一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器，包括中央處理單元，發(fā)電機輸出電壓檢測單元、發(fā)電機輸出電流檢測單元、發(fā)電機輸出頻率檢測單元、整流濾波單元，還包括勵磁電流檢測單元、自動怠速選擇開關(guān)、發(fā)動機熄火電路、電源電路單元、勵磁控制單元和步進(jìn)電機驅(qū)動單元。勵磁電流檢測單元輸入端連接勵磁控制單元，輸出端連接中央處理單元；自動怠速選擇開關(guān)輸出端連接中央處理單元；發(fā)動機熄火電路輸入端連接中央處理單元，輸出端連接發(fā)動機點火器。該控制器具有發(fā)電機輸出電壓控制，發(fā)動機轉(zhuǎn)速、怠速控制功能，超速保護(hù)，過壓保護(hù)，過流保護(hù)，勵磁保護(hù)，熄火保護(hù)等，使該控制器運行穩(wěn)定，安全系數(shù)高。
【專利說明】一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型公開了一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器，應(yīng)用于發(fā)電機轉(zhuǎn)速和輸出電壓控制。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機用于各類動力機械，自身帶有機械彈簧調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速功能，當(dāng)發(fā)動機的負(fù)載變化時，其恒定效果不佳，機械磨損，發(fā)動機振動會影響其安全性和穩(wěn)定性，也限制了發(fā)動機的使用范圍。
[0003]機械式的發(fā)動機調(diào)速系統(tǒng)價格低，結(jié)構(gòu)簡單，運行方便，但是反應(yīng)速度慢，容易磨損，精度不高。相比于機械式的電子控制發(fā)動機調(diào)速系統(tǒng)，能夠利用安裝在發(fā)電機上的傳感器測得發(fā)電機各種工作參數(shù)，可以通過控制機構(gòu)實現(xiàn)對發(fā)動機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。通過預(yù)先設(shè)定的控制程序，精確地控制燃油進(jìn)油量，調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器，具有轉(zhuǎn)速、怠速控制功能，超速保護(hù)，過壓保護(hù)，過流保護(hù)，勵磁保護(hù)，熄火保護(hù)，使該控制器運行穩(wěn)定，安全系數(shù)高。
[0005]一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器，包括中央處理單元1，發(fā)電機輸出電壓檢測單元2，發(fā)電機輸出電流檢測單元3，發(fā)電機輸出頻率檢測單元4，整流濾波單元8，其特征在于:所述一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器還包括勵磁電流檢測單元5，自動怠速選擇開關(guān)6，發(fā)動機熄火電路7，電源電路單元9，勵磁控制單元10，步進(jìn)電機驅(qū)動單元13。
[0006]所述整流濾波單元8的輸入端連接發(fā)電機副繞組15，輸出端一端連接電源電路單元9,另一端連接勵磁控制單元10。
[0007]所述電源電路單元9輸入端連接整流濾波單元8，輸出端一端連接步進(jìn)電機驅(qū)動單元13，另一端連接中央處理單元I。
[0008]所述勵磁控制單元10輸入端一端連接整流濾波單元8，另一端連接中央處理單元1，勵磁控制單元10輸出端一端連接勵磁電流檢測單元5,另一端連接勵磁線圈11。
[0009]所述勵磁電流檢測單元5輸入端連接勵磁控制單元10，輸出端連接中央處理單元
1
[0010]所述自動怠速選擇開關(guān)6輸出端連接中央處理單元I。
[0011]所述發(fā)動機熄火電路7輸入端連接中央處理單元1，輸出端連接發(fā)動機點火器。
[0012]所述發(fā)電機輸出電壓檢測單元2，所述發(fā)電機輸出電流檢測單元3和所述發(fā)電機輸出頻率檢測單元4的輸入端連接發(fā)電機主繞組14，輸出端分別連接中央處理單元I。
[0013]所述步進(jìn)電機驅(qū)動單元13輸入端分別與中央處理單元I和電源電路單元9連接，輸出端與步進(jìn)電機12連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器的結(jié)構(gòu)；
