專利名稱：低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)的微型燃機發(fā)電系統(tǒng)最終輸出大多為50Hz、400V交流電，驅動方式采用400V電壓變頻起動；傳統(tǒng)的低電壓微型燃機發(fā)電系統(tǒng)一般通過減速器聯(lián)結直流電機，系統(tǒng)龐大，結構復雜。同時低電壓微型燃機發(fā)電系統(tǒng)的潤滑泵永磁電機需要獨立的驅動逆變系統(tǒng)，結構復雜。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種無減速器的低壓直聯(lián)微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，并向潤滑泵永磁電機提供所需要的逆變驅動系統(tǒng)，使整個系統(tǒng)緊湊，結構簡単。本實用新型所采用的技術方案為低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)包括直流電源、主電機低電壓逆變系統(tǒng)、低電壓高速永磁電動/發(fā)電機、三相獨立整流器、油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)及油泵永磁電機，所述的直流電源分別與主電機低電壓逆變系統(tǒng)和油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)連接，油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)的輸出端通過接觸器連接油泵永磁電機；低電壓高速永磁電動/發(fā)電機為三相繞組六抽頭引出，三相獨立整流器包括六個輸入端和兩個輸出端，所述的主電機低電壓逆變系統(tǒng)的輸出端通過接觸器的與低電壓高速永磁電動/發(fā)電機的三相繞組上端及三相獨立整流器的三個輸入端連接，所述的低電壓高速永磁電動/發(fā)電機的三相繞組下端一側通過接觸器連接在一起，另ー側與三相獨立整流器的另三個輸入端連接，所述的三相獨立整流器的輸出端連接負載。所述的主電機低電壓逆變系統(tǒng)包括6個絕緣柵雙極性晶體管和主逆變 控制系統(tǒng)，所述的6個絕緣柵雙極性晶體管兩兩串聯(lián)后，分別連接在36V直流電源的正極和負極上，兩兩串聯(lián)的絕緣柵雙極性晶體管之間分別引出輸出端與接觸器連接，所述的主逆變控制系統(tǒng)與絕緣柵雙極性晶體管的門極相連接。所述的三相獨立整流器包括12個ニ極管和ー個電容器，所述的ニ極管兩兩串聯(lián)后，正、負極分別與電容器的正、負極連接在一起，兩兩串聯(lián)的ニ極管之間分別引出6個三相獨立整流器的輸入端。所述的油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)包括6個絕緣柵雙極性晶體管主逆變控制系統(tǒng)，所述的絕緣柵雙極性晶體管兩兩串聯(lián)后，分別連接在36V直流電源的正極和負極上，兩兩串聯(lián)的絕緣柵雙極性晶體管之間分別引出輸出端與接觸器連接，所述的主逆變控制系統(tǒng)與絕緣柵雙極性晶體管的的門極相連接。所述的直流電源為36V直流電源由3節(jié)12V鉛酸蓄電池串聯(lián)而成。所述的主電機低電壓高速永磁電動/發(fā)電機額定轉速下輸出相電壓為三相40V，極對數(shù)為1，最高轉速為52000r/min，輸出功率最大為18kW。所述的所有雙極性晶體管和ニ極管均安裝在散熱基板上。本實用新型的通過低電壓逆變系統(tǒng)把36V直流電源變換為頻率可控的交變電流起動主電機低電壓高速永磁電動/發(fā)電機和油泵永磁電機，從而實現(xiàn)微型燃機的驅動和發(fā)電以及潤滑泵的工作。本實用新型通過簡單的連接，實現(xiàn)了不需要減速器便可以完成微型燃機的起動和發(fā)電，同時不需要獨立的驅動逆變系統(tǒng)實現(xiàn)潤滑油泵永磁電機工作，具有系統(tǒng)緊湊、結構簡單的特點，已成功的應用到微型燃氣輪電發(fā)電機設備中。
圖1為本實用新型的連接示意圖。
具體實施方式
