CN104579063B - 发电机组的延时控制电路及控制方法 - Google Patents

发电机组的延时控制电路及控制方法 Download PDF

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Abstract

本专利公开了发电机组的延时控制电路及其控制方法，本技术方案将控制器与发电机的调压器配合，由控制器判断并控制调压器的励磁接通或关断，实现发电机的空载启动和卸载停机。

Description

发电机组的延时控制电路及控制方法
技术领域
本发明涉及通用发电机组技术，具体涉及发电机组的延时控制电路及实现该电路的控制方法。
背景技术
发电机组是指能将机械能或其它可再生能源转变成电能的发电设备。发电机组通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动，一般以汽油发电机组和柴油发电机组应用较为广泛。发电机组的主要结构包括提供动能的发动机、产生电流供电的发电机和控制系统。现有的发电机组，通常是发电机带载启动，即在发电机启动的同时输出电能，发动机无热机时间，往往会导致发动机无法正常启动；熄火时，发电机同样是带载熄火，无空载冷却发动机时间，无论是带载启动还是带载熄火，存在的问题都是会降低发电机组的使用寿命。
发明内容
本发明意在提供一种发电机组的延时控制电路以及实现该延时控制电路的方法，以解决现有发电机组带载启动和带载熄火存在的降低发电机组使用寿命的问题。
本发明发电机组的延时控制电路包括：
控制器，在发电机启动时，用于接收启动信号，判断发动机转速是否大于设定转速，并判断发动机热机时间是否达到设定时间，同时用于输出调压器励磁接通控制信号；在发电机熄火时，用于输出调压器励磁断开控制信号，同时判断发电机输出电压是否低于设定值，并比较发动机冷机时间是否达到设定值，再输出点火器断火信号；
所述控制器的输入接口分别与电源、启动开关、测速电路、熄火执行电路和启动执行电路连接，测速电路和熄火执行电路均与发动机点火器连接，启动执行电路与发动机启动电机部件连接；所述控制器的输出接口分别与启动执行电路、光耦驱动电路和步进电机驱动电路连接，光耦驱动电路与调压器连接，步进电机驱动电路与阻风门步进电机连接，阻风门步进电机与发动机化油器阻风门连接。
调压器用于接通或断开转子励磁绕组电压；所述调压器的输入接口分别与发电机的励磁电源绕组和励磁控制器连接，调压器的输出接口与发电机的转子励磁绕组连接。
进一步，为了满足不同的使用要求，启动开关可为按钮开关、锁开关或遥控控制开关。
进一步，光耦驱动电路和步进电机驱动电路均与信号灯连接。信号灯可直观的显示电路运行的正常与否。
本发明发电机组的延时控制电路的控制方法包括以下步骤：
1）启动开关启动，控制器输入接口接收启动信号；
2）控制器发出步进电机动作信号，并由步进电机驱动电路驱动步进电机旋转关闭阻风门；同时控制器发出启动发电机信号，由启动执行电路控制发电机的启动电机部件运行；
3）测速电路中的转速传感器检测发动机是否达到设定转速；
4）若发动机达到设定转速，则发动机启动成功；
5）控制器的计时器延时，且判断控制器中的计时器输入的热机时间是否与设定时间相同；
6）热机时间达到设定时间，则光耦驱动电路输出信号，驱动调压器接通励磁回路，调压器对发电机转子励磁绕组供电；
7）控制器输入接口接收到熄火信号；
8）控制器发出卸载信号，由光耦驱动电路断开光耦信号，调压器中的光耦无信号后，断开励磁回路，发电机无电流输出；
9）控制器检测发电机输出电压是否低于设定值，若发电机电压低于设定值，则发电机卸载；
10）控制器的计时器延时，直至冷机时间达到设定值，则控制器对熄火执行电路发出熄火信号，熄火执行电路控制发动机熄火。
进一步，上述控制方法中的热机时间是5～10S或10～20S。热机时间夏季优选为5～10S，冬季优选为10～20S。
进一步，上述控制方法中的冷机时间是1～3min，1～3min为最佳冷机时间，可达到冷却发动机的目的。
