一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調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電機控制發電機轉速的自動調壓控制器，包括中央處理單元，發電機輸出電壓檢測單元、發電機輸出電流檢測單元、發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、發動機熄火電路、電源電路單元、勵磁控制單元和步進電機驅動單元。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；自動怠速選擇開關輸出端連接中央處理單元；發動機熄火電路輸入端連接中央處理單元，輸出端連接發動機點火器。該控制器具有發電機輸出電壓控制，發動機轉速、怠速控制功能，超速保護，過壓保護，過流保護，勵磁保護，熄火保護等，使該控制器運行穩定，安全系數高。
【專利說明】一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型公開了一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器，應用于發電機轉速和輸出電壓控制。

【背景技術】
[0002]發動機用于各類動力機械，自身帶有機械彈簧調節轉速功能，當發動機的負載變化時，其恒定效果不佳，機械磨損，發動機振動會影響其安全性和穩定性，也限制了發動機的使用范圍。
[0003]機械式的發動機調速系統價格低，結構簡單，運行方便，但是反應速度慢，容易磨損，精度不高。相比于機械式的電子控制發動機調速系統，能夠利用安裝在發電機上的傳感器測得發電機各種工作參數，可以通過控制機構實現對發動機轉速的調節。通過預先設定的控制程序，精確地控制燃油進油量，調節發動機的轉速。


【發明內容】

[0004]一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器，具有轉速、怠速控制功能，超速保護，過壓保護，過流保護，勵磁保護，熄火保護，使該控制器運行穩定，安全系數高。
[0005]一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器，包括中央處理單元1，發電機輸出電壓檢測單元2，發電機輸出電流檢測單元3，發電機輸出頻率檢測單元4，整流濾波單元8，其特征在于:所述一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器還包括勵磁電流檢測單元5，自動怠速選擇開關6，發動機熄火電路7，電源電路單元9，勵磁控制單元10，步進電機驅動單元13。
[0006]所述整流濾波單元8的輸入端連接發電機副繞組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電機驅動單元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6輸出端連接中央處理單元I。
[0011]所述發動機熄火電路7輸入端連接中央處理單元1，輸出端連接發動機點火器。
[0012]所述發電機輸出電壓檢測單元2，所述發電機輸出電流檢測單元3和所述發電機輸出頻率檢測單元4的輸入端連接發電機主繞組14，輸出端分別連接中央處理單元I。
[0013]所述步進電機驅動單元13輸入端分別與中央處理單元I和電源電路單元9連接，輸出端與步進電機12連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器的結構；
[0015]圖2為一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器在應用原理；
[0016]圖3為一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器系統原理圖；
[0017]圖4為一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器的控制邏輯圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例具體說明。
[0019]如圖2，發動機連接發電機，發電機接控制器，控制器接步進電機，步進電機控制油門，通過油門的調節控制發動機的轉速，控制器控制發動機點火裝置。發動機，發電機，控制器，步進電機，油門和發動機點火裝置形成一個閉環反饋系統。發電機和控制器實現雙向連接，控制器采集發電機的信號，并根據控制器的預設邏輯控制發電機，通過步進電機控制油門控制發動機的轉速。
[0020]如圖3，發電機包括勵磁線圈11，發電機主繞組14，發電機副繞組15，發動機為發電機提供動力，帶動轉子勵磁線圈11轉動，發電機主繞組14和發電機副繞組15為發電機的定子，發電機主繞組14通過發電機輸出電壓檢測單元2，所述發電機輸出電流檢測單元3和所述發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電壓的電流轉化為12V和5V電壓的電流，12V送給步進電機驅動單元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，當勵磁保護狀態時斷開勵磁線圈11的供應電流。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6為手動選擇開關，當狀態為“I”時，將信號送給中央處理單元1，控制步進電機，步進電機控制油門，發動機進入怠速狀態。當中央處理單元I進入熄火狀態時，送信號給發動機熄火電路7，發動機熄火電路7將發動機點火器接地，熄滅發動機。
[0024]如圖4,發動機開始啟動時,油門停留在起始的油門最大位置,發動機開始轉動,勵磁電流控制開始，通過檢測發電機輸出頻率，控制步進電機工作方式。
[0025]通過發電機電流和電壓檢測，將檢測信號送入MCU單元計算發電機的輸出電壓，MCU根據輸出電壓計算出發電機需要的勵磁電流，通過“勵磁調節輸出電路”調節勵磁電流輸出，從而達到穩定發電機輸出的目的。
[0026]發動機轉速調節通過發電機輸出頻率檢測單元，將檢測信號送入MCU，輸出頻率與發動機轉速成正比；測量轉速和設定轉速存在一個偏差值，此偏差值再通過PID方法計算，得到是否增加發動機供油量，通過“步進電機驅動電路”驅動步進電機轉動，調節節氣門開度，控制發動機進油量，從而達到穩定發動機轉速的目的，此時發電機輸出電頻率也是穩定的。
[0027]當怠速運行選擇開關置于怠速位置時，如果檢測到發電機輸出電流小于100mA，并且通過程序設定持續時間I分鐘后，把發動機轉速穩定在怠速狀態，達到節油和減少空載時發動機噪聲的目的。大于100mA，發動機恢復到正常轉速。
[0028]電動機類感性負載啟動性能提升，當節氣門開度已經達到最大，而發動機轉速仍然小于設定轉速，通過調節發電機的輸出電壓穩定發動機轉速，從而達到提升發電機啟動感性負載能力的目的。
[0029]超速保護功能當發電機轉速超過發動機安全轉速后，通過控制發電機點火器的熄火降低發動機轉速，轉速恢復正常后，點火器恢復點火，從而達到超速保護的目的。
[0030]過壓保護功能當發電機輸出電壓超過額定電壓的10%，延時5秒控制發動機熄火或超過額定電壓的15%立即控制發動機熄火，從而達到過壓保護的目的。
[0031]超勵磁保護通過勵磁電流檢測電路檢測勵磁電流大小，當勵磁電流遠超正常值時，關斷勵磁電流，延時5秒后，恢復勵磁，從而達到保護調壓器和電機的目的。
[0032]過流保護當發電機輸出電流超過設定值時，通過降低發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%，發電機輸出電流任然超過額定值，且時間超過5分鐘，讓發動機熄火停機，實現過流保護的目的。
【權利要求】
1.一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器，包括中央處理單元(1)，發電機輸出電壓檢測單元(2)，發電機輸出電流檢測單元(3)，發電機輸出頻率檢測單元(4)，整流濾波單元(8)，其特征在于:所述一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器還包括勵磁電流檢測單元(5)，自動怠速選擇開關(6)，發動機熄火電路(7)，電源電路單元(9),勵磁控制單元(10)，步進電機驅動單元(13); 所述整流濾波單元(8)的輸入端連接發電機副繞組(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電機驅動單元(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(6)輸出端連接中央處理單元(I)； 所述發動機熄火電路(7)輸入端連接中央處理單元(1)，輸出端連接發動機點火器。
2.根據權利要求1所述的一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器，其特征在于:所述發電機輸出電壓檢測單元(2 )，所述發電機輸出電流檢測單元(3 )和所述發電機輸出頻率檢測單元(4)的輸入端連接發電機主繞組(14)，輸出端分別連接中央處理單元(I)。
3.根據權利要求1所述的一種帶步進電機控制發電機轉速的自動調壓控制器，其特征在于:所述步進電機驅動單元(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 優先權日:2014年11月12日
【發明者】蘇強 申請人:百力通(上海)國際貿易有限公司