一種取力發電機啟動監控裝置及方法與流程

本發明涉及特種車輛取力發電機啟動和監控技術，具體為一種取力發電機啟動監控裝置及方法。

背景技術：

某特種車輛的上裝設備在行軍階段需要供電工作，通過采用單一的底盤發動機動力源帶動取力發電機工作供電。但上裝設備對供電品質要求較高，同時底盤發動機的轉速變化寬(600r/min～2100r/min)，在如此寬轉速范圍內要求取力發電機在各轉速工況發電和供電正常是個具有困難的問題。取力發電機不僅要給上裝設備供電，還需要給特種車輛的上裝蓄電池組充電。當底盤發動機轉速在600r/min～750r/min范圍內，同時上裝蓄電池組嚴重虧電的情況下(蓄電池組電壓會達到22V及以下)，取力發電機工作的軸功率超載，皮帶會出現打滑、發熱，進入取力發電機不工作的故障狀態。因此需發明一種取力發電機啟動和監控裝置對取力發電機進行控制，保證在上述任意轉速工況下都能正常工作，滿足給上裝設備供電和蓄電池組充電的功能需求。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種構成簡單、自動化程度高、模塊化設計、易于實現的取力發電機啟動和監控裝置及方法，實現了一鍵啟動底盤發動機和任意工況下取力發電機可靠發電和供電的功能，同時具備取力發電機故障監測功能，保證取力發電機操作簡單、運行可靠、信息化程度高。

實現本發明的技術解決方案如下：一種取力發電機啟動監控裝置及方法，它由發電機監控模塊、程控啟動模塊和操作模塊構成。通過按下操作模塊上的發電機開關，在程控啟動模塊和發電機監控模塊的配合下，自動啟動底盤發動機，控制取力發電機工作，實現取力發電機發電和供電自動化流程。

發電機監控模塊由自動電壓調節器(AVR)、電流傳感器、電流檢測單元、電壓檢測單元、欠速檢測單元、驅動單元、CAN總線接口1、微處理器1和液晶屏組成。

AVR的作用是控制取力發電機起勵、建壓、勵磁、輸出穩定電壓和保護取力發電機。在底盤發動機轉速較低時，AVR設定轉速拐點，控制取力發電機輸出降壓，從而降低輸出功率功能，保證取力發電機的皮帶不出現打滑故障。AVR具有采集取力發電機電壓信號、電流信號、取力發電機轉速信號，在取力發電機出現過壓、過流和欠速故障時，能夠進行取力發電機保護功能。

電流傳感器采集取力發電機的輸出電流信號，將信號送入AVR和電流檢測單元進行處理。

電流檢測單元檢測電流傳感器的輸出信號，并送入到微處理器1進行處理，作為取力發電機電流監測信號。

電壓檢測單元檢測取力發電機電壓，將電壓信號送入微處理器1進行處理，作為取力發電機電壓監測信號。

欠速檢測單元檢測取力發電機轉速，將轉速信號送入微處理器1進行處理，作為取力發電機欠速監測信號。

驅動單元由發電繼電器、供電接觸器、報警繼電器、發電指示繼電器、供電指示繼電器組成，主要功能是：驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制發電繼電器，接通取力發電機勵磁電路；驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制供電接觸器，接通取力發電機供電輸出；在取力發電機出現過壓、過流和欠速故障時，驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制報警繼電器，接通報警電路；驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制發電指示繼電器，接通發電指示電路；驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制供電指示繼電器，接通供電指示電路。

