CN113489395B - 直流发电机电压大范围自适应调节方法 - Google Patents

直流发电机电压大范围自适应调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种直流发电机电压大范围自适应调节方法，在直流发电机的控制系统设置逐级变速的多个转速档位；当直流发电机为负载供电过程中产生过载时通过控制直流发电机的转速在所述多个转速档位间逐级切换实现逐级变速，以促使直流发电机正常为负载供电。本发明中，通过设置多级变速档位，在直流发电机输出过载时根据过载情况逐级下调转速，能够使直流发电机自适应大范围调节输出电压，使输出电压与负载的阻抗相匹配，避免直流发电机出现过载的情况，确保直流发电机工作平稳。

Description

直流发电机电压大范围自适应调节方法
技术领域
本发明涉及通用汽、柴油直流发电机领域，特别涉及一种直流发电机电压大范围自适应调节方法。
背景技术
现今货车上配置或加装的各类监控设备以及消费型电子产品等，加大了蓄电池的耗电，往往用户在停车之后因汽车蓄电池的深度放电导致车辆无法启动。目前，在遭遇车辆蓄电池严重亏电的情况下，驾驶员一般使用车载的24V直流发电机对蓄电池进行充电。因汽车的铅酸蓄电池组内阻非常小，当蓄电池亏电严重时，采用市面上现有的直流发电机来进行充电，一旦启动后发电机会因为过载而将发动机别熄火，导致无法给蓄电池充电。此时，用户就只能通过救援或单独购买备用启动电源等方式解决，若车辆处于偏僻地域时用户需要付出较大代价方能得到救援。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种能够根据过载情况自动调整输出电压的电压大范围自适应调节方法。
本发明的技术方案如下：
一种直流发电机电压大范围自适应调节方法，所述直流发电机的控制系统设置逐级变速的多个转速档位；当直流发电机为负载供电过程中产生过载时通过控制直流发电机的转速在所述多个转速档位间逐级切换实现逐级变速，以促使直流发电机正常为负载供电。
进一步的，所述自适应调节方法包括以下步骤：
步骤S1、在直流发电机的控制系统设置多级转速档位，第一级转速档位为正常转速档位，对应的转速为直流发电机的额定转速；剩余转速档位为逐级变速档位，每一变速档位对应的转速在上一级转速档位对应的转速基础上逐级降低；
步骤S2、启动直流发电机给蓄电池充电；
步骤S3、检测直流发电机是否过载,如果过载则执行步骤S4；
步骤S4、判断当前转速档位是否为最后一级转速档位，如果是最后一级转速档位则执行步骤S6；否则，执行步骤S5；
步骤S5、将直流发电机的转速档位降低一级，返回执行步骤S3；
步骤S6、关闭直流发动机。
进一步的，在直流发电机的控制系统设置十级变速档位，每一级所述变速档位对应的转速为在前一级档位对应的转速基础上降速100r/min。
进一步的，检测直流发电机是否过载的方法为：设置一个过载电压阈值，当直流发电机的输出电压小于过载电压阈值时，判定直流发电机过载。
进一步的，检测直流发电机是否过载的方法为：设置一个过载电流阈值，当直流发电机的输出电流大于过载电流阈值时，判定直流发电机过载。
进一步的，检测直流发电机是否过载的方法为：设置一个过载功率阈值，当直流发电机的输出电压和输出电流的乘积大于过载功率阈值时，判定直流发电机过载。
进一步的，检测直流发电机是否过载的方法为：设置一个过载转速比阈值，当直流发电机的转速与所处的转速档位对应的转速之比小于过载转速比阈值时，判定直流发电机过载。
进一步的，所述直流发电机为24V直流发电机。
进一步的，在所述步骤S3中，当检测到直流发电机未过载时，执行步骤S31：
步骤S31、设置一个充满功率阈值，当直流发电机的输出电压和输出电流的乘积小于或等于充满功率阈值时，判定蓄电池已充满，执行步骤S6；否则，返回执行步骤S3。
