一種新型機械傳動車載變頻交流自發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種新型機械傳動車載變頻交流自發(fā)電系統(tǒng)，包括取力器、傳動軸、發(fā)動機速度傳感器、中頻永磁發(fā)電機、逆變器和調(diào)速器。本實用新型可通過發(fā)動機變頻發(fā)電，有效降低發(fā)動機從輕載到滿載的全負(fù)載狀態(tài)下的燃油消耗，提高系統(tǒng)發(fā)電效率，提升輸出電能質(zhì)量，降低排放，綠色環(huán)保，具備較高的社會效益和經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種新型機械傳動車載變頻交流自發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于車載發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種車載變頻交流自發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著在野外移動作業(yè)的用電設(shè)備對電力的需求越來越大，利用車輛發(fā)動機提供動力，并帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動供電的車載移動自發(fā)電系統(tǒng)在供電領(lǐng)域的獨特作用日益受到重視，它在工程搶險、石油探測以及軍事裝備等領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。
[0003]現(xiàn)有車載自發(fā)電系統(tǒng)通常采用機械傳動的自發(fā)電技術(shù)，在駐車狀態(tài)下，使用取力器或傳動軸帶動傳統(tǒng)勵磁發(fā)電機發(fā)電。為保證發(fā)電品質(zhì)，需要保持輸出的工頻交流電壓頻率不變，即需穩(wěn)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變。為此發(fā)動機調(diào)速器可根據(jù)負(fù)載大小及變化情況控制發(fā)動機的供油量，保證得到需要的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0004]如上所述，這種傳統(tǒng)的自發(fā)電方案無論負(fù)載大小，發(fā)動機轉(zhuǎn)速都保持不變。倘若始終保持發(fā)動機在高速運行，則在輕載狀態(tài)下，發(fā)動機低負(fù)荷工作，效率較低，且極易出現(xiàn)活塞和噴油嘴嚴(yán)重積碳，引擎氣缸加速磨損，并最終造成發(fā)動機壽命下降。另一方面，若設(shè)置發(fā)動機工作在較低轉(zhuǎn)速，則其輸出功率較低，發(fā)動機的滿載輸出功率變小，發(fā)動機滿載時利用率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本實用新型目的在于提供一種新型機械傳動車載變頻交流自發(fā)電方案，發(fā)電機工作時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化而變化，提高發(fā)動機的利用率。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是，提供一種新型機械傳動車載變頻交流自發(fā)電系統(tǒng)，包括，
[0007]取力器:通過齒輪與汽車變速箱連接；
[0008]傳動軸:連接取力器和中頻永磁發(fā)電機；
[0009]發(fā)動機速度傳感器:安裝在發(fā)動機動力輸出軸上；
[0010]還包括，
[0011]中頻永磁發(fā)電機:其動力輸入軸與傳動軸連接；
[0012]逆變器:其輸入端連接中頻永磁發(fā)電機電壓輸出端，其輸出端與最終用電負(fù)載連接，此外逆變器還輸出負(fù)載電流大小信號給調(diào)速器；
[0013]調(diào)速器:與逆變器輸出的負(fù)載電流大小信號連接，同時還與發(fā)動機速度傳感器信號連接。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案中的一個技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:
[0015]1、本實用新型可通過發(fā)動機變頻發(fā)電，有效降低發(fā)動機從輕載到滿載的全負(fù)載狀態(tài)下的燃油消耗，提高系統(tǒng)發(fā)電效率，提升輸出電能質(zhì)量，降低排放，綠色環(huán)保，具備較高的社會效益和經(jīng)濟效益。
[0016]2、發(fā)動機和發(fā)電機都工作在變頻狀態(tài)，即重載時高速轉(zhuǎn)動，輕載時低速運行。由于在輕載狀態(tài)下，發(fā)動機及發(fā)電機轉(zhuǎn)速降低后，其燃油效率及發(fā)電效率可大大提升，故可大大提高系統(tǒng)效率，提高系統(tǒng)燃油消耗率，降低系統(tǒng)油耗約20%~70%，并降低系統(tǒng)排放，達(dá)到綠色環(huán)保節(jié)能的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是新型機械傳動車載變頻交流自發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是新型變頻自發(fā)電系統(tǒng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速與發(fā)電輸出功率的對應(yīng)關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖與一個具體實施例進行說明。
