CN101806270A - 一种用于小型内燃机的起动发电一体化系统的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于小型内燃机的起动发电一体化系统的控制装置，主要由起动板、两个继电器、两个场效应管以及整流稳压充电电路组成起动电路和发电电路。利用发动机起动后最小稳定怠速为标准，确定起动和发电的转换时机，达到或高于稳定怠速的切换为发电状态；小于稳定怠速的则切换为起动状态。由单片机通过继电器和电子开关对起动电路及发电电路的切换进行控制。它具有电路设计简单、切换控制可靠，可有效避免起动状态与发动状态切换时造成电流冲击的特点。

Description

一种用于小型内燃机的起动发电一体化系统的控制装置
技术领域
本发明涉及电机起动和电机发电的自动控制装置，特别是用于小型发动机的起动发电一体化系统的自动控制装置。
背景技术
电动机作为起动机与发电机时，其转向不变，但电流相反，因此如不及时断开起动电路，将引起回路中较大的电流冲击，导致器件损坏。为了解决上述问题，须加装相应的转换控制电路。
本申请人同时提出了“用于小型内燃机的起动发电一体化结构，即采用一套机构装载在小型内燃机(即发动机)上，在主动供电时可起动发动机转动，发动机工作后又可作为发电机供电”。本发明是与上述一体化结构相配套的自动控制装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于小型内燃机的起动发电一体化系统的控制装置，在电动机同时作为起动机和发电机前提下，当发动机起动正常后，及时断开起动电路，避免电路的元器件损坏。
本发明的目的是这样实现的：一种用于小型内燃机的起动发电一体化系统的控制装置，包括整流稳压充电电路，用电器R1与12V蓄电池并联，还具有，发动机起动回路：用于测量发动机转速信号的霍尔传感器的信号输出端接于启动板STC12C5412AD(即MCU)的输入端，启动板的第一输出端接于第一场效应管的栅板G1，第一场效应管的源极S1接地，且源极S1与栅极G1之间串接有电阻R4，第一场效应管的漏极D1接于继电器J1，启动板的第二输出端接于第二场效应管的栅极G2，第二场效应管的源极S2接地，且源极S2与栅极G2之间串接有电阻R5，第二场效应管的漏极D2接于继电器J2，启动板输出电子调节信号的第三输出端连接三相电子调速器ESC100A的控制端，所述蓄电池的正、负极分别串接继电器J2的两个常开触点J2-1、J2-2后接于12V-48V直流升压器的正、负输入端，直流升压器的两个输出端分别接于电子调速器两个输入端，电子调速器的三个输出端分别串接继电器J1的三个常开触点J1-1、J1-2、J1-3后与三相无刷电机M连接，继电器J1的三个常闭触点J1-4、J1-5、J1-6分别连接在三相无刷电机M与所述整流稳压充电电路的三相输入端之间，整流稳压充电电路的直流输出端的正、负极分别接于蓄电池的正、负极。
上述继电器J1、J2的型号均为LJQX-62F/2H，整流稳压充电电路为LF150集成电路。
本发明利用发动机起动后最小稳定怠速为标准，确定起动及发电状态的转换时机，达到或高于稳定怠速的视为发电状态；小于稳定怠速的则视为起动状态。由单片机通过继电器或电子开关对外部的起动回路及发电回路的切换进行控制。
本发明中，当STC起动板收到起动指令后，继电器J1、J2吸合，发电回路断开，起动电路接通，电动机处于起动机状态，发动机起动；当发动机转速达到标准怠速，稳定工作后，STC启动板控制J1、J2断开，起动电路关闭，发电回路接通，电动机处于发电机状态，对负载及电瓶供电。
本发明的有益效果是：
1、电路结构简单，可自动进行起动回路及发电回路的切换，采用一套装置替代现有两套装置(起动机系统和发电机系统)，简化了设备构造。
2、因为发电和起动电流方向是相反的，因此为确保机械转换后，起动电路能及时转换而发电电路停止主动供电，保证三相电机不因逆向供电而烧毁，本系统采用专用电路进行隔离切换。本控制电路利用发电机转速为标准，对电动机的起动及发电状态进行切换控制，可有效避免起动状态与发电状态切换时造成的电流冲击。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步具体说明：
因为发电和起动电流方向是相反的，因此为确保机械转换后，起动电路能及时转换而发电电路停止主动供电，保证发电机不因逆向供电而烧毁，必须加装电子转换机构。
图1示出，发动机起动回路为：用于测量发动机转速信号的霍尔传感器的信号输出端接于启动板STC12C5412AD的输入端，启动板的第一输出端接于第一场效应管的栅板G1，第一场效应管的源极S1接地，且源极S1与栅极G1之间串接有电阻R4，第一场效应管的漏极D1接于继电器J1，启动板的第二输出端接于第二场效应管的栅极G2，第二场效应管的源极S2接地，且源极S2与栅极G2之间串接有电阻R5，+5V电源串接电阻R3(500欧)后接于第二场效应管的栅板G2。第二场效应管的漏极D2接于继电器J2，启动板输出电子调节信号的第三输出端连接三相电子调速器ESC100A的控制端6脚，所述蓄电池的正、负极分别串接继电器J2的两个常开触点J2-1、J2-2后接于DC12V-48V直流升压器的正、负输入端，直流升压器的两个输出端分别接于电子调速器两个输入端，电子调速器的三个输出端分别串接继电器J1的三个常开触点J1-1、J1-2、J1-3后与三相无刷电机M连接，继电器J1的三个常闭触点J1-4、J1-5、J1-6分别连接在三相无刷电机M与所述整流稳压充电电路的三相输入端之间，整流稳压充电电路的直流输出端的正、负极分别接于蓄电池的正、负极(第一、二、三输出端即对应的I/O端)。继电器J1、J2的型号均为LJQX-62F/2H，整流稳压充电电路为LF150集成电路。第一、第二场效应管型号为IRFI404S。
图1中，电阻R2一端接+5V工作电源正极，另一端接第一场效应管的栅极G1，电阻R4一端接+5V工作电源正极，另一端接第二场效应管的栅极G2。
本发明的电路过程如下：
1、当STC启动板收到起动指令后，继电器J1、J2吸合，J1常闭触点断开，常开触点接通，由升压模块及电调组成的无刷电机驱动回路接通，发电回路断开，起动电路接通，电动机处于起动机状态，发动机起动；
2、当霍尔传感器检测到发动机转速达到标准怠速，稳定工作后，STC起动板控制J1、J2断开，J1常闭触点接通，常开触点断开，起动电路关闭，发电回路接通，电动机处于发电机状态，对负载及电瓶供电。
3、该电路不仅适用于三相无刷永磁电机(如图中M表示)，同样适用于永磁式直流电机。仅需将电路中三相电调改为直流电调，整流稳压模块改为直流DCDC。

