一種發動機用發電機負載試驗系統的製作方法
2023-05-29 12:54:21
一種發動機用發電機負載試驗系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種發動機用發電機負載試驗系統，包括發動機發電機，控制器，發動機運轉檢測模塊，電壓、電流傳感器，功率調節模塊，電阻負載，過溫、過流保護模塊。所述功率調節模塊包括逆變升壓器、調壓器、調壓驅動控制模塊、以及過流、過壓、欠壓保護模塊。本實用新型由於採用可調功率調節模塊給負載提供一個可變電流、電壓，通過根據不同發電機的實際負載調整功率調節模塊輸出，克服了現有的用高精密大功率電阻模擬負載時，負載值改變不方便的缺點，尤其適合連續實時變化大功率輸出的情形。
【專利說明】一種發動機用發電機負載試驗系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車、船發動機用發電機測試【技術領域】，特別是涉及一種發動機用發電機負載試驗系統。
【背景技術】
[0002]在汽車的電氣系統中，發電機向整車提供所有電源。它負責將機械能轉換成電能，保障著各電路、元件的電源。為了給車內乘客提供更舒適的乘車環境，現市面上的車輛幾乎都配有空調，而空調壓縮機則是整個空調系統的重要部件相當如人類的心臟。因此，需要一種試驗裝置對裝機發動機的發電機、空調、空壓機可靠性進行分析及評價。
[0003]現有的發動機發電機負載試驗設備大多由控制按鈕、接觸器和電阻負載組成。在發動機旁現場通過手動操作，控制電阻的接通來模擬負載大小，空調、空壓機一般都是空運轉或者是一個固定的負載。每次發動機啟停或回怠速運轉時都需要試驗人員到現場手動開啟、關閉實驗裝置。發動機試驗室溫度高、噪音大、轉速高存在一定的人身安全危險性。不能線性調節負載的大小只能以固定負載減小或遞增的方式，無過欠壓、過負載保護、不能隨發動機的啟停自動運行、無計算機通信遠程控制不能集成到發動機的試驗系統。
[0004]中國實用新型專利申請(CN 103698131 A)公布了一種發動機附件負載模擬系統，其實用新型目的在於提供一種發動機附件負載模擬系統，將發動機附件中的空壓機負載模擬模塊、空調負載模擬模塊和發電機負載模擬模塊集成到一個系統，在進行發動機臺架試驗時，可對這些負載模擬模塊進行單獨控制或是同時控制，每個負載模擬模塊可以提供在一定範圍內變化的負載，且系統可以對負載大小進行無極調節，從而使該系統的通用性很從而使該系統的通用性很強，以避免現有負載模擬系統因需要移植負載所具有的通用性差的缺陷。但由於其缺乏對發動機狀態的有效監測裝置，負載試驗設備不能隨發動機的啟停自動運行和調節，且無過欠壓、過負載保護，遇到故障時不能及時停止實驗，導致系統癱瘓。同時，現有功率調節模塊能夠調節的功率範圍非常有限(DC30V O?0.6KW)，無法適應發電機負載功率越來越大的情形。
實用新型內容
[0005]針對上述現有技術存在的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種智能可靠的發動機發電機負載試驗系統，特別適用於需要大功率調節(O?6KW)的情形，能根據發動機不同轉速和發電機不同型號設定實際負載，並且能根據發動機的停止、怠速、運轉自動控制負載試驗設備的加載及功率大小調節。
[0006]為達到上述目的，本實用新型採取的技術方案是:一種發動機用發電機負載試驗系統，包括發動機發電機，為試驗系統提供直流電力；
[0007]控制器，對整個試驗系統實施監控，並對採集到的數據進行分析，按照預先設置好的程序控制試驗系統完成試驗，同時提供預警信息，下達關閉指令，保護試驗系統；
[0008]發動機運轉檢測模塊，與控制器連接，用於將當前發動機工作狀況傳送給控制器；
[0009]電壓、電流傳感器，用於採集發電機發出的電量情況，傳送送至控制器；
[0010]功率調節模塊，包括逆變升壓器、調壓器、調壓驅動控制模塊、以及過流、過壓、欠壓保護模塊；所述逆變升壓器用於將發電機發出的低壓直流電轉變為高壓交流電，並通過調壓器輸出電壓和電流至電阻負載端；所述調壓驅動控制模塊用於根據控制器指令控制調壓器輸出電壓和電流的大小；所述過流、過壓、欠壓保護模塊對逆變升壓器進行檢測，同時將數據發送給控制器並接收來自控制器的保護動作信號來保護逆變升壓器；