[0020]參見圖1，以取力器、傳動軸、發(fā)動機速度傳感器、調(diào)速器、中頻永磁發(fā)電機、逆變器組成機械傳動自發(fā)電交流供電系統(tǒng)。本實施例所用調(diào)速器為上海允一公司電控的ESC9800型轉(zhuǎn)速控制器，所用中頻永磁發(fā)電機為乾威科技F25型12KW交流發(fā)電機，所用逆變器為乾威科技IW15K380型15KW三相逆變器。逆變器前端設(shè)有三相整流橋電路，永磁發(fā)電機輸出交流電壓，此交流電壓經(jīng)三相整流橋會整流為直流電壓(即ACaDC的交直變換)，此直流電壓再通過逆變電路直交逆變?yōu)榻涣麟妷?即DC0AC的直交變換)，此為通用的(AC0DC0AC)交直交變換逆變器。逆變器輸出電壓直接供給負(fù)載使用，并和其它檢測、保護電路等構(gòu)成交流供電系統(tǒng)。由于逆變器自身可以檢測輸出電流的大小，在本專利中將此反映輸出電流大小的檢測信號(即負(fù)載大小信號)輸入至調(diào)速器，調(diào)速器可根據(jù)負(fù)載的大小控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0021]當(dāng)車輛駐車發(fā)電時，汽車發(fā)動機輸出動力，并由取力器通過傳動軸帶動中頻永磁發(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)發(fā)電。由于中頻永磁發(fā)電機的輸出電壓為400Hz左右的中頻交流電壓，此交流電壓對很多用電設(shè)備而言無法直接使用。逆變器通過交-直-交變換，將此中頻交流電壓變換為50Hz/220V的工頻交流電壓供用電設(shè)備使用。
[0022]當(dāng)逆變器處于某一負(fù)載狀態(tài)時，逆變器首先實時檢測出此時的負(fù)載電流大小?’然后計算出為了輸出此滿載功率，發(fā)動機所需要的轉(zhuǎn)速；再將此轉(zhuǎn)速值變換為電壓信號輸出至發(fā)動機調(diào)速器。調(diào)速器在接受到此所需轉(zhuǎn)速信號的同時，也接受發(fā)動機速度傳感器檢測輸出的發(fā)動機速度信號。調(diào)速器將發(fā)動機的實時轉(zhuǎn)速，與此時負(fù)載下所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速相比級后，計算出發(fā)動機轉(zhuǎn)速差及所需的油門變化量，并控制油門調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速至所需轉(zhuǎn)速。
[0023]當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化，如負(fù)載突然降低時，發(fā)動機由于負(fù)載突然變小，在其油門未變，力矩未發(fā)生突變時，轉(zhuǎn)速將出現(xiàn)上升。同樣逆變器根據(jù)變化后的負(fù)載電流大小，計算出實際所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。調(diào)速器對比兩個轉(zhuǎn)速，并控制油門調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速至所需值。
[0024]如圖2所示，為當(dāng)變頻發(fā)電時，負(fù)載大小與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系。由圖中可見，發(fā)動機轉(zhuǎn)速隨發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率變化而變化，且呈線性變化關(guān)系。即當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)無輸出功率時，發(fā)動機和發(fā)電機轉(zhuǎn)速處于最低值；此時發(fā)動機怠速運行，所需油耗最低。當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)輸出功率最大時，發(fā)動機和 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速處于最高值；此時發(fā)動機高速運行，所需油耗最多。
[0025]因此發(fā)動機和發(fā)電機都工作在變頻狀態(tài)，即重載時高速轉(zhuǎn)動，輕載時低速運行。由于在輕載狀態(tài)下，發(fā)動機及發(fā)電機轉(zhuǎn)速降低后，發(fā)動機的燃油效率和發(fā)電機的發(fā)電效率都可以大大提升，故可大大提高系統(tǒng)效率，提高系統(tǒng)燃油消耗率，降低系統(tǒng)油耗約20%~70%，并降低系統(tǒng)排放，達(dá)到綠色環(huán)保節(jié)能的目的。
[0026]以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型機械傳動車載變頻交流自發(fā)電系統(tǒng)，包括， 取力器:通過齒輪與汽車變速箱連接； 傳動軸:連接取力器和中頻永磁發(fā)電機； 發(fā)動機速度傳感器:安裝在發(fā)動機動力輸出軸上； 其特征在于，還包括， 中頻永磁發(fā)電機:其動力輸入軸與傳動軸連接； 逆變器:其輸入端連接中頻永磁發(fā)電機電壓輸出端，其輸出端與最終用電負(fù)載連接，此外逆變器還輸出負(fù)載電流大小信號給調(diào)速器； 調(diào)速器:與逆變器輸出的負(fù)載電流大小信號連接，同時還與發(fā)動機速度傳感器信號連接。
【文檔編號】H02P9/04GK203590108SQ201320727660
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】沈忠亭 申請人:成都乾威科技有限公司