1.一种双励双控式自励恒压永磁工频无刷同步发电机,包括机体、发电机转子(5)和组合定子(1),其特征在于:还包括双控式AVR(4)、双频励磁机(6)、旋转变压器(11);所述发电机转子(5)包括装在一根共同的转轴上的永磁励磁主转子(14)、电励磁的补偿转子、旋转整流方向控制器、双向旋转整流器装置(13)、双频励磁机转子、旋转变压器次级线圈,构成双励系统;永磁励磁主转子(14)和电励磁的补偿转子与组合定子(1)对应配合;双频励磁机(6)转子与双频励磁机(6)机定子对应配合;所述双控式AVR(4)安装在所述组合定子(1)上,所述双控式AVR(4)的输入端和所述组合定子(1)连接,所述双控式AVR(4)的输出端同时连接双频励磁机定子主励磁绕组(7)、双频励磁机中控制发电机定子励磁绕组(8)和旋转变压器(11)的初级绕组XB所述组合定子(1)包括组合定子三相主绕组(2)和双频励磁机(6)的励磁源绕组(3);所述组合定子三相主绕组(2)输出端与双控式AVR(4)输入端相连,提供发电机端电压信号和双控式AVR(4)中电源变压器电压;双频励磁机(6)的励磁源绕组(3)也与双控式AVR(4)输入端相连,通过双控式AVR(4)提供双频励磁机定子主励磁绕组(7)的直流可控励磁电流;
所述双控式AVR(4)包括AVR工作电源变压器(34),其初级线圈与组合定子(1)输出端的二相电源相连,次级线圈与交流的方向信号输出电路相连,还与所述双控式AVR(4)中的直流稳压电源电路(30)相连;
所述直流稳压电源电路(30)接收电源变压器次级线圈的输入电压,对其进行整流,滤波及稳压后分别连接到信号比较放大电路(27)和方向信号控制电路(29);
电压检测电路(26)的三相降压变压器初级线圈与组合定子(1)输出端相连,次级线圈的降压电压进行电压采样,并将所述采样电压输入电压设定电路内;
信号比较放大电路(27)与电压检测电路(26)相连,采样电压与设定电压比较后,进行信号放大,放大后的信号电压输入控制调节电路(28);
控制调节电路(28)同时与方向信号控制电路(29)和励磁电流大小控制电路(32)相连;控制调节电路(28)得到放大后的差值电压后,根据差值电压的大小和正、负值,通过该电路中的集成电路模块获得主励磁机的定子励磁电流大小和补偿转子励磁电流方向的双重控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种双励双控式自励恒压永磁工频无刷同步发电机,其特征在于:所述双频励磁机(6)的定子主励磁绕组与励磁电流控制电路输出端相连,励磁电流控制电路根据输入的励磁电流大小控制信号,通过稳压电路负反馈,以控制与放大器输出端相连的锯齿波发生器产生相应的脉宽锯齿波对主励磁机励磁电流大小进行脉宽调节,进而调节双励双控永磁发电机端电压的高低以保持恒定;
方向信号控制电路(29)输出端与交流方向信号控制电路(33)相连,根据控制调节电路(28)输出到方向信号控制电路(29)的方向控制信号,方向信号控制电路(29)可输出方向控制的开关信号到交流方向信号控制电路(33);
交流方向信号控制电路(33)输出端与旋转变压器(11)初级线圈相连,交流方向信号电路根据方向信号控制电路(29)输入的方向控制开关信号,通过交流方向信号控制电路(33)(29)中的直流光偶开关的开断,旋转变压器(11)初级线圈在永磁发电机输出端电压高时,无交流电压信号输入,在永磁发电机输出端电压低时,旋转变压器(11)初级线圈有交流电压信号输入,这时,旋转变压器(11)次级线圈也相应有交流电信号或无交流电信号。
3.根据权利要求1所述的一种双励双控式自励恒压永磁工频无刷同步发电机,其特征在于:所述双向旋转整流器装置(13)包括三相整流桥(16)、H桥双向开关电路(17)和旋转整流器;所述双向旋转整流器装置(13)输入端与旋转整流方向控制器和双频励磁机(6)中的主励磁机转子三相电枢绕组相连,输出端与补偿发电机转子(5)励磁绕组相连。
4.根据权利要求3所述的一种双励双控式自励恒压永磁工频无刷同步发电机,其特征在于:所述双频励磁机(6)包括主励磁发电机和控制发电机,所述主励磁发电机的转子三相电枢绕组与双向旋转整流电路中的三相整流桥(16)相连,提供补偿发电机转子(5)励磁绕组的直流励磁电流,通过双向旋转整流电路中的H桥双向开关电路(17),实现直流励磁电流的正向和反向转换;控制电机的电枢单相绕组与旋转整流方向控制器相连,提供旋转整流方向控制器的直流稳压工作电源。
5.根据权利要求3所述的一种双励双控式自励恒压永磁工频无刷同步发电机,其特征在于:所述旋转整流方向控制器包括直流方向信号控制电路(23),直流稳压电路(24),驱动器电路(25);
所述直流方向信号控制电路(23)输出端与驱动器电路(25)输入端相连,它利用交流光偶将交流信号转变为直流信号输入驱动器电路(25);根据发电机输出端电压高低,其输出的直流信号有两种,高电位信号与低电位信号;
所述直流稳压电路(24)输入端与控制电机的电枢交流绕组相连,输出端与驱动器电路(25)输入端相连;它为驱动器电路(25)提供5V的稳压直流工作电源;
所述驱动器电路(25)的输出端与H桥双向开关电路(17)相连,根据直流方向信号控制电路(23)输入的高电位与低电位直流控制信号,驱动器电路(25)将输出对应信号,使H桥双向开关电路(17)处于正补导通工作状态或反补导通工作状态。
6.根据权利要求1所述的一种双励双控式自励恒压永磁工频无刷同步发电机,其特征在于:所述旋转整流方向控制器,其输入端与旋转变压器(11)次级线圈相连,还与双频励磁机(6)中的控制电机的转子电枢绕组相连,旋转变压器(11)次级线圈提供方向控制的交流信号,励磁机中的控制电机的电枢绕组提供直流稳压电路(24)的交流工作电源。