本发明中，通过设置多级变速档位，在直流发电机输出过载时根据过载情况逐级下调转速，能够使直流发电机自适应大范围调节输出电压，使输出电压与负载的阻抗相匹配，避免直流发电机出现过载的情况，确保直流发电机工作平稳。
附图说明
图1为本发明一种直流发电机电压大范围自适应调节方法的一个优选实施例的流程图；
图2为本发明一种直流发电机电压大范围自适应调节方法的另一优选实施例的流程图；
图3为本发明一种直流发电机电压大范围自适应调节方法的又一优选实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
一种直流发电机电压大范围自适应调节方法，所述直流发电机的控制系统设置逐级变速的多个转速档位；当直流发电机为负载供电过程中产生过载时通过控制直流发电机的转速在所述多个转速档位间逐级切换实现逐级变速，以促使直流发电机正常为负载供电。正常为负载供电是指发电机为负载供电时不产生过载情况。下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例1
如图1所示，本发明一种直流发电机电压大范围自适应调节方法的一个优选实施例包括以下步骤：
步骤S1、在直流发电机的控制系统设置多级转速档位，第一级转速档位为正常转速档位，对应的转速为直流发电机的额定转速；剩余转速档位为变速档位，所述变速档位对应的转速在上一级转速档位对应的转速基础上逐级降低。优选为在直流发电机的控制系统设置十级变速档位，每一级所述变速档位对应的转速为在前一级档位对应的转速基础上降速100r/min。即第一级变速档位对应的转速比直流发电机的额定转速低100r/min，第十级变速档位对应的转速比直流发电机的额定转速低1000r/min。
步骤S2、启动直流发电机给汽车的铅酸蓄电池组充电。直流发电机采用24V直流发电机。
步骤S3、检测直流发电机是否过载,如果过载则执行步骤S4。由于铅酸蓄电池组内阻非常小，当铅酸蓄电池组亏电严重时，采用直流发电机进行充电会因为过载而将发动机别熄火，因此，在过载时需要降低直流发电机的转速使输出电压与负载的阻抗相区配，使直流发电机稳定工作。检测直流发电机是否过载可以采用以下方法：
(1)设置一个过载电压阈值(过载电压阈值小于直流发电机的额定输出电压)，当直流发电机的输出电压小于过载电压阈值时，认为输出电压达到过载条件，判定直流发电机过载。
(2)设置一个过载电流阈值(过载电流阈值大于直流发电机的额定输出电流)，当直流发电机的输出电流大于过载电流阈值时，认为输出电流达到过载条件，判定直流发电机过载。
(3)设置一个过载功率阈值(过载功率阈值大于直流发电机的额定输出功率)，当直流发电机的输出电压和输出电流的乘积大于过载功率阈值时，认为输出功率达到过载条件，判定直流发电机过载。
(4)设置一个过载转速比阈值(过载转速比阈值小于1)，当直流发电机的转速与所处的转速档位对应的转速之比小于过载转速比阈值时，认为直流发电机的转速达到过载条件，判定直流发电机过载。
当然，也可综合以上方法来判断直流发电机是否过载，即从直流发电机的输出电压、输出电流、输出功率和转速中选择两个或两个以上的指标来判断直流发电机是否过载。
步骤S4、判断当前转速档位是否为最后一级转速档位，即第十级变速档位；如果当前转速档位是第十级变速档位则说明铅酸蓄电池组亏电过于严重导致其内阻太小，使得直流发电机以能够运转的最低转速运行时仍然过载，为避免直流发电机受到损坏，需要停机进行保护，执行步骤S6。否则，说明直流发电机的转速还可以降低，执行步骤S5进行降档。
步骤S5、将直流发电机的转速档位降低一级，即直流发电机的转速在当前基础上降速100r/min；然后返回执行步骤S3，检测直流发电机降速后是否过载。
步骤S6、关闭直流发动机。