Claims (2)

1.一种用于小型内燃机的起动发电一体化系统的控制装置，包括，整流稳压充电电路，用电器R1与12V蓄电池并联，其特征是：还具有，发动机起动回路：用于测量发动机转速信号的霍尔传感器的信号输出端接于启动板STC12C5412AD的输入端，启动板的第一输出端接于第一场效应管的栅板G1，第一场效应管的源极S1接地，且源极S1与栅极G1之间串接有电阻R4，第一场效应管的漏极D1接于继电器J1，启动板的第二输出端接于第二场效应管的栅极G2，第二场效应管的源极S2接地，且源极S2与栅极G2之间串接有电阻R5，第二场效应管的漏极D2接于继电器J2，启动板输出电子调节信号的第三输出端连接三相电子调速器ESC100A的控制端，所述蓄电池的正、负极分别串接继电器J2的两个常开触点J2-1、J2-2后接于12V-48V直流升压器的正、负输入端，直流升压器的两个输出端分别接于电子调速器两个输入端，电子调速器的三个输出端分别串接继电器J1的三个常开触点J1-1、J1-2、J1-3后与三相无刷电机M连接，继电器J1的三个常闭触点J1-4、J1-5、J1-6分别连接在三相无刷电机M与所述整流稳压充电电路的三相输入端之间，整流稳压充电电路的直流输出端的正、负极分别接于蓄电池的正、负极。
2.根据权利要求1所述一种用于小型内燃机的起动发电一体化系统的控制装置，其特征是：所述继电器J1、J2的型号均为LJQX-62F/2H，整流稳压充电电路为LF150集成电路。
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