基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)及多功能供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)及多功能供電系統(tǒng)，勵(lì)磁模塊包括帶電網(wǎng)濾波的整流器，帶電網(wǎng)濾波的整流器的輸入端與中頻發(fā)電機(jī)主體的輸出端連接，帶電網(wǎng)濾波的整流器的輸出端連接高頻逆變器的輸入端，高頻逆變器的輸出端連接高頻變壓器的一次側(cè)繞組，高頻變壓器的二次側(cè)繞組連接第二整流器的輸入端，第二整流器的輸出端連接所述中頻發(fā)電機(jī)主體的勵(lì)磁繞組，第二整流器的輸出端還連接有控制器，控制器的輸入端接收控制指令和電流指令，控制器輸出端連接所述高頻逆變器。本發(fā)明多功能供電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)預(yù)噴油、主噴油和補(bǔ)噴油，將高功率、大扭矩和低排放結(jié)合在一起，可以大幅度減小柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化對(duì)柴油機(jī)供油壓的影響。
【專利說明】基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)及多功能供電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種中頻發(fā)電機(jī)及包含發(fā)電機(jī)的供電系統(tǒng)，具體涉及一種基于柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)及多功能供電系統(tǒng)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 自備電源中柴油發(fā)動(dòng)機(jī)-中頻發(fā)電機(jī)組是整個(gè)自備電源的電能供應(yīng)系統(tǒng)，由柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中頻發(fā)電機(jī)發(fā)出滿足拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)-高壓儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和電力電子變換器組 的電能供應(yīng)。針對(duì)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)-高壓儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)系統(tǒng)能滿足高壓儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)高壓充電 器的在10Hz工況下的充電需求，同時(shí)，通過中頻發(fā)電機(jī)向電力電子變換器組供電，滿足車 載系統(tǒng)的儀器設(shè)備供電要求。
[0004] 現(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)一般采用電控噴射、高壓共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、 噪音、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。隨著國(guó)際上日益嚴(yán)格的排放控制 標(biāo)準(zhǔn)（如歐洲IV、V標(biāo)準(zhǔn)）的頒布與實(shí)施，無論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)， 排放控制標(biāo)準(zhǔn)難以滿足。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的是為了達(dá)到日益嚴(yán)格的排放控制標(biāo)準(zhǔn)，提供一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變 速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)及多功能供電系統(tǒng)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)包括中頻 發(fā)電機(jī)主體和勵(lì)磁模塊，所述勵(lì)磁模塊包括帶電網(wǎng)濾波的整流器，所述帶電網(wǎng)濾波的整流 器的輸入端與所述中頻發(fā)電機(jī)主體的輸出端連接，所述帶電網(wǎng)濾波的整流器的輸出端連接 高頻逆變器的輸入端，所述高頻逆變器的輸出端連接高頻變壓器的一次側(cè)繞組，所述高頻 變壓器的二次側(cè)繞組連接第二整流器的輸入端，所述第二整流器的輸出端連接所述中頻發(fā) 電機(jī)主體的勵(lì)磁繞組，所述第二整流器的輸出端還連接有控制器，所述控制器的輸入端接 收控制指令和電流指令，所述控制器輸出端連接所述高頻逆變器。
[0008] 在上述技術(shù)方案中，所述高頻變壓器的變比為1.3:1，額定功率為6KVA，頻率為 20KHz，一次側(cè)的電壓為510V。
[0009] 在上述技術(shù)方案中，所述高頻變壓器的磁芯為納米晶環(huán)形磁芯。
[0010] 本發(fā)明同時(shí)提供一種包括上述基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)的多功能 供電系統(tǒng)，其特別之處在于：多功能供電系統(tǒng)還包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入端 分別連接有發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)輔控系統(tǒng)，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與所述中頻發(fā)電 機(jī)連接，所述中頻發(fā)電機(jī)的輸入端連接中頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸出端，所述中頻發(fā)電機(jī) 的輸出端連接中頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸入端，所述中頻發(fā)電機(jī)的輸出端還連接有電力電 子變換器組和拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)由傳感器、中央控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。
[0012] 再進(jìn)一步地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輔控系統(tǒng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、蓄電池的充電、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻 與散熱、進(jìn)排氣輔助設(shè)備的控制和管理 本發(fā)明的利用中頻發(fā)電機(jī)輸出為勵(lì)磁系統(tǒng)供電，通過帶電網(wǎng)濾波的整流器和逆變器產(chǎn) 生頻率恒定、電壓可調(diào)的高頻交流電，再經(jīng)高頻變壓器隔離變換后，由第二整流器輸出為中 頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁?？刂破鲃t根據(jù)中頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁指令和來自自備電源中央控制器的控制指令 控制高頻逆變器輸出電壓，從而提供中頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，維持中頻發(fā)電機(jī)恒壓恒頻輸出。
