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专利号: 2020110806467
申请人: 烟台职业学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于PID控制的逆变器输出功率调节装置,包括侧盖(1)、第一开关(2)、冷却装置(3)、交流电第一连接端口(4)、交流电第二连接端口(5)、变压次线圈调节装置(6)、变压器(7)、变压主线圈调节装置(8)、第一变阻器(9)、第二变阻器(10)、直流电第一连接端口(11)、设备壳体(12)、直流电第二连接端口(13)以及第二开关(14),其特征在于,所述第一开关(2)、冷却装置(3)、变压次线圈调节装置(6)、变压器(7)、变压主线圈调节装置(8)、第一变阻器(9)、第二变阻器(10)以及第二开关(14)皆设于设备壳体(12)内侧,所述侧盖(1)设于设备壳体(12)前端面上,所述交流电第一连接端口(4)以及交流电第二连接端口(5)皆内嵌于设备壳体(12)右端面上,且交流电第一连接端口(4)以及交流电第二连接端口(5)皆贯穿设备壳体(12)右端面,所述交流电第一连接端口(4)与变压器(7)的输出端电性连接,所述直流电第一连接端口(11)与直流电第二连接端口(13)皆内嵌于设备壳体(12)左端面上,且直流电第一连接端口(11)与直流电第二连接端口(13)皆贯穿设备壳体(12)左端面,所述直流电第一连接端口(11)与变压器(7)的输入端电性连接,所述变压次线圈调节装置(6)固定于设备壳体(12)内侧,且变压次线圈调节装置(6)的输出端与交流电第二连接端口(5)电性连接,另一端与变压器(7)的次线圈滑动连接,所述变压器(7)固定于设备壳体(12)内侧,且变压器(7)位于变压次线圈调节装置(6)左侧,所述变压器(7)左侧设有变压主线圈调节装置(8),所述变压主线圈调节装置(8)固定于设备壳体(12)内侧,且变压主线圈调节装置(8)输入端分别与第一变阻器(9)输出端以及第一开关(2)输出端电性连接,另一端与变压器(7)的主线圈滑动连接,第一变阻器(9)输入端与第一开关(2)电性连接,所述冷却装置(3)固定于设备壳体(12)内侧,且冷却装置(3)与变压器(7)紧密接触,所述第二变阻器(10)输出端与直流电第一连接端口(11)电性连接,所述第二变阻器(10)输入端与第二开关(14)电性连接,所述第一开关(2)以及第二开关(14)皆与直流电第二连接端口(13)电性连接,所述第一开关(2)为单刀双掷开关,且第一开关(2)的输入端与直流电第二连接端口(13)电性连接,第一开关(2)的两个输出端分别对应与第一变阻器(9)输入端以及变压主线圈调节装置(8)输入端电性连接,所述第二开关(14)为单联单控开关,且第二开关(14)两端分别与直流电第二连接端口(13)以及第二变阻器(10)输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于PID控制的逆变器输出功率调节装置,其特征在于,所述冷却装置(3)包括微型水泵(31)、水箱(32)、散热管(33)、散热片(34)、连接管道(35)以及冷却管(36),所述冷却管(36)为螺旋管状,所述冷却管(36)内嵌于变压器(7)的铁芯内侧,所述冷却管(36)输出端通过连接管道(35)与散热管(33)一端固定贯通连接,所述散热管(33)另一端通过连接管道(35)与水箱(32)输入端贯通固定连接,所述散热管(33)内嵌于散热片(34)内,所述散热片(34)一端面上设有散热鳍片,所述散热鳍片穿透设备壳体(12)伸于设备壳体(12)外侧,所述水箱(32)输出端通过连接管道(35)与微型水泵(31)输入端贯通固定连接,所述微型水泵(31)输出端通过连接管道(35)与冷却管(36)输入端贯通固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于PID控制的逆变器输出功率调节装置,其特征在于,所述变压次线