CN202167868U

CN202167868U - 一种车载多级全速交流发电系统

Info

Publication number: CN202167868U
Application number: CN2011202269118U
Authority: CN
Inventors: 赵德山
Original assignee: BEIJING JUNSHI MACHINERY Co Ltd
Current assignee: BEIJING JUNSHI MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2021-06-30

Abstract

本实用新型涉及一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：它包括发动机、取力器、电磁离合器、发电模块、蓄电池组和电能应变模块；所述发动机的动力通过所述取力器取出，并通过所述电磁离合器将该动力传输至所述发电模块，所述发电模块将该动力转换为电能，并存储至所述蓄电池组，所述蓄电池组连接所述电能应变模块，由所述电能应变模块向外输出定幅定频的交流电。本实用新型由于采用发电模块将取力器从发动机获取的电能转换为直流电，再由电能应变模块将直流电转换为交流电输出，克服了原系统的发动机转速同交流频率耦合的固有缺点，实现了直流到交流的变换，有利于提高发电质量，并且本实用新型能实现行车发电。本实用新型可以广泛应用于车载交流发电系统应用中。

Description

一种车载多级全速交流发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种车载发电系统，特别是关于一种车载多级全速交流发电系统。

背景技术

目前，常用的车载交流发电系统主要部件包括同步发电机和车上原有的发动机，两者通过机械传动方式连接，同步发电机的转速和发动机的转速的速比固定，从而发电机产生交流电的频率随发动机的转速变化而变化。该类系统存在如下问题：1、为了保证交流电的频率满足用电器的要求，该类系统必须把发动机的转速严格控制在某一个目标值附近。而由于发动机的间歇发火的工作特点，整个发电系统惯量较大，以及发电系统的负载存在突加突泄的使用工况等诸多因素，不易达到很高的控制精度。2、由于车辆行驶时，发动机转速不可避免的要在大范围内变化，而该类系统发电时，发动机转速必须固定在某一个转速上，故该类系统发电时，车辆一般只能停止，不适合应用于某些对机动性要求很高的场合。3、同步发电机体积较大，不易在车辆上布置。在需要工作时，往往需要操作人员先手动控制离合手柄完成动力的接合，然后再操作其他控制开关后开始工作。在发电结束后，也需要操作人员手动控制离合手柄完成动力的分离，然后再操作其他控制开关以关闭系统。操作过程复杂，对普通司乘人员操作难度大，误操作时容易损坏发电机或传动机构。4、该类系统必须有发动机的带动才能发电，在发动机或者传动系统产生故障时，该类系统也无法工作。5、该类系统只能通过发动机动力发电，在某些本身具有交流电源的工作场合，要进行手动切换操作，一旦外接电源掉电将造成数据丢失或设备损坏。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种发电质量较高、能实现行车发电、体积小、操作和安装简单，在发动机或传动系统发生故障时，也能继续对外供电的车载多级全速交流发电系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：它包括发动机、取力器、电磁离合器、发电模块、蓄电池组和电能应变模块；所述发动机的动力通过所述取力器取出，并通过所述电磁离合器将该动力传输至所述发电模块，所述发电模块将该动力转换为电能，并存储至所述蓄电池组，所述蓄电池组连接所述电能应变模块，由所述电能应变模块向外输出定幅定频的交流电。

所述发电模块采用一直流发电机。

所述发电模块采用一发电机串联一交流直流变流器，所述交流直流变流器将所述发电机获得的交流电转换为直流电后，存储至所述蓄电池组。

所述发电机采用数码发电机和永磁交流发电机中的一种。

所述电能应变模块为一智能控制器，其包括控制逻辑模块、输入处理模块、通讯模块和输出驱动模块，所述控制逻辑模块根据所述输入处理模块和通讯模块传输的信号对所述车载多级全速交流发电系统进行控制，并由所述输出驱动模块向外输出电能。

所述电能应变模块上设置有外部操作接口：外部启停开关、电磁离合器接合状态开关、门执行器接口、电池电压采集接口、状态指示灯组、逆变器工作开关、RS232通讯接口和发动机转速采集接口。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用发电模块将取力器从发动机获取的电能转换为直流电，再由电能应变模块将直流电转换为交流电输出，克服了原系统的发动机转速同交流频率耦合的固有缺点，实现了直流到交流的变换，有利于提高发电质量。2、本实用新型由于采用将发动机的高频交流电转换为直流，再将直流逆变为交流，经过多级变换，因此，可以在发动机在整个转速范围内的工作，实现了行车发电。3、本实用新型由于采用由取力器、发电模块、蓄电池组和电能应变模块组成，各部分均采用模块化结构，因此，缩小了本实用新型的车载多级全速交流发电系统的体积，更利于布置。4、本实用新型由于采用蓄电池组对电能进行存储，即使发动机出现故障，也能够利用已经储存的电能继续发电。5、本实用新型由于采用电能应变模块为一智能控制器，由该智能控制器控制整个系统工作，使用时可以通过设置在电能应变模块上的外部启停开关一键式操作，因此，实现了使用简单，自动化程度大大提高。6、本实用新型由于采用电能应变模块能根据外部的供电状态自动确定工作状态，可以可以方便的利用外部的交流供电，并且在外部交流供电缺失的情况下，自动切换到自身发电工作状态。本实用新型可以广泛应用于车载交流发电系统应用中。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的发电模块采用发电机串联交流直流变流器时的结构示意图；

