CN204064663U - 一种发动机用发电机负载试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机用发电机负载试验系统，包括发动机发电机，控制器，发动机运转检测模块，电压、电流传感器，功率调节模块，电阻负载，过温、过流保护模块。所述功率调节模块包括逆变升压器、调压器、调压驱动控制模块、以及过流、过压、欠压保护模块。本实用新型由于采用可调功率调节模块给负载提供一个可变电流、电压，通过根据不同发电机的实际负载调整功率调节模块输出，克服了现有的用高精密大功率电阻模拟负载时，负载值改变不方便的缺点，尤其适合连续实时变化大功率输出的情形。

Description

一种发动机用发电机负载试验系统

技术领域

本实用新型涉及车、船发动机用发电机测试技术领域，特别是涉及一种发动机用发电机负载试验系统。

背景技术

在汽车的电气系统中，发电机向整车提供所有电源。它负责将机械能转换成电能，保障着各电路、元件的电源。为了给车内乘客提供更舒适的乘车环境，现市面上的车辆几乎都配有空调，而空调压缩机则是整个空调系统的重要部件相当如人类的心脏。因此，需要一种试验装置对装机发动机的发电机、空调、空压机可靠性进行分析及评价。

现有的发动机发电机负载试验设备大多由控制按钮、接触器和电阻负载组成。在发动机旁现场通过手动操作，控制电阻的接通来模拟负载大小，空调、空压机一般都是空运转或者是一个固定的负载。每次发动机启停或回怠速运转时都需要试验人员到现场手动开启、关闭实验装置。发动机试验室温度高、噪音大、转速高存在一定的人身安全危险性。不能线性调节负载的大小只能以固定负载减小或递增的方式，无过欠压、过负载保护、不能随发动机的启停自动运行、无计算机通信远程控制不能集成到发动机的试验系统。

中国实用新型专利申请(CN 103698131 A)公布了一种发动机附件负载模拟系统，其实用新型目的在于提供一种发动机附件负载模拟系统，将发动机附件中的空压机负载模拟模块、空调负载模拟模块和发电机负载模拟模块集成到一个系统，在进行发动机台架试验时，可对这些负载模拟模块进行单独控制或是同时控制，每个负载模拟模块可以提供在一定范围内变化的负载，且系统可以对负载大小进行无极调节，从而使该系统的通用性很从而使该系统的通用性很强，以避免现有负载模拟系统因需要移植负载所具有的通用性差的缺陷。但由于其缺乏对发动机状态的有效监测装置，负载试验设备不能随发动机的启停自动运行和调节，且无过欠压、过负载保护，遇到故障时不能及时停止实验，导致系统瘫痪。同时，现有功率调节模块能够调节的功率范围非常有限(DC30V 0～0.6KW)，无法适应发电机负载功率越来越大的情形。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能可靠的发动机发电机负载试验系统，特别适用于需要大功率调节(0～6KW)的情形，能根据发动机不同转速和发电机不同型号设定实际负载，并且能根据发动机的停止、怠速、运转自动控制负载试验设备的加载及功率大小调节。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种发动机用发电机负载试验系统，包括发动机发电机，为试验系统提供直流电力；

控制器，对整个试验系统实施监控，并对采集到的数据进行分析，按照预先设置好的程序控制试验系统完成试验，同时提供预警信息，下达关闭指令，保护试验系统；

发动机运转检测模块，与控制器连接，用于将当前发动机工作状况传送给控制器；

电压、电流传感器，用于采集发电机发出的电量情况，传送送至控制器；

功率调节模块，包括逆变升压器、调压器、调压驱动控制模块、以及过流、过压、欠压保护模块；所述逆变升压器用于将发电机发出的低压直流电转变为高压交流电，并通过调压器输出电压和电流至电阻负载端；所述调压驱动控制模块用于根据控制器指令控制调压器输出电压和电流的大小；所述过流、过压、欠压保护模块对逆变升压器进行检测，同时将数据发送给控制器并接收来自控制器的保护动作信号来保护逆变升压器；

电阻负载，可通过控制器实现线性调节，接收功率调节模块输出的电压和电流，完成试验；以及

过温、过流保护模块，当电阻负载出现冷却异常或电阻过流时，用于将信号反馈至控制器，控制器发出警报，并同时停止调压器的控制输出。

进一步的，还包括发动机空调，以及与之连接的空调试验模块。

进一步的，还包括发动机空压机，以及与之连接的空压机试验模块。

本实用新型具有以下显著优点：由于采用可调功率调节模块给负载提供一个可变电流、电压，通过根据不同发电机的实际负载调整功率调节模块输出，克服了现有的用高精密大功率电阻模拟负载时，负载值改变不方便的缺点，同时尤其适合连续实时变化大功率输出的情形。

该设备的三个试验模块都可以跟随发动机的启动、停止、运转而自动运行，并能通过计算机端的远程操作与发动机试验台集中到一起，控制简单明了，可以非常方便的将各个试验模块的控制集成到发动机程控自动运行的试验中。

附图说明

图1为本实用新型一完整实施例系统连接示意图；

图2为本实用新型一完整实施例系统工作原理图；

图3为本实用新型一较佳实施例系统连接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式及附图，对本实用新型做进一步的详细说明。

图1是本实用新型一种发动机用发电机负载试验系统完整实施例的系统连接图，加入发动机发电机工作时所要模拟的所有环境，包括了控制器，所述控制器与操作显示模块105和手动操作报警模块106相连，用来对系统进行人工监测与操作。

