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)動機運轉檢測模塊，電壓、電流傳感器，功率調節(jié)模塊，電阻負載，過溫、過流保護模塊。所述功率調節(jié)模塊包括逆變升壓器、調壓器、調壓驅動控制模塊、以及過流、過壓、欠壓保護模塊。本發(fā)明由于采用可調功率調節(jié)模塊給負載提供一個可變電流、電壓，通過根據不同發(fā)電機的實際負載調整功率調節(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)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車、船發(fā)動機用發(fā)電機測試【技術領域】，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】
[0002]在汽車的電氣系統(tǒng)中，發(fā)電機向整車提供所有電源。它負責將機械能轉換成電能，保障著各電路、元件的電源。為了給車內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，而空調壓縮機則是整個空調系統(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、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、空壓機一般都是空運轉或者是一個固定的負載。每次發(fā)動機啟?；蚧氐∷龠\轉時都需要試驗人員到現(xiàn)場手動開啟、關閉實驗裝置。發(fā)動機試驗室溫度高、噪音大、轉速高存在一定的人身安全危險性。不能線性調節(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變化的負載，且系統(tǒng)可以對負載大小進行無極調節(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，負載試驗設備不能隨發(fā)動機的啟停自動運行和調節(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)有功率調節(jié)模塊能夠調節(jié)的功率范圍非常有限(DC30V0?0.6KW)，無法適應發(fā)電機負載功率越來越大的情形。
【發(fā)明內容】
[0005]針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術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節(jié)(O?6KW)的情形，能根據發(fā)動機不同轉速和發(fā)電機不同型號設定實際負載，并且能根據發(fā)動機的停止、怠速、運轉自動控制負載試驗設備的加載及功率大小調節(jié)。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是: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)據進行分析，按照預先設置好的程序控制試驗系統(tǒng)完成試驗，同時提供預警信息，下達關閉指令，保護試驗系統(tǒng)；
[0008]發(fā)動機運轉檢測模塊，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]功率調節(jié)模塊，包括逆變升壓器、調壓器、調壓驅動控制模塊、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)出的低壓直流電轉變?yōu)楦邏航涣麟?，并通過調壓器輸出電壓和電流至電阻負載端；所述調壓驅動控制模塊用于根據控制器指令控制調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)線性調節(jié)，接收功率調節(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，并同時停止調壓器的控制輸出。
[0013]進一步的，還包括發(fā)動機空調，以及與之連接的空調試驗模塊。
[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:由于采用可調功率調節(jié)模塊給負載提供一個可變電流、電壓，通過根據不同發(fā)電機的實際負載調整功率調節(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]該設備的三個試驗模塊都可以跟隨發(fā)動機的啟動、停止、運轉而自動運行，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、功率調節(jié)模塊122、電壓、電流傳感器121、電阻負載123、空調試驗模塊131、空壓機試驗模塊141連接，對整個試驗系統(tǒng)進行數(shù)據采集、監(jiān)控和分析。所述空調試驗模塊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節(jié)模塊122，來模擬發(fā)電機的負載大小。
[0024]通過調整功率調節(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；改變空調制冷冷卻風扇轉速來模擬空調制冷負載；調節(jié)空壓機排氣電磁閥來控制空壓機負載。經過對發(fā)動機發(fā)電機120、發(fā)動機空調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備的觸摸屏上直接點擊控制值、保護參數(shù)設定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按鈕設置輸出即可。
[0026]發(fā)動機啟動(通過對發(fā)動機運轉監(jiān)測S207大于怠速設定值600?1000r/min)運行后，CPU根據當前的控制設定值和參數(shù)保護值進行運算處理后，由各模塊通道輸出來控制相應模塊自動運行。
[0027]各功能試驗模塊運行工作時按當前設定好的控制值運行，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)電機負載試驗設備接收到停止信號，系統(tǒng)將關閉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，詳細描述了調壓或變流的功率調節(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)動機的運轉監(jiān)測來控制功率調節(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)的功率調節(jié)模塊122正負極相對應連接，當發(fā)動機運轉帶動發(fā)電機120運轉發(fā)出電能時,經電壓、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]當電能經過逆變升壓器306時，控制器301通過發(fā)動機運轉檢測模塊124對發(fā)動機運轉檢測結果來判別發(fā)動機的運轉狀態(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電壓經逆變升壓器306變成我們常用的AC220V電源，由調壓器307來接收控制器301發(fā)出的信號來調節(jié)輸出電壓與電流到電阻負載123端，實現(xiàn)發(fā)電機負載的線性調節(jié)。
[0033]當控制器301接收到控制設定值時，控制器301通過對發(fā)動機運轉的檢測來判別發(fā)動機的運轉狀態(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定值進行比較經PID運算后輸出AD信號至調壓驅動控制模塊304轉換成4?20mA相對應O?6KW來控制調壓器307的輸出，并通過前面的傳感器采樣進行對比實時調節(jié)，來達到設定控制值。
[0034]若電阻負載出現(xiàn)冷卻異?；螂娮柽^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)明的技術特征之內所作的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
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)據進行分析，按照預先設置好的程序控制試驗系統(tǒng)完成試驗，同時提供預警信息，下達關閉指令，保護試驗系統(tǒng)； 發(fā)動機運轉檢測模塊，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； 功率調節(jié)模塊，包括逆變升壓器、調壓器、調壓驅動控制模塊、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)出的低壓直流電轉變?yōu)楦邏航涣麟?，并通過調壓器輸出電壓和電流至電阻負載端；所述調壓驅動控制模塊用于根據控制器指令控制調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)線性調節(jié)，接收功率調節(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，并同時停止調壓器的控制輸出。
2.根據權利要求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，以及與之連接的空調試驗模塊。
3.根據權利要求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
專業(yè)數(shù)控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
