器，3是交流输出LC滤波器，输出三相工频电能。

然而，在采用舰船和汽车的原发动机来驱动发电机输出稳定的工频电源，这种异步发电机和同步发电机都无法满足需求了。

因此，人们迫切需要一种能够适应汽车动力和舰船动力，输出高质量电源的一种取力发电机。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提供一种变频交流异步发电机电源控制系统和具有该控制系统的异步发电机可以实现变频控制，提高发动机效率。

根据本发明第一方面实施例的变频交流异步发电机电源控制系统，包括：高速处理器，所述高速处理器能够检测发电机转速和AD检测，经过运算产生具有预设转差率的三相SWPM载波并输出；转速传感器，所述转速传感器检测发电机转速，经处理器运算后向异步电机定子绕组输出具有所述预设转差率的三相正弦波励磁电压，电磁转速N2滞后于转子转速N1；光隔离驱动器，所述光隔离驱动器驱动第一IGBT模组对外部电机产生滞后转子转速的旋转磁场；DC/DC电源隔离模块，所述DC/DC电源隔离模块给母线、主机的工作电源和电机起励电源供电，在转子感应电压产生磁场后，切割定子线圈产生交流电压；SPWM光隔离驱动，所述SPWM光隔离驱动对在DC_BUS直流母线稳定后，启动逆变SPWM载波并输出的载波进行隔离；第二IGBT模组，将经过所述SPWM光隔离驱动隔离后的载波对直流电压进行逆变。

根据本发明实施例的变频交流异步发电机电源控制系统，能够克服现有的异步发电机在工作时，需要保证输出固定的频率，发动机工作在固定转速，笨重体积大、功率密度低、效率低的缺点，根据本发明实施例的控制系统，可以用转速范围大幅度变化比如汽车、舰船等发动机输出做发动机驱动力的场合。

根据本发明的一个实施例，所述高速处理器为DSP处理器或ARM处理器。

根据本发明的一个实施例，所述预设转差率为3%-15%。

根据本发明的一个实施例，所述的变频交流异步发电机电源控制系统还包括：LC滤波电路，所述LC滤波电路能够将滤波平滑后转成标准的正弦波电压。

根据本发明的一个实施例，所述的变频交流异步发电机电源控制系统还包括：输出电压检测器，所述输出电压检测器能够对经过所述LC滤波电路转化的正弦波电压进行检测。