CN110401389A - 一种车载自适应的发电机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车载发电机制造技术领域，尤其涉及一种车载自适应的发电机组，包括：一发电机，连接发动机的传动端，与发动机同步转动；一控制器，控制器的输入端连接发电机的输出端，且控制器的第一输出端连接发电机的输入端，以使控制器和发电机之间形成一闭环调节系统；当发电机的转速处于一预设转速范围内时输出电压提供给控制器，且当控制器的输入电压大于或小于一预设电压值时，控制器调节发电机的励磁电压，以使控制器的输入电压等于预设电压值；控制器的第二输出端连接多个用电设备，用于给用电设备提供稳定的工作电压。有益效果：发电机组能在较大转速范围内工作，在发电机的转速变化时，能够保持输出稳定的工作电压。
Description
技术领域
本发明涉及车载发电机制造技术领域，尤其涉及一种车载自适应的30KW发电机组。
背景技术
车载发电机是提供车载用电的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有功率不大于30KW的用电设备(起动机除外)供电。
在现有技术中，市场上常见的车载发电机只能在额定转速1500r/min下工作，输出电压为AC 400V，频率为50HZ，输出额定功率30KW，现有的车载发电机不具备转速大范围变化特性，在转速变化的同时，也不能输出稳定的电压、频率及功率。因此，现需一种能在较大转速范围内工作的发电机，并且，在发电机转速变化时，能够输出稳定的工作电压。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种车载自适应的发电机组。
具体技术方案如下：
本发明包括一种车载自适应的发电机组，连接汽车的发动机，包括：
一发电机，连接所述发动机的传动端，与所述发动机同步转动；
一控制器，所述控制器的输入端连接所述发电机的输出端，且所述控制器的第一输出端连接所述发电机的输入端，以使所述控制器和所述发电机之间形成一闭环调节系统；
当所述发电机的转速处于一预设转速范围内时输出电压提供给所述控制器，且当所述控制器的输入电压大于或小于一预设电压值时，所述控制器调节所述发电机的励磁电压，以使所述控制器的输入电压等于所述预设电压值；
所述控制器的第二输出端连接多个用电设备，用于给所述用电设备提供稳定的工作电压。
优选的，所述控制器包括：
一电压调节模块，所述电压调节模块的输入端作为所述控制器的输入端连接所述发电机的输出端；
一电压转换模块，所述电压转换模块的输入端连接所述电压调节模块的第一输出端，当时所述电压调节模块的输入电压不等于所述预设电压值时，所述电压转换模块将所述电压调节模块接收到的所述输出电压转换为直流电压；
一励磁调节模块，所述励磁调节模块的输入端连接所述电压转换模块的输出端，所述励磁调节模块的输出端作为所述控制器的第一输出端连接所述发电机的输入端，所述励磁调节模块用于将所述直流电压提供给所述发电机以调节所述发电机的励磁电压。
优选的，所述控制器还包括：
一采集模块，分别连接所述电压调节模块和所述电压转换模块，用于采集所述电压调节模块的输入电压；
一判断模块，连接于所述采集模块和所述电压转换模块之间，用于判断所述输入电压是否等于所述预设电压值。
优选的，所述预设转速范围为500～3000r/min。
优选的，所述预设电压值为450V。
优选的，所述发电机组的输出功率为16～30KW；
当所述发电机的转速处于500～650r/min时，所述发电机组的输出功率为16KW；和/或
当所述发电机的转速处于650～3000r/min时，所述发电机组的输出功率为30KW。
优选的，所述控制器提供给所述用电设备的工作电压为380V，频率为50HZ。
本发明技术方案的有益效果在于：提供一种车载自适应的发电机组，能在较大转速范围内工作，并且，在发电机的转速变化时，能够保持输出稳定的工作电压。
附图说明
参考所附附图，以更加充分地描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例中的发电机组的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种车载自适应的发电机组，如图1所示，连接汽车的发动机1，包括：
一发电机2，连接发动机1的传动端，与发动机1同步转动；
一控制器3，控制器3的输入端30连接发电机2的输出端，且控制器3的第一输出端31连接发电机2的输入端，以使控制器3和发电机2之间形成一闭环调节系统；
当发电机2的转速处于一预设转速范围内时输出电压提供给控制器3，且当控制器3的输入电压大于或小于一预设电压值时，控制器3调节发电机2的励磁电压，以使控制器3的输入电压等于预设电压值；
控制器3的第二输出端32连接多个用电设备，用于给用电设备提供稳定的工作电压。
具体地，在本实施中，发电机能够在较大的转速范围内工作，预设转速范围为500～3000r/min，发电机的输出电压为AC 450V，频率为25～150HZ，当转速在650r/min以下时，输出功率为16KW，当转速在650r/min转以上时，输出功率为30KW。由于汽车在正常行驶过程中，发动机1的转速经常会发生变化，而发电机2与发动机1同轴，因此，发电机2的转速也在不停地发生变化，本实施例中的发电机2具有不间断工作的特性，在车辆运行过程中(500～3000r/min)，输出稳定的交流电压450V，频率25～100HZ，输出功率在16～30KW之间。
