CN1094198A - 一种野外作业车电源设备 - Google Patents

Abstract

一种野外作业车电源设备。它有发电机、配电 盘，其特征在于：发电机的输入轴与野外作业车的分 动输出轴相连，输出端接有固体整流器件，有数控调 压与变流装置与固体整流器件相连，输出端与配电盘 相连，有作业车发动机数控油门控制器，使用标准工 业控制介面、可和其它设备共用的中央控制计算机加 各种适配模块的机电一体化方式进行控制。取消了 过去专用野外发电设备的发动机，简化了电源设备的 结构。

Description

一种野外作业车电源设备，它可用于做临时电源以供野外作业（如科学考察、堪探、军事行动等）以及各种突发事件（如工程抢险，救火和野外医疗救护等）。

在科学考察，地质堪探，军事行动以及一些突发性事件如工程抢险、救火和野外医疗救护等，都需要临时使用电能以开动议器设备。由于这些地方没有电网或临时难于找到合适的电网接线。现在多采用两种方法，一种是仪器设备自带电池供电，但这种方式加大了仪器设备的重量，而且电池蓄电量有限，能量密度不高，对于一些大用电量设备特别不实用。另一种方法是使用发动机加发电机组来供电。为了便于机动，一般都把发动机加发电机组放到汽车上或做成专用车辆（或拖车）。这种方法虽然能提供较大功率的电源，但为了得到恒频恒压交流电，需使用专用发动机（汽由机或是柴油机）驱动发电机，结构较大，占用各种野外作业车辆的有效搭载空间。

本发明的目的是发明一种野外作业车电源设备，它可用各种作业车改装，有较大功率的电能输出，适应于野外作业。

本发明的结构如附图1所示，它有发电机1、配电盘2，其特征在于：发电机1的输入轴与野外作业车的分动输出轴相连，发电机1的输出端接有固体整流器件3，有数控调压与变流装置4，其输入端与固体整流器件3相连，输出端与配电盘2相连，在固体整流器件3的输出端接有电压传感器6和电流传感器7，有作业车发动机数控油门控制器8，数控油门控制器8与作业车发动机的油门控制线相连，有标准工业控制介面9，标准工业控制介面9通过标准串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机10相连，在标准工业控制介面9中插有与电压传感器6和电流传感器7相连的测量适配模块11和12，以及插有与数控调压与变流装置4，数控油门控制器8和配电盘2上接触器相连并对其进行控制的控制适配模块13、14和15，发电机1是稀同步电机。

附图1为本发明的结构示意图。

一般的作业车，都附加有取力分动输出轴（及使没有，也可以在变速箱取力口加装取力轴箱而把发动机动力分动输出）。通过取力分动输出轴与本发明中的发电机1相连。在作业车开到目的地后，使用离合器使行驶系统与发动机动力系统脱离。发动机带动发电机1转动，由发电机1发出的交流电经固体整流器件3转换为直流后，在中央控制计算机10控制的数控调压与变流装置4的变换下，变为负载所需要的交流电，并经配电盘2分配到各用电设备。

本发明在工作时，由中央控制计算机10统一控制。在软件控制下，中央控制计算机10采用扫描方式，定时通过标准串行通讯接口发出选通与电压或电流传感器6和7相连的测量适配模块11或12的地址选通信号。标准工业介面9根据地选信号值选通相应的测量适配模块11或12。测量适配模块11或12被选通后，把由传感器得到的模拟量经A/D变换后反送回到中央控制计算机10。中央控制计算机10根据测得的值与存入的标准控制模型进行比较，调整其对数控调压与变流装置4、数控油门控制器8进行控制的控制参数。例如在调整数控调压与变流装置4的参数时，中央控制计算机10通过标准串行通讯接口发出选通控制适配模块13的地址选通信号。标准工业控制介面9按地址选通信号的值选通控制适配模块13。在选通后，中央控制计算机10再发出相应的控制参数数字量，由控制适配模块13锁存并改变其输出的驱动脉冲频率和脉宽值，以达到调整输出交流电电压与频率的目的。在需调整其发动机的工作参数时，中央控制计算机10通过标准串行通讯接口发出选通与数控油门控制器8相连并对其进行控制的控制适配模配14后，中央控制计算机10再发出新的控制参数数值，由控制适配模块14锁存并经D/A变换后驱动数控油门控制器8的执行。达到改变发功机工况的目的。