圈调节装置(6)结构与变压主线圈调节装置(8)结构完全相同,所述变压次线圈调节装置(6)包括调节装置侧盖(61)、固定导线(62)、调节装置壳体(63)、第一固定导电片(64)以及导电滑块(65),所述调节装置壳体(63)固定于设备壳体(12)内侧,所述第一固定导电片(64)竖直固定于调节装置壳体(63)内侧,所述固定导线(62)固定于调节装置壳体(63)上,且固定导线(62)一端与第一固定导电片(64)后端面固定连接,固定导线(62)另一端穿透调节装置壳体(63)与交流电第二连接端口(5)电性连接,所述导电滑块(65)滑动设于调节装置壳体(63)外侧,且导电滑块(65)一端与第一固定导电片(64)前端面滑动连接,导电滑块(65)另一端与变压器(7)的次线圈侧壁滑动连接,所述变压器(7)的次线圈通过导电滑块(65)与第一固定导电片(64)电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于PID控制的逆变器输出功率调节装置,其特征在于,所述导电滑块(65)包括滑块壳体(651)、第一导电触头(652)、限位卡块(653)、导电挤压弹簧(654)、扳动钮(655)以及第二导电触头(656),所述滑块壳体(651)上下端面上皆固定有限位卡块(653),所述限位卡块(653)内嵌于调节装置壳体(63)内侧,且滑块壳体(651)通过限位卡块(653)与调节装置壳体(63)滑动固定连接,所述第一导电触头(652)内嵌于滑块壳体(651)后端面上,且第一导电触头(652)与滑块壳体(651)滑动配合,所述第二导电触头(656)内嵌于滑块壳体(651)前端面上,且第二导电触头(656)与滑块壳体(651)滑动配合,所述导电挤压弹簧(654)设于滑块壳体(651)内侧,且导电挤压弹簧(654)一端与第二导电触头(656)末端固定连接,另一端与第一导电触头(652)固定连接,所述扳动钮(655)固定于滑块壳体(651)上端面上,所述扳动钮(655)穿透侧盖(1)且伸于侧盖(1)外侧,所述滑块壳体(651)以及扳动钮(655)皆由绝缘材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种基于PID控制的逆变器输出功率调节装置,其特征在于,所述第一变阻器(9)结构与第二变阻器(10)结构完全相同,所述第一变阻器(9)包括旋转调节转盘(91)、电阻导体(92)、输入端(93)、变阻器壳体(94)、输出端(95)、固定导电圆盘(96)以及调节旋钮(97),所述变阻器壳体(94)为无顶有底空心圆柱壳体,所述电阻导体(92)由多个竖直排布且开口向上的U型导体棒组成,多个所述U型导体棒沿着变阻器壳体(94)内侧壁均匀排布,多个所述U型导体棒相邻之间首尾相接形成一条开环导线,多个所述U型导体棒外侧壁皆涂有绝缘漆,且相邻U型导体棒之间的连接处无绝缘漆,所述电阻导体(92)末端位于变阻器壳体(94)下端,电阻导体(92)首端位于变阻器壳体(94)上端,所述电阻导体(92)末端与输入端(93)固定连接,所述输入端(93)穿透变阻器壳体(94)下端面伸于变阻器壳体(94)外侧,所述电阻导体(92)上端设有旋转调节转盘(91),所述旋转调节转盘(91)转动固定于变阻器壳体(94)内侧,且旋转调节转盘(91)与电阻导体(92)电性连接,所述旋转调节转盘(91)上端设有固定导电圆盘(96),所述固定导电圆盘(96)固定于变阻器壳体(94)内侧,且固定导电圆盘(96)与旋转调节转盘(91)电性连接,所述输出端(95)固定于变阻器壳体(94)外侧壁上端,且输出端(95)穿透变阻器壳体(94)外侧壁与固定导电圆盘(96)电性连接,所述调节旋钮(97)设与变阻器壳体(94)上侧,且调节旋钮(97)下端穿透固定导电圆盘(96)与旋转调节转盘(91)固定连接,所述调节旋钮(97)以及变阻器壳体(94)皆由绝缘材料制成,所述变阻器壳体(94)固定于设备壳体(12)内侧,且调节旋钮(97)设于设备壳体(12)外侧上端。

