CN103560731A - 根据驱动力大小调整发电机阻力的控制电路及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种根据驱动力大小调整发电机阻力的控制电路及调节方法，包括发电机，通过整流模块与发电机连接的采样模块，采集发电机转速的转速采样模块，分别与上述各模块连接的控制单元，所述采样模块与控制单元之间连接有控制驱动发电机工作阻力大小的负载调节模块，所述控制单元根据各模块采集信息调整负载调节模块的电阻输出。本发明通过了解当前发电机的状态来调整相应的驱动阻力，使驱动发电机的驱动力始终能够保持理想状态。利用本发明的调节方法，能够在了解当前驱动力具体情况下，作出针对性的阻力调整，还可根据驱动力需要达到的标准提供相应的运行环境设置，以测试驱动力适应情况及测试驱动力能够达到的上限。

Description

根据驱动力大小调整发电机阻力的控制电路及调节方法

技术领域

本发明涉及电学领域，具体涉及一种根据驱动发电机工作的驱动力大小而改变驱动发电机旋转所需阻力大小的控制电路。

背景技术

在电力行业中，有时需要对发电机进行调节，这种调节通常应用在风力发电或水利发电系统中，常规调节需要跟据发电机的工况和驱动力来源调节发电机。在专利200710078240.3中公开一种通过调速改变输出电压正弦波的方法，其利用的是电脑调控发电机输出电压波形。在申请号为200710113210.1的专利中，公开一种通过机械变桨改变发电机工况的方案。在申请号为200610004821.8的专利中，公开一种混合动力汽车上采用机械变速箱调整发电机工况的方案。上述方案都是针对驱动发电机的驱动力做出的调整，而不是对发电机自身做出的调整。在申请号为200420072460.7的专利中公开了一种“有刷直流电机的转速测量电路及用该电路的转速调控装置”，其包括电压＼电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路，通过对有刷电机的取样，再利用纹波信号分析电路来获取有刷电机的转速信息，通过负载的表现利用上述信息通过转速调控装置对有刷电机的转速实现控制，从而达到保持或提高负载效率的目的。上述方法属于电机驱动控制，电机作为耗能器件，驱动电路直接驱动电机，该方法不能用于发电机。

此外，还有一种开关调节发电机的方式，这种方式是通过开关来控制发电机连接负载阻力变化的，如公开号为CN201717827专利公开的马达阻力控制系统，其将马达、负载模块和多段式开关连接在一起，通过多段式开关来控制与马达连接的负载模块的数量，从而实现调节驱动马达所需阻力大小目的。此方案虽然能够调整驱动马达的阻力大小，但在功能上，其仅是通过马达连接的负载数量来实现目的，其未了解马达在当前情况下的输出状态，不能根据马达所反应的驱动力状态来调整负载，也不能对负载进行自动调整，只能被动接受按等级划分的负载带来的阻力变化，灵活性和智能性较差。

发明内容

为解决现有技术中控制驱动发电机阻力大小的电路中，不能根据驱动发电机的驱动力大小来适应性的调整发电机阻力大小的问题，本发明提供一种根据驱动发电机工作的驱动力大小来调整发电机阻力大小的控制电路及其调节方法。具体方案如下：根据驱动力大小调整发电机阻力的控制电路，包括发电机，通过整流模块与发电机连接的采样模块，采集发电机转速的转速采样模块，分别与上述各模块连接的控制单元，其特征在于，所述采样模块与控制单元之间连接有控制驱动发电机工作阻力大小的负载调节模块，所述控制单元根据各模块采集信息调整负载调节模块的电阻输出。