如圖所示，低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)包括直流電源1、主電機低電壓逆變系統(tǒng)2、低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4、三相獨立整流器5、油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)6及油泵永磁電機8，所述的直流電源I分別與主電機低電壓逆變系統(tǒng)2和油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)6連接，油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)6的輸出端通過接觸器KM3連接油泵永磁電機8 ;低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4為三相繞組六抽頭引出，三相獨立整流器5包括六個輸入端和兩個輸出端，所述的主電機低電壓逆變系統(tǒng)2的輸出端通過接觸器KMl的與低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4的三相繞組上端及三相獨立整流器5的三個輸入端連接，所述的低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4的三相繞組下端一側通過接觸器K M2連接在一起，另ー側與三相獨立整流器5的另三個輸入端連接，所述的三相獨立整流器5的輸出端連接負載R。所述的主電機低電壓逆變系統(tǒng)2包括6個絕緣柵雙極性晶體管Tl和主逆變控制系統(tǒng)3，所述的6個絕緣柵雙極性晶體管Tl兩兩串聯(lián)后，分別連接在36V直流電源I的正極和負極上，兩兩串聯(lián)的絕緣柵雙極性晶體管Tl之間分別引出輸出端與接觸器KMl連接，所述的主逆變控制系統(tǒng)3與絕緣柵雙極性晶體管Tl的門極相連接所述的三相獨立整流器5包括12個ニ極管Dl和ー個電容器，所述的ニ極管Dl兩兩串聯(lián)后，正、負極分別與電容器的正、負極連接在一起，兩兩串聯(lián)的ニ極管Dl之間分別引出6個三相獨立整流器5的輸入端。所述的油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)6包括6個絕緣柵雙極性晶體管T2主逆變控制系統(tǒng)7，所述的絕緣柵雙極性晶體管T2兩兩串聯(lián)后，分別連接在36V直流電源I的正極和負極上，兩兩串聯(lián)的絕緣柵雙極性晶體管T2之間分別引出輸出端與接觸器KM3連接，所述的主逆變控制系統(tǒng)7與絕緣柵雙極性晶體管T2的門極相連接。所述的直流電源為36V直流電源I由3節(jié)12V鉛酸蓄電池串聯(lián)而成。所述的主電機低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4額定轉速下輸出相電壓為三相40V，極對數(shù)為1，最高轉速為52000r/min，輸出功率最大為18kW。所述的所有雙極性晶體管Tl、T2和ニ極管Dl均安裝在散熱基板上。工作時，在主逆變控制系統(tǒng)3控制下，接觸器KMl、KM2觸點閉合，低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4的繞組為星形接法，主逆變控制系統(tǒng)3采用空間矢量脈沖寬度調制(SVPWM)技術，通過半導體功率器件把36V直流電源I變換為頻率可控的交變電流，隨著所述的交變電流頻率逐漸升高，低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4驅動微型燃機轉子轉速逐漸升高，完成微型燃機起動，起動結束后接觸器KMl、KM2觸點斷開，低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4的繞組為為獨立單相輸出形式，低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4工作于發(fā)電狀態(tài)，輸出的三相交流電經(jīng)三相獨立整流器5和濾波電容Cl轉換為36V直流電，供給用戶負載R，同時為蓄電池BT充電。在低電壓高速永磁電動/發(fā)電機4驅動微型燃機轉子升速的同時，在油泵電機逆變控制系統(tǒng)7控制下，接觸器KM3觸點閉合，采用空間矢量脈沖寬度調制(SVPWM)技術，通過半導體功率器件把36V直流電源I變換為頻率可控的交變電流驅動油泵永磁電機8，完成滑油泵起動和運行控制，從而確保微型燃機轉動部件得到有效潤滑。另外，所有半導體功率器件都安裝在散熱基板上，可以有效得到通風冷卻。
