發電機供電系統的製作方法

2023-09-18 02:42:55

專利名稱：發電機供電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供電系統，尤其涉及一種利用內燃機驅動發電機的供電系統。
背景技術：
現有的移動通信工作站等需要長期不間斷供電的場合或設備，通常使用蓄電池供電系統，目前的供電系統通常由以下部分組成，如圖1所示系統由內燃機提供動力，內燃機帶動發電機轉動產生電能，通過開關電源穩壓，輸送給蓄電池充電，由蓄電池給負載供電。這樣的技術方案不足之處如下1)不能根據蓄電池的容量進行節能充電。實際上當蓄電池充電飽和到一定程度後，雖然充電所需的電壓基本不變，但是所需的電流卻大大減少，此時，如果內燃機全速運轉，那麼大部分的能量就白白浪費掉了。2)開關電源價格昂貴，一般大功率開關電源每瓦的價格是一元錢，通常佔到整個系統成本50%。除此之外，還有一些場合，例如電加熱系統，在開始加熱時，需要大電流驅動加熱器，但是在達到預定溫度後，時斷時續地用大電流加熱維持溫度，這樣對加熱設備的損傷大，而且溫度不穩定。在製冷系統中同樣存在上述情況。
實用新型內容本實用新型主要解決的技術問題是提供一種能夠根據負載所需電流情況調節內燃機能耗的發電機供電系統。為達到上述實用新型目的，本實用新型採取的技術方案如下一種發電機供電系統，包括發電機、內燃機與負載，所述發電機由內燃機驅動，所述發電機具有輸出線圈與發電機電輸出端，所述輸出線圈與發電機電輸出端電連接，所述負載與發電機電輸出端電連接，其特徵在於，所述發電機的輸出線圈與發電機電輸出端之間設有轉換開關，所述轉換開關調節與發電機輸出端電連接的發電機輸出線圈繞組的匝數，系統設有檢測器、控制器與內燃機油門調節器，所述檢測器與負載電連接，所述控制器與檢測器、內燃機油門調節器及轉換開關電連接。上述技術方案優選為，當負載需要小電流時，檢測器探測到信號發送到控制器，控制器發出指令使內燃機油門調節器將內燃機油門調小，使發電機轉速降低，輸出電壓降低， 同時控制器發出指令使轉換開關將與發電機輸出端連接的線圈匝數增加，使發電機輸出電壓提高，當負載需要大電流時，檢測器探測到信號發送到控制器，控制器發出指令使內燃機油門調節器將內燃機油門調大，使發電機轉速提高，輸出電壓提高，同時控制器發出指令使轉換開關將與發電機輸出端連接的線圈匝數減少，使發電機輸出電壓降低。[0012]上述技術方案更優選為，所述負載為蓄電池，所述蓄電池具有蓄電池電輸入端與蓄電池電輸出端，所述蓄電池電輸入端與發電機電輸出端電連接，所述檢測器與蓄電池電連接，當電池電量大於設定值時，需要小電流，當電池電量小於設定值時，需要大電流。上述技術方案優選為，所述發電機為內轉子永磁體發電機。上述技術方案優選為，所述發電機輸出線圈分為繞組匝數相等的兩組，轉換開關具有兩種檔位，這兩種檔位分別對應兩組線圈並聯與串聯。上述技術方案優選為，所述內燃機油門調節器包括油門調節閥與驅動油門調節閥的步進電機，所述控制器與步進電機電連接。上述技術方案更優選為，所述檢測器與發電機輸出端電連接。上述技術方案最優選為，當發電機輸出端電壓偏離設定值時，控制器發出指令，使內燃機油門調節器調大或調小內燃機油門，提高或降低內燃機與發電機的轉速，進而提高或降低發電機的輸出電壓。採取本實用新型所述技術方案的系統，在利用內燃機帶動發電機給負載供電時， 根據負載所需的實際電流，調整內燃機轉速，來調節輸出的電能大小，由於帶動發電機的內燃機轉速改變，進而使發電機輸出的電壓變化，為了使發電機輸出電壓維持預設值，再調節發電機輸出線圈繞組的匝數，來調節電壓，通過發電機轉速與發電機輸出線圈繞組匝數的改變，共同維持發電機輸出電壓的穩定，同時達到了調節輸出電流進而控制總能耗的目的。本實用新型所述技術方案可以用於蓄電池供電系統的充電，也可以用於電加熱或製冷系統。避免了不時斷電對負載造成的損傷，使負載運行更為平穩，達到了節能降耗的目的。