6.根据权利要求5所述的一种基于PID控制的逆变器输出功率调节装置,其特征在于,所述旋转调节转盘(91)包括旋转转盘(911)、转盘触点(912)、转盘触点弹簧(913)、转盘导电环(914)以及第二固定导电片(915),所述转盘触点(912)内嵌于旋转转盘(911)下端面上,且转盘触点(912)与旋转转盘(911)滑动配合,所述转盘导电环(914)内嵌于旋转转盘(911)上端面上,所述转盘触点弹簧(913)内嵌于旋转转盘(911)内侧,且转盘触点弹簧(913)下端与转盘触点(912)上端固定连接,所述转盘触点弹簧(913)上端与转盘导电环(914)下端固定连接,所述转盘导电环(914)通过转盘触点弹簧(913)与转盘触点(912)电性连接,所述第二固定导电片(915)内嵌于固定导电圆盘(96)下端面上,所述第二固定导电片(915)与转盘导电环(914)紧密接触,输出端(95)与固定导电圆盘(96)电性连接,且第二固定导电片(915)与输出端(95)也电性连接,所述转盘触点(912)下端与电阻导体(92)上端紧密贴合,所述旋转转盘(911)有绝缘材料制成。

7.一种基于PID控制的逆变器输出功率调节方法,采用权利要求1‑6任意一项所述的基于PID控制的逆变器输出功率调节装置,其特征在于,所述输出功率调节方法具体如下:

1)将直流电第一连接端口(11)以及直流电第二连接端口(13)与逆变器中的逆变桥连接,同时交流电第二连接端口(5)与交流电第一连接端口(4)与交流电负载连接;

2)当需要输出最大功率时,扳动第一开关(2),使变压主线圈调节装置(8)输入端直接与直流电第二连接端口(13)导通;

3)此时第一变阻器(9)以及第二变阻器(10)处于断开状态,直流电通过逆变桥转换为循环往复直流电,循环往复直流电通过第一开关(2)直接进入变压器(7)的主线圈,通过变压器(7)转换为交流电由交流电第二连接端口(5)和交流电第一连接端口(4)导出;

4)通过扳动变压主线圈调节装置(8)和变压次线圈调节装置(6)的扳动钮(655)调节变压器(7)的主线圈与次线圈的圈数比改变输出电压;

5)当需要初步降低输出最大功率时,扳动第一开关(2)以及第二开关(14),使变压主线圈调节装置(8)输入端直接与直流电第二连接端口(13)导通,同时第二变阻器(10)的输入端与直流电第二连接端口(13)导通;

6)通过转动第二变阻器(10)上端的第二变阻器(10)的调节旋钮(97),增大第二变阻器(10)电阻,增加第二变阻器(10)的功率消耗,进而降低变压器(7)的功率,使变压器(7)的输出功率降低;

7)当需要进一步降低变压器(7)的输出功率,则扳动第一开关(2)以及第二开关(14),使第一变阻器(9)的输入端与直流电第二连接端口(13)导通,同时第一变阻器(9)输出端与变压主线圈调节装置(8)输入端连接,同时第二变阻器(10)的输入端与直流电第二连接端口(13)导通;

8)通过转动第二变阻器(10)上端的第二变阻器(10)的调节旋钮(97),增大第二变阻器(10)电阻,增加第二变阻器(10)的功率消耗,同时调节第一变阻器(9)的电阻,增加第一变阻器(9)的功率消耗,进一步降低变压器(7)的功率,使变压器(7)的输出功率降低;

9)当变压器(7)的铁芯温度上升,使得变压器(7)的效率下降,此时启动微型水泵(31),微型水泵(31)从水箱(32)吸入冷水,并灌入冷却管(36)内;

10)冷却管(36)对变压器(7)的铁芯进行降温,冷却管(36)带着热水进入散热管(33)内,散热管(33)通过散热片(34)进行降温,使得散热管(33)内的水温下降,温度下降的凉水进入固定导线(62)内;

11)变压器(7)的铁芯的温度下降,转换效率恢复。