所述控制器分别通过自身的数字I/O模块111、模拟输入模块112、模拟输出模块113与发动机监测模块124、功率调节模块122、电压、电流传感器121、电阻负载123、空调试验模块131、空压机试验模块141连接，对整个试验系统进行数据采集、监控和分析。所述空调试验模块131、空压机试验模块141分别连接模拟试验用的发动机空调130和发动机空压机140。

发动机发电机120的正负输出端与功率调节模块122的正负相连，通过控制器中的CPU程序控制数字I/O模块111，再控制多路保护装置接通，以及通过模拟输出模块113输出模拟控制信号来控制功率调节模块122，来模拟发电机的负载大小。

通过调整功率调节模块122的大小，来实现负载的大小模拟出整车上用电负荷的变化；改变空调制冷冷却风扇转速来模拟空调制冷负载；调节空压机排气电磁阀来控制空压机负载。经过对发动机发电机120、发动机空调130压缩机、空压机140的长时间的循环实验从而对发电机120、发动机空调130压缩机、空压机140的可靠性进行评价。

系统工作流程如图2所示，发电机负载试验系统开机初始化全部置零S201。根据控制方式选择S202本地S203或计算机远程控制S204，选择本地控制时在设备的触摸屏上直接点击控制值、保护参数设定S205，选择计算机远程控制室则在电脑端的软件上直接点击相应按钮设置输出即可。

发动机启动(通过对发动机运转监测S207大于怠速设定值600～1000r/min)运行后，CPU根据当前的控制设定值和参数保护值进行运算处理后，由各模块通道输出来控制相应模块自动运行。

各功能试验模块运行工作时按当前设定好的控制值运行，当运行中出现报警、故障S206时，CPU通过预先设定好的参数和程序进行判别报警还是保护停机动作，并将当前的故障信号通过触摸屏、指示灯、计算机同时显示来提醒试验人员，并快速的判别出报警或故障所在原因。

发动机停止S211时，系统能自动将各模块停止输出，等待发动机再次运行时自动运行各个模块。此时，若试验完成S212判断为“是”，则发电机负载试验设备接收到停止信号，系统将关闭S213，不在运行各模块并将高温电阻负载区延时冷却后待机。

图3为本实用新型单独应用在发动机发电机(DC24～30V 0～200A功率6KW)的实施例，详细描述了调压或变流的功率调节模块122的组成，用于实现将发电机120发出的DC24V～30V直流电先进行逆变升压到AC220V再进行负载调节闭环控制的方式来完成试验目的，同时通过对发动机的运转监测来控制功率调节模块122的自动运行和负载大小。

发电机120的正负极输出端与发电机负载试验系统的功率调节模块122正负极相对应连接，当发动机运转带动发电机120运转发出电能时，经电压、电流传感器121采集送至控制器301的AD采集模块进行处理变成AD信号送至CPU进行运算处理，将实际电压、电流显示出来并进行报警、保护参数与发动机运行状态对比保护。

当电能经过逆变升压器306时，控制器301通过发动机运转检测模块124对发动机运转检测结果来判别发动机的运转状态，控制逆变器升压306工作。逆变升压器306的过流、过压、欠压保护模块303同时进行检测，并将数据发送给控制器301并接收来自控制器301的保护动作信号来保护逆变升压器306。

DC24～30V电压经逆变升压器306变成我们常用的AC220V电源，由调压器307来接收控制器301发出的信号来调节输出电压与电流到电阻负载123端，实现发电机负载的线性调节。

当控制器301接收到控制设定值时，控制器301通过对发动机运转的检测来判别发动机的运转状态(停机、怠速、运行)，控制逆变器工作将电压升高，将AD采集模块送来的值与控制设定值进行比较经PID运算后输出AD信号至调压驱动控制模块304转换成4～20mA相对应0～6KW来控制调压器307的输出，并通过前面的传感器采样进行对比实时调节，来达到设定控制值。

若电阻负载出现冷却异常或电阻过流时，过温、过流保护模块305将信号反馈至控制器301，控制器301发出警报，并同时停止调压器307的控制输出。

综上所述的本实用新型具体实施例仅为本实用新型优选的实施方式，并非用于限定本实用新型保护范围的限制。因此，任何在本实用新型的技术特征之内所作的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种发动机用发电机负载试验系统，其特征在于，包括

发动机发电机，为试验系统提供直流电力；

控制器，对整个试验系统实施监控，并对采集到的数据进行分析，按照预先设置好的程序控制试验系统完成试验，同时提供预警信息，下达关闭指令，保护试验系统；

发动机运转检测模块，与控制器连接，用于将当前发动机工作状况传送给控制器；

电压、电流传感器，用于采集发电机发出的电量情况，传送送至控制器；

功率调节模块，包括逆变升压器、调压器、调压驱动控制模块、以及过流、过压、欠压保护模块；所述逆变升压器用于将发电机发出的低压直流电转变为高压交流电，并通过调压器输出电压和电流至电阻负载端；所述调压驱动控制模块用于根据控制器指令控制调压器输出电压和电流的大小；所述过流、过压、欠压保护模块对逆变升压器进行检测，同时将数据发送给控制器并接收来自控制器的保护动作信号来保护逆变升压器；

电阻负载，可通过控制器实现线性调节，接收功率调节模块输出的电压和电流，完成试验；以及

过温、过流保护模块，当电阻负载出现冷却异常或电阻过流时，用于将信号反馈至控制器，控制器发出警报，并同时停止调压器的控制输出。

2.根据权利要求1所述的一种发动机用发电机负载试验系统，其特征在于，还包括发动机空调，以及与之连接的空调试验模块。

3.根据权利要求1所述的一种发动机用发电机负载试验系统，其特征在于，还包括发动机空压机，以及与之连接的空压机试验模块。