具体地，由于车辆在运行过程中转速发生变化，发电机2的转速也会随之变化，导致输出电压波动，而车辆在行驶过程中，需要保持电压稳定，并满足以下用电要求：电压稳态调整率不大于±3％；电压瞬态调整率不大于±20％；电压稳定时间不大于1s；电压波动率不大于1％；频率稳态调整率不大于±3％；频率瞬态调整率不大于±7％；频率稳定时间不大于1s；频率波动率不大于1％。因此，为了确保发电机2的输出电压保持在某一个稳定值，首先在控制器3内设置一预设电压值，预设电压值为450V，并且控制器3实时采集发电机2的输出电压，即采集控制器3的输入电压，当输入电压大于或小于450V时，输出励磁电压以调整发电机2的输出电压，以使控制器3的输入电压稳定在450V。从而在发电机的转速变化时，能够保证其输出稳定的工作电压以满足用电需求。
在一种较优的实施例中，如图1所示，控制器3包括：
一电压调节模块301，电压调节模块301的输入端作为控制器3的输入端连接发电机2的输出端；
一电压转换模块302，电压转换模块302的输入端连接电压调节模块301的第一输出端，当时电压调节模块301的输入电压不等于预设电压值时，电压转换模块302将电压调节模块301接收到的输出电压转换为直流电压；
一励磁调节模块303，励磁调节模块303的输入端连接电压转换模块302的输出端，励磁调节模块303的输出端作为控制器3的第一输出端连接发电机2的输入端，励磁调节模块303用于将直流电压提供给发电机2以调节发电机2的励磁电压。
具体地，发电机2的转速处于500～650r/min或650～3000r/min时，当控制器3采集的输入电压不等于AC 450V时，通过控制器3闭环输出给发电机2励磁电压；当控制器3采集输入电压等于AC 450V时，控制器3停止继续给发电机2励磁供电，该控制模式由芯片程序闭环控制，控制速度达到10ms。以使发电机2的输出电压稳定在AC 450V，并且能带负载16KW或30KW。
具体地，在车辆行驶过程中，发电机2的转速是不断变化的，会导致发电机2的输出电压不稳定而无法满足控制器3对输入电压的要求。这时通过由芯片内部编写的控制程序不断的运算，输出控制发电机2的励磁电压而保证控制器2的输入电压稳定在450V。当控制器3得到稳定的输入电压后，后级硬件将交流电压转换为稳定的380V 50HZ交流电压输出给用电设备。
在一种较优的实施例中，发电机的定子冲片采用硅钢片50W600；转子采用T1.5Q235，即含碳量为0.15％的碳素结构钢；磁蓉采用308726高斯；发电机的整体结构采用铸铝ZL106；发电机的尺寸为850*480*546mm；发电机的重量为350KG；发电机的预设转速范围为500～3000r/min。
本发明技术方案的有益效果在于：提供一种车载自适应的发电机组，能在较大转速范围内工作，并且，在发电机的转速变化时，能够保持输出稳定的工作电压。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种车载自适应的发电机组，连接汽车的发动机，其特征在于，包括：
一发电机，连接所述发动机的传动端，与所述发动机同步转动；
一控制器，所述控制器的输入端连接所述发电机的输出端，且所述控制器的第一输出端连接所述发电机的输入端，以使所述控制器和所述发电机之间形成一闭环调节系统；
当所述发电机的转速处于一预设转速范围内时输出电压提供给所述控制器，且当所述控制器的输入电压大于或小于一预设电压值时，所述控制器调节所述发电机的励磁电压，以使所述控制器的输入电压等于所述预设电压值；
所述控制器的第二输出端连接多个用电设备，用于给所述用电设备提供稳定的工作电压。
2.根据权利要求1所述的发电机组，其特征在于，所述控制器包括：
一电压调节模块，所述电压调节模块的输入端作为所述控制器的输入端连接所述发电机的输出端；
一电压转换模块，所述电压转换模块的输入端连接所述电压调节模块的第一输出端，当时所述电压调节模块的输入电压不等于所述预设电压值时，所述电压转换模块将所述电压调节模块接收到的所述输出电压转换为直流电压；
一励磁调节模块，所述励磁调节模块的输入端连接所述电压转换模块的输出端，所述励磁调节模块的输出端作为所述控制器的第一输出端连接所述发电机的输入端，所述励磁调节模块用于将所述直流电压提供给所述发电机以调节所述发电机的励磁电压。
3.根据权利要求2所述的发电机组，其特征在于，所述控制器还包括：
一采集模块，分别连接所述电压调节模块和所述电压转换模块，用于采集所述电压调节模块的输入电压；
一判断模块，连接于所述采集模块和所述电压转换模块之间，用于判断所述输入电压是否等于所述预设电压值。
4.根据权利要求1所述的发电机组，其特征在于，所述预设转速范围为500～3000r/min。
5.根据权利要求1所述的发电机组，其特征在于，所述预设电压值为450V。
6.根据权利要求1所述的发电机组，其特征在于，所述发电机组的输出功率为16～30KW；
当所述发电机的转速处于500～650r/min时，所述发电机组的输出功率为16KW；和/或
当所述发电机的转速处于650～3000r/min时，所述发电机组的输出功率为30KW。
7.根据权利要求1所述的发电机组，其特征在于，所述控制器提供给所述用电设备的工作电压为380V，频率为50HZ。
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