權利要求1.一種低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，系統(tǒng)包括36V直流電源(I)、主電機低電壓逆變系統(tǒng)(2)、低電壓高速永磁電動/發(fā)電機(4)、三相獨立整流器(5)、油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)(6)及油泵永磁電機(8)，所述的36V直流電源(I)分別與主電機低電壓逆變系統(tǒng)(2)和油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)(6)連接，油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)(6)的輸出端通過接觸器(KM3)連接油泵永磁電機(8);低電壓高速永磁電動/發(fā)電機(4)為三相繞組六抽頭引出，三相獨立整流器(5 )包括六個輸入端和兩個輸出端，所述的主電機低電壓逆變系統(tǒng)(2)的輸出端通過接觸器(KMl)的與低電壓高速永磁電動/發(fā)電機(4)的三相繞組上端及三相獨立整流器(5)的三個輸入端連接，所述的低電壓高速永磁電動/發(fā)電機(4)的三相繞組下端一側通過接觸器(KM2)連接在一起，另一側與三相獨立整流器(5)的另三個輸入端連接，所述的三相獨立整流器(5)的輸出端連接負載(R)。
2.如權利要求1所述的低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述的主電機低電壓逆變系統(tǒng)(2)包括6個絕緣柵雙極性晶體管(Tl)和主逆變控制系統(tǒng)(3)，所述的(6) 個絕緣柵雙極性晶體管(Tl)兩兩串聯(lián)后，分別連接在36V直流電源(I)的正極和負極上， 兩兩串聯(lián)的絕緣柵雙極性晶體管(Tl)之間分別引出輸出端與接觸器(KMl)連接，所述的主逆變控制系統(tǒng)(3)與絕緣柵雙極性晶體管(Tl)的門極相連接。
3.如權利要求1所述的低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述的三相獨立整流器(5)包括12個二極管(Dl)和一個電容器(Cl)，所述的二極管(Dl)兩兩串聯(lián)后，正、 負極分別與電容器(Cl)的正、負極連接在一起，兩兩串聯(lián)的二極管(Dl)之間分別引出6個三相獨立整流器(5)的輸入端。
4.如權利要求1所述的低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述的油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)(6)包括6個絕緣柵雙極性晶體管(T2)主逆變控制系統(tǒng)(7)，所述的絕緣柵雙極性晶體管(T2)兩兩串聯(lián)后，分別連接在36V直流電源(I)的正極和負極上，兩兩串聯(lián)的絕緣柵雙極性晶體管(T2)之間分別引出輸出端與接觸器(KM3)連接，所述的主逆變控制系統(tǒng)(7)與絕緣柵雙極性晶體管(T2)的門極相連接。
5.如權利要求1所述的低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述的直流電源為36V直流電源(I)由3節(jié)12V鉛酸蓄電池串聯(lián)而成。
6.如權利要求1所述的低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述的主電機低電壓高速永磁電動/發(fā)電機(4)額定轉速下輸出相電壓為三相40V,極對數(shù)為I。
7.如權利要求1或6所述的低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述的低電壓高速永磁電動/發(fā)電機(4)最高轉速為52000r/min，輸出功率最大為18kW。
8.如權利要求2、3、4所述的低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其特征是，所述的所有雙極性晶體管(T1、T2)和二極管(Dl)均安裝在散熱基板上。
專利摘要本實用新型涉及一種低電壓微型燃機驅動與發(fā)電系統(tǒng)，其直流電源分別與低電壓逆變系統(tǒng)連接，其中油泵電機低電壓逆變系統(tǒng)連接油泵永磁電機，所述的主電機低電壓逆變系統(tǒng)的與低電壓高速永磁電動/發(fā)電機的三相繞組上端及三相獨立整流器的三個輸入端連接，低電壓高速永磁電動/發(fā)電機的三相繞組下端一側通過接觸器連接在一起，另一側與三相獨立整流器的另三個輸入端連接。本實用新型通過簡單的連接，實現(xiàn)了不需要減速器便可以完成微型燃機的起動和發(fā)電，具有系統(tǒng)緊湊、結構簡單的特點，已成功的應用到微型燃氣輪電發(fā)電機設備中。
文檔編號H02P9/00GK202889277SQ20122058756
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權日2012年11月9日
發(fā)明者耿加民, 何民, 劉叢紅, 張宏杰, 仝云峰, 張琳琳, 馮占祥, 潘振宇, 欒蘭, 劉雯雯 申請人:哈爾濱東安發(fā)動機(集團)有限公司