專利名稱：發(fā)電機供電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供電系統(tǒng)，尤其涉及一種利用內燃機驅動發(fā)電機的供電系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有的移動通信工作站等需要長期不間斷供電的場合或設備，通常使用蓄電池供電系統(tǒng)，目前的供電系統(tǒng)通常由以下部分組成，如圖1所示系統(tǒng)由內燃機提供動力，內燃機帶動發(fā)電機轉動產(chǎn)生電能，通過開關電源穩(wěn)壓，輸送給蓄電池充電，由蓄電池給負載供電。這樣的技術方案不足之處如下1)不能根據(jù)蓄電池的容量進行節(jié)能充電。實際上當蓄電池充電飽和到一定程度后，雖然充電所需的電壓基本不變，但是所需的電流卻大大減少，此時，如果內燃機全速運轉，那么大部分的能量就白白浪費掉了。2)開關電源價格昂貴，一般大功率開關電源每瓦的價格是一元錢，通常占到整個系統(tǒng)成本50%。除此之外，還有一些場合，例如電加熱系統(tǒng)，在開始加熱時，需要大電流驅動加熱器，但是在達到預定溫度后，時斷時續(xù)地用大電流加熱維持溫度，這樣對加熱設備的損傷大，而且溫度不穩(wěn)定。在制冷系統(tǒng)中同樣存在上述情況。
實用新型內容本實用新型主要解決的技術問題是提供一種能夠根據(jù)負載所需電流情況調節(jié)內燃機能耗的發(fā)電機供電系統(tǒng)。為達到上述實用新型目的，本實用新型采取的技術方案如下一種發(fā)電機供電系統(tǒng)，包括發(fā)電機、內燃機與負載，所述發(fā)電機由內燃機驅動，所述發(fā)電機具有輸出線圈與發(fā)電機電輸出端，所述輸出線圈與發(fā)電機電輸出端電連接，所述負載與發(fā)電機電輸出端電連接，其特征在于，所述發(fā)電機的輸出線圈與發(fā)電機電輸出端之間設有轉換開關，所述轉換開關調節(jié)與發(fā)電機輸出端電連接的發(fā)電機輸出線圈繞組的匝數(shù)，系統(tǒng)設有檢測器、控制器與內燃機油門調節(jié)器，所述檢測器與負載電連接，所述控制器與檢測器、內燃機油門調節(jié)器及轉換開關電連接。上述技術方案優(yōu)選為，當負載需要小電流時，檢測器探測到信號發(fā)送到控制器，控制器發(fā)出指令使內燃機油門調節(jié)器將內燃機油門調小，使發(fā)電機轉速降低，輸出電壓降低， 同時控制器發(fā)出指令使轉換開關將與發(fā)電機輸出端連接的線圈匝數(shù)增加，使發(fā)電機輸出電壓提高，當負載需要大電流時，檢測器探測到信號發(fā)送到控制器，控制器發(fā)出指令使內燃機油門調節(jié)器將內燃機油門調大，使發(fā)電機轉速提高，輸出電壓提高，同時控制器發(fā)出指令使轉換開關將與發(fā)電機輸出端連接的線圈匝數(shù)減少，使發(fā)電機輸出電壓降低。[0012]上述技術方案更優(yōu)選為，所述負載為蓄電池，所述蓄電池具有蓄電池電輸入端與蓄電池電輸出端，所述蓄電池電輸入端與發(fā)電機電輸出端電連接，所述檢測器與蓄電池電連接，當電池電量大于設定值時，需要小電流，當電池電量小于設定值時，需要大電流。上述技術方案優(yōu)選為，所述發(fā)電機為內轉子永磁體發(fā)電機。上述技術方案優(yōu)選為，所述發(fā)電機輸出線圈分為繞組匝數(shù)相等的兩組，轉換開關具有兩種檔位，這兩種檔位分別對應兩組線圈并聯(lián)與串聯(lián)。上述技術方案優(yōu)選為，所述內燃機油門調節(jié)器包括油門調節(jié)閥與驅動油門調節(jié)閥的步進電機，所述控制器與步進電機電連接。上述技術方案更優(yōu)選為，所述檢測器與發(fā)電機輸出端電連接。上述技術方案最優(yōu)選為，當發(fā)電機輸出端電壓偏離設定值時，控制器發(fā)出指令，使內燃機油門調節(jié)器調大或調小內燃機油門，提高或降低內燃機與發(fā)電機的轉速，進而提高或降低發(fā)電機的輸出電壓。采取本實用新型所述技術方案的系統(tǒng)，在利用內燃機帶動發(fā)電機給負載供電時， 根據(jù)負載所需的實際電流，調整內燃機轉速，來調節(jié)輸出的電能大小，由于帶動發(fā)電機的內燃機轉速改變，進而使發(fā)電機輸出的電壓變化，為了使發(fā)電機輸出電壓維持預設值，再調節(jié)發(fā)電機輸出線圈繞組的匝數(shù)，來調節(jié)電壓，通過發(fā)電機轉速與發(fā)電機輸出線圈繞組匝數(shù)的改變，共同維持發(fā)電機輸出電壓的穩(wěn)定，同時達到了調節(jié)輸出電流進而控制總能耗的目的。本實用新型所述技術方案可以用于蓄電池供電系統(tǒng)的充電，也可以用于電加熱或制冷系統(tǒng)。避免了不時斷電對負載造成的損傷，使負載運行更為平穩(wěn)，達到了節(jié)能降耗的目的。

