基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，包括動力系統(tǒng)控制器向電機(jī)控制器及發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送指令；中頻混磁電機(jī)中頻混磁電機(jī)的輸入軸通過離合器與電控發(fā)動機(jī)相連，其輸出軸與變速箱的輸入軸相連；直流發(fā)電機(jī)向中頻混磁電機(jī)提供勵磁電流；其中，電機(jī)控制器根據(jù)動力系統(tǒng)控制器發(fā)送的指令控制中頻混磁電機(jī)；發(fā)動機(jī)控制器調(diào)節(jié)電控發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。在車輛行車時，中頻混磁電機(jī)的磁場由永磁材料提供，為一個永磁同步電機(jī)，通過電機(jī)控制器的控制可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動、制動能量回收、車輛電動起步與行駛及變速箱自動換擋同步等功能；車輛駐車發(fā)電時，通過電控發(fā)動機(jī)恒轉(zhuǎn)速控制與中頻混磁電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)了中頻混磁電機(jī)的恒壓恒頻輸出。
【專利說明】基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車載電機(jī)發(fā)電與驅(qū)動系統(tǒng)，具體涉及一種同時可以實(shí)現(xiàn)車載恒頻恒壓發(fā)電及驅(qū)動的基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在輪式車輛上配備武器系統(tǒng)，不但可以更加隱蔽和靈活的打擊目標(biāo)，而且完成打擊任務(wù)后可以快速撤離戰(zhàn)場要地以有效的保護(hù)人員、車輛及武器裝備。目前的輪式車輛上的武器系統(tǒng)都是單獨(dú)的對其供電，因此，可以實(shí)現(xiàn)車載恒頻恒壓發(fā)電與電機(jī)驅(qū)動的動力電源系統(tǒng)是輪式車輛的重要研究方向之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對上述缺陷，提供一種利用同一中頻混磁電機(jī)，既可以提供車輛行車時的輔助動力，也可以在駐車時實(shí)現(xiàn)恒頻恒壓發(fā)電提供給車載武器系統(tǒng)中頻電源的基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，包括:
[0005]動力系統(tǒng)控制器:向電機(jī)控制器及發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送指令；
[0006]中頻混磁電機(jī):中頻混磁電機(jī)的輸入軸通過離合器與電控發(fā)動機(jī)相連，其輸出軸與變速箱的輸入軸相連；
[0007]直流發(fā)電機(jī):向中頻混磁電機(jī)提供勵磁電流；
[0008]其中，電機(jī)控制器根據(jù)動力系統(tǒng)控制器發(fā)送的指令控制中頻混磁電機(jī)；發(fā)動機(jī)控制器調(diào)節(jié)電控發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0009]還包括向所述電機(jī)控制器提供電能的高壓電池組。
[0010]所述直流發(fā)電機(jī)與中頻混磁電機(jī)之間還串聯(lián)有用于檢測中頻混磁電機(jī)的輸出電壓及調(diào)節(jié)勵磁電流方向和大小的發(fā)電控制器。
[0011 ] 所述發(fā)電控制器由動力系統(tǒng)控制器控制。
[0012]所述電機(jī)控制器與中頻用電設(shè)備之間設(shè)置有交流接觸器，所述動力系統(tǒng)控制器控制所述交流接觸器的斷開和閉合。
[0013]還包括由所述動力系統(tǒng)控制器控制的變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器和離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器。
[0014]所述直流發(fā)電機(jī)向中頻混磁電機(jī)提供的勵磁電流由低壓蓄電池組穩(wěn)流。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果為:在車輛行車時，中頻混磁電機(jī)的磁場由永磁材料提供，為一個永磁同步電機(jī)，通過電機(jī)控制器的控制可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動、制動能量回收、車輛電動起步與行駛及變速箱自動換擋同步等功能；車輛駐車發(fā)電時，通過電控發(fā)動機(jī)恒轉(zhuǎn)速控制與中頻混磁電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)了中頻混磁電機(jī)的恒壓恒頻輸出，滿足負(fù)載瞬態(tài)變化和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的電源質(zhì)量要求?