本实施例中，通过设置十级变速档位，在直流发电机输出过载时根据过载情况逐级下调转速，能够使直流发电机自适应大范围调节输出电压，使输出电压与负载的阻抗相匹配，避免直流发电机出现过载的情况，确保直流发电机工作平稳。
实施例2
如图2所示，本发明一种直流发电机电压大范围自适应调节方法的另一优选实施例包括以下步骤：
步骤S1、在直流发电机的控制系统设置多级转速档位，第一级转速档位为正常转速档位，对应的转速为直流发电机的额定转速；剩余转速档位为变速档位，所述变速档位对应的转速在上一级转速档位对应的转速基础上逐级降低。优选为在直流发电机的控制系统设置十级变速档位，每一级所述变速档位对应的转速为在前一级档位对应的转速基础上降速100r/min。即第一级变速档位对应的转速比直流发电机的额定转速低100r/min，第十级变速档位对应的转速比直流发电机的额定转速低1000r/min。
步骤S2、启动直流发电机给负载供电。下面以采用24V直流发电机给汽车的铅酸蓄电池组充电为例进行说明。
步骤S3、检测直流发电机是否过载,如果过载则执行步骤S4；检测直流发电机是否过载的方法与实施例1相同。否则，执行步骤S31；判断蓄电池是否充电完成。
步骤S31、设置一个充满功率阈值，(充满功率阈值小于直流发电机的额定输出功率)当直流发电机的输出电压和输出电流的乘积小于或等于充满功率阈值时，判定蓄电池已充满，执行步骤S6关闭直流发动机。否则，说明蓄电池未充满；返回执行步骤S3。当然，为了避免因误判而关闭直流发动机，可在第一次检测到直流发电机的输出电压和输出电流的乘积小于或等于充满功率阈值时先不关闭直流发动机，延时预定的时间(例如一分钟)后再检测一次，如果仍然检测到直流发电机的输出电压和输出电流的乘积小于或等于充满功率阈值再关闭直流发动机，从而避免误判。
步骤S4、判断当前转速档位是否为最后一级转速档位，即第十级变速档位；如果当前转速档位是第十级变速档位则执行步骤S6，停机进行保护。否则，说明直流发电机的转速还可以降低，执行步骤S5进行降档。
步骤S5、将直流发电机的转速档位降低一级，即直流发电机的转速在当前基础上降速100r/min；然后返回执行步骤S3，检测直流发电机降速后是否过载。
步骤S6、关闭直流发动机。
本实施例在实施例1的基础上增加了步骤S31，用于在直流发电机未过载的情况下判断蓄电池充电是否完成，并在蓄电池充电完成后自动关闭直流发电机，使用时更加方便。
实施例3
如图3所示，本发明一种直流发电机电压大范围自适应调节方法的又一优选实施例包括以下步骤：
步骤S1、在直流发电机的控制系统设置多级转速档位，第一级转速档位为正常转速档位，对应的转速为直流发电机的额定转速；剩余转速档位为变速档位，所述变速档位对应的转速在上一级转速档位对应的转速基础上逐级降低。优选为在直流发电机的控制系统设置十级变速档位，每一级所述变速档位对应的转速为在前一级档位对应的转速基础上降速100r/min。即第一级变速档位对应的转速比直流发电机的额定转速低100r/min，第十级变速档位对应的转速比直流发电机的额定转速低1000r/min。
步骤S2、启动直流发电机给汽车的铅酸蓄电池组充电，直流发电机启动后先以某一变速档位的转速开始工作，优选为直流发电机启动后先以第五级变速档位的转速开始工作；当然，直流发电机启动后也可以先以第十级变速档位的转速开始工作。
步骤S3、检测直流发电机是否过载,如果过载则执行步骤S4；检测直流发电机是否过载的方法与实施例1相同。否则，执行步骤S32。
步骤S32、查看直流发电机在启动后转速档位是否进行过降档，即是否执行过步骤5，如果执行过步骤5进行降档，则返回执行步骤S3；否则，执行步骤S33。
步骤S33、判断当前转速档位是否为正常转速档位，如果是则返回执行步骤S3；否则，执行步骤S34。