[0011 ] 電阻負載，可通過控制器實現線性調節，接收功率調節模塊輸出的電壓和電流，完成試驗；以及
[0012]過溫、過流保護模塊，當電阻負載出現冷卻異常或電阻過流時，用於將信號反饋至控制器，控制器發出警報，並同時停止調壓器的控制輸出。
[0013]進一步的，還包括發動機空調，以及與之連接的空調試驗模塊。
[0014]進一步的，還包括發動機空壓機，以及與之連接的空壓機試驗模塊。
[0015]本實用新型具有以下顯著優點:由於採用可調功率調節模塊給負載提供一個可變電流、電壓，通過根據不同發電機的實際負載調整功率調節模塊輸出，克服了現有的用高精密大功率電阻模擬負載時，負載值改變不方便的缺點，同時尤其適合連續實時變化大功率輸出的情形。
[0016]該設備的三個試驗模塊都可以跟隨發動機的啟動、停止、運轉而自動運行，並能通過計算機端的遠程操作與發動機試驗臺集中到一起，控制簡單明了，可以非常方便的將各個試驗模塊的控制集成到發動機程控自動運行的試驗中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型一完整實施例系統連接示意圖；
[0018]圖2為本實用新型一完整實施例系統工作原理圖；
[0019]圖3為本實用新型一較佳實施例系統連接示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合【具體實施方式】及附圖，對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0021]圖1是本實用新型一種發動機用發電機負載試驗系統完整實施例的系統連接圖，加入發動機發電機工作時所要模擬的所有環境，包括了控制器，所述控制器與操作顯示模塊105和手動操作報警模塊106相連，用來對系統進行人工監測與操作。
[0022]所述控制器分別通過自身的數字I/O模塊111、模擬輸入模塊112、模擬輸出模塊113與發動機監測模塊124、功率調節模塊122、電壓、電流傳感器121、電阻負載123、空調試驗模塊131、空壓機試驗模塊141連接，對整個試驗系統進行數據採集、監控和分析。所述空調試驗模塊131、空壓機試驗模塊141分別連接模擬試驗用的發動機空調130和發動機空壓機 140。
[0023]發動機發電機120的正負輸出端與功率調節模塊122的正負相連，通過控制器中的CPU程序控制數字I/O模塊111，再控制多路保護裝置接通，以及通過模擬輸出模塊113輸出模擬控制信號來控制功率調節模塊122，來模擬發電機的負載大小。
[0024]通過調整功率調節模塊122的大小，來實現負載的大小模擬出整車上用電負荷的變化；改變空調製冷冷卻風扇轉速來模擬空調製冷負載；調節空壓機排氣電磁閥來控制空壓機負載。經過對發動機發電機120、發動機空調130壓縮機、空壓機140的長時間的循環實驗從而對發電機120、發動機空調130壓縮機、空壓機140的可靠性進行評價。
[0025]系統工作流程如圖2所示，發電機負載試驗系統開機初始化全部置零S201。根據控制方式選擇S202本地S203或計算機遠程控制S204，選擇本地控制時在設備的觸控螢幕上直接點擊控制值、保護參數設定S205，選擇計算機遠程控制室則在電腦端的軟體上直接點擊相應按鈕設置輸出即可。
[0026]發動機啟動(通過對發動機運轉監測S207大於怠速設定值600?1000r/min)運行後，CPU根據當前的控制設定值和參數保護值進行運算處理後，由各模塊通道輸出來控制相應模塊自動運行。
[0027]各功能試驗模塊運行工作時按當前設定好的控制值運行，當運行中出現報警、故障S206時，CPU通過預先設定好的參數和程序進行判別報警還是保護停機動作，並將當前的故障信號通過觸控螢幕、指示燈、計算機同時顯示來提醒試驗人員，並快速的判別出報警或故障所在原因。