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0017]圖1為本發(fā)明基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示為基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)的組成示意圖，包括:中頻混磁電機(jī)3、動力系統(tǒng)控制器1、高壓電池組6、電機(jī)控制器2、直流發(fā)電機(jī)10 (采用的是28V直流發(fā)電機(jī))、電控發(fā)動機(jī)5、發(fā)動機(jī)控制器4 (發(fā)動機(jī)ECM)、離合器15、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器13、變速箱7、變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器14、低壓蓄電池組12、發(fā)電控制器11、連接電纜及線束等。
[0019]其中，動力系統(tǒng)控制器I向電機(jī)控制器2及發(fā)動機(jī)控制器4發(fā)送指令，并且控制變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器14和離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器13 ;高壓電池組6向電機(jī)控制器2提供電能；中頻混磁電機(jī)3的輸入軸通過離合器15與電控發(fā)動機(jī)5相連,其輸出軸與變速箱7的輸入軸相連；電機(jī)控制器2根據(jù)動力系統(tǒng)控制器I發(fā)送的指令控制中頻混磁電機(jī)3 ；發(fā)動機(jī)控制器4調(diào)節(jié)電控發(fā)動機(jī)5的轉(zhuǎn)速；28V直流發(fā)電機(jī)10向中頻混磁電機(jī)3提供所需的勵磁電流；由動力系統(tǒng)控制器I控制的發(fā)電控制器11串聯(lián)在28V直流發(fā)電機(jī)10與中頻混磁電機(jī)3之間，檢測中頻混磁電機(jī)3的輸出電壓及調(diào)節(jié)勵磁電流方向和大小,調(diào)節(jié)勵磁電流的方向和大小改變中頻混磁電機(jī)的磁場，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載瞬態(tài)變化和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的電壓波動要求；勵磁電流由低壓蓄電池組12穩(wěn)流；電機(jī)控制器2與中頻用電設(shè)備9之間設(shè)置有交流接觸器8，動力系統(tǒng)控制器I控制交流接觸器8的斷開和閉合。
[0020]工作原理:車輛行駛時，中頻混磁電機(jī)3的磁場由永磁材料提供，為一個永磁同步電機(jī)。根據(jù)車輛的行駛工況與駕駛員的意圖，電機(jī)控制器接2受動力系統(tǒng)控制器I的指令，控制中頻混磁電機(jī)3提供車輛輔助驅(qū)動動力，高壓電池組6提供電機(jī)控制器2所需的電能；當(dāng)車輛制動時，中頻混磁電機(jī)3處于發(fā)電狀態(tài)，輔助車輛實(shí)現(xiàn)制動減速，同時電能存儲在高壓電池組6內(nèi)，從而構(gòu)成傳統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)。
[0021]車輛行駛過程中的換擋，在離合器15斷開動力中斷時，電機(jī)控制器2接受動力系統(tǒng)控制器I的指令，控制中頻混磁電機(jī)3快速同步變速箱7輸入軸和變速箱7輸出軸的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)變速箱7無同步器的快速平穩(wěn)自動換擋。換擋完成后而離合器15未耦合時，中頻混磁電機(jī)3提供車輛驅(qū)動動力，減少了換擋時的動力中斷時間，同時發(fā)動機(jī)ECM4調(diào)節(jié)電控發(fā)動機(jī)5的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)與中頻混磁電機(jī)3轉(zhuǎn)速的同步,最后離合器15稱合,完成換擋。
[0022]因此，在車輛行車時，中頻混磁電機(jī)3可以提供車輛輔助動力、制動能量回收、車輛電動起步與行駛及變速箱自動換擋同步等功能。
[0023]車輛行駛過程中，交流接觸器8由動力系統(tǒng)控制器I控制為斷開狀態(tài)，以免因中頻混磁電機(jī)3的電壓變化對中頻用電設(shè)備9的沖擊。
[0024]車輛駐車發(fā)電時，電控發(fā)動機(jī)5、發(fā)動機(jī)ECM4、離合器15、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器13、中頻混磁電機(jī)3、28V直流發(fā)電機(jī)10，低壓蓄電池組12、發(fā)電控制器11、連接電纜及線束等構(gòu)成了車載恒頻恒壓供電系統(tǒng)。此時，中頻混磁電機(jī)3的磁場由永磁材料和勵磁電流提供，為混合勵磁發(fā)電機(jī)。此時，交流接觸器8由動力系統(tǒng)控制器I控制為閉合狀態(tài)。[0025]車輛駐車發(fā)電時，電控發(fā)動機(jī)5處于恒轉(zhuǎn)速工作模式,離合器15處于稱合狀態(tài),拖動中頻混磁電機(jī)3恒頻恒壓發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載瞬態(tài)變化和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的頻率波動要求。