进一步，熄火时，发电机输出电压的设定值是20～50V。
本发明的有益效果：本发明在发电机组上增加了延时控制电路，用于控制发电机组在设定时间内带载或卸裁，可有效保护发电机组，即实现了发电机空载启动并在热机后再带载运行，同时熄火时先卸载并在冷机后再使发动机停机，可有效减少对发电机组的冲击及损伤，延长发电机组的使用寿命。
附图说明
图1为本发明发电机组的延时控制电路的结构框图；
图2为本发明发电机组的延时控制电路的具体电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
发电机组的延时控制电路的实施例如附图1和2所示：
本实施例控制器采用的是单片机单片机，控制器在发电机启动时，用于接收启动信号，判断发动机转速是否大于设定转速，并判断发动机热机时间是否达到设定时间，同时用于输出调压器励磁接通控制信号；在发电机熄火时，用于输出调压器励磁断开控制信号，同时判断发电机输出电压是否低于设定值，并比较发动机冷机时间是否达到设定值，再输出点火器断火信号。
附图1中，电源部分：控制器由电瓶供电，经DC-DC稳压后得到12V直流电压，再由开关型降压电路得到5V 直流电压提供给MCU。
启动开关可为按钮开关、锁开关或遥控控制开关，本实施例优选为遥控控制开关，通过天线接收遥控信号，通过接收模块模数转换后传递给MCU。
发动机的点火器与MCU之间分别接有测速电路和熄火执行电路，其中测速电路与MCU的输入接口连接，测速电路用于检测发动机启动时是否达到设置值，即转速是否达到2800r/min，熄火执行电路与MCU的输出接口连接。
启动执行电路分别与MCU的输入接口和输出接口连接，启动执行电路与发动机启动电机部件连接。
光耦驱动电路和步进电机驱动电路分别与MCU的输出接口连接，光耦驱动电路与调压器连接，步进电机驱动电路与阻风门步进电机连接，阻风门步进电机与发动机化油器阻风门连接。光耦驱动电路和步进电机驱动电路均与信号灯连接。
本实施例中，调压器用于接通或断开转子励磁绕组电压；调压器的输入接口分别与发电机的励磁电源绕组和励磁控制器连接，调压器的输出接口与发电机的转子励磁绕组连接。
根据附图1，本实施例中，发电机组的延时控制电路的控制方法如下：
启动带载过程：当天线接收到遥控器发出的启动信号时，MCU发出步进电机动作信号，并由步进电机驱动电路驱动步进电机旋转关闭阻风门，同时MCU发出启动发电机信号，由启动执行电路控制发电机的启动电机部件运行，当测速电路检测到转速高于2800r/min时，判断发电机启动成功，延时后光耦控制器输出信号，驱动带光耦的调压器接通励磁回路，发电机输出电能并正常带载运行。
卸载熄火过程：当天线接收到遥控器发出的熄火信号时，MCU发出卸载信号，由光耦控制器断开光耦信号，调压器中的光耦无信号后，立即断开励磁回路，发电机无电能输出，控制器检测发电机输出电压是否低于设定值，若发电机电压低于设定值，则发电机卸载，空载延时运行一段时间后，MCU发出熄火信号，由熄火执行器对汽油发动点火器对地接通后使发电机熄火，同时控制步进电机旋转关闭阻风门。本实施例中，熄火时，发电机输出电压的设定值是20～50V。
本实施例中延时控制电路的电路图如附图2所示，附图2中的附图标记包括：单片机1、高压包测速和熄火电路2、步进电机控制电路3、启动执行电路4、电压取样对比运算电路5、励磁驱动及输出电路6、供电整流电路7。
根据附图2，本实施例中，发电机组的延时控制电路的控制方法具体如下：
启动过程：
当单片机的I_remote端口接收到启动指令后，由单片机12、13、14、15、16发出步进电机动作信号，由ULN2003AFWG控制步进电机按程序动作，同时在ULN2003AFWG的O_Var端输出光耦驱动信号；
同时由单片机的O_Start端口输出启动电机驱动信号至启动执行电路；控制启动电机运行。
同时由高压包测速和熄火电路经单片机的I_speed输入转速信号，并由单片机进行对比，判定发动机是否起动成功。