[0015]圖2為一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器在應(yīng)用原理；
[0016]圖3為一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器系統(tǒng)原理圖；
[0017]圖4為一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器的控制邏輯圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合實施例具體說明。
[0019]如圖2，發(fā)動機連接發(fā)電機，發(fā)電機接控制器，控制器接步進(jìn)電機，步進(jìn)電機控制油門，通過油門的調(diào)節(jié)控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，控制器控制發(fā)動機點火裝置。發(fā)動機，發(fā)電機，控制器，步進(jìn)電機，油門和發(fā)動機點火裝置形成一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)。發(fā)電機和控制器實現(xiàn)雙向連接，控制器采集發(fā)電機的信號，并根據(jù)控制器的預(yù)設(shè)邏輯控制發(fā)電機，通過步進(jìn)電機控制油門控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。
[0020]如圖3，發(fā)電機包括勵磁線圈11，發(fā)電機主繞組14，發(fā)電機副繞組15，發(fā)動機為發(fā)電機提供動力，帶動轉(zhuǎn)子勵磁線圈11轉(zhuǎn)動，發(fā)電機主繞組14和發(fā)電機副繞組15為發(fā)電機的定子，發(fā)電機主繞組14通過發(fā)電機輸出電壓檢測單元2，所述發(fā)電機輸出電流檢測單元3和所述發(fā)電機輸出頻率檢測單元4將電流信號，電壓信號和頻率信號傳送給中央處理單
J Li ο
[0021]整流濾波單元8將發(fā)電機副繞組15送來的50-180V電壓整流后送給勵磁控制單元10和電源電路單元9，電源電路單元9將50-180V電壓的電流轉(zhuǎn)化為12V和5V電壓的電流，12V送給步進(jìn)電機驅(qū)動單元13作為電源，5V電流送給中央處理單元I作為電源。
[0022]勵磁控制單元10將整流濾波單元8整流的電流送給勵磁線圈11，勵磁控制單元10能接收中央處理單元I的信號，當(dāng)勵磁保護(hù)狀態(tài)時斷開勵磁線圈11的供應(yīng)電流。勵磁電流檢測單元5檢測勵磁控制單元10的電流，將檢測信號送給中央處理單元I決策。
[0023]自動怠速選擇開關(guān)6為手動選擇開關(guān)，當(dāng)狀態(tài)為“I”時，將信號送給中央處理單元1，控制步進(jìn)電機，步進(jìn)電機控制油門，發(fā)動機進(jìn)入怠速狀態(tài)。當(dāng)中央處理單元I進(jìn)入熄火狀態(tài)時，送信號給發(fā)動機熄火電路7，發(fā)動機熄火電路7將發(fā)動機點火器接地，熄滅發(fā)動機。
[0024]如圖4,發(fā)動機開始啟動時,油門停留在起始的油門最大位置,發(fā)動機開始轉(zhuǎn)動,勵磁電流控制開始，通過檢測發(fā)電機輸出頻率，控制步進(jìn)電機工作方式。
[0025]通過發(fā)電機電流和電壓檢測，將檢測信號送入MCU單元計算發(fā)電機的輸出電壓，MCU根據(jù)輸出電壓計算出發(fā)電機需要的勵磁電流，通過“勵磁調(diào)節(jié)輸出電路”調(diào)節(jié)勵磁電流輸出，從而達(dá)到穩(wěn)定發(fā)電機輸出的目的。
[0026]發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)通過發(fā)電機輸出頻率檢測單元，將檢測信號送入MCU，輸出頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比；測量轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速存在一個偏差值，此偏差值再通過PID方法計算，得到是否增加發(fā)動機供油量，通過“步進(jìn)電機驅(qū)動電路”驅(qū)動步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，控制發(fā)動機進(jìn)油量，從而達(dá)到穩(wěn)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速的目的，此時發(fā)電機輸出電頻率也是穩(wěn)定的。
