[发明专利]一种双凸极直流励磁发电机起动发电控制器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双凸极直流励磁发电机起动发电控制器及其控制方法，其技术方案要点在于一种双凸极直流励磁发电机起动发电控制器，包括IGBT驱动电路、二极管整流电路、励磁控制电路、转子定位传感器和MCU；所述二极管整流电路为六只二极管构成的全桥整流电路，所述IGBT驱动电路为六只IGBT构成的全桥驱动电路；IGBT驱动电路与二极管整流电路耦合，即六只IGBT分别与六只二极管并联。本发明使双凸极直流励磁发电机为内燃机启动提供反拖扭矩并进行直流发电时，无需额外配置IGBT控制器。通过IGBT驱动电路与二极管全桥整流电路协调配合，提高低转速发电工况的发电功率，降低内燃机启动的成本。

技术领域

本发明涉及电机控制器领域，更具体的说，它涉及一种双凸极直流励磁发电机起动发电控制器及其控制方法。

背景技术

双凸极直流电励磁发电机因其结构简单、可靠性高和成本低廉等特点常被应用于内燃机动力直流发电系统应用中。而且由于转子无永磁耐高温，双凸极直流电励磁发电机可以与内燃机直接耦合连接，具有很强的竞争优势。作为与内燃机直连的发电机，双凸极直流电励磁发电机能够为内燃机点火启动提供反拖扭矩，直接将发动机转速提高到点火转速，以省去常规内燃机外部单独安装的启动电机。

目前国内外所使用的双凸极直流励磁发电机控制器基本都是由单一二极管整流为主进行直流发电。中国专利CN114553076A，公开了一种全新结构双凸极发电机使用的控制器电路，其包括定子、无轴电压、无绕组和无永磁的转子、二极管整流电路和励磁电流控制器。该专利采用简单的二极管整流发电，无开关损耗且导通损耗低。但是如果需要双凸极直流电励磁发电机为内燃机启动提供反拖扭矩并直流发电，就需要为该专利外加一套独立的IGBT启动控制电路，即IGBT控制器，增加了内燃机启动的成本。

因此，本发明希望在简化双凸极发电机起动发电控制器的同时提高发电机在低转速区的发电能力，将其中的二极管整流电路优化为以IGBT驱动电路和二极管全桥整流电路的耦合电路为主体的双凸极直流励磁发电机起动发电控制器，使双凸极直流励磁发电机为内燃机启动提供反拖扭矩并直流发电时，无需额外配置独立的IGBT控制器。同时通过IGBT驱动电路与二极管全桥整流电路协调配合，提高IGBT的可靠性，降低内燃机启动的成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种双凸极直流励磁发电机起动发电控制器，其通过IGBT驱动电路与二极管整流电路的耦合，使双凸极直流励磁发电机为内燃机启动提供反拖扭矩并直流发电时，大大提高发电机低转速发电工况下的发电能力，同时无需额外配置独立的IGBT控制器，降低了内燃机启动的成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种双凸极直流励磁发电机起动发电控制器，其包括IGBT驱动电路、二极管整流电路、励磁控制电路、转子定位传感器和MCU；所述二极管整流电路为六只二极管构成的全桥整流电路，所述IGBT驱动电路为六只IGBT构成的全桥驱动电路；IGBT驱动电路与二极管整流电路耦合，即六只IGBT分别与六只二极管并联；

所述转子定位传感器与所述MCU电连接，其用于采集转子的位置信息；

所述励磁控制电路与所述MCU电连接，其用于为发电机提供可调节的直流励磁电流；

所述MCU还与六只IGBT电连接。

本发明进一步设置为：二极管整流电路中的二级管为IGBT模块的内置续流二极管、整流二极管、肖特基二极管和碳化硅二极管之中的任意一种。

本发明进一步设置为：所述转子定位传感器为旋转变压器、磁编码器和霍尔传感器中的任意一种。

一种双凸极直流励磁发电机起动发电控制器控制方法，上述双凸极直流励磁发电机起动发电控制器，其MCU的控制方法如下：

发电机反拖启动发动机时，转子的位置信息控制IGBT驱动电路进行换相开关，输出启动扭矩；发动机当前转速＞发动机启动转速，则反拖成功，转换为发电控制策略；