发电机组、发电系统和发电过程中的整流方法

摘要

本发明公开了一种发电机组、发电系统和发电过程中的整流方法，涉及电力电子技术领域，降低了标准整流器因输入电流不够平稳而造成损坏的几率。该发电机组，包括：三相发电机，用于产生并输出三相交流电；移相变压器，其输入端连接于所述三相发电机的输出端，所述移相变压器用于将三相交流电转换为n相交流电，其中n为大于3的整数；2n管桥式整流器，其输入端连接于所述移相变压器的输出端，所述2n管桥式整流器用于将所述n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流电；标准整流器，其输入端连接于所述2n管桥式整流器的输出端，所述标准整流器用于将所述叠加2n脉波交流成分的直流电转换为标准直流电。

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种发电机组、发电系统和发电 过程中的整流方法。

背景技术

目前的通信设备及其电池使用柴油发电机组作为备用电源，其中，电池在 充电时才作为负载使用，在电池不需要充电时，柴油发电机组的负载只有通信 设备。例如，通信设备的功率为1.5～3kw，电池充电时的功率为3～5kw，此时 柴油发电机组的负载功率分为两个区间，分别是1.5～3kw和4.5～8kw。另外柴 油发电机组对负载功率具有一个限制，实际负载功率要大于总功率的30%，否 则，会造成发动机因负载功率过小造成燃油消耗高、烧机油等问题，严重缩短 发动机的寿命。

现有技术采用随载调速的方式克服上述问题，当负载功率较大时，让发动 机工作在高速状态，使柴油发电机的总功率较大；当负载功率较小时，让发动 机工作在低速状态，使柴油发电机的总功率较小。由于发动机处于变速运行的 状态，发出变频的交流电，且交流电频率范围在50～500Hz，因此，需要先将变 频的交流电整流成平稳的直流电。现有技术采用三相桥式整流电路将发电机输 出的三相交流电转换为叠加6脉波交流成分的直流电，再通过标准整流器将该 叠加6脉波交流成分的直流电转换为标准直流电。但是，由于该叠加6脉波交 流成分的直流电不够平稳，通过标准整流器进行转换时，容易造成标准整流器 内部元件过热损坏。

发明内容

本发明提供一种发电机组、发电系统和发电过程中的整流方法，降低了标 准整流器因输入电流不够平稳而造成损坏的几率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种发电机组，包括：

三相发电机，用于产生并输出三相交流电；

移相变压器，所述移相变压器的输入端连接于所述三相发电机的输出端， 所述移相变压器用于将所述三相交流电转换为n相交流电，其中n为大于3的 整数；

2n管桥式整流器，所述2n管桥式整流器的输入端连接于所述移相变压器的 输出端，所述2n管桥式整流器用于将所述n相交流电转换为叠加2n脉波交流 成分的直流电；

标准整流器，所述标准整流器的输入端连接于所述2n管桥式整流器的输出 端，所述标准整流器用于将所述叠加2n脉波交流成分的直流电转换为标准直流 电。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述n=9。。

结合第一方面或第一方面的第一种实现方式，在第一方面的第二种实现方 式中，所述三相发电机的输出端与所述移相变压器的输入端之间设置有空气开 关，用于过载和短路保护。

结合第一方面或第一方面的第一种实现方式或第一方面的第二种实现方 式，在第一方面的第三种实现方式中，所述三相发电机为永磁发电机。

结合第一方面的第三种实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述 永磁发电机为柴油发电机。

结合第一方面或第一方面的第一种实现方式或第一方面的第二种实现方 式，在第一方面的第五种实现方式中，所述发电机组用于通信设备及其电池。

第二方面，本发明提供了一种发电系统，包括发电机组、与所述发电机组 连接的通信设备，所述发电机组为上述的发电机组。

结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，还包括与所述发电机组 连接的电池。

第三方面，本发明提供了一种发电过程中的整流方法，包括：

产生并输出三相交流电；

将所述三相交流电转换为n相交流电，其中n为大于3的整数；

将所述n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流电；

将所述叠加2n脉波交流成分的直流电转换为标准直流电。

结合第三方面，在第三方面的第一种实现方式中，所述将所述三相交流电 转换为n相交流电为：

将所述三相交流电转换为9相交流电；

所述将所述n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流电为：

将所述9相交流电转换为叠加18脉波交流成分的直流电；

所述将所述叠加2n脉波交流成分的直流电转换为标准直流电为：

将所述叠加18脉波交流成分的直流电转换为标准直流电。

本发明提供的发电机组、发电系统和发电过程中的整流方法，首先将三相 交流电转换为n相交流电，其中n为大于3的整数，然后将n相交流电转换为 叠加2n脉波交流成分的直流电，此时的直流电更加平稳，从而降低了标准整流 器因输入电流不够平稳而造成损坏的几率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳 动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种发电机组的结构框图；