为随时了解发电机的状态：所述整流模块为三相整流模块，由六个二极管和一个电容C1构成，其中六个二极管每两个一组串联后再同时与电容C1并联，发电机的三根引线分别连接在相互串联的两个二极管之间；所述采样模块包括电流采样模块和电压采样模块，所述电流采样模块包括串联在电容C1负极端的采样电阻R2，以及正极和负极分别连接在采样电阻R2两端的信号放大器，信号放大器的输出端与控制单元连接，所述电压采样模块包括串联后并联在电容C1两端的调节电阻R7和R8，调节电阻R7的两端并联电容C2和齐纳二极管D7后与控制单元连接；所述负载调节模块包括光电耦合器IC1和N-MOS开关Q1，其中光电耦合器IC1的输入端正极与控制单元连接，负极与电容C1的负极端连接，光电耦合器IC1的输出端正极通过串联的调节电阻R11、负载与N-MOS开关Q1的漏极连接，输出端负极通过调节电阻R10与N-MOS开关Q1的源极连接，同时直接与N-MOS开关Q1的栅极连接；所述转速采样模块包括串联的高速采样开关K1和限流保护电阻R1，其中高速采样开关K1与发电机连接，电阻R1与控制单元连接。

为充分利用发电机的输出：所述负载为调节电阻、电能消耗器件或／和电能输出接口。

为充分利用发电机：所述负载为标称12V并为外界输出12V电压的蓄电池，所述蓄电池通过电量传感器与控制单元连接。

为实现各模块的精确控制和计算：所述控制单元采用型号为PIC24FJ的MCU芯片，包括对采样信号进行模数转换的ADC数模转换模块、调整输出电流的PWM脉宽调制模块、分析并计算各采样信息的带存储器和比较器的计算模块，接收及输出控制外部设备信号的控制接口。

所述控制单元采用12V输入电源并为各模块提供3.3V和5V电压。

为方便了解及控制发电机工作过程：所述外部设备包括输入输出设备，所述输入输出设备包括用于显示各种信息的显示屏和用于输入各种数据的输入设备。

为提高电路的安全性：所述信号放大器的输出端与负极之间并联有调节电阻R5，与控制单元之间连接有限流保护电阻R6；所述调节电阻R7的两端并联有滤波稳压电容C2和稳压二极管D7；控制单元与电压采样电路和负载调节模块连接的线路上分别串联有限流保护电阻R9、R13。

一种权利要求1所述控制电路的调节方法，包括如下步骤：

步骤1、控制单元根据转速采样模块获取发电机当前转速信息，根据电压采样电路、电流采样电路获取发电机在当前转速下的电流信息和电压信息；

步骤2、控制单元根据上述信息建立任意时刻或任意时间段内发电机转速对应的电流和电压信息表；

步骤3、控制单元根据信息表通过显示屏输出当前驱动发电机工作的各种状态参数，同时提供调整上述状态参数的输入接口；

步骤4、控制处理单元接收相应参数后，控制负载调节模块中N-MOS开关Q1的开关状态来调节相应的负载输出，实现提高、降低或维持当前驱动发电机所需阻力大小的目的。为实现智能化控制：在步骤3中，所述控制单元包括主动调节驱动发电机所需阻力大小的步骤，具体方法如下：首先获取同一时间内转速采样模块的转速Rd、电压采样模块的电压U、电流采样模块的电流I，并根据相应参数状态做如下调节：

当转速Rd和电压U两者数值在此段时间内呈均匀状态时，控制负载调节模块增大驱动发电机旋转所需阻力；

当转速Rd数值呈起伏状态，而电压U和电流I数值为正比起伏时，控制负载调节模块减少驱动发电机旋转所需阻力；

当电压U乘电流I得到的功率P值逐渐增大，而转速Rd的变化幅度小于电流I增大的幅度，控制负载调节模块增大驱动发电机旋转所需阻力；

当电压U乘电流I得到的功率P值逐渐减小，而转速Rd的变化幅度大于电流I增大的幅度，控制负载调节模块减小驱动发电机旋转所需阻力；

当功率P、转速Rd、电压U和电流I各值都逐渐减少时，控制负载调节模块减少驱动发电机旋转所需阻力；

在上述调整过程中，控制单元根据阻力变化后各值在相应时间内变化幅度超过原值的50％，则相应增大或减少调节阻力的幅度。

本发明通过了解当前发电机的状态来调整发电机的阻力大小，使驱动发电机的驱动力始终能够保持理想状态，同时能够提供任意需要的发电机阻力状态，以达到确认当前驱动力与此阻力状态下的发电机是否匹配。本发明通过转速采样模块及电流和电压采样模块来获取当前时间段内的发电机状态信息，并根据上述信息与驱动力之间的对应关系来调整负载调节模块的阻力大小，使每次调整都能根据驱动力的状态做出最合适的改变。本发明利用不同的负载来作为调整发电机阻力大小的设备，在实现不同利用目的情况下同时达到改变发电机阻力大小的目的。

