汽油發(fā)電機系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和工作原理

系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和工作原理

  汽油發(fā)電機逆變電源主要由汽油機、同步交流發(fā)電機和控制器組成。設(shè)計中同步交流機發(fā)出的三相交流電頻率為350～640Hz,電壓為300～500V,控制器所完成的主要是負載變化時的穩(wěn)壓功能和系統(tǒng)的過壓、過流和過熱時的保護功能。具體工作原理如圖1所示。首先將汽油機輸出的三相交流電通過三相整流橋變成直流高電壓,然后經(jīng)過降壓環(huán)節(jié)將電壓降至350V左右,最后通過逆變環(huán)節(jié)和LC濾波器將輸出電壓變換成220V/50Hz的交流電供負載使用。

  系統(tǒng)以降壓電路輸出的直流電壓作為反饋量進行控制,通過調(diào)節(jié)降壓電路的脈寬占空比和汽油機的油門開度來保持降壓部分輸出電壓的恒定。逆變器采用SPWM調(diào)制比為定值的開環(huán)控制方式。采用降壓環(huán)節(jié)的輸出作為反饋量主要是考慮到經(jīng)過整流以后電壓較高,此舉可以降低逆變部分的壓力和為逆變電路的開環(huán)控制創(chuàng)造條件。

  逆變環(huán)節(jié)采用開環(huán)控制也有一些不足之處,如輸出波形質(zhì)量和波形畸變率等性能指標都不如閉環(huán)控制。但后者需要對輸出的交流電壓和電流等參數(shù)進行精確的采樣檢測,響應(yīng)速度較慢,要滿足調(diào)節(jié)要求需采用高速處理器如DSP等。其次,如果它的算法和參數(shù)設(shè)計不好,容易造成逆變器輸出電壓振蕩不穩(wěn)定,使系統(tǒng)的可靠性降低。實驗證明,本系統(tǒng)通過采用降壓環(huán)節(jié)和汽油機油門的調(diào)節(jié)已經(jīng)很好地滿足了產(chǎn)品要求的性能指標。因此,從可靠性和產(chǎn)品的性價比等綜合考慮,逆變環(huán)節(jié)采用了開環(huán)控制方案,圖1中AC輸出部分的檢測僅是為了系統(tǒng)的過流保護和輸出平均電壓在一定的范圍之內(nèi),并不需要對輸出電壓的波形質(zhì)量和電流進行實時的精確檢測。