[0026]中頻混磁電機(jī)3的電負(fù)載穩(wěn)定時,發(fā)動機(jī)ECM4控制電控發(fā)動機(jī)5的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)波動，保證中頻混磁電機(jī)3的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)中頻混磁電機(jī)3的輸出頻率電壓穩(wěn)定。中頻混磁電機(jī)3的轉(zhuǎn)速和勵磁電流不變，保證了中頻混磁電機(jī)3有穩(wěn)定的電壓輸出。
[0027]當(dāng)中頻混磁電機(jī)3的電負(fù)載變化時，發(fā)動機(jī)ECM4控制電控發(fā)動機(jī)5瞬態(tài)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，并在短時間內(nèi)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速，保證瞬態(tài)發(fā)電頻率變化幅度不超過±7%，并在3秒之內(nèi)恢復(fù)到穩(wěn)定頻率范圍之內(nèi)。
[0028]中頻混磁電機(jī)3的負(fù)載變化也會引起輸出電壓的變化，此時由電控發(fā)動機(jī)5拖動的28V直流發(fā)電機(jī)10提供勵磁電流，發(fā)電控制器11檢測中頻混磁電機(jī)3的輸出電壓、調(diào)節(jié)勵磁電流的方向和大小，從而調(diào)節(jié)中頻混磁電機(jī)3的瞬態(tài)電壓變化幅度不超過±20%，并在
0.5秒之內(nèi)恢復(fù)到穩(wěn)定電壓范圍之內(nèi)。
[0029]通過電控發(fā)動機(jī)5恒轉(zhuǎn)速控制與中頻混磁電機(jī)3的電壓調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)了中頻混磁電機(jī)3的恒壓恒頻輸出，滿足負(fù)載瞬態(tài)變化和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的電源質(zhì)量要求。因此，車輛駐車發(fā)電時，中頻混磁電機(jī)可輸出恒頻恒壓的中頻電源。
[0030]本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車載動力系統(tǒng)與車載電源系統(tǒng)的統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)簡單，提高了可靠性，降低了成本及維護(hù)費(fèi)用。
[0031]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括: 動力系統(tǒng)控制器:向電機(jī)控制器及發(fā)動機(jī)控制器發(fā)送指令； 中頻混磁電機(jī):中頻混磁電機(jī)的輸入軸通過離合器與電控發(fā)動機(jī)相連，其輸出軸與變速箱的輸入軸相連； 直流發(fā)電機(jī):向中頻混磁電機(jī)提供勵磁電流； 其中，電機(jī)控制器根據(jù)動力系統(tǒng)控制器發(fā)送的指令控制中頻混磁電機(jī)；發(fā)動機(jī)控制器調(diào)節(jié)電控發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括向所述電機(jī)控制器提供電能的高壓電池組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述直流發(fā)電機(jī)與中頻混磁電機(jī)之間還串聯(lián)有用于檢測中頻混磁電機(jī)的輸出電壓及調(diào)節(jié)勵磁電流方向和大小的發(fā)電控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電控制器由動力系統(tǒng)控制器控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)控制器與中頻用電設(shè)備之間設(shè)置有交流接觸器，所述動力系統(tǒng)控制器控制所述交流接觸器的斷開和閉合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括由所述動力系統(tǒng)控制器控制的變速箱執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器和離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中頻混磁電機(jī)的動力與發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述直流發(fā)電機(jī)向中頻混磁電機(jī)提供的勵磁電流由低壓蓄電池組穩(wěn)流。
【文檔編號】B60L1/00GK103600668SQ201310624081
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】楊國超, 楊誠, 祝挺, 寇西征, 林光成, 葉建偉 申請人:東風(fēng)汽車公司