[0027]當(dāng)?shù)∷龠\行選擇開關(guān)置于怠速位置時，如果檢測到發(fā)電機輸出電流小于100mA，并且通過程序設(shè)定持續(xù)時間I分鐘后，把發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在怠速狀態(tài)，達(dá)到節(jié)油和減少空載時發(fā)動機噪聲的目的。大于100mA，發(fā)動機恢復(fù)到正常轉(zhuǎn)速。
[0028]電動機類感性負(fù)載啟動性能提升，當(dāng)節(jié)氣門開度已經(jīng)達(dá)到最大，而發(fā)動機轉(zhuǎn)速仍然小于設(shè)定轉(zhuǎn)速，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到提升發(fā)電機啟動感性負(fù)載能力的目的。
[0029]超速保護(hù)功能當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速超過發(fā)動機安全轉(zhuǎn)速后，通過控制發(fā)電機點火器的熄火降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常后，點火器恢復(fù)點火，從而達(dá)到超速保護(hù)的目的。
[0030]過壓保護(hù)功能當(dāng)發(fā)電機輸出電壓超過額定電壓的10%，延時5秒控制發(fā)動機熄火或超過額定電壓的15%立即控制發(fā)動機熄火，從而達(dá)到過壓保護(hù)的目的。
[0031]超勵磁保護(hù)通過勵磁電流檢測電路檢測勵磁電流大小，當(dāng)勵磁電流遠(yuǎn)超正常值時，關(guān)斷勵磁電流，延時5秒后，恢復(fù)勵磁，從而達(dá)到保護(hù)調(diào)壓器和電機的目的。
[0032]過流保護(hù)當(dāng)發(fā)電機輸出電流超過設(shè)定值時，通過降低發(fā)電機輸出電壓降低輸出電流，如果輸出電壓低于額定電壓的10%，發(fā)電機輸出電流任然超過額定值，且時間超過5分鐘，讓發(fā)動機熄火停機，實現(xiàn)過流保護(hù)的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器，包括中央處理單元(1)，發(fā)電機輸出電壓檢測單元(2)，發(fā)電機輸出電流檢測單元(3)，發(fā)電機輸出頻率檢測單元(4)，整流濾波單元(8)，其特征在于:所述一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器還包括勵磁電流檢測單元(5)，自動怠速選擇開關(guān)(6)，發(fā)動機熄火電路(7)，電源電路單元(9),勵磁控制單元(10)，步進(jìn)電機驅(qū)動單元(13); 所述整流濾波單元(8)的輸入端連接發(fā)電機副繞組(15)，輸出端一端連接電源電路單元(9),另一端連接勵磁控制單元(10)； 所述電源電路單元(9)輸入端連接整流濾波單元(8)，輸出端一端連接步進(jìn)電機驅(qū)動單元(13),另一端連接中央處理單元(I)； 所述勵磁控制單元(10)輸入端一端連接整流濾波單元(8)，另一端連接中央處理單元(1)，勵磁控制單元(10)輸出端一端連接勵磁電流檢測單元(5),另一端連接勵磁線圈(11)； 所述勵磁電流檢測單元(5)輸入端連接勵磁控制單元(10)，輸出端連接中央處理單元(O; 所述自動怠速選擇開關(guān)(6)輸出端連接中央處理單元(I)； 所述發(fā)動機熄火電路(7)輸入端連接中央處理單元(1)，輸出端連接發(fā)動機點火器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器，其特征在于:所述發(fā)電機輸出電壓檢測單元(2 )，所述發(fā)電機輸出電流檢測單元(3 )和所述發(fā)電機輸出頻率檢測單元(4)的輸入端連接發(fā)電機主繞組(14)，輸出端分別連接中央處理單元(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶步進(jìn)電機控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)壓控制器，其特征在于:所述步進(jìn)電機驅(qū)動單元(13 )輸入端分別與中央處理單元(I)和電源電路單元(9 )連接，輸出端與步進(jìn)電機(12)連接。
【文檔編號】H02P9/04GK204244130SQ201420670095
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】蘇強 申請人:百力通(上海)國際貿(mào)易有限公司