利用本发明的调节方法，能够在了解当前驱动力具体情况下，作出针对性的阻力调整，还可根据驱动力需要达到的标准提供相应的运行环境设置，以测试驱动力适应情况及测试驱动力能够达到的上限。利用自动调节方法可根据当前驱动力的特点进行适应性的调整，以使驱动力在整体方面达到均衡控制，本方案利用转速Rd、电流I、电压U之间的对应关系，可确认当前驱动力在频率、持续时间及输出大小之间的变化，并针对性的对相应不足做出自动调整，达到保持驱动力平衡且恒定输出的目的。

附图说明

图1本发明的电路连接示意图；

图2本发明的功能模块示意图；

图3本发明的调节方法流程图；

图4本发明自动调整阻力的方法判断流程图；

附图中标号说明：1-控制单元、2-发电机、3-整流电路、4-电流采样模块、5-电压采样模块、6-转速采样模块、7-负载调节模块、8-控制接口、9-输入输出设备、10-蓄电池、11-电量传感器、12-负载。

具体实施方式

如图1所示，本发明的调整发电机输出阻力变化的控制电路，包括作为被驱动设备的发电机2，调整发电机输出电流的整流模块3，采集发电机2输出电流的采样模块，采集发电机2转速的转速采样模块5，以及分别控制和接收整流模块3、采样模块、转速采样模块5信号的控制单元1，在采样模块与控制单元1之间连接有调节驱动发电机2工作的阻力大小的负载调节模块7，负载调节模块7的具体调节由控制单元1根据整流模块3、采样模块、转速采样模块6采集的发电机2当前信息进行调整。本方案中，发电机2由外部驱动力进行驱动，外部驱动力包括人力、机械力等，施加到发电机2上的外部驱动力并不是一成不变的，而是随着驱动的时间长短不断的发生变化，本发明需要将这种变化幅度控制在一个设定的范围内，以达到合理利用驱动力的目的，这个变化最终体现在由转速采样模块6采集的转速Rd和采样模块采集的电压U、电流I的数值变化上，一旦超过或达不到这个设定标准，就需要通过控制驱动发电机2的阻力大小来适应施加到发电机2上的驱动力，即在高于这个设定值时增大驱动发电机的阻力，使同样的动作需要付出更大的驱动力，而达不到相应设定值时则减少驱动发电机的阻力，上述过程由控制单元1进行相关数据收集并分析，然后再根据结果去调整负载调节电路7输出阻力的大小，最终实现根据驱动力在驱动发电机2时的表现来调整发电机的阻力大小，使不同大小的驱动力都能够在驱动发电机时得到平衡。本方案避免了现有技术中通过直接控制发电机的转速来控制负载的方式，而是通过调节负载的阻力大小来控制发电机工作状态，使驱动力方能够根据自己的能力获取相应的发电机工作效果。

如图1、2所示，为精确获取发电机2的输出状态并根据输出状态实现发电机阻力调整，本发明的所述整流模块3为三相整流模块，由六个二极管D1-D6和一个电容C1构成，其中六个二极管D1-D6每两个一组串联后再同时与电容C1并联，具体连接方式是：二极管D1、D2、D3的P极分别和二极管D4、D5、D6的N极连接，而二极管D1、D2、D3的N极与电容C1的正极连接，二极管D4、D5、D6的P极与电容C1的负极连接，电容C1的负极同时接地，发电机的三根引线分别连接在相互串联的两个二极管之间；

所述采样模块包括电流采样模块4和电压采样模块5，所述电流采样模块4包括串联在电容C1负极端的采样电阻R2，以及正极和负极分别连接在采样电阻R2两端的信号放大器AD，信号放大器AD用于采集采样电阻R2两端的电压差，在信号放大器AD的负极连线上串联有作为放大倍率作用的调节电阻R3，正极连线上串联有保护电阻R4，信号放大器的输出端与控制单元1连接，在信号放大器AD的输出端与负极之间并联有反馈电阻R5，输出端与控制单元1之间连接有限流保护电阻R6，通过调整调节电阻R3和反馈电阻R5能够控制信号放大器AD的输出信号在控制单元1的采样范围内；