[0028]發動機停止S211時，系統能自動將各模塊停止輸出，等待發動機再次運行時自動運行各個模塊。此時，若試驗完成S212判斷為「是」，則發電機負載試驗設備接收到停止信號，系統將關閉S213，不在運行各模塊並將高溫電阻負載區延時冷卻後待機。
[0029]圖3為本實用新型單獨應用在發動機發電機(DC24?30V O?200A功率6KW)的實施例，詳細描述了調壓或變流的功率調節模塊122的組成，用於實現將發電機120發出的DC24V?30V直流電先進行逆變升壓到AC220V再進行負載調節閉環控制的方式來完成試驗目的，同時通過對發動機的運轉監測來控制功率調節模塊122的自動運行和負載大小。
[0030]發電機120的正負極輸出端與發電機負載試驗系統的功率調節模塊122正負極相對應連接，當發動機運轉帶動發電機120運轉發出電能時,經電壓、電流傳感器121採集送至控制器301的AD採集模塊進行處理變成AD信號送至CPU進行運算處理，將實際電壓、電流顯示出來並進行報警、保護參數與發動機運行狀態對比保護。
[0031]當電能經過逆變升壓器306時，控制器301通過發動機運轉檢測模塊124對發動機運轉檢測結果來判別發動機的運轉狀態，控制逆變器升壓306工作。逆變升壓器306的過流、過壓、欠壓保護模塊303同時進行檢測，並將數據發送給控制器301並接收來自控制器301的保護動作信號來保護逆變升壓器306。
[0032]DC24?30V電壓經逆變升壓器306變成我們常用的AC220V電源，由調壓器307來接收控制器301發出的信號來調節輸出電壓與電流到電阻負載123端，實現發電機負載的線性調節。
[0033]當控制器301接收到控制設定值時，控制器301通過對發動機運轉的檢測來判別發動機的運轉狀態(停機、怠速、運行)，控制逆變器工作將電壓升高，將AD採集模塊送來的值與控制設定值進行比較經PID運算後輸出AD信號至調壓驅動控制模塊304轉換成4?20mA相對應O?6KW來控制調壓器307的輸出，並通過前面的傳感器採樣進行對比實時調節，來達到設定控制值。
[0034]若電阻負載出現冷卻異常或電阻過流時，過溫、過流保護模塊305將信號反饋至控制器301，控制器301發出警報，並同時停止調壓器307的控制輸出。
[0035]綜上所述的本實用新型具體實施例僅為本實用新型優選的實施方式，並非用於限定本實用新型保護範圍的限制。因此，任何在本實用新型的技術特徵之內所作的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種發動機用發電機負載試驗系統，其特徵在於，包括 發動機發電機，為試驗系統提供直流電力； 控制器，對整個試驗系統實施監控，並對採集到的數據進行分析，按照預先設置好的程序控制試驗系統完成試驗，同時提供預警信息，下達關閉指令，保護試驗系統； 發動機運轉檢測模塊，與控制器連接，用於將當前發動機工作狀況傳送給控制器； 電壓、電流傳感器，用於採集發電機發出的電量情況，傳送送至控制器； 功率調節模塊，包括逆變升壓器、調壓器、調壓驅動控制模塊、以及過流、過壓、欠壓保護模塊；所述逆變升壓器用於將發電機發出的低壓直流電轉變為高壓交流電，並通過調壓器輸出電壓和電流至電阻負載端；所述調壓驅動控制模塊用於根據控制器指令控制調壓器輸出電壓和電流的大小；所述過流、過壓、欠壓保護模塊對逆變升壓器進行檢測，同時將數據發送給控制器並接收來自控制器的保護動作信號來保護逆變升壓器； 電阻負載，可通過控制器實現線性調節，接收功率調節模塊輸出的電壓和電流，完成試驗；以及 過溫、過流保護模塊，當電阻負載出現冷卻異常或電阻過流時，用於將信號反饋至控制器，控制器發出警報，並同時停止調壓器的控制輸出。
2.根據權利要求1所述的一種發動機用發電機負載試驗系統，其特徵在於，還包括發動機空調，以及與之連接的空調試驗模塊。
3.根據權利要求1所述的一種發動機用發電機負載試驗系統，其特徵在於，還包括發動機空壓機，以及與之連接的空壓機試驗模塊。
【文檔編號】G01R31/34GK204064663SQ201420545495
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】李亮 申請人:長沙研創電氣有限公司