一種車載多級全速交流發電系統的製作方法

2023-07-12 01:27:51

專利名稱：一種車載多級全速交流發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車載發電系統，特別是關於一種車載多級全速交流發電系統。
背景技術：
目前，常用的車載交流發電系統主要部件包括同步發電機和車上原有的發動機， 兩者通過機械傳動方式連接，同步發電機的轉速和發動機的轉速的速比固定，從而發電機產生交流電的頻率隨發動機的轉速變化而變化。該類系統存在如下問題1、為了保證交流電的頻率滿足用電器的要求，該類系統必須把發動機的轉速嚴格控制在某一個目標值附近。而由於發動機的間歇發火的工作特點，整個發電系統慣量較大，以及發電系統的負載存在突加突洩的使用工況等諸多因素，不易達到很高的控制精度。2、由於車輛行駛時，發動機轉速不可避免的要在大範圍內變化，而該類系統發電時，發動機轉速必須固定在某一個轉速上，故該類系統發電時，車輛一般只能停止，不適合應用於某些對機動性要求很高的場合。3、同步發電機體積較大，不易在車輛上布置。在需要工作時，往往需要操作人員先手動控制離合手柄完成動力的接合，然後再操作其他控制開關後開始工作。在發電結束後，也需要操作人員手動控制離合手柄完成動力的分離，然後再操作其他控制開關以關閉系統。操作過程複雜，對普通司乘人員操作難度大，誤操作時容易損壞發電機或傳動機構。4、該類系統必須有發動機的帶動才能發電，在發動機或者傳動系統產生故障時，該類系統也無法工作。5、該類系統只能通過發動機動力發電，在某些本身具有交流電源的工作場合，要進行手動切換操作，一旦外接電源掉電將造成數據丟失或設備損壞。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種發電質量較高、能實現行車發電、體積小、操作和安裝簡單，在發動機或傳動系統發生故障時，也能繼續對外供電的車載多級全速交流發電系統。為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於它包括發動機、取力器、電磁離合器、發電模塊、蓄電池組和電能應變模塊； 所述發動機的動力通過所述取力器取出，並通過所述電磁離合器將該動力傳輸至所述發電模塊，所述發電模塊將該動力轉換為電能，並存儲至所述蓄電池組，所述蓄電池組連接所述電能應變模塊，由所述電能應變模塊向外輸出定幅定頻的交流電。所述發電模塊採用一直流發電機。所述發電模塊採用一發電機串聯一交流直流變流器，所述交流直流變流器將所述發電機獲得的交流電轉換為直流電後，存儲至所述蓄電池組。所述發電機採用數碼發電機和永磁交流發電機中的一種。所述電能應變模塊為一智能控制器，其包括控制邏輯模塊、輸入處理模塊、通訊模塊和輸出驅動模塊，所述控制邏輯模塊根據所述輸入處理模塊和通訊模塊傳輸的信號對所述車載多級全速交流發電系統進行控制，並由所述輸出驅動模塊向外輸出電能。所述電能應變模塊上設置有外部操作接口 外部啟停開關、電磁離合器接合狀態開關、門執行器接口、電池電壓採集接口、狀態指示燈組、逆變器工作開關、RS232通訊接口和發動機轉速採集接口。本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本實用新型由於採用發電模塊將取力器從發動機獲取的電能轉換為直流電，再由電能應變模塊將直流電轉換為交流電輸出，克服了原系統的發動機轉速同交流頻率耦合的固有缺點，實現了直流到交流的變換，有利於提高發電質量。2、本實用新型由於採用將發動機的高頻交流電轉換為直流，再將直流逆變為交流，經過多級變換，因此，可以在發動機在整個轉速範圍內的工作，實現了行車發電。3、本實用新型由於採用由取力器、發電模塊、蓄電池組和電能應變模塊組成，各部分均採用模塊化結構，因此，縮小了本實用新型的車載多級全速交流發電系統的體積，更利於布置。4、本實用新型由於採用蓄電池組對電能進行存儲，即使發動機出現故障，也能夠利用已經儲存的電能繼續發電。5、本實用新型由於採用電能應變模塊為一智能控制器，由該智能控制器控制整個系統工作，使用時可以通過設置在電能應變模塊上的外部啟停開關一鍵式操作，因此，實現了使用簡單，自動化程度大大提高。6、本實用新型由於採用電能應變模塊能根據外部的供電狀態自動確定工作狀態，可以可以方便的利用外部的交流供電， 並且在外部交流供電缺失的情況下，自動切換到自身發電工作狀態。本實用新型可以廣泛應用於車載交流發電系統應用中。