CAN總線接口1用于與CAN總線接口2通信使用。

微處理器1用于發電機監控模塊進行各種信號的處理和任務調度。

液晶屏用于顯示取力發電機的運行電壓、電流、轉速、總工作時間和故障信息。

程控啟動模塊由輸入開關檢測單元、啟動驅動單元、取力輸出驅動單元、升速輸出驅動單元、熄火輸出驅動單元、微處理器2、CAN總線接口2組成。

輸入開關檢測單元接受發電機開關信號，輸入信號到微處理器2進行處理。

啟動驅動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發動機啟動繼電器的供電電路。

取力輸出驅動單元接受微處理器2的指令，自動接通取力電磁閥的供電電路。

升速輸出驅動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發動機的升速電路。

熄火輸出驅動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發動機的熄火電路。

微處理器2用于程控啟動模塊進行各種信號的處理和任務調度使用。

CAN總線接口2用于與CAN總線接口1通信使用，同時接受底盤發動機的轉速信號和變速箱的檔位信號。

操作模塊由發電機開關、斷電開關、發電指示燈、供電指示燈和報警指示燈組成。

發電機開關用于將啟動信號接入到輸入開關檢測單元，接通程控取力模塊和發電機監控模塊的供電電源。

斷電開關用于輸出斷電信號到微處理器1。

發電指示燈用于接收發電指示電路的電信號，在取力發電機發電正常后進行狀態指示。

供電指示燈用于接收供電指示電路的電信號，在取力發電機供電正常后進行狀態指示。

報警指示燈用于接收報警電路的電信號，在取力發電機出現過壓、過流和欠速的故障時，進行報警指示。

本發明一種取力發電機啟動監控裝置及方法，啟動監控方法是：

第一步，按下發電機開關，給發電機監控模塊和程控啟動模塊供電，微處理器2通過CAN總線接口2獲取底盤發動機及變速箱的狀態，當微處理器2判別底盤發動機及變速箱的狀態為駐車狀態，微處理器2控制啟動驅動單元輸出，接通啟動繼電器的供電電路，啟動繼電器閉合帶動啟動機運轉，之后啟動機帶動底盤發動機運轉，底盤發動機啟動完成。微處理器2控制取力輸出驅動單元輸出，接通取力電磁閥的供電電路，取力發電機開始轉動，延時1s后，微處理器2控制升速輸出驅動單元輸出，自動接通底盤發動機的升速電路，底盤發動機升速到穩定轉速，轉速范圍為1000r/min～2100r/min。

第二步，微處理器2通過CAN總線接口2發送取力電磁閥通電工作的信息到CAN總線接口1，微處理器1通過CAN總線接口1接收取力電磁閥通電工作的信息，控制發電繼電器通電，接通取力發電機勵磁電路，AVR控制取力發電機穩定發電，并根據底盤發動機轉速進行取力發電機電壓調整。在發電正常的情況下，微處理器1控制發電指示繼電器，接通發電指示電路，在發電指示燈上進行狀態指示。隨后微處理器1控制供電接觸器通電，取力發電機供電輸出，在供電正常的情況下，微處理器1控制供電指示繼電器，接通供電指示電路，供電指示燈顯示供電狀態。

第三步，在需要關閉取力發電機時，按下斷電開關，輸出斷電信號到微處理器1，微處理器1控制供電接觸器和供電指示繼電器斷開，取力發電機斷開輸出，供電指示燈熄滅。隨后微處理器1控制發電繼電器和發電指示繼電器斷開，取力發電機斷開發電，發電指示燈熄滅。

第四步，微處理器2判別底盤發動機及變速箱的狀態為駐車條件時，微處理器2控制升速輸出驅動單元斷開，底盤發動機降速到怠速狀態。延時1s后，微處理器2控制取力輸出驅動單元斷開，自動斷開取力電磁閥的供電電路，取力發電機停止轉動。延時1s后，微處理器2控制熄火輸出驅動單元輸出，自動接通底盤發動機的熄火電路，底盤發動機降速并熄火，之后微處理器2控制熄火輸出驅動單元斷開。

第五步，斷開發電機開關，進行發電機監控模塊和程控啟動模塊斷電。

啟動監控方法第一步中，當微處理器2判別底盤發動機及變速箱的狀態為非駐車條件時，微處理器2控制取力輸出驅動單元輸出，接通取力電磁閥的供電電路，取力發電機開始轉動。

啟動監控方法第二步中，在取力發電機出現過壓、過流和欠速故障時，AVR對取力發電機進行故障保護，在液晶屏顯示故障；同時微處理器1自動控制報警繼電器，接通報警電路，在報警指示燈上進行故障指示。