所述电压采样模块5包括串联后并联在电容C1两端的调节电阻R7和R8，调节电阻R7的两端并联电容C2和齐纳二极管D7后与控制单元1连接，通过调节调节电阻R7和R8能够控制调节电阻R7对地的分压在控制单元的采样范围内，在控制单元1和电压采样电路5的连线上串联有保护电阻R9，以作为控制单元1的限流保护电阻，电容C2的负极朝向保护电阻R9以作为滤波稳压电容，齐纳二极管D7的负极同样朝向保护电阻R9，并作为控制单元1的限压保护二极管。

所述负载调节模块7包括光电耦合器IC1和N-MOS开关Q1，其中光电耦合器IC1的输入端正极与控制单元1连接，负极与电容C1的负极端连接，光电耦合器IC1的输出端正极通过串联的调节电阻R11、负载12与N-MOS开关Q1的漏极连接，输出端负极通过调节电阻R10与N-MOS开关Q1的源极连接，同时直接与N-MOS开关Q1的栅极连接。其中调节电阻R11作为N-MOS开关Q1的上拉电阻，而调节电阻R10作为N-MOS开关Q1的下拉电阻，控制单元1的调制信号经过光电耦合器IC1的隔离后由调节电阻R11和R10放大后驱动N-MOS开关Q1。其中所述负载12为调节电阻、电能消耗器件或／和电能输出接口。当负载12为调节电阻时，通过开关Q1来调节调节电阻的输出阻值，从而达到增加或减少发电机阻力大小的目的；采用电能消耗器件同样可以利用吸取发电机2输出电力的大小来达到调节发电机阻力大小的目的，这里的电能消耗器件可以是任意一个需要电力工作的设备；而电能输出接口可以为上述结构提供更多的选择，任何需要电力驱动的外部设备都可以连接在电能输出接口上，如日光灯、电暖气等。此外负载12还可以是蓄电池10，用于收集发电机2工作时的电量，蓄电池10为标称12V并能够为外界输出12V电压，蓄电池10既可以全部接收发电机2的电量，也可以用于接收整个电路中多余的电量，因此上述调节电阻、电能消耗器件、外部设备以及蓄电池可以同时设置，以根据不同需要进行调整，也可单独设置。为方便控制单元1随时了解蓄电池10的电量，因此蓄电池10通过电量传感器11与控制单元1连接。上述负载12需要达到能够无级变化输出电阻的要求，这样才能不给用户使用状态突然发生跳变的感觉。

所述转速采样模块6包括串联的高速采样开关K1和限流保护电阻R1，其中高速采样开关K1与发电机连接，电阻R1与控制单元1连接。控制单元1与负载调节模块7连接的线路上串联有限流保护电阻R13。具体的调整采样开关K1可以是现有技术中任意一款能够实现发电机转速采样的电路结构。

上述电路在工作时，K1采集发电机的转速信息为Rd，电流采样模块4采集的是电流I，电压采样模块5采样的是电压U，控制单元1对负载调节模块7输出的控制信号是M，本方案中的控制单元1采用型号为PIC24FJ系列的MCU芯片，如PIC24FJ64A004、PIC24FJ32GA004等，MCU芯片内部包括用于将各种采样信息进行模数转换的ADC数模转换模块、控制输出电力变化的PWM脉宽调制模块、对采样信息进行计算的带存储器和比较器的计算模块，接收及输出控制外部设备信号的控制接口8，以及控制上述模块的CPU，其中MCU的工作过程如下，通过ADC数模转换模块接收外部转速Rd、电流I、电压U等相关信息，利用计数模块对相关信息按设定公式进行计算并保存结果数据，CPU将数据与事先设定的参数标准进行对比，再去输出控制信号M去控制N-MOS开关Q1的开关状态，使负载输出的阻力值与当前数据及参数要求的标准一致，从而实现控制发电机阻力大小的目的。此外，MCU还能根据需要将上述数据及阻力值通过输入输出模块表现出来，还能够控制通过控制接口8控制外部连接设备，这里的外部连接设备包括蓄电池10、输入输出设备9或网络等。MCU的供电既可以采用市电调压后供电，也可以直接利用外部设备的供电，MCU对外输出3.3V和5V的电压，用于驱动转速采样模块6、负载调节模块7等。