圖1是本實用新型所述背景技術模塊圖；圖2是本實用新型實施例所述供電系統(tǒng)模塊圖；圖3是本實用新型實施例所述發(fā)電機輸出線圈串聯(lián)狀態(tài)示意圖；圖4是本實用新型實施例所述發(fā)電機輸出線圈并聯(lián)狀態(tài)示意圖；圖5是本實用新型實施例所述發(fā)電機輸出線圈抽頭與轉換開關連接示意圖。
具體實施方式
為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。請參閱圖2，本實施例提供了一種供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括發(fā)電機，內燃機與蓄電池，所述發(fā)電機為內轉子永磁體發(fā)電機并由內燃機驅動，所述發(fā)電機具有輸出線圈與發(fā)電機電輸出端，所述輸出線圈與發(fā)電機電輸出端電連接，所述蓄電池具有蓄電池電輸入端與蓄電池電輸出端，所述蓄電池輸出端與外界負載電連接，所述蓄電池電輸入端與發(fā)電機電輸出端電連接，所述發(fā)電機的輸出線圈與發(fā)電機電輸出端之間設有轉換開關，所述發(fā)電機輸出線圈分為繞組匝數(shù)相等的兩組，轉換開關具有使兩組線圈并聯(lián)或串聯(lián)兩種檔位。 系統(tǒng)設有檢測器、控制器與內燃機油門調節(jié)器，所述油門調節(jié)器包括油門調節(jié)閥與驅動油門調節(jié)閥的步進電機，所述檢測器與電池電連接，所述控制器與檢測器、內燃機油門調節(jié)器中的步進電機及轉換開關電連接。系統(tǒng)組成是一個伺服負反饋閉環(huán)系統(tǒng)(其中內燃機用于提供能源；蓄電池為負載；檢測器用于檢測信號；控制電路用于分析判斷信號；伺服電機、開關組合電路用于執(zhí)行動作。)當蓄電池電量大于設定值時，檢測器探測到信號發(fā)送到控制器，控制器發(fā)出指令使內燃機油門調節(jié)器將內燃機油門調小，使發(fā)電機轉速降低，在同樣的輸出線圈匝數(shù)情況下，輸出電壓也降低，但是同時控制器發(fā)出指令使轉換開關將兩組發(fā)電機輸出線圈串聯(lián) (如圖5所示)，從而使與發(fā)電機輸出端連接的線圈匝數(shù)增加，使發(fā)電機輸出電壓提高，以平衡由于發(fā)電機轉速降低引起的輸出電壓減低，整體上維持發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定為預設電壓，此時雖然發(fā)電機輸出電流減少，但是足以維持蓄電池較飽和時充電需要。當蓄電池電量小于設定值時，檢測器探測到信號發(fā)送到控制器，控制器發(fā)出指令使內燃機油門調節(jié)器將內燃機油門調大，使發(fā)電機轉速提高，輸出電壓提高，同時控制器發(fā)出指令使轉換開關將兩組發(fā)電機輸出線圈并聯(lián)(如圖4所示)，從而使與發(fā)電機輸出端連接的線圈匝數(shù)減少，進而降低發(fā)電機的輸出電壓，以平衡由與發(fā)電機轉速提高引起的輸出電壓提高，整體上維持發(fā)電機輸出電壓的穩(wěn)定。此時發(fā)電機提高電量較大，以滿足不飽和電池大電流充電的需要。線圈的切換過程中能源與負載是分離的，當油門調整至合適時，能源與負載接通。 這樣就不需要考慮電壓的平滑過渡問題。如果外界負載要求不斷電時，可以在電路中加入蓄電電容。本實施例中油門調節(jié)器中的油門調節(jié)閥由步進電機驅動，使油門大小調控更為精確。本實施例中改變與發(fā)電機輸出端相連的線圈匝數(shù)是通過并聯(lián)或串聯(lián)線圈方式達到的，這樣充分利用了全部的線圈，在串聯(lián)時電流不大，較細的匝線可以滿足要求，在需要大電流時，由于兩部分線圈并聯(lián)，這樣兩部分線圈分擔部分電量，同樣可以使用較細的匝線，節(jié)約了材料，減低了成本。