啟動監控方法第四步中，當微處理器2判別底盤發動機及變速箱的狀態為非駐車條件時，微處理器2控制取力輸出驅動單元斷開，自動斷開取力電磁閥的供電電路，取力發電機停止轉動。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：1、構成簡單、模塊化設計。2、具備故障監測功能，縮短維修時間。3、操作取力發電機自動化程度高、運行可靠，簡化了人為操作，方便了用戶使用，保證操作流程自動化一鍵實施。

附圖說明

圖1為一種取力發電機啟動監控裝置原理圖

圖2為取力發電機啟動監控流程圖

具體實施方式

下面通過借助實施例更加詳細地說明本發明，但以下實施例僅是說明性的，本發明的保護范圍并不受這些實施例的限制。

如圖1所示，本發明提供的一種取力發電機啟動監控裝置，由發電機監控模塊、程控啟動模塊和操作模塊構成。

通過按下操作模塊上的發電機開關，在程控啟動模塊和發電機監控模塊的配合下，自動啟動底盤發動機，控制取力發電機工作，實現取力發電機發電和供電自動化流程。

發電機監控模塊由自動電壓調節器(AVR)、電流傳感器、電流檢測單元、電壓檢測單元、欠速檢測單元、驅動單元、CAN總線接口1、微處理器1和液晶屏組成。

AVR的作用是控制取力發電機起勵、建壓、勵磁、輸出穩定電壓和保護取力發電機。在底盤發動機轉速600r/min～750r/min范圍內，AVR設定轉速拐點，控制取力發電機輸出降壓，并規定電壓不低于25.6V，從而降低取力發電機帶載功率功能，保證取力發電機的皮帶不出現打滑故障。AVR具有采集取力發電機電壓信號、電流信號、取力發電機轉速信號，在取力發電機出現過壓、過流和欠速故障時，能夠進行取力發電機保護功能。

電流傳感器采集取力發電機的輸出電流信號，將信號送入AVR和電流檢測單元進行處理。

電流檢測單元檢測電流傳感器的輸出信號，并送入到微處理器1進行處理，作為取力發電機電流監測信號。

電壓檢測單元檢測取力發電機電壓，將電壓信號送入微處理器1進行處理，作為取力發電機電壓監測信號。

欠速檢測單元檢測取力發電機轉速，將轉速信號送入微處理器1進行處理，作為取力發電機欠速監測信號。

驅動單元由發電繼電器、供電接觸器、報警繼電器、發電指示繼電器、供電指示繼電器組成，主要功能是：驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制發電繼電器，接通取力發電機勵磁電路；驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制供電接觸器，接通取力發電機供電輸出；在取力發電機出現過壓、過流和欠速故障時，驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制報警繼電器，接通報警電路；驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制發電指示繼電器，接通發電指示電路；驅動單元接收微處理器1的指令，自動控制供電指示繼電器，接通供電指示電路。