为方便随时了解当前状态，本发明中所述控制单元1连接有输入输出设备9，所述输入输出设备9包括用于显示各种信息的显示屏和用于输入各种数据的输入设备。本发明通过显示屏为用户提供发电机工作时的各种信息，包括在当前驱动力下发电机2的转速、电压、电流、阻力等信息。同时控制单元1能够根据发电机2的上述信息给出相应的修改发电机阻力大小的建议，以提供符合当前驱动力状态的现场环境。同时输入设备还可为用户提供自行设定当前发电机2各种状态的输入接口，具体的输入设备可以是键盘、触摸屏、语音设备等，而具体输入的数值最后主要反应在调整驱动发电机2的阻力大小上面，如输入增大转速的参数，则控制单元1会调整负载调节模块输出较小阻力，这样在同样驱动力大小的情况下，其阻力减少，则相对发电机的转速就会提高。

本发明中的控制电路工作过程如下：

利用外部驱动力驱动三相发电机工作，K1持续采集发电机的转速Rd信息，并传送到控制单元MCU，其中电阻R1用于防止线路中电流过大损坏MCU。发电机的三根交流电力输出线分别通过D1、D4，D2、D5，D3、D6构成的线路进行整流后变为直流，再由滤波电容c1输出，其中C1的负极接地，C1输出的大功率电流流经负载调节模块和电流采样模块。

大功率电流经过电流采样模块中的采样电阻R2，在R2两端形成压差，放大器AD将R2两端电压信号放大，并将信号传送给MCU，放大器AD可采用LM386N放大IC，反馈电阻R5和调节电阻R3根据电路应用中可能出现的电流范围来调整合适的放大倍率，R3和R4同时保护放大器AD不被大功率电流损坏。R6防止放大器故障时电流过大损坏MCU。MCU根据采集到的压差和采样电阻R2阻值来计算出大功率电流值I信息。

电压采集模块中，电阻R8和R7连接在电容C1两端组成串联分压电路。R7作为对地分压采样电阻，将分压信号传送给MCU。C2作为信号滤波电容，过滤负载调节模块开关调整时的不稳定波形，齐纳二极管D7防止大功率电路电压超压损坏MCU。R9防止电压采集模块故障时电流过大损坏MCU。MCU根据采样的分压值和R7、R8串联分压电路的分压比来计算出大功率电流的电压U信息。

MCU根据电流I信息和电压U信息计算出电功率P信息。MCU输出信号PWM经过光电耦合器P1隔离放大控制Q1开关。其中电阻R13限制电流，防止电流损坏P1。R11和R10组成串联分压电阻，P1输出端串联在分压电阻之间，R10对地分压驱动N-MOSFET场效应管Q1的开关。负载可直接使用电阻，也可以使用蓄电池或者其他直流电能耗器件。C1输出的大功率电流受Q1开关控制而流向负载。

如图3所示，本发明在控制电路的基础上提供一种根据发电机2各项运行参数来调整负载调节模块7，从而控制发电机2输入扭矩阻力变化的调节方法，实现发电机2输入扭矩由0％空载扭矩至最大输出功率时100％扭矩的变化调整，具体包括如下步骤：

101、控制单元根据转速采样模块获取发电机当前转速信息，根据电压采样电路、电流采样电路获取发电机在当前转速下的电流信息和电压信息；

102、控制单元根据上述信息建立任意时刻或任意时间段内发电机转速对应的电流和电压信息表；如：驱动力在驱动发电机旋转的任意一个时间时，发电机当前的转速为Rd，相应的输出电压为U，电流为I，而下一时刻发电机当前的转速为Rd1，相应的输出电压为U1，电流为I1，直到满足设定的时间段到达为止，最后的发电机转速为Rdn，相应的输出电压为Un，电流为In。