图3是本实用新型的电能应变模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型包括现有技术中车辆上的发动机1、取力器2、电磁离合器3、发电模块4、蓄电池组5和电能应变模块6。

发动机1的动力通过取力器2取出驱动力，并通过电磁离合器3将该驱动力传输至发电模块4，由发电模块4将该驱动力转换为电能，并存储至蓄电池组5中。蓄电池组5连接电能应变模块6，由电能应变模块6向外输出定幅定频的交流电。

其中，取力器2取出的驱动力由电磁离合器3的接合或分离来控制其能否传输至发电模块4，当电磁离合器3处于接合状态时，则驱动力传输至发电模块4；反之，当电磁离合器3处于分离状态时，则驱动力不能传输至发电模块4。

上述实施例中，发电模块4可以采用一个直流发电机7(如图1所示)，将驱动力直接转换为直流电存储至蓄电池组5内；也可以采用发电机8串联交流直流变流器9，交流直流变流器9将发电机8获得的交流电转换为直流电后，存储至蓄电池组5中(如图2所示)。其中，发电机8可以采用数码发电机或永磁交流发电机。

如图3所示，本实用新型的电能应变模块6根据外部的供电状态自动确定工作状态，若具有外部交流供电，则直接输出；若不具有外部交流供电，电能应急模块6将把蓄电池组5中的直流电变流为定幅定频的交流电输出。电能应变模块6为一智能控制器，其包括控制逻辑模块61、输入处理模块62、通讯模块63和输出驱动模块64，控制逻辑模块61根据输入处理模块62和通讯模块63传输的信号对本实用新型的车载多级全速交流发电系统进行控制，并由输出驱动模块64向外输出电能。

电能应变模块6上还设置有外部操作接口：外部启停开关10、电磁离合器接合状态开关11、油门执行器接口12、电池电压采集接口13、状态指示灯组14、逆变器工作开关15、RS232通讯接口16和发动机转速采集接口17。

当外部启停开关10接合，表示系统即将进入工作状态，电能应变模块6启动，并按照正常工作程序控制电磁离合器接合状态开关11闭合、各动作机构完成动力接合、由油门执行器接口12实现对发动机1油门加力、电源高速切换等动作。在工作过程中，电能应变模块6通过电池电压采集接口13管理蓄电池组5的状态：若蓄电池组5电压小于正常工作值，将通过状态指示灯组14提示，若小于安全使用值，将断开逆变器工作开关15，停止对外供电。同时，电能应变模块6通过RS232通讯接口16同逆变器等主要工作部件交互信息，实时监控工作部件的工作状态。若由发动机转速采集接口17采集到的发动机1转速过低，导致发动机1对外输出动力能力不足，电能应变模块6还会通过油门执行器接口12控制油门执行器自动把发动机1转速提升到一定转速上。

当外部启停开关10断开后，电能应变模块6断掉逆变器控制开关16，断开电磁离合器接合状态开关11，并通过电磁离合器接合状态开关11来反馈开关状态，开关状态显示电磁离合器3并没有断开，就隔一定时间后重复断开电磁离合器3的动作，并限定重复的次数。在使用过程中，电能应变模块6检测到电池组电压过低，即使启停开关没有接合，也会自动控制电磁离合器3接合，为蓄电池组5充电，直到电池电压达到正常水平。

综上所述，本实用新型是通过取力器2和机械传动方式，把发动机1的驱动力输入到发电模块4内。发电模块4将产生的电能储存到蓄电池组5内。电能应变模块6具有直接利用外部交流电和变换蓄电池组5中的电能的两种电流通路，并可根据外部供电条件自动切换。并且电能应变模块6根据外部的输入和本实用新型系统的状态决定整个系统的工作状态。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims

1.一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：它包括发动机、取力器、电磁离合器、发电模块、蓄电池组和电能应变模块；所述发动机的动力通过所述取力器取出，并通过所述电磁离合器将该动力传输至所述发电模块，所述发电模块将该动力转换为电能，并存储至所述蓄电池组，所述蓄电池组连接所述电能应变模块，由所述电能应变模块向外输出定幅定频的交流电。

2.如权利要求1所述的一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：所述发电模块采用一直流发电机。

3.如权利要求1所述的一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：所述发电模块采用一发电机串联一交流直流变流器，所述交流直流变流器将所述发电机获得的交流电转换为直流电后，存储至所述蓄电池组。

4.如权利要求3所述的一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：所述发电机采用数码发电机和永磁交流发电机中的一种。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：所述电能应变模块为一智能控制器，其包括控制逻辑模块、输入处理模块、通讯模块和输出驱动模块，所述控制逻辑模块根据所述输入处理模块和通讯模块传输的信号对所述车载多级全速交流发电系统进行控制，并由所述输出驱动模块向外输出电能。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：所述电能应变模块上设置有外部操作接口：外部启停开关、电磁离合器接合状态开关、门执行器接口、电池电压采集接口、状态指示灯组、逆变器工作开关、RS232通讯接口和发动机转速采集接口。

7.如权利要求5所述的一种车载多级全速交流发电系统，其特征在于：所述电能应变模块上设置有外部操作接口：外部启停开关、电磁离合器接合状态开关、门执行器接口、电池电压采集接口、状态指示灯组、逆变器工作开关、RS232通讯接口和发动机转速采集接口。