圖1是本實用新型所述背景技術模塊圖；圖2是本實用新型實施例所述供電系統模塊圖；圖3是本實用新型實施例所述發電機輸出線圈串聯狀態示意圖；圖4是本實用新型實施例所述發電機輸出線圈並聯狀態示意圖；圖5是本實用新型實施例所述發電機輸出線圈抽頭與轉換開關連接示意圖。
具體實施方式
為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。請參閱圖2，本實施例提供了一種供電系統，所述供電系統包括發電機，內燃機與蓄電池，所述發電機為內轉子永磁體發電機並由內燃機驅動，所述發電機具有輸出線圈與發電機電輸出端，所述輸出線圈與發電機電輸出端電連接，所述蓄電池具有蓄電池電輸入端與蓄電池電輸出端，所述蓄電池輸出端與外界負載電連接，所述蓄電池電輸入端與發電機電輸出端電連接，所述發電機的輸出線圈與發電機電輸出端之間設有轉換開關，所述發電機輸出線圈分為繞組匝數相等的兩組，轉換開關具有使兩組線圈並聯或串聯兩種檔位。 系統設有檢測器、控制器與內燃機油門調節器，所述油門調節器包括油門調節閥與驅動油門調節閥的步進電機，所述檢測器與電池電連接，所述控制器與檢測器、內燃機油門調節器中的步進電機及轉換開關電連接。系統組成是一個伺服負反饋閉環系統(其中內燃機用於提供能源；蓄電池為負載；檢測器用於檢測信號；控制電路用於分析判斷信號；伺服電機、開關組合電路用於執行動作。)當蓄電池電量大於設定值時，檢測器探測到信號發送到控制器，控制器發出指令使內燃機油門調節器將內燃機油門調小，使發電機轉速降低，在同樣的輸出線圈匝數情況下，輸出電壓也降低，但是同時控制器發出指令使轉換開關將兩組發電機輸出線圈串聯 (如圖5所示)，從而使與發電機輸出端連接的線圈匝數增加，使發電機輸出電壓提高，以平衡由於發電機轉速降低引起的輸出電壓減低，整體上維持發電機輸出電壓穩定為預設電壓，此時雖然發電機輸出電流減少，但是足以維持蓄電池較飽和時充電需要。當蓄電池電量小於設定值時，檢測器探測到信號發送到控制器，控制器發出指令使內燃機油門調節器將內燃機油門調大，使發電機轉速提高，輸出電壓提高，同時控制器發出指令使轉換開關將兩組發電機輸出線圈並聯(如圖4所示)，從而使與發電機輸出端連接的線圈匝數減少，進而降低發電機的輸出電壓，以平衡由與發電機轉速提高引起的輸出電壓提高，整體上維持發電機輸出電壓的穩定。此時發電機提高電量較大，以滿足不飽和電池大電流充電的需要。線圈的切換過程中能源與負載是分離的，當油門調整至合適時，能源與負載接通。 這樣就不需要考慮電壓的平滑過渡問題。如果外界負載要求不斷電時，可以在電路中加入蓄電電容。本實施例中油門調節器中的油門調節閥由步進電機驅動，使油門大小調控更為精確。本實施例中改變與發電機輸出端相連的線圈匝數是通過並聯或串聯線圈方式達到的，這樣充分利用了全部的線圈，在串聯時電流不大，較細的匝線可以滿足要求，在需要大電流時，由於兩部分線圈並聯，這樣兩部分線圈分擔部分電量，同樣可以使用較細的匝線，節約了材料，減低了成本。當然，本實用新型還可以通過如圖5所示的電路圖實現，通過在線圈中引出多個接頭，然後通過轉換開關分別連接不同的抽頭，以實現線圈繞組匝數的改變。本實施例中所述檢測器與發電機輸出端電連接，當發電機輸出端電壓偏離設定值時，控制器發出指令，使內燃機油門調節器調大或調小內燃機油門，提高或降低內燃機與發電機的轉速，進而提高或降低發電機的輸出電壓，因為在發電機運轉過程中由於外界負載或其他原因會引起發電機輸出端電壓的改變，因此通過微調內燃機油門，控制發電機轉速， 進而微調輸出電壓，這樣一來節省了穩壓需要的開關電源，大大減低了系統成本。以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
權利要求1.一種發電機供電系統，包括發電機、內燃機與負載，所述發電機由內燃機驅動，所述發電機具有輸出線圈與發電機電輸出端，所述輸出線圈與發電機電輸出端電連接，所述負載與發電機電輸出端電連接，其特徵在於，所述發電機的輸出線圈與發電機電輸出端之間設有轉換開關，所述轉換開關調節與發電機輸出端電連接的發電機輸出線圈繞組的匝數， 系統設有檢測器、控制器與內燃機油門調節器，所述檢測器與負載電連接，所述控制器與檢測器、內燃機油門調節器及轉換開關電連接。
2.根據權利要求1所述的發電機供電系統，其特徵在於，所述負載為蓄電池，所述蓄電池具有蓄電池電輸入端與蓄電池電輸出端，所述蓄電池電輸入端與發電機電輸出端電連接，所述檢測器與蓄電池電連接。
3.根據權利要求1所述的發電機供電系統，其特徵在於，所述發電機為內轉子永磁體發電機。
4.根據權利要求1所述的發電機供電系統，其特徵在於，所述發電機輸出線圈分為繞組匝數相等的兩組，轉換開關具有兩種檔位，這兩種檔位分別對應兩組線圈並聯與串聯。
5.根據權利要求1所述的發電機供電系統，其特徵在於，所述內燃機油門調節器包括油門調節閥與驅動油門調節閥的步進電機，所述控制器與步進電機電連接。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的發電機供電系統，其特徵在於，所述檢測器與發電機輸出端電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種發電機供電系統，包括發電機，內燃機與負載，所述發電機由內燃機驅動，所述發電機具有輸出線圈與發電機電輸出端，所述輸出線圈與發電機電輸出端電連接，所述負載與發電機電輸出端電連接，其特徵在於，所述發電機的輸出線圈與發電機電輸出端之間設有轉換開關，所述轉換開關調節與發電機輸出端電連接的發電機輸出線圈繞組的匝數，系統設有檢測器、控制器與內燃機油門調節器，所述檢測器與負載電連接，所述控制器與檢測器、內燃機油門調節器及轉換開關電連接。本技術方案可以用於蓄電池供電系統的充電，也可以用於電加熱或製冷系統。避免了不時斷電對負載造成的損傷，使負載運行更為平穩，達到了節能降耗的目的。
文檔編號F02B63/04GK202026201SQ201020155240
公開日2011年11月2日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者陳建華, 陳彪 申請人:福州力鼎動力有限公司