103、控制单元根据信息表通过显示屏输出当前驱动发电机工作的各种状态参数，同时提供调整上述状态参数的输入接口；通过上述设置，可使用户了解当前驱动力情况下发电机的工作状态，并能够从工作状态信息中获取当前驱动力存在那些不足和过度的情况，在了解上述情况后，用户可以根据自己需要通过输入接口输入相应的目的参数，以使驱动力的输出能够克服不足或降低过度状态。

104、控制处理单元接收相应参数后，控制负载调节模块中N-MOS开关Q1的开关状态来调节相应的负载输出，实现提高、降低或维持当前驱动发电机所需阻力大小的目的。

本方法调整的阻力最终变化是针对驱动力的不足或过度：在驱动力过度时，当前的发电机表现为转速过快、电流及电压都较高，此时调整负载使输出阻力增大，在同样驱动力的情况下，再想达到以前的转速、电流和电压状态，就需要提供更大的驱动力；而在驱动力不足时，控制单元根据转速、电流、电压的变化来调整负载输出使阻力减小，即还是同样驱动力的情况下，能够驱动发电机达到更高的转速和稳定的电流、电压输出。当转速、电流或电压三者某一个方面失衡时，表明驱动力的输出起伏较大，此时可以采用持续降低或增大负载输出阻力大小的方式，来适应驱动力的变化。通过上述针对性的调节，便发电机在不同转速下，都能够获得相应的阻力调整，在不改变驱动力的情况下能够与发电机形成最佳配合，这样既避免了驱动力无谓的浪费也防止了驱动力带不动发电机的现象。

如图4所示，为实现智能化的控制，本发明的方法还包括主动调节驱动发电机所需阻力大小的步骤，具体方法如下：首先获取同一时间内转速采样模块的转速Rd、电压采样模块的电压U、电流采样模块的电流I，并根据相应参数状态做如下调节：

当转速Rd和电压U两者数值在此段时间内呈均匀状态时，控制负载调节模块增大驱动发电机旋转所需阻力；

当转速Rd数值呈起伏状态，而电压U和电流I数值为正比起伏时，控制负载调节模块减少驱动发电机旋转所需阻力；

当电压U乘电流I得到的功率P值逐渐增大，而转速Rd的变化幅度小于电流I增大的幅度，控制负载调节模块增大驱动发电机旋转所需阻力；

当电压U乘电流I得到的功率P值逐渐减小，而转速Rd的变化幅度大于电流I增大的幅度，控制负载调节模块减小驱动发电机旋转所需阻力；

当功率P、转速Rd、电压U和电流I各值都逐渐减少时，控制负载调节模块减少驱动发电机旋转所需阻力；

在上述调整过程中，控制单元根据阻力变化后各值在相应时间内变化幅度超过原值的50％，则相应增大或减少调节阻力的幅度。

本方案通过判断发电机各参数之间的变化关系是否平稳，来判断当前驱动力的变化情况，由于上述参数的变化与当前驱动力的变化息息相关，因此据此做出的发电机阻力调整更符合当前驱动力的实际需要，而且本方法可根据上述参数的细微变化而调整发电机阻力大小，不会产生跳跃式变化的现象。

在使用时，控制单元根据用户选择，主动依据上述参数变化来判断当前驱动力存在的不足或过度现象，然后调整负载的相应阻力变化，实现发电机的阻力调整，使当前驱动力的输出能够维持发电机输出平稳，从而达到当前驱动力与发电机运行完善配合的目的，在这种情况下，既不会浪费驱动力也不会降低驱动力的输出效率。同时本方法可对驱动力的突然变化及时作出调整，避免出现电路或设备损坏的现象。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.根据驱动力大小调整发电机阻力的控制电路，包括发电机(2)，通过整流模块(3)与发电机(2)连接的采样模块，采集发电机转速的转速采样模块(6)，分别与上述各模块连接的控制单元(1)，其特征在于，所述采样模块与控制单元(1)之间连接有控制驱动发电机工作阻力大小的负载调节模块(7)，所述控制单元(1)根据各模块采集信息调整负载调节模块(7)的电阻输出。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述整流模块(3)为三相整流模块，由六个二极管和一个电容C1构成，其中六个二极管每两个一组串联后再同时与电容C1并联，发电机的三根引线分别连接在相互串联的两个二极管之间；所述采样模块包括电流采样模块(4)和电压采样模块(5)，所述电流采样模块(4)包括串联在电容c1负极端的采样电阻R2，以及正极和负极分别连接在采样电阻R2两端的信号放大器，信号放大器的输出端与控制单元连接，所述电压采样模块(5)包括串联后并联在电容C1两端的调节电阻R7和R8，调节电阻R7的两端并联电容C2和齐纳二极管D7后与控制单元(1)连接；

