一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)，包括發(fā)動機發(fā)電機，控制器，發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測模塊，電壓、電流傳感器，功率調(diào)節(jié)模塊，電阻負載，過溫、過流保護模塊。所述功率調(diào)節(jié)模塊包括逆變升壓器、調(diào)壓器、調(diào)壓驅(qū)動控制模塊、以及過流、過壓、欠壓保護模塊。本發(fā)明由于采用可調(diào)功率調(diào)節(jié)模塊給負載提供一個可變電流、電壓，通過根據(jù)不同發(fā)電機的實際負載調(diào)整功率調(diào)節(jié)模塊輸出，克服了現(xiàn)有的用高精密大功率電阻模擬負載時，負載值改變不方便的缺點，尤其適合連續(xù)實時變化大功率輸出的情形。
【專利說明】一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車、船發(fā)動機用發(fā)電機測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在汽車的電氣系統(tǒng)中，發(fā)電機向整車提供所有電源。它負責將機械能轉(zhuǎn)換成電能，保障著各電路、元件的電源。為了給車內(nèi)乘客提供更舒適的乘車環(huán)境，現(xiàn)市面上的車輛幾乎都配有空調(diào)，而空調(diào)壓縮機則是整個空調(diào)系統(tǒng)的重要部件相當如人類的心臟。因此，需要一種試驗裝置對裝機發(fā)動機的發(fā)電機、空調(diào)、空壓機可靠性進行分析及評價。
[0003]現(xiàn)有的發(fā)動機發(fā)電機負載試驗設(shè)備大多由控制按鈕、接觸器和電阻負載組成。在發(fā)動機旁現(xiàn)場通過手動操作，控制電阻的接通來模擬負載大小，空調(diào)、空壓機一般都是空運轉(zhuǎn)或者是一個固定的負載。每次發(fā)動機啟?；蚧氐∷龠\轉(zhuǎn)時都需要試驗人員到現(xiàn)場手動開啟、關(guān)閉實驗裝置。發(fā)動機試驗室溫度高、噪音大、轉(zhuǎn)速高存在一定的人身安全危險性。不能線性調(diào)節(jié)負載的大小只能以固定負載減小或遞增的方式，無過欠壓、過負載保護、不能隨發(fā)動機的啟停自動運行、無計算機通信遠程控制不能集成到發(fā)動機的試驗系統(tǒng)。
[0004]中國發(fā)明專利申請(CN 103698131 A)公布了一種發(fā)動機附件負載模擬系統(tǒng)，其發(fā)明目的在于提供一種發(fā)動機附件負載模擬系統(tǒng)，將發(fā)動機附件中的空壓機負載模擬模塊、空調(diào)負載模擬模塊和發(fā)電機負載模擬模塊集成到一個系統(tǒng)，在進行發(fā)動機臺架試驗時，可對這些負載模擬模塊進行單獨控制或是同時控制，每個負載模擬模塊可以提供在一定范圍內(nèi)變化的負載，且系統(tǒng)可以對負載大小進行無極調(diào)節(jié)，從而使該系統(tǒng)的通用性很從而使該系統(tǒng)的通用性很強，以避免現(xiàn)有負載模擬系統(tǒng)因需要移植負載所具有的通用性差的缺陷。但由于其缺乏對發(fā)動機狀態(tài)的有效監(jiān)測裝置，負載試驗設(shè)備不能隨發(fā)動機的啟停自動運行和調(diào)節(jié)，且無過欠壓、過負載保護，遇到故障時不能及時停止實驗，導致系統(tǒng)癱瘓。同時，現(xiàn)有功率調(diào)節(jié)模塊能夠調(diào)節(jié)的功率范圍非常有限(DC30V0?0.6KW)，無法適應(yīng)發(fā)電機負載功率越來越大的情形。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能可靠的發(fā)動機發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)，特別適用于需要大功率調(diào)節(jié)(O?6KW)的情形，能根據(jù)發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速和發(fā)電機不同型號設(shè)定實際負載，并且能根據(jù)發(fā)動機的停止、怠速、運轉(zhuǎn)自動控制負載試驗設(shè)備的加載及功率大小調(diào)節(jié)。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)，包括發(fā)動機發(fā)電機，為試驗系統(tǒng)提供直流電力；
[0007]控制器，對整個試驗系統(tǒng)實施監(jiān)控，并對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，按照預先設(shè)置好的程序控制試驗系統(tǒng)完成試驗，同時提供預警信息，下達關(guān)閉指令，保護試驗系統(tǒng)；
[0008]發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測模塊，與控制器連接，用于將當前發(fā)動機工作狀況傳送給控制器；
[0009]電壓、電流傳感器，用于采集發(fā)電機發(fā)出的電量情況，傳送送至控制器；
[0010]功率調(diào)節(jié)模塊，包括逆變升壓器、調(diào)壓器、調(diào)壓驅(qū)動控制模塊、以及過流、過壓、欠壓保護模塊；所述逆變升壓器用于將發(fā)電機發(fā)出的低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏航涣麟?，并通過調(diào)壓器輸出電壓和電流至電阻負載端；所述調(diào)壓驅(qū)動控制模塊用于根據(jù)控制器指令控制調(diào)壓器輸出電壓和電流的大小；所述過流、過壓、欠壓保護模塊對逆變升壓器進行檢測，同時將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器并接收來自控制器的保護動作信號來保護逆變升壓器；