[0013] 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在電控系統(tǒng)和輔控系統(tǒng)的控制下，拖動(dòng)中頻發(fā)電機(jī)以4000轉(zhuǎn)/分恒速 運(yùn)行，根據(jù)中頻發(fā)電機(jī)輸出功率要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量、噴油壓力和噴射正時(shí)。 中頻發(fā)電機(jī)通過勵(lì)磁調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓恒頻輸出，為電力電子變換器組和拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電 源。
[0014] 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)由傳感器、ECU (中央控制器）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是 對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量以及噴油正時(shí)隨運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)控制。采用轉(zhuǎn)速、 噴油時(shí)刻、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、燃油溫度、冷卻水溫度等傳感器，將實(shí)時(shí)檢測(cè)的參數(shù)同時(shí)輸 入ECU，與已儲(chǔ)存的設(shè)定參數(shù)值或參數(shù)圖譜進(jìn)行比較，經(jīng)過處理計(jì)算按照最佳值或計(jì)算后的 目標(biāo)值把指令送到執(zhí)行器。執(zhí)行器根據(jù)E⑶指令控制噴油量和噴油正時(shí)（正時(shí)控制閥開閉 或電磁閥關(guān)閉始點(diǎn)），同時(shí)對(duì)廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使柴油機(jī)運(yùn)行狀 態(tài)達(dá)到最佳。
[0015] 發(fā)動(dòng)機(jī)輔控系統(tǒng)主要解決發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、蓄電池的充電、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻與散熱、進(jìn)排 氣等輔助設(shè)備的控制和管理。
[0016] 本發(fā)明不僅可以通過中頻發(fā)電機(jī)向電力電子變換器組供電，滿足車載系統(tǒng)的儀器 設(shè)備供電要求，而且可以準(zhǔn)確排控制放，達(dá)到國(guó)際上日益嚴(yán)格的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。
[0017]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁模塊結(jié)構(gòu)方框圖； 圖2為本發(fā)明中頻發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁模塊電路原理圖； 圖3為本發(fā)明多功能供電系統(tǒng)原理框圖。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述： 如圖1所示的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)，包括中頻發(fā)電機(jī)主體和勵(lì)磁模 塊，勵(lì)磁模塊包括帶電網(wǎng)濾波的整流器，帶電網(wǎng)濾波的整流器的輸入端與中頻發(fā)電機(jī)主體 的輸出端連接，帶電網(wǎng)濾波的整流器的輸出端連接高頻逆變器的輸入端，高頻逆變器的輸 出端連接高頻變壓器的一次側(cè)繞組，高頻變壓器的二次側(cè)繞組連接第二整流器的輸入端， 第二整流器的輸出端連接所述中頻發(fā)電機(jī)主體的勵(lì)磁繞組，第二整流器的輸出端還連接有 控制器，控制器的輸入端接收控制指令和電流指令，控制器輸出端連接所述高頻逆變器。
[0021] 高頻變壓器的變比為1.3:1，額定功率為6以4，頻率為201(抱，一次側(cè)的電壓為 510V，高頻變壓器的磁芯為納米晶環(huán)形磁芯。
[0022] 下表為中頻發(fā)電機(jī)主體結(jié)構(gòu)的參數(shù)：
【權(quán)利要求】
1. 一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)，包括中頻發(fā)電機(jī)主體和勵(lì)磁模塊，其 特征在于：所述勵(lì)磁模塊包括帶電網(wǎng)濾波的整流器，所述帶電網(wǎng)濾波的整流器的輸入端與 所述中頻發(fā)電機(jī)主體的輸出端連接，所述帶電網(wǎng)濾波的整流器的輸出端連接高頻逆變器的 輸入端，所述高頻逆變器的輸出端連接高頻變壓器的一次側(cè)繞組，所述高頻變壓器的二次 側(cè)繞組連接第二整流器的輸入端，所述第二整流器的輸出端連接所述中頻發(fā)電機(jī)主體的勵(lì) 磁繞組，所述第二整流器的輸出端還連接有控制器，所述控制器的輸入端接收控制指令和 電流指令，所述控制器輸出端連接所述高頻逆變器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述 高頻變壓器的變比為1. 3 :1，額定功率為6KVA，頻率為20KHz，一次側(cè)的電壓為510V。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述 高頻變壓器的磁芯為納米晶環(huán)形磁芯。
4. 一種包括權(quán)利要求3所述基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)的中頻發(fā)電機(jī)的多功能供電系 統(tǒng)，其特征在于：還包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入端分別連接有發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng) 和發(fā)動(dòng)機(jī)輔控系統(tǒng)，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與所述中頻發(fā)電機(jī)連接，所述中頻發(fā)電機(jī)的 輸入端連接中頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸出端，所述中頻發(fā)電機(jī)的輸出端連接中頻發(fā)電機(jī)勵(lì) 磁調(diào)節(jié)器的輸入端，所述中頻發(fā)電機(jī)的輸出端還連接有電力電子變換器組和拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能供電系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)由傳感 器、中央控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的多功能供電系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)動(dòng)機(jī)輔控系統(tǒng)用 于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、蓄電池的充電、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻與散熱、進(jìn)排氣輔助設(shè)備的控制和管理。
【文檔編號(hào)】H02P9/48GK104113249SQ201410243917
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】于克訓(xùn), 馬志源, 潘垣, 楊小川, 林菊平, 韋忠朝, 葉才勇 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)