步骤S34、将直流发电机的转速档位升高一级，即直流发电机的转速在当前基础上升高100r/min；然后返回执行步骤S3，检测直流发电机降速后是否过载。
步骤S4、判断当前转速档位是否为最后一级转速档位，即第十级变速档位；如果当前转速档位是第十级变速档位则说明铅酸蓄电池组亏电过于严重导致其内阻太小，使得直流发电机以能够运转的最低转速运行时仍然过载，为避免直流发电机受到损坏，需要停机进行保护，执行步骤S6。否则，说明直流发电机的转速还可以降低，执行步骤S5进行降档。
步骤S5、将直流发电机的转速档位降低一级，即直流发电机的转速在当前基础上降速100r/min；然后返回执行步骤S3，检测直流发电机降速后是否过载。
步骤S6、关闭直流发动机。
本实施例中，直流发电机先以较低的转速启动，再根据是否过载及过载情况进行升速和降速，能够更好地适应蓄电池严重亏电的情况。
本发明未描述部分与现有技术一致，在此不做赘述。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直流发电机电压大范围自适应调节方法，其特征在于，所述直流发电机的控制系统设置逐级变速的多个转速档位；当直流发电机为负载供电过程中产生过载时通过控制直流发电机的转速在所述多个转速档位间逐级切换实现逐级变速，以促使直流发电机正常为负载供电；所述自适应调节方法包括以下步骤：
步骤S1、在直流发电机的控制系统设置多级转速档位，第一级转速档位为正常转速档位，对应的转速为直流发电机的额定转速；剩余转速档位为逐级变速档位，每一变速档位对应的转速在上一级转速档位对应的转速基础上逐级降低；
步骤S2、启动直流发电机给蓄电池充电；
步骤S3、检测直流发电机是否过载,如果过载则执行步骤S4；
步骤S4、判断当前转速档位是否为最后一级转速档位，如果是最后一级转速档位则执行步骤S6；否则，执行步骤S5；
步骤S5、将直流发电机的转速档位降低一级，返回执行步骤S3；
步骤S6、关闭直流发动机。
2.根据权利要求1所述的直流发电机电压大范围自适应调节方法，其特征在于，在直流发电机的控制系统设置十级变速档位，每一级所述变速档位对应的转速为在前一级档位对应的转速基础上降速100r/min。
3.根据权利要求1所述的直流发电机电压大范围自适应调节方法，其特征在于，检测直流发电机是否过载的方法为：设置一个过载电压阈值，当直流发电机的输出电压小于过载电压阈值时，判定直流发电机过载。
4.根据权利要求1所述的直流发电机电压大范围自适应调节方法，其特征在于，检测直流发电机是否过载的方法为：设置一个过载电流阈值，当直流发电机的输出电流大于过载电流阈值时，判定直流发电机过载。
5.根据权利要求1所述的直流发电机电压大范围自适应调节方法，其特征在于，检测直流发电机是否过载的方法为：设置一个过载功率阈值，当直流发电机的输出电压和输出电流的乘积大于过载功率阈值时，判定直流发电机过载。
6.根据权利要求1所述的直流发电机电压大范围自适应调节方法，其特征在于，检测直流发电机是否过载的方法为：设置一个过载转速比阈值，当直流发电机的转速与所处的转速档位对应的转速之比小于过载转速比阈值时，判定直流发电机过载。
7.根据权利要求1～6任一项所述的直流发电机电压大范围自适应调节方法，其特征在于，所述直流发电机为24V直流发电机。
8.根据权利要求7所述的直流发电机电压大范围自适应调节方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当检测到直流发电机未过载时，执行步骤S31：
步骤S31、设置一个充满功率阈值，当直流发电机的输出电压和输出电流的乘积小于或等于充满功率阈值时，判定蓄电池已充满，执行步骤S6；否则，返回执行步骤S3。
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