本發(fā)明涉及發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車(chē)載液壓發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

目前車(chē)載發(fā)電的方式主要有兩種，一種是普通獨(dú)立燃油發(fā)電機(jī)，普通獨(dú)立燃油發(fā)電機(jī)是用一臺(tái)獨(dú)立于車(chē)載平臺(tái)的內(nèi)燃機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行。這種發(fā)電方法的好處價(jià)格便宜，產(chǎn)品規(guī)?；?，產(chǎn)品品牌多，但是其缺點(diǎn)也非常明顯，體積大、質(zhì)量重、噪音大、散熱要求高和保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用高等，這直接影響著車(chē)載平臺(tái)的機(jī)動(dòng)性和隱蔽性，不利于戰(zhàn)時(shí)需求。

另一種是硅整流發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電方法是利用車(chē)載平臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)取力或齒輪箱取力口取力，直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作。這種發(fā)電方式的優(yōu)點(diǎn)是效率較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于車(chē)載發(fā)電設(shè)備安裝空間的限制，使得齒輪箱輸出轉(zhuǎn)速的級(jí)別最多只有兩種，導(dǎo)致發(fā)電品質(zhì)受發(fā)動(dòng)機(jī)工況的影響較大，尤其是在車(chē)輛加減速期間，大部分用電設(shè)備無(wú)法正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種車(chē)載液壓發(fā)電裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種車(chē)載液壓發(fā)電裝置，包括：

齒輪箱、自動(dòng)控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；其中，

所述齒輪箱包括相互連接的傳動(dòng)軸和電磁離合器，所述傳動(dòng)軸與所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連接；

所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)速傳感器A、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器、轉(zhuǎn)速傳感器B和用電功率傳感器；其中，

所述轉(zhuǎn)速傳感器A與所述轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器連接，所述轉(zhuǎn)速傳感器B、所述用電功率傳感器和所述轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制連接；

所述液壓系統(tǒng)包括液壓變量泵、管路、液壓定量馬達(dá)；其中，

所述液壓變量泵分別與所述電磁離合器、所述轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器連接，所述液壓變量泵與所述液壓定量馬達(dá)通過(guò)所述管路連接；

所述液壓定量馬達(dá)與所述發(fā)電機(jī)連接，所述發(fā)電機(jī)與所述用電功率傳感器連接。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述轉(zhuǎn)速傳感器A還連接在所述電磁離合器、所述液壓變量泵之間。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述轉(zhuǎn)速傳感器B還連接在所述液壓定量馬達(dá)、所述發(fā)電機(jī)之間。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述液壓系統(tǒng)閉式系統(tǒng)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)為轉(zhuǎn)速閉控制。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器為CR0401控制器。

本發(fā)明的有益效果為：通過(guò)采用“變量閉式液壓泵+定量閉式液壓馬達(dá)”的組合方式，可最大程度的減小液壓系統(tǒng)的泄漏量，提高液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)穩(wěn)定了發(fā)電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速，提高了電品輸出的質(zhì)量。在閉式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，通過(guò)采用轉(zhuǎn)速傳感器、微控制器和電液比例換向閥組成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用了PID控制算法，達(dá)到了穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速的目的。采用液壓閉式傳動(dòng)系統(tǒng)，極大地減少了液壓系統(tǒng)的泄漏量，提高了整套發(fā)電裝置的傳遞效率。采用了微控制器等電子設(shè)備，與電液比例換向閥組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，具備較強(qiáng)的魯棒性，提升了發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中車(chē)載液壓發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中車(chē)載液壓發(fā)電裝置的液壓系統(tǒng)的結(jié)原理圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中車(chē)載液壓發(fā)電裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)原理圖；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中車(chē)載液壓發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器方法流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種車(chē)載液壓發(fā)電裝置，包括齒輪箱、自動(dòng)控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；其中，齒輪箱包括相互連接的傳動(dòng)軸和電磁離合器，傳動(dòng)軸與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連接。自動(dòng)控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)速傳感器A、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器、轉(zhuǎn)速傳感器B和用電功率傳感器；其中，轉(zhuǎn)速傳感器A與轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器連接，轉(zhuǎn)速傳感器B、用電功率傳感器和轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制連接。液壓系統(tǒng)包括液壓變量泵、管路、液壓定量馬達(dá)；其中，液壓變量泵分別與電磁離合器、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器連接，液壓變量泵與液壓定量馬達(dá)通過(guò)管路連接。液壓定量馬達(dá)與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)與用電功率傳感器連接，轉(zhuǎn)速傳感器A還連接在電磁離合器、液壓變量泵之間，轉(zhuǎn)速傳感器B還連接在液壓定量馬達(dá)、發(fā)電機(jī)之間。