[0011 ] 電阻負載，可通過控制器實現(xiàn)線性調(diào)節(jié)，接收功率調(diào)節(jié)模塊輸出的電壓和電流，完成試驗；以及
[0012]過溫、過流保護模塊，當電阻負載出現(xiàn)冷卻異?；螂娮柽^流時，用于將信號反饋至控制器，控制器發(fā)出警報，并同時停止調(diào)壓器的控制輸出。
[0013]進一步的，還包括發(fā)動機空調(diào)，以及與之連接的空調(diào)試驗模塊。
[0014]進一步的，還包括發(fā)動機空壓機，以及與之連接的空壓機試驗模塊。
[0015]本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點:由于采用可調(diào)功率調(diào)節(jié)模塊給負載提供一個可變電流、電壓，通過根據(jù)不同發(fā)電機的實際負載調(diào)整功率調(diào)節(jié)模塊輸出，克服了現(xiàn)有的用高精密大功率電阻模擬負載時，負載值改變不方便的缺點，同時尤其適合連續(xù)實時變化大功率輸出的情形。
[0016]該設(shè)備的三個試驗模塊都可以跟隨發(fā)動機的啟動、停止、運轉(zhuǎn)而自動運行，并能通過計算機端的遠程操作與發(fā)動機試驗臺集中到一起，控制簡單明了，可以非常方便的將各個試驗模塊的控制集成到發(fā)動機程控自動運行的試驗中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一完整實施例系統(tǒng)連接示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一完整實施例系統(tǒng)工作原理圖；
[0019]圖3為本發(fā)明一較佳實施例系統(tǒng)連接示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實施方式】及附圖，對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0021]圖1是本發(fā)明一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)完整實施例的系統(tǒng)連接圖，加入發(fā)動機發(fā)電機工作時所要模擬的所有環(huán)境，包括了控制器，所述控制器與操作顯示模塊105和手動操作報警模塊106相連，用來對系統(tǒng)進行人工監(jiān)測與操作。
[0022]所述控制器分別通過自身的數(shù)字I/O模塊111、模擬輸入模塊112、模擬輸出模塊113與發(fā)動機監(jiān)測模塊124、功率調(diào)節(jié)模塊122、電壓、電流傳感器121、電阻負載123、空調(diào)試驗模塊131、空壓機試驗模塊141連接，對整個試驗系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和分析。所述空調(diào)試驗模塊131、空壓機試驗模塊141分別連接模擬試驗用的發(fā)動機空調(diào)130和發(fā)動機空壓機 140。
[0023]發(fā)動機發(fā)電機120的正負輸出端與功率調(diào)節(jié)模塊122的正負相連，通過控制器中的CPU程序控制數(shù)字I/O模塊111，再控制多路保護裝置接通，以及通過模擬輸出模塊113輸出模擬控制信號來控制功率調(diào)節(jié)模塊122，來模擬發(fā)電機的負載大小。
[0024]通過調(diào)整功率調(diào)節(jié)模塊122的大小，來實現(xiàn)負載的大小模擬出整車上用電負荷的變化；改變空調(diào)制冷冷卻風扇轉(zhuǎn)速來模擬空調(diào)制冷負載；調(diào)節(jié)空壓機排氣電磁閥來控制空壓機負載。經(jīng)過對發(fā)動機發(fā)電機120、發(fā)動機空調(diào)130壓縮機、空壓機140的長時間的循環(huán)實驗從而對發(fā)電機120、發(fā)動機空調(diào)130壓縮機、空壓機140的可靠性進行評價。
[0025]系統(tǒng)工作流程如圖2所示，發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)開機初始化全部置零S201。根據(jù)控制方式選擇S202本地S203或計算機遠程控制S204，選擇本地控制時在設(shè)備的觸摸屏上直接點擊控制值、保護參數(shù)設(shè)定S205，選擇計算機遠程控制室則在電腦端的軟件上直接點擊相應(yīng)按鈕設(shè)置輸出即可。
[0026]發(fā)動機啟動(通過對發(fā)動機運轉(zhuǎn)監(jiān)測S207大于怠速設(shè)定值600?1000r/min)運行后，CPU根據(jù)當前的控制設(shè)定值和參數(shù)保護值進行運算處理后，由各模塊通道輸出來控制相應(yīng)模塊自動運行。
[0027]各功能試驗模塊運行工作時按當前設(shè)定好的控制值運行，當運行中出現(xiàn)報警、故障S206時，CPU通過預先設(shè)定好的參數(shù)和程序進行判別報警還是保護停機動作，并將當前的故障信號通過觸摸屏、指示燈、計算機同時顯示來提醒試驗人員，并快速的判別出報警或故障所在原因。
[0028]發(fā)動機停止S211時，系統(tǒng)能自動將各模塊停止輸出，等待發(fā)動機再次運行時自動運行各個模塊。此時，若試驗完成S212判斷為“是”，則發(fā)電機負載試驗設(shè)備接收到停止信號，系統(tǒng)將關(guān)閉S213，不在運行各模塊并將高溫電阻負載區(qū)延時冷卻后待機。