当单片机判定发动机起动成功后，由单片机内置时钟计时延时相应设定的热机时间后，切换ULN2003AFWG端口的O_Var输出光耦驱动信号；
P521发光端信号接收到切换信号后，随即接通励磁回路，调压器进入正常励磁状态。
熄火过程：
当单片机的I_remote端口接收到熄火指令后，由单片机输出到ULN2003AFWG光耦接通信号，并由ULN2003AFWG的O_var对光耦发光端加电，受光端随即导通，将励磁输出和对地接通，触发调压器短路保护功能，使调压器切断励磁。
单片机内置时钟计时延时到设定的冷机时间；
由单片机的O_stop端口输出到高压包测速和熄火电路，将点火器对地接通后使发动机熄火。
再由该高压包测速电路反馈到单片机发动机的转速信号，并由单片机判断是否熄火完成。
当单片机判定熄火完成后，单片机控制ULN2003AFWG将步电机阻风门关闭复位，同时断开P521供电，同时复位调压器光耦。
系统进入待机状态。
本实施例中，发动机夏季热机时间是5～10S，冬季热机时间是10～20S。发动机冷机时间是1～3min。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.发电机组的延时控制电路，其特征在于包括：
控制器，在发电机启动时，用于接收启动信号，判断发动机转速是否大于设定转速，并判断发动机热机时间是否达到设定时间，同时用于输出调压器励磁接通控制信号；在发电机熄火时，用于输出调压器励磁断开控制信号，同时判断发电机输出电压是否低于设定值，并比较发动机冷机时间是否达到设定值，再输出点火器断火信号；
所述控制器的输入接口分别与电源、启动开关、测速电路、熄火执行电路和启动执行电路连接，所述的启动开关为按钮开关、锁开关或遥控控制开关，测速电路和熄火执行电路均与发动机点火器连接，启动执行电路与发动机启动电机部件连接；所述控制器的输出接口分别与启动执行电路、光耦驱动电路和步进电机驱动电路连接，光耦驱动电路与调压器连接，步进电机驱动电路与阻风门步进电机连接，阻风门步进电机与发动机化油器阻风门连接；
调压器用于接通或断开转子励磁绕组电压；所述调压器的输入接口分别与发电机的励磁电源绕组和励磁控制器连接，调压器的输出接口与发电机的转子励磁绕组连接，还包括运行和故障信号灯。
2.发电机组的延时控制电路的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
1）启动开关启动，控制器输入接口接收启动信号；
2）控制器发出步进电机动作信号，并由步进电机驱动电路驱动步进电机旋转关闭阻风门；同时控制器发出启动发电机信号，由启动执行电路控制发电机的启动电机部件运行；
3）测速电路中的转速传感器检测发动机是否达到设定转速；
4）若发动机达到设定转速，则发动机启动成功；
5）控制器的计时器延时，且判断控制器中的计时器输入的热机时间是否与设定时间相同；
6）热机时间达到设定时间，则光耦驱动电路输出信号，驱动调压器接通励磁回路，调压器对发电机转子励磁绕组供电；
7）控制器输入接口接收到熄火信号；
8）控制器发出卸载信号，由光耦驱动电路输出断开励磁的驱动信号，调压器中的光耦随即断开励磁回路，发电机无电压输出；
9）控制器检测发电机输出电压是否低于设定值，若发电机电压低于设定值，则判定发电机卸载；
10）控制器的计时器延时，直至冷机时间达到设定值，则控制器对熄火执行电路发出熄火信号，熄火执行电路控制发动机熄火。
3.根据权利要求2所述的发电机组的延时控制电路的控制方法，其特征在于，所述的热机时间是5～10S或10～20S。
4.根据权利要求2所述的发电机组的延时控制电路的控制方法，其特征在于，所述的冷机时间是1～3min。
5.根据权利要求2所述的发电机组的延时控制电路的控制方法，其特征在于，熄火时，发电机输出电压的设定值是20～50V。
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