車(chē)載液壓發(fā)電裝置的本質(zhì)是液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)和電氣自動(dòng)控制技術(shù)的結(jié)合，即該發(fā)電設(shè)備主要由液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)兩部分組成。液壓系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，電控系統(tǒng)為轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，借助發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速傳感器，將液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)比較，通過(guò)控制器、比例電磁閥控制液壓變量泵的排量，從而實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。

當(dāng)發(fā)電機(jī)加載時(shí)，發(fā)電機(jī)負(fù)載的電流瞬間增加，發(fā)電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速會(huì)由于用電負(fù)載的增加而降低，電控系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器所反饋的信號(hào)，輸出更大的電流信號(hào)值至液壓泵量泵，從而加大液壓泵的輸出流量，以此減緩發(fā)電機(jī)因加載而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速下降的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)電機(jī)減載時(shí)，發(fā)電機(jī)電流瞬間變小，其輸入轉(zhuǎn)速會(huì)增大，電控系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器所反饋的信號(hào)，輸出較小的電流信號(hào)值至液壓泵量泵，從而減少液壓泵的輸出流量，以此保證發(fā)電機(jī)因減載而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速增加的趨勢(shì)。當(dāng)車(chē)載平臺(tái)在加速或減速時(shí)，液壓柔性調(diào)節(jié)技術(shù)同樣介入其中，并實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速恒定，從而保證較高的用電品質(zhì)。

如圖2所示，電氣自動(dòng)控制技術(shù)是該裝置中的核心技術(shù)之一。當(dāng)用電負(fù)載的突加或突減時(shí)，液壓系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度沒(méi)有電氣系統(tǒng)快，因此如果只通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，則發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)反應(yīng)較慢，尤其時(shí)液壓管路較長(zhǎng)時(shí)，僅依據(jù)發(fā)電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)進(jìn)行閉環(huán)控制，其瞬態(tài)響應(yīng)速度達(dá)不到設(shè)計(jì)技術(shù)要求。為了加快瞬態(tài)響應(yīng)速度，可以在用電回路中增加用電功率傳感器，通過(guò)此傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)用電負(fù)載的電流信號(hào)值，當(dāng)用電負(fù)載突變時(shí)，用電功率傳感器可在第一時(shí)間將負(fù)載的電流信號(hào)反饋給控制器，控制器將調(diào)用自動(dòng)補(bǔ)償算法實(shí)現(xiàn)液壓輸出流量的變化，以此保證用電品質(zhì)。

如圖3所示，用電功率傳感器、發(fā)電機(jī)傳感器、液壓馬達(dá)傳感器與轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器連接，該轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制器與電比例換向閥連接。電控系統(tǒng)采用IFM公司CR0401控制器，該控制器具備4組電壓信號(hào)(0～32V)輸入、4組電流信號(hào)(0～20mA)輸入和2組電流信號(hào)(0～2A)輸出功能，滿足接口需求。軟件利用多函數(shù)指令編程，使用分級(jí)PID算法，解決了長(zhǎng)時(shí)間空載與瞬時(shí)大負(fù)載沖擊時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的問(wèn)題。另外，該發(fā)電設(shè)備可在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載的用電功率。

如圖4所示，首先打開(kāi)控制器進(jìn)入初始化，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施轉(zhuǎn)速n，在進(jìn)行比較發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速n0電液比例閥、泵輸出流量以及馬達(dá)輸出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速n，在進(jìn)行到比較馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速n0，電液比例閥，泵輸出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速n，在進(jìn)行馬達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速n0，至結(jié)束。

該新型車(chē)載發(fā)電裝置經(jīng)過(guò)理論分析與試驗(yàn)表明：發(fā)電品質(zhì)滿足使用要求；實(shí)現(xiàn)了高精度和高響應(yīng)速度的控制，保證電能的輸出性能大幅度的提高；該發(fā)電裝置空間緊湊、維護(hù)成本低且維修難度小，非常適用于車(chē)載平臺(tái)等產(chǎn)品。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。