[0029]圖3為本發(fā)明單獨應(yīng)用在發(fā)動機發(fā)電機(DC24?30V O?200A功率6KW)的實施例，詳細描述了調(diào)壓或變流的功率調(diào)節(jié)模塊122的組成，用于實現(xiàn)將發(fā)電機120發(fā)出的DC24V?30V直流電先進行逆變升壓到AC220V再進行負載調(diào)節(jié)閉環(huán)控制的方式來完成試驗目的，同時通過對發(fā)動機的運轉(zhuǎn)監(jiān)測來控制功率調(diào)節(jié)模塊122的自動運行和負載大小。
[0030]發(fā)電機120的正負極輸出端與發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)模塊122正負極相對應(yīng)連接，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機120運轉(zhuǎn)發(fā)出電能時,經(jīng)電壓、電流傳感器121采集送至控制器301的AD采集模塊進行處理變成AD信號送至CPU進行運算處理，將實際電壓、電流顯示出來并進行報警、保護參數(shù)與發(fā)動機運行狀態(tài)對比保護。
[0031]當電能經(jīng)過逆變升壓器306時，控制器301通過發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測模塊124對發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測結(jié)果來判別發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，控制逆變器升壓306工作。逆變升壓器306的過流、過壓、欠壓保護模塊303同時進行檢測，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器301并接收來自控制器301的保護動作信號來保護逆變升壓器306。
[0032]DC24?30V電壓經(jīng)逆變升壓器306變成我們常用的AC220V電源，由調(diào)壓器307來接收控制器301發(fā)出的信號來調(diào)節(jié)輸出電壓與電流到電阻負載123端，實現(xiàn)發(fā)電機負載的線性調(diào)節(jié)。
[0033]當控制器301接收到控制設(shè)定值時，控制器301通過對發(fā)動機運轉(zhuǎn)的檢測來判別發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(停機、怠速、運行)，控制逆變器工作將電壓升高，將AD采集模塊送來的值與控制設(shè)定值進行比較經(jīng)PID運算后輸出AD信號至調(diào)壓驅(qū)動控制模塊304轉(zhuǎn)換成4?20mA相對應(yīng)O?6KW來控制調(diào)壓器307的輸出，并通過前面的傳感器采樣進行對比實時調(diào)節(jié)，來達到設(shè)定控制值。
[0034]若電阻負載出現(xiàn)冷卻異常或電阻過流時，過溫、過流保護模塊305將信號反饋至控制器301，控制器301發(fā)出警報，并同時停止調(diào)壓器307的控制輸出。
[0035]綜上所述的本發(fā)明具體實施例僅為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，并非用于限定本發(fā)明保護范圍的限制。因此，任何在本發(fā)明的技術(shù)特征之內(nèi)所作的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)，其特征在于，包括 發(fā)動機發(fā)電機，為試驗系統(tǒng)提供直流電力； 控制器，對整個試驗系統(tǒng)實施監(jiān)控，并對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，按照預先設(shè)置好的程序控制試驗系統(tǒng)完成試驗，同時提供預警信息，下達關(guān)閉指令，保護試驗系統(tǒng)； 發(fā)動機運轉(zhuǎn)檢測模塊，與控制器連接，用于將當前發(fā)動機工作狀況傳送給控制器； 電壓、電流傳感器，用于采集發(fā)電機發(fā)出的電量情況，傳送送至控制器； 功率調(diào)節(jié)模塊，包括逆變升壓器、調(diào)壓器、調(diào)壓驅(qū)動控制模塊、以及過流、過壓、欠壓保護模塊；所述逆變升壓器用于將發(fā)電機發(fā)出的低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏航涣麟?，并通過調(diào)壓器輸出電壓和電流至電阻負載端；所述調(diào)壓驅(qū)動控制模塊用于根據(jù)控制器指令控制調(diào)壓器輸出電壓和電流的大??；所述過流、過壓、欠壓保護模塊對逆變升壓器進行檢測，同時將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器并接收來自控制器的保護動作信號來保護逆變升壓器； 電阻負載，可通過控制器實現(xiàn)線性調(diào)節(jié)，接收功率調(diào)節(jié)模塊輸出的電壓和電流，完成試驗；以及 過溫、過流保護模塊，當電阻負載出現(xiàn)冷卻異?；螂娮柽^流時，用于將信號反饋至控制器，控制器發(fā)出警報，并同時停止調(diào)壓器的控制輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)，其特征在于，還包括發(fā)動機空調(diào)，以及與之連接的空調(diào)試驗模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動機用發(fā)電機負載試驗系統(tǒng)，其特征在于，還包括發(fā)動機空壓機，以及與之連接的空壓機試驗模塊。
【文檔編號】G01M15/00GK104236916SQ201410486184
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】李亮 申請人:長沙研創(chuàng)電氣有限公司