图2为本发明实施例中另一种发电机组的结构示意图；

图3为图2中移相变压器的结构示意图；

图4为图2中18管桥式整流器的结构示意图；

图5为本发明实施例中一种发电系统的结构框图；

图6为本发明实施例中一种发电过程中的整流方法的流程图；

图7为本发明实施例中另一种发电过程中的整流方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种发电机组，可以用于通信设备，该 发电机组包括：三相发电机1，用于产生并输出三相交流电；移相变压器2，移 相变压器2的输入端连接于三相发电机1的输出端，移相变压器2用于将三相 发电机1输出的三相交流电转换为n相交流电并输出，其中n为大于3的整数， 例如n=6、n=9、n=12等，移相变压器2是整流变压器的一种，在一次侧选择不 同的相位进行连接，再配合二次侧线圈采用不用的接线，使输出电压的相位随 需要而改变，该移相变压器2具有三相交流输入端和n相交流输出端；2n管桥 式整流器3，2n管桥式整流器3的输入端连接于移相变压器2的输出端，2n管 桥式整流器3用于将上述n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流电，此 时的直流电在一个交流周期内有2n个脉波，与现有技术中一个交流周期内有6 个脉波相比，单位时间内的脉波数更多，但是脉波的幅度较小，因此此时的直 流电更加平稳，该2n管桥式整流器3具有n相交流输入端和直流输出端；标准 整流器4，标准整流器4的输入端连接于2n管桥式整流器3的输出端，标准整 流器4用于将上述叠加2n脉波交流成分的直流电转换为标准直流电，标准整流 器4的输出端用于连接负载。需要说明的是，n的值越大则标准整流器4输入的 直流电越平稳，可以根据标准整流器4的接收能力或其他具体需要调整n的值。

本实施例中的发电机组，首先通过移相变压器将三相发电机输出的三相交 流电转换为n相交流电，其中n为大于3的整数，然后通过2n管桥式整流器将 n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流电，此时的直流电更加平稳，从 而降低了标准整流器因输入电流不够平稳而造成损坏的几率。

可选地，如图2和图3所示，上述移相变压器2用于将三相交流电转换为9 相交流电，即可选为n=9，该移相变压器2具有三相交流输入端和9相交流输出 端；三相发电机1的输出端与移相变压器2的输入端之间设置有空气开关5，用 于过载和短路保护。如图4所示，2n管桥式整流器3为18管桥式整流器，即由 18个标准二极管构成的桥式整流器，18管桥式整流器用于将上述9相交流电转 换为叠加18脉波交流成分的直流电，该18管桥式整流器具有9相交流输入端 和直流输出端；标准整流器4用于将上述叠加18脉波交流成分的直流电转换为 标准直流电。标准整流器4的输出端连接于负载6。

具体地，三相发电机1可以为永磁发电机，该永磁发电机可以为柴油发电 机；上述发电机组具体可以用于通信设备及其电池。

本实施例中的发电机组，首先通过移相变压器将三相发电机输出的三相交 流电转换为9相交流电，然后通过18管桥式整流器将9相交流电转换为叠加18 脉波交流成分的直流电，此时的直流电更加平稳，从而降低了标准整流器因输 入电流不够平稳而造成损坏的几率。

如图5所示，本实施例提供一种发电系统，包括发电机组10、与该发电机 组10连接的充电电池11和通信设备12，发电机组10为上述各实施例中的发电 机组。充电电池11和通信设备12连接于发电机组10中标准整流器的输出端。

发电机组的具体结构和原理与上述实施例相同，在此不再赘述。

本实施例中的发电系统，首先通过移相变压器将三相发电机输出的三相交 流电转换为n相交流电，其中n为大于3的整数，然后通过2n管桥式整流器将 n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流电，此时的直流电更加平稳，从 而降低了标准整流器因输入电流不够平稳而造成损坏的几率。

如图6所示，本实施例提供一种发电过程中的整流方法，可以用于上述实 施例中的发电机组，该发电过程中的整流方法包括：

步骤101、产生并输出三相交流电；

步骤102、将该三相交流电转换为n相交流电，其中n为大于3的整数；

步骤103、将该n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流电；

步骤104、将该叠加2n脉波交流成分的直流电转换为标准直流电。

经过上述步骤得到的标准直流电用于提供给负载，例如通信设备和充电电 池。

该发电过程中的整流方法的具体原理与上述实施例相同，在此不再赘述。

本实施例中发电过程中的整流方法，首先将三相交流电转换为n相交流电， 其中n为大于3的整数，然后将n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流 电，此时的直流电更加平稳，从而降低了标准整流器因输入电流不够平稳而造 成损坏的几率。

优选地，如图7所示，上述将所述三相交流电转换为n相交流电为：

步骤1021、将该三相交流电转换为9相交流电；

上述将所述n相交流电转换为叠加2n脉波交流成分的直流电为：

步骤1031、将该9相交流电转换为叠加18脉波交流成分的直流电；

上述将该叠加2n脉波交流成分的直流电转换为标准直流电为：

步骤1041、将该叠加18脉波交流成分的直流电转换为标准直流电。

该发电过程中的整流方法的具体原理与上述实施例相同，在此不再赘述。

本实施例中发电过程中的整流方法，首先将三相交流电转换为9相交流电， 然后将9相交流电转换为叠加18脉波交流成分的直流电，此时的直流电更加平 稳，从而降低了标准整流器因输入电流不够平稳而造成损坏的几率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应 以所述权利要求的保护范围为准。