CAN總線接口1用于與CAN總線接口2通信使用。

微處理器1用于發電機監控模塊進行各種信號的處理和任務調度。

液晶屏用于顯示取力發電機的運行電壓、電流、轉速、總工作時間和故障信息。

程控啟動模塊由輸入開關檢測單元、啟動驅動單元、取力輸出驅動單元、升速輸出驅動單元、熄火輸出驅動單元、微處理器2、CAN總線接口2組成。

輸入開關檢測單元接受發電機開關信號，輸入信號到微處理器2進行處理。

啟動驅動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發動機啟動繼電器的供電電路。

取力輸出驅動單元接受微處理器2的指令，自動接通取力電磁閥的供電電路。

升速輸出驅動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發動機的升速電路。

熄火輸出驅動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發動機的熄火電路。

微處理器2用于程控啟動模塊進行各種信號的處理和任務調度使用。

CAN總線接口2用于與CAN總線接口1通信使用，同時接受底盤發動機的轉速信號和變速箱的檔位信號。

操作模塊由發電機開關、斷電開關、發電指示燈、供電指示燈和報警指示燈組成。

發電機開關用于將啟動信號接入到輸入開關檢測單元，接通程控取力模塊和發電機監控模塊的供電電源。

斷電開關用于輸出斷電信號到微處理器1。

發電指示燈用于接收發電指示電路的電信號，在取力發電機發電正常后進行狀態指示。

供電指示燈用于接收供電指示電路的電信號，在取力發電機供電正常后進行狀態指示。

報警指示燈用于接收報警電路的電信號，在取力發電機出現過壓、過流和欠速的故障時，進行報警指示。

如圖2所示，本發明提供的取力發電機啟動監控流程圖。

第一步，按下發電機開關，給發電機監控模塊和程控啟動模塊供電，微處理器2通過CAN總線接口2獲取底盤發動機及變速箱的狀態，當微處理器2判別底盤發動機及變速箱的狀態為駐車狀態，微處理器2控制啟動驅動單元輸出，接通啟動繼電器的供電電路，啟動繼電器閉合帶動啟動機運轉，之后啟動機帶動底盤發動機運轉，底盤發動機啟動完成。微處理器2控制取力輸出驅動單元輸出，接通取力電磁閥的供電電路，取力發電機開始轉動，延時1s后，微處理器2控制升速輸出驅動單元輸出，自動接通底盤發動機的升速電路，底盤發動機升速到穩定轉速1500r/min。

第二步，微處理器2通過CAN總線接口2發送取力電磁閥通電工作的信息到CAN總線接口1，微處理器1通過CAN總線接口1接收取力電磁閥通電工作的信息，控制發電繼電器通電，接通取力發電機勵磁電路，AVR控制取力發電機穩定發電，并根據底盤發動機轉速進行取力發電機電壓調整。在發電正常的情況下，微處理器1控制發電指示繼電器，接通發電指示電路，在發電指示燈上進行狀態指示。隨后微處理器1控制供電接觸器通電，取力發電機供電輸出，在供電正常的情況下，微處理器1控制供電指示繼電器，接通供電指示電路，供電指示燈顯示供電狀態。

第三步，在需要關閉取力發電機時，按下斷電開關，輸出斷電信號到微處理器1，微處理器1控制供電接觸器和供電指示繼電器斷開，取力發電機斷開輸出，供電指示燈熄滅。隨后微處理器1控制發電繼電器和發電指示繼電器斷開，取力發電機斷開發電，發電指示燈熄滅。

第四步，微處理器2判別底盤發動機及變速箱的狀態為駐車條件時，微處理器2控制升速輸出驅動單元斷開，底盤發動機降速到怠速狀態。延時1s后，微處理器2控制取力輸出驅動單元斷開，自動斷開取力電磁閥的供電電路，取力發電機停止轉動。延時1s后，微處理器2控制熄火輸出驅動單元輸出，自動接通底盤發動機的熄火電路，底盤發動機降速并熄火，之后微處理器2控制熄火輸出驅動單元斷開。

第五步，斷開發電機開關，進行發電機監控模塊和程控啟動模塊斷電。

啟動監控方法第一步中，當微處理器2判別底盤發動機及變速箱的狀態為非駐車條件時，微處理器2控制取力輸出驅動單元輸出，接通取力電磁閥的供電電路，取力發電機開始轉動。

啟動監控方法第二步中，在取力發電機出現過壓、過流和欠速故障時，AVR對取力發電機進行故障保護，在液晶屏顯示故障；同時微處理器1自動控制報警繼電器，接通報警電路，在報警指示燈上進行故障指示。

啟動監控方法第四步中，當微處理器2判別底盤發動機及變速箱的狀態為非駐車條件時，微處理器2控制取力輸出驅動單元斷開，自動斷開取力電磁閥的供電電路，取力發電機停止轉動。

以上所述為本發明的較佳實施例而已，但本發明不應該局限于該實施例和附圖所公開的內容。所以凡是不脫離本發明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發明保護的范圍。