圖1是本實用新型的整體結構示意圖；圖2是本實用新型的發電模塊採用發電機串聯交流直流變流器時的結構示意圖；圖3是本實用新型的電能應變模塊結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖1所示，本實用新型包括現有技術中車輛上的發動機1、取力器2、電磁離合器 3、發電模塊4、蓄電池組5和電能應變模塊6。發動機1的動力通過取力器2取出驅動力，並通過電磁離合器3將該驅動力傳輸至發電模塊4，由發電模塊4將該驅動力轉換為電能，並存儲至蓄電池組5中。蓄電池組5 連接電能應變模塊6，由電能應變模塊6向外輸出定幅定頻的交流電。其中，取力器2取出的驅動力由電磁離合器3的接合或分離來控制其能否傳輸至發電模塊4，當電磁離合器3處於接合狀態時，則驅動力傳輸至發電模塊4 ；反之，當電磁離合器3處於分離狀態時，則驅動力不能傳輸至發電模塊4。上述實施例中，發電模塊4可以採用一個直流發電機7 (如圖1所示)，將驅動力直接轉換為直流電存儲至蓄電池組5內；也可以採用發電機8串聯交流直流變流器9，交流直流變流器9將發電機8獲得的交流電轉換為直流電後，存儲至蓄電池組5中(如圖2所示)。其中，發電機8可以採用數碼發電機或永磁交流發電機。如圖3所示，本實用新型的電能應變模塊6根據外部的供電狀態自動確定工作狀態，若具有外部交流供電，則直接輸出；若不具有外部交流供電，電能應急模塊6將把蓄電池組5中的直流電變流為定幅定頻的交流電輸出。電能應變模塊6為一智能控制器，其包括控制邏輯模塊61、輸入處理模塊62、通訊模塊63和輸出驅動模塊64，控制邏輯模塊61根據輸入處理模塊62和通訊模塊63傳輸的信號對本實用新型的車載多級全速交流發電系統進行控制，並由輸出驅動模塊64向外輸出電能。電能應變模塊6上還設置有外部操作接口 外部啟停開關10、電磁離合器接合狀態開關11、油門執行器接口 12、電池電壓採集接口 13、狀態指示燈組14、逆變器工作開關 15、RS232通訊接口 16和發動機轉速採集接口 17。當外部啟停開關10接合，表示系統即將進入工作狀態，電能應變模塊6啟動，並按照正常工作程序控制電磁離合器接合狀態開關11閉合、各動作機構完成動力接合、由油門執行器接口 12實現對發動機1油門加力、電源高速切換等動作。在工作過程中，電能應變模塊6通過電池電壓採集接口 13管理蓄電池組5的狀態若蓄電池組5電壓小於正常工作值，將通過狀態指示燈組14提示，若小於安全使用值，將斷開逆變器工作開關15，停止對外供電。同時，電能應變模塊6通過RS232通訊接口 16同逆變器等主要工作部件交互信息， 實時監控工作部件的工作狀態。若由發動機轉速採集接口 17採集到的發動機1轉速過低， 導致發動機1對外輸出動力能力不足，電能應變模塊6還會通過油門執行器接口 12控制油門執行器自動把發動機1轉速提升到一定轉速上。當外部啟停開關10斷開後，電能應變模塊6斷掉逆變器控制開關16，斷開電磁離合器接合狀態開關11，並通過電磁離合器接合狀態開關11來反饋開關狀態，開關狀態顯示電磁離合器3並沒有斷開，就隔一定時間後重複斷開電磁離合器3的動作，並限定重複的次數。在使用過程中，電能應變模塊6檢測到電池組電壓過低，即使啟停開關沒有接合，也會自動控制電磁離合器3接合，為蓄電池組5充電，直到電池電壓達到正常水平。綜上所述，本實用新型是通過取力器2和機械傳動方式，把發動機1的驅動力輸入到發電模塊4內。發電模塊4將產生的電能儲存到蓄電池組5內。電能應變模塊6具有直接利用外部交流電和變換蓄電池組5中的電能的兩種電流通路，並可根據外部供電條件自動切換。並且電能應變模塊6根據外部的輸入和本實用新型系統的狀態決定整個系統的工作狀態。上述各實施例僅用於說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式和製作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。
權利要求1.一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於它包括發動機、取力器、電磁離合器、發電模塊、蓄電池組和電能應變模塊；所述發動機的動力通過所述取力器取出，並通過所述電磁離合器將該動力傳輸至所述發電模塊，所述發電模塊將該動力轉換為電能，並存儲至所述蓄電池組，所述蓄電池組連接所述電能應變模塊，由所述電能應變模塊向外輸出定幅定頻的交流電。
2.如權利要求1所述的一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於所述發電模塊採用一直流發電機。
3.如權利要求1所述的一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於所述發電模塊採用一發電機串聯一交流直流變流器，所述交流直流變流器將所述發電機獲得的交流電轉換為直流電後，存儲至所述蓄電池組。
4.如權利要求3所述的一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於所述發電機採用數碼發電機和永磁交流發電機中的一種。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於 所述電能應變模塊為一智能控制器，其包括控制邏輯模塊、輸入處理模塊、通訊模塊和輸出驅動模塊，所述控制邏輯模塊根據所述輸入處理模塊和通訊模塊傳輸的信號對所述車載多級全速交流發電系統進行控制，並由所述輸出驅動模塊向外輸出電能。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於 所述電能應變模塊上設置有外部操作接口 外部啟停開關、電磁離合器接合狀態開關、門執行器接口、電池電壓採集接口、狀態指示燈組、逆變器工作開關、RS232通訊接口和發動機轉速採集接口。
7.如權利要求5所述的一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於所述電能應變模塊上設置有外部操作接口 外部啟停開關、電磁離合器接合狀態開關、門執行器接口、電池電壓採集接口、狀態指示燈組、逆變器工作開關、RS232通訊接口和發動機轉速採集接口。
專利摘要本實用新型涉及一種車載多級全速交流發電系統，其特徵在於它包括發動機、取力器、電磁離合器、發電模塊、蓄電池組和電能應變模塊；所述發動機的動力通過所述取力器取出，並通過所述電磁離合器將該動力傳輸至所述發電模塊，所述發電模塊將該動力轉換為電能，並存儲至所述蓄電池組，所述蓄電池組連接所述電能應變模塊，由所述電能應變模塊向外輸出定幅定頻的交流電。本實用新型由於採用發電模塊將取力器從發動機獲取的電能轉換為直流電，再由電能應變模塊將直流電轉換為交流電輸出，克服了原系統的發動機轉速同交流頻率耦合的固有缺點，實現了直流到交流的變換，有利於提高發電質量，並且本實用新型能實現行車發電。本實用新型可以廣泛應用於車載交流發電系統應用中。
文檔編號H02J7/00GK202167868SQ20112022691
公開日2012年3月14日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者趙德山 申請人:北京軍適機械有限公司