當然，本實用新型還可以通過如圖5所示的電路圖實現(xiàn)，通過在線圈中引出多個接頭，然后通過轉換開關分別連接不同的抽頭，以實現(xiàn)線圈繞組匝數(shù)的改變。本實施例中所述檢測器與發(fā)電機輸出端電連接，當發(fā)電機輸出端電壓偏離設定值時，控制器發(fā)出指令，使內燃機油門調節(jié)器調大或調小內燃機油門，提高或降低內燃機與發(fā)電機的轉速，進而提高或降低發(fā)電機的輸出電壓，因為在發(fā)電機運轉過程中由于外界負載或其他原因會引起發(fā)電機輸出端電壓的改變，因此通過微調內燃機油門，控制發(fā)電機轉速， 進而微調輸出電壓，這樣一來節(jié)省了穩(wěn)壓需要的開關電源，大大減低了系統(tǒng)成本。以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求1.一種發(fā)電機供電系統(tǒng)，包括發(fā)電機、內燃機與負載，所述發(fā)電機由內燃機驅動，所述發(fā)電機具有輸出線圈與發(fā)電機電輸出端，所述輸出線圈與發(fā)電機電輸出端電連接，所述負載與發(fā)電機電輸出端電連接，其特征在于，所述發(fā)電機的輸出線圈與發(fā)電機電輸出端之間設有轉換開關，所述轉換開關調節(jié)與發(fā)電機輸出端電連接的發(fā)電機輸出線圈繞組的匝數(shù)， 系統(tǒng)設有檢測器、控制器與內燃機油門調節(jié)器，所述檢測器與負載電連接，所述控制器與檢測器、內燃機油門調節(jié)器及轉換開關電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)電機供電系統(tǒng)，其特征在于，所述負載為蓄電池，所述蓄電池具有蓄電池電輸入端與蓄電池電輸出端，所述蓄電池電輸入端與發(fā)電機電輸出端電連接，所述檢測器與蓄電池電連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)電機供電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機為內轉子永磁體發(fā)電機。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)電機供電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機輸出線圈分為繞組匝數(shù)相等的兩組，轉換開關具有兩種檔位，這兩種檔位分別對應兩組線圈并聯(lián)與串聯(lián)。
5.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)電機供電系統(tǒng)，其特征在于，所述內燃機油門調節(jié)器包括油門調節(jié)閥與驅動油門調節(jié)閥的步進電機，所述控制器與步進電機電連接。
6.根據(jù)權利要求1至5任意一項所述的發(fā)電機供電系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測器與發(fā)電機輸出端電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種發(fā)電機供電系統(tǒng)，包括發(fā)電機，內燃機與負載，所述發(fā)電機由內燃機驅動，所述發(fā)電機具有輸出線圈與發(fā)電機電輸出端，所述輸出線圈與發(fā)電機電輸出端電連接，所述負載與發(fā)電機電輸出端電連接，其特征在于，所述發(fā)電機的輸出線圈與發(fā)電機電輸出端之間設有轉換開關，所述轉換開關調節(jié)與發(fā)電機輸出端電連接的發(fā)電機輸出線圈繞組的匝數(shù)，系統(tǒng)設有檢測器、控制器與內燃機油門調節(jié)器，所述檢測器與負載電連接，所述控制器與檢測器、內燃機油門調節(jié)器及轉換開關電連接。本技術方案可以用于蓄電池供電系統(tǒng)的充電，也可以用于電加熱或制冷系統(tǒng)。避免了不時斷電對負載造成的損傷，使負載運行更為平穩(wěn)，達到了節(jié)能降耗的目的。
文檔編號F02B63/04GK202026201SQ201020155240
公開日2011年11月2日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2010年4月9日
發(fā)明者陳建華, 陳彪 申請人:福州力鼎動力有限公司