一种用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试的调试工装及调试方法与流程

    技术2024-12-01  13


    本发明属于发电机,具体涉及一种用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试的调试工装及调试方法。


    背景技术:

    1、在励磁发电机与自动调压器组成的发电机电源系统中,调压器的稳压点决定了电源系统的输出电压,因调压器中元器件参数的制造差异,电装完成后的调压器其稳压点一般难以满足技术要求,所以要对稳压点进行调试。发电机电源系统的输出电压是发电机与调压器工作时的一个闭环参数,理论上需要在闭环状态下进行调试,闭环调试需要在高速拖动台上进行,会带来费用高、对人员和产品(发电机、调压器)以及设备(高速台、测试设备)不安全等问题,所以实际中采用开环调试,而不是采用闭环调试。

    2、励磁发电机有单向励磁和双向励磁两种类型,对应有单向励磁调压器和双向励磁调压器两类,两类调压器在开环状态下加电工作时,当输入电压达到稳压点电压后,输出电压的极性(或电平)将翻转,利用这一特点可以对调压器的稳压点进行开环调试。

    3、目前现有的调试方法为:采用直流电源为输入、电阻为输出负载,在取样电路的调试电阻位置焊接一只电位器,缓慢增加输入电压,观察输出电压的变化,当输出电压的极性(或电平)发生翻转时,此时的输入电压即为调压器当前状态下的稳压点。当观测到的稳压点高于技术指标要求时调高电位器的阻值,反之调低电位器的阻值,然后观察稳压点,再调整电位器……,如此反复试探,直至满足要求的稳压点,然后焊下电位器,更换为同阻值的固定电阻。这是一种试探性的调试方法(可称为试探法),该方法的调试效率较低,且焊盘要经历焊接、解焊、再焊接的过程,对焊盘的可靠性有影响。

    4、因此,亟需提供一种通过测试、计算来确定调试电阻值的简单易行的方法,不需要在调试电阻的焊盘上进行焊接、解焊、再焊接的操作,降低调试工作的复杂性。


    技术实现思路

    1、为解决上述技术问题,本发明提供了一种用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装及调试方法。

    2、本发明通过以下技术方案得以实现。

    3、本发明提供的一种用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装,所述调试工装包括取样电路以及测试工装,所述取样电路设置于发电机电源系统的自动调压器中,所述取样电路包括电阻r1-r3,所述电阻r1一端与发电机输出电压ve连接,另一端连接r2的一端,r2的另一端接地;r3一端连接r1的另一端,r3的另一端接地,所述r3为待测的调试电阻;所述自动调压器还包括pwm控制电路,所述pwm控制电路中设置有电压调节器;所述电压调节器包括电阻r4-r6,运算放大器u1以及电容c1,所述电阻r4一端与r1的另一端连接,另一端与运算放大器u1的负输入端连接,r5的一端与基准电压vr连接,另一端与运算放大器u1的正输入端连接,运算放大器u1的输出端与电容c1的一端连接,电容c1的另一端与电阻r6的一端连接,电阻r6的另一端连接至运算放大器u1的负输入端;所述测试工装包括开关k与测试电阻r301,所述开关k的一端与万用表正极和探针连接,另一端与电阻r301的一端连接,电阻r301的另一端与电源负极和万用表负极连接。

    4、一种用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装的调试方法,设待测的调试电阻r3的阻值为rx,进行调试时,r3并未接入取样电路中,使用测试工装进行调试,具体包括以下步骤:

    5、步骤1,将发动机的输入电压vin调整到比稳压点vw低0.5v,取电阻301的阻值为待调试电阻r3的设计标称值,进行调试工装安装,并将电阻r301的另一端与电源负极连接;

    6、步骤2,在开关k断开的状态下,用调试工装的探针接触电阻r5的一端,根据万用表读数测得基准电压vr的值;

    7、步骤3,在开关k断开的状态下,用调试工装的探针接触电阻r4与r1相连接的一端,根据万用表读数测得电阻r2未并联电阻r301时的取样电压vf0的值;

    8、步骤4,将开关k闭合,用调试工装的探针接触电阻r4与r1相连接的一端,根据万用表读数测得电阻r2并联电阻r301时的取样电压vf3的值;

    9、步骤5,根据公式计算rx的阻值,式中,r3取值为设计标称值;

    10、步骤6,取实际应用中最接近步骤5中计算所得rx阻值档位的电阻作为调试电阻r3接入取样电路。

    11、进一步的,所述步骤5中,公式的推导过程包括以下步骤:

    12、步骤501,当发电机输出电压ve等于稳压点电压vw时,取样信号电压vf等于基准电压vr,pwm控制器输出稳定度脉宽,产生稳定的励磁电流,闭环系统处于动态平衡状态,此时ve=vw,设取样电路的分压比为k(即vf=kve),则:

    13、vf=kve=kvw=vr…………………………………(1)

    14、步骤502,设待求的调试电阻r3阻值为rx时稳压点vw满足产品的技术指标要求,根据公式(1)可得:

    15、

    16、式中:

    17、vfx:调试电阻阻值为rx时的取样电压;vw:产品技术指标要求的稳压点电压(已知);vr:基准电压,可测试(已知);r1、r2:数值未知(在线难以测量出实际值);rx:待求参数;

    18、步骤503,为了求解rx,需要在两种状态下进行测试,增加两个方程:在未调试之时r301未安装,在输入电压vin=vw时,取样电压为:

    19、

    20、式中:vf0:r301未安装时的取样电压,可测取(已知);

    21、在r2的两端并联一只阻值已知的电阻r301,阻值可取具体设计时r3的标称值,在输入电压vin=vw时,取样电压为:

    22、

    23、式中:vf3:并联r301后取样电压,可测取(已知);r3:设计标称值(已知);

    24、步骤504,联立解方程(2)、(3)、(4)得:

    25、

    26、其中,rx就是所需要的调试电阻的阻值。

    27、进一步的,所述步骤1中,还需将发电机的电源输出电流调到调试细则的规定值。

    28、进一步的,所述步骤5中,若计算出rx为负值,则将r2换取更大的阻值后重新进行步骤1-5,直至rx为正值。

    29、进一步的,所述步骤2-3中进行vr、vf0以及vf3测试时,需保持输入电压ve不变。

    30、进一步的,所述测试工装中使用夹子将电阻r301与电源负极连接。

    31、进一步的,所述测试工装中的开关k与电阻r301与万用表的连接均使用香蕉插头进行。

    32、进一步的,所述发动机电源系统的的自动调压器,还包括辅助电源,所述辅助电源为pwm控制电路进行供电。

    33、进一步的,所述发动机电源系统的的自动调压器,还包括过流保护电路,所述过流保护电路与pwm控制电路连接,并与发电机电路相连,获取发电机的电流信号。

    34、本发明的有益效果在于:本发明提出的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试方法,通过测试调压器内电压调节器的基准电压、取样电压,然后通过计算来确定调试电阻值,该方法提高了调试效率,将稳压点的调试时间从原调试方法的每台约12min缩短到少于2min,同时还避免了在调试电阻的位置上焊接电位器,然后解焊电位器、最后在换上固定电阻的“焊接-解焊-焊接”过程,提高了焊盘的可靠性。


    技术特征:

    1.一种用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装,其特征在于:所述调试工装包括取样电路以及测试工装,

    2.一种如权利要求1所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装的调试方法,其特征在于:设待测的调试电阻r3的阻值为rx,进行调试时,r3并未接入取样电路中,使用测试工装进行调试,具体包括以下步骤:

    3.如权利要求2所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装的调试方法,其特征在于:所述步骤5中,公式的推导过程包括以下步骤:

    4.如权利要求2所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装的调试方法,其特征在于:所述步骤1中,还需将发电机的电源输出电流调到调试细则的规定值。

    5.如权利要求2所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装的调试方法,其特征在于:所述步骤5中,若计算出rx为负值,则将r2换取更大的阻值后重新进行步骤1-5,直至rx为正值。

    6.如权利要求2所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装的调试方法,其特征在于:所述步骤2-3中进行vr、vf0以及vf3测试时,需保持输入电压ve不变。

    7.如权利要求1所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装,其特征在于:所述测试工装中使用夹子将电阻r301与电源负极连接。

    8.如权利要求1所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装,其特征在于:所述测试工装中的开关k与电阻r301与万用表的连接均使用香蕉插头进行。

    9.如权利要求1所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装,其特征在于:所述发动机电源系统的的自动调压器,还包括辅助电源,所述辅助电源为pwm控制电路进行供电。

    10.如权利要求1所述的用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试工装,其特征在于:所述发动机电源系统的的自动调压器,还包括过流保护电路,所述过流保护电路与pwm控制电路连接,并与发电机电路相连,获取发电机的电流信号。


    技术总结
    一种用于电励磁发电机电源系统的稳压点开环调试的调试工装及调试方法,本方法通过测试调压器内电压调节器的基准电压、取样电压,然后通过计算来确定调试电阻的阻值,该方法提高了调试效率,将稳压点的调试时间从原调试方法的每台约12min缩短到少于2min,同时还避免了在调试电阻的位置上焊接电位器,然后解焊电位器、最后在换上固定电阻的“焊接‑解焊‑焊接”过程,提高了焊盘的可靠性。

    技术研发人员:吴义杰,孙铮翰
    受保护的技术使用者:贵州航天林泉电机有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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