在本发明中由于使用数控调压与变流装置来实现交流电的输出，其输出的交流电频率、电压等参数都由可共用的中央控制计算机来控制，而发电机所发电能立即被整流为直流，因而对发电机的转速控制要求很松，无需专用的发动机进行驱动，可以采用使用作业车自身的发动机做动力源，取消了过去专用野外发电设备的发动机，大大简化了电源设备的结构。本发明中输出电压也是由数控调压与变流装置控制，不需要调整发电机的励磁，因而可以使用高效的稀土同步电机做为发电机，减小了发电机的尺寸，简化了控制。使用作业车自身的发动机还可以得到较大的功率输出。

本发明中，稀土同步电机1可以使用如专利号为CN91203427的“稀土同步电机，还可以使用如专利号为CN92223566或CN92223568结构的稀土永磁电机。

在本发明中，配电盘2上的交流接触器也可以由中央控制计算机10进行控制。它使用插入标准工业控制介面9中的控制适配模块来实现，在配电盘2上的每一个交流接触器都有一个相应控制适配模块16，在需要接通或断开某一个用电设备时，中央控制计算机10通过标准串行通讯接口发出选通相应的控制适配模块16，选通后，控制适配模块16根据中央控制计算机10的要求触发所控制的交流接触器的接通或断开。

本发明的数控调压与交流装置4可以选用如专利号为CN89209067的“一种大功率数控调压与交流装置”。也可以选用如专利号为CN89104964的“一种高压大功率可控硅组件结构所得到的调压与交流装置。

本发明中的数控油门控制器8可以选用如专利号为CN91218541专利的结构或产品，或选用如专利申请号为CN91208778的专利申请案的结构或产品。

在本发明中，标准工业控制介面9可以选用美国ME公司（MECHATRONIC    EQUIPMENT    INC.）的I/O    32，或是美国OPTO    22公司的PB16AH。中央控制计算机10可以选用美国OPTO    22公司的LC4控制器，也可以选用美国ME公司的PCS-1工业过程控制工作站，还可以选用普通PC计算机。测量适配模块11和12可以采用OPTO    22公司的DA3或类似的D/A转换模块。适配模块13可选用OPTO    22公司的DA3或类似的D/A转换模块。适配模块15可选用OPTO    22公司的DF3或类似的D/F转换模块。适配模块15可选用OPTO    22公司的DK3或类似的开关量转换模块。

Claims (1)

1、一种野外作业车电源设备，它有发电机(1)、配电盘(2)，其特征在于：发电机(1)的输入轴与野外作业车的分动输出轴相连，发电机(1)的输出端接有固体整流器件(3)，有数控调压与变流装置(4)，其输入端与固体整流器件(3)相连，输出端与配电盘(2)相连，在固体整流器件(3)的输出端接有电压传感器(6)和电流传感器(7)，有作业车发动机数控油门控制器(8)，数控油门控制器(8)与作业车发动机的油门控制线相连，有标准工业控制介面(9)，标准工业控制介面(9)通过标准串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机(10)相连，在标准工业控制介面(9)中插有与电压传感器(6)和电流传感器(7)相连的测量适配模块(11)和(12)，以及插有与数控调压与变流装置(4)，数控油门控制器(8)和配电盘(2)上接触器相连并对其进行控制的控制适配模块(13)、(14)和(15)，发电机(1)是稀同步电机。