所述负载调节模块(7)包括光电耦合器IC1和N-MOS开关Q1，其中光电耦合器IC1的输入端正极与控制单元(1)连接，负极与电容C1的负极端连接，光电耦合器IC1的输出端正极通过串联的调节电阻R11、负载(12)与N-MOS开关Q1的漏极连接，输出端负极通过调节电阻R10与N-MOS开关Q1的源极连接，同时直接与N-MOS开关Q1的栅极连接；

所述转速采样模块(6)包括串联的高速采样开关K1和限流保护电阻R1，其中高速采样开关K1与发电机(2)连接，电阻R1与控制单元(1)连接。

3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述负载(12)为调节电阻、电能消耗器件或／和电能输出接口。

4.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述负载(12)为标称12V并为外界输出12V电压的蓄电池(10)，所述蓄电池(10)通过电量传感器(11)与控制单元(1)连接。

5.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述控制单元(1)采用型号为PIC24FJ的MCU芯片，包括对采样信号进行模数转换的ADC数模转换模块、调整输出电流的PWM脉宽调制模块、分析并计算各采样信息的带存储器和比较器的计算模块，接收及输出控制外部设备信号的控制接口(8)。

6.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述控制单元(1)采用12V输入电源并为各模块提供3.3V和5V电压。

7.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述外部设备包括输入输出设备(9)，所述输入输出设备(9)包括用于显示各种信息的显示屏和用于输入各种数据的输入设备。

8.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述信号放大器的输出端与负极之间并联有调节电阻R5，与控制单元(1)之间连接有限流保护电阻R6；所述调节电阻R7的两端并联有滤波稳压电容C2和稳压二极管D7；控制单元(1)与电压采样电路(5)和负载调节模块(7)连接的线路上分别串联有限流保护电阻R9、R13。

9.一种权利要求1所述控制电路的调节方法，包括如下步骤：

步骤1、控制单元根据转速采样模块获取发电机当前转速信息，根据电压采样电路、电流采样电路获取发电机在当前转速下的电流信息和电压信息；

步骤2、控制单元根据上述信息建立任意时刻或任意时间段内发电机转速对应的电流和电压信息表；

步骤3、控制单元根据信息表通过显示屏输出当前驱动发电机工作的各种状态参数，同时提供调整上述状态参数的输入接口；

步骤4、控制处理单元接收相应参数后，控制负载调节模块中N-MOS开关Q1的开关状态来调节相应的负载输出，实现提高、降低或维持当前驱动发电机所需阻力大小的目的。

10.如权利要求9所述的调节方法，其特征在于，所述步骤3中，所述控制单元包括主动调节驱动发电机所需阻力大小的步骤，具体方法如下：首先获取同一时间内转速采样模块的转速Rd、电压采样模块的电压U、电流采样模块的电流I，并根据相应参数状态做如下调节：

当转速Rd和电压U两者数值在此段时间内呈均匀状态时，控制负载调节模块增大驱动发电机旋转所需阻力；

当转速Rd数值呈起伏状态，而电压U和电流I数值为正比起伏时，控制负载调节模块减少驱动发电机旋转所需阻力；

当电压U乘电流I得到的功率P值逐渐增大，而转速Rd的变化幅度小于电流I增大的幅度，控制负载调节模块增大驱动发电机旋转所需阻力；

当电压U乘电流I得到的功率P值逐渐减小，而转速Rd的变化幅度大于电流I增大的幅度，控制负载调节模块减小驱动发电机旋转所需阻力；

当功率P、转速Rd、电压U和电流I各值都逐渐减少时，控制负载调节模块减少驱动发电机旋转所需阻力；

在上述调整过程中，控制单元根据阻力变化后各值在相应时间内变化幅度超过原值的50％，则相应增大或减少调节阻力的幅度。

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