發(fā)電機的勵磁輔助裝置及勵磁輔助電源控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種發(fā)電機的勵磁輔助裝置及勵磁輔助電源控制方法，尤指一種可轉(zhuǎn)換電瓶的直流電源成為應(yīng)用于發(fā)電機的一勵磁用的交流輔助電源。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電機在運作時，需要利用一勵磁系統(tǒng)先建立一磁場而使發(fā)電機產(chǎn)生交流電源，建立該磁場的能量稱為勵磁電源。根據(jù)該勵磁電源的供給方式，勵磁系統(tǒng)可區(qū)分為自勵式(自激式)、他勵式(他激式)或其它激磁等類型。而自動電壓調(diào)整器(AVR)即是用來控制勵磁系統(tǒng)的重要裝置，可決定發(fā)電機的輸出電壓是否穩(wěn)定。
[0003]如圖7所7K,自勵式的勵磁系統(tǒng)指由發(fā)電機本身輸出的一部分電力供應(yīng)給自動電壓調(diào)整器(AVR)，使該自動電壓調(diào)整器(AVR)能產(chǎn)生該勵磁電源再回送給發(fā)電機使用。但是此類系統(tǒng)的缺點在于，當發(fā)電機的負載突然增大(如啟動大型馬達)將導(dǎo)致發(fā)電機的輸出電壓下降，該自動電壓調(diào)整器的電源隨之陡降，導(dǎo)致自動電壓調(diào)整器輸出的勵磁電源亦會隨之下降至極低，最終造成發(fā)電機無法正常發(fā)電。
[0004]如圖8所示，他勵式的勵磁系統(tǒng)指由發(fā)電機以外的一勵磁機提供該勵磁電源，例如以一永磁發(fā)電機(PMG)產(chǎn)生該勵磁電源。此類型的系統(tǒng)可克服前述自勵式系統(tǒng)的缺點，不會因負載變重而失去勵磁電源，而可持續(xù)提供勵磁電源給自動電壓調(diào)整器(AVR)使用。但是他勵式的勵磁機的體積龐大、重量大、建置成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有自勵式及他勵式的勵磁系統(tǒng)具有上述缺點，本發(fā)明的主要目的是提供一種發(fā)電機的勵磁輔助裝置及其控制方法，利用電瓶的電力而產(chǎn)生勵磁輔助電源，兼具體積小、成本低、安裝方便等眾多優(yōu)點。
[0006]為達到前述目的，本發(fā)明的勵磁輔助裝置應(yīng)用在具有一自動電壓調(diào)整器(AVR)的一發(fā)電機，該勵磁輔助裝置連接在一電瓶與該自動電壓調(diào)整器之間，勵磁輔助裝置包含有:
[0007]—處理器，其內(nèi)部預(yù)設(shè)有決定是否輸出一輔助電源VAUX的判斷條件；
[0008]一電瓶電壓輸入電路，連接該處理器并接收及量測該電瓶的直流電壓，將該直流電壓轉(zhuǎn)換為一工作電源，所量測出的直流電壓值提供給該處理器；
[0009]一發(fā)電機輸出監(jiān)測電路，連接該處理器并偵測該發(fā)電機的輸出電壓的電壓值及頻率值，該輸出電壓的電壓值及頻率值提供給該處理器；
[0010]一設(shè)定電路，連接該處理器，提供給使用者設(shè)定一預(yù)設(shè)電壓下降百分比P ；
[0011]—輔助電源產(chǎn)生電路，連接該處理器及電瓶電壓輸入電路，依據(jù)處理器控制而將電瓶的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流形式的該輔助電源，并輸出該輔助電源至自動電壓調(diào)整器；
[0012]一輔助電源測量電路，連接該處理器并測量該輔助電源的大小，以提供給該處理器。
[0013]該處理器所預(yù)設(shè)的判斷條件為dV ^ VavgXp,當前述判斷條件成立時輸出該輔助電源，其中，各參數(shù)意義如下:
[0014]P:預(yù)設(shè)電壓下降百分比；
[0015]dV = Vavg-Vi ；
[0016]Vavg:發(fā)電機輸出電壓移動平均值(moving average)；
[0017]V1:發(fā)電機輸出電壓即時值。
[0018]藉此，該自動電壓調(diào)整器可接收該輔助電源并提供一勵磁能源予發(fā)電機，令發(fā)電機獲得該額外的勵磁能源以提升發(fā)電機的輸出功率。
[0019]本發(fā)明所提供的勵磁輔助電源控制方法由一勵磁輔助裝置所執(zhí)行，該勵磁輔助裝置應(yīng)用在具有一自動電壓調(diào)整器(AVR)及一電瓶的一發(fā)電機，該方法包含:
[0020]監(jiān)測發(fā)電機狀態(tài)，監(jiān)測并記錄發(fā)電機輸出電源的電壓，而得到該發(fā)電機輸出電源的一電壓移動平均值Vavg及一電壓即時值Vi ；
[0021]判斷發(fā)電機是否為運作中；
[0022]當發(fā)電機為運作中，判斷該勵磁輔助裝置是否正輸出一輔助電源；
[0023]當輔助電源尚未輸出，判斷輔助電源VAUX是否進入一預(yù)備輸出模式(standbymode)；
[0024]當輔助電源VAUX進入預(yù)備輸出模式，判斷發(fā)電機的輸出電壓是否瞬間下降，依據(jù)一判斷條件dV ^ VavgXp進行判斷,其中:
[0025]P:預(yù)設(shè)電壓下降百分比；
[0026]dV = Vavg-Vi ；
[0027]Vavg:發(fā)電機的輸出電源的電壓移動平均值；
[0028]V1:發(fā)電機的輸出電源的電壓即時值；
[0029]當發(fā)電機的輸出電壓瞬間下降，輸出該輔助電源至一自動電壓調(diào)整器，其中，該輔助電源為一電瓶的直流電源進行轉(zhuǎn)換后所得到的交流電源；
[0030]判斷停止該輔助電源的條件是否成立，若是，則停止輸出該輔助電源。
[0031]本發(fā)明相較于自勵式或他勵式的勵磁系統(tǒng)，至少具備下列優(yōu)點及功效:
[0032]1.相較于永磁發(fā)電機，本發(fā)明的體積相對縮小、重量輕，且制造成本低。但可達成與永磁發(fā)電機相同的功效，不受瞬間重載影響而可輸出一穩(wěn)定的輔助電源。
[0033]2.在安裝方面，勵磁輔助裝置僅需與電瓶連接即可，如此可簡化裝設(shè)作業(yè)。
[0034]3.勵磁輔助裝置僅在發(fā)電機的輸出電壓明顯下降時才會對外輸出該輔助電源，在發(fā)電機平時正常運作時，該勵磁輔助裝置僅利用極小電力而處于待機狀態(tài)，故幾乎不會消耗電瓶電力，使電瓶仍可保持原有的蓄電?？v使發(fā)電機的輸出電壓即使下降，若輸出電壓的變化仍在該發(fā)電機本身可負荷的范圍之內(nèi)，仍可利用該自動電壓調(diào)整器提供自勵式的勵磁能源，不須以勵磁輔助裝置補充該輔助電源。
【附圖說明】
[0035]圖1:本發(fā)明勵磁輔助裝置應(yīng)用于發(fā)電機的示意圖；
[0036]圖2:本發(fā)明勵磁輔助裝置的電路方塊圖；
[0037]圖3A?圖3F:本發(fā)明勵磁輔助裝置中各電路的詳細電路圖；
[0038]圖4:本發(fā)明勵磁輔助控制方法的流程圖；
[0039]圖5:發(fā)電機的輸出電壓是否進入穩(wěn)定工作狀態(tài)的波形示意圖；
[0040]圖6:本發(fā)明輔助電源啟動及關(guān)閉的時間示意圖；
[0041]圖7:現(xiàn)有自勵式發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的示意圖；
[0042]圖8:現(xiàn)有他勵式發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的示意圖。
[0043]其中，附圖標記:
[0044]10處理器20電瓶電壓輸入電路
[0045]21電源穩(wěn)壓電路22電瓶電壓量測電路
[0046]30發(fā)電機輸出監(jiān)測電路31電壓量測電路
[0047]32頻率量測電路40設(shè)定電路
[0048]41電壓下降幅度設(shè)定電路42輔助電源輸出逾時設(shè)定電路
[0049]43手動測試電路50輔助電源產(chǎn)生電路
[0050]51驅(qū)動電路52全橋切換電路
[0051]53變壓器54負載電流測量電路
[0052]55電源反接保護電路
[0053]60輔助電源測量電路70燈號指示電路
[0054]80通信接口
[0055]100勵磁輔助裝置200電瓶
[0056]300自動電壓調(diào)整器400發(fā)電機
【具體實施方式】
[0057]參考圖1所示，本發(fā)明的勵磁輔助裝置100是應(yīng)用在具有一電瓶200及一自動電壓調(diào)整器300的一發(fā)電機400，且連接在該電瓶200與該自動電壓調(diào)整器300之間。該勵磁輔助裝置100取用電瓶200的直流電源，當該發(fā)電機400的輸出電源的電壓下降至預(yù)設(shè)條件時，勵磁輔助裝置100可輸出一輔助電源VAUX至該自動電壓調(diào)整器300。該電瓶200可以是一額外加入的電瓶，也可以是發(fā)電機系統(tǒng)中原有的電瓶。
[0058]