一种多电机车载取力行车发电系统的制作方法

本实用新型涉及取力发电技术领域，特别涉及一种多电机车载取力行车发电系统。

背景技术：

车载取力行车发电系统的出现与发展已有较长时间，其大多数应用在军事作战车辆中，为雷达、计算机以及通讯等设备提供充足的电能。随着电力电子技术的不断进步、汽车产业及装配技术的高速发展，一些民用的大型车辆比如抢险救灾车、临时通讯辅助车甚至是房车等一些装载较多电气设备的车型，都装配上了车载取力行车发电系统。

目前，取力行车发电系统在车辆行驶过程中，通过皮带或者轴带带动发电机，发电机控制电路控制发电机运行输出直流或交流电，大多数场合输出220V/50Hz交流电，为用电设备提供稳定可靠的电能，而车辆底盘及其部分设备用电仍然采用直流供电。

由于车辆实际用电系统供电不统一，车辆用电需求功率等级也各种各样，目前选择的单一功率等级的发电机供电在使用过程中存在的缺陷在于：一是，若单个传动单元的功率需求大，会带来皮带打滑的问题。二是，大功率电机的实际工作量及维护工作量大，通用性不强。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多电机车载取力行车发电系统，以满足车辆不同用电功率的需求。

为实现以上目的，本实用新型采用一种多电机车载取力行车发电系统，包括发动机、直流发电机、交流发电机组以及发电机控制器；发动机与直流发电机以及发动机与交流发电机组中的交流发电机均为皮带或轴带连接，直流发电机的输出端与直流负载连接；交流发电机组中各交流发电机与发电机控制器连接，发电机控制器输出端与交流负载连接以将各交流发电机输出的电能转换为交流电供给交流负载。

进一步地，交流发电机组包括至少两个交流发电机。

进一步地，所述发电机控制器包括发电机控制电路组和逆变器；

所述交流发电机组中的交流发电机输出端与发电机控制电路组中的发电机控制电路输入端一一对应连接；

发电机控制电路组中各发电机控制电路输出端并联后作为公共母线输出至逆变器。

进一步地，还包括蓄电池和增功器，所述直流发电机的输出端与蓄电池充电端连接，蓄电池的供电端与增功器输入端连接，增功器的输出端接入所述公共母线。

进一步地，所述增功器为DC/DC升压变换器。

进一步地，所述发电机控制电路组与逆变器之间、所述发电机控制电路组与增功器之间以及所述逆变器与增功器之间均通过CAN总线连接进行通信。

进一步地，所述发电机控制电路包括依次并联连接的第一功率开关管组、第二功率开关管组以及第三功率开关管组，第一功率开关管组、第二功率开关管组以及第三功率开关管组均包括两个功率开关管；

所述交流发电机的绕组电感La接入第一功率开关管组中两个功率开关管连线上，所述交流发电机的绕组电感Lb接入第二功率开关管组中两个功率开关管连线上，所述交流发电机的绕组电感Lc接入第三功率开关管组中两个功率开关管连线上。

进一步地，所述发电机控制电路还包括滤波电容，所述第三功率开关管组与滤波电容并联后输出。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：一方面，本实用新型通过采用小功率交流发电机组合，每个小功率发电机输出的电能经发电机控制电路转换成高压直流电后并联输出至逆变器，高压直流电经逆变器转换成低压交流电输出至交流负载。通过采用发电机小功率组合，输出直流并联来现满足车辆实际用电系统多种功率等级需求。

另一方面，在发动机短时速度过低时，交流发电机输出功率不足，采用DC/DC升压变换器对蓄电池输入的低压直流电转换为高压直流电补偿交流发电机因转速低造成的功率输出缺额。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述：

图1是一种多电机车载取力行车发电系统的结构示意图；

图2是两台三相交流发电机组成的车载取力行车发电系统结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步说明本实用新型的特征，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的保护范围加以限制。

需要说明的是，本方案通过采用多个小功率发电机组合，利用发动机转动带动多个小功率发电机转动输出电能，输出的电能经转换为高压直流电后并联，利用直流源并联与能量分配策略输出至负载。利用小功率发电机组合可实现多种满足路况多种功率等级的需求。该电机车载取力行车发电系统如图1所示：包括发动机10、直流发电机20、交流发电机组30以及发电机控制器40；发动机10与直流发电机20通过皮带连接，发动机10与交流发电机组30中的各交流发电机31通过皮带或轴带连接，直流发电机20的输出端与直流负载连接；交流发电机组中各交流发电机31与发电机控制器40连接，发电机控制器40输出端与交流负载连接以将各交流发电机31输出的电能转换为交流电供给交流负载。

其中，交流发电机组30包括至少两个小功率交流发电机31，通过小功率交流发电机组30合可提供多种功率等级，满足车辆行驶路况的不同需求。

进一步地，所述发电机控制器40包括发电机控制电路组和逆变器42；其中，交流发电机组30中的交流发电机数量与发电机控制电路组中的发电机控制电路41的数量是一致的，且一一对应连接，具体为交流发电机组30中的交流发电机输出端与发电机控制电路组中的发电机控制电路输入端连接。发电机控制电路组中各发电机控制电路41输出端并联后作为公共母线输出至逆变器42。需要说明的是，各发电机控制电路的输出线路并联作为公共母线，将对应的交流发电机输出的电能转换为高压直流电后并联输出至逆变器，通过直流源并联与能量分配策略为负载供电，其中直流源并联与能量分配策略发展已成熟，该处不再赘述。

需要说明的是，交流发电机组中的各小功率交流发电机的工作电压相同，其功率可以相同也可以不相同，交流发电机的功率可以根据用户的功率需求、发电机输出的电压等级、转速以及发动机的怠速大小进行选取。

进一步地，还包括蓄电池60和增功器50，所述直流发电机20的输出端与蓄电池60充电端连接，蓄电池60的供电端与增功器50输入端连接，增功器50的输出端接入所述公共母线。其中，增功器50为DC/DC升压变换器，在发动机10转速较低（比如低于设定的基准转速时），交流发电机输出功率有缺额，不足以支撑负载运行时，DC/DC升压变换器将蓄电池60输入的低压转换为高压直流电输送至公共母线，然后经逆变器变换为低压交流电以补偿交流发电机因转速过低造成的功率输出缺额。

进一步地，发电机控制电路组与逆变器之间、发电机控制电路组与增功器50之间以及逆变器与增功器50之间均通过CAN总线连接进行通信。其中，如图1所示，各发电机控制电路、逆变器以及增功器50之间进行CAN通讯，通过CAN总线统一控制发电机控制器40和增功器50的运行。

进一步地，如图2所示，发电机控制电路包括依次并联连接的第一功率开关管组、第二功率开关管组以及第三功率开关管组，第一功率开关管组、第二功率开关管组以及第三功率开关管组均包括两个功率开关管；

所述交流发电机的绕组电感La接入第一功率开关管组中两个功率开关管连线上，所述交流发电机的绕组电感Lb接入第二功率开关管组中两个功率开关管连线上，所述交流发电机的绕组电感Lc接入第三功率开关管组中两个功率开关管连线上。

具体地，每个功率开关管包括场效应晶体管和二极管，场效应晶体管的漏极与二极管的负极连接，场效应晶体管的源极与二极管的正极连接，功率开关管组中的两场效应管的的源极和漏极连接。

进一步地，所述发电机控制电路还包括滤波电容，所述第三功率开关管组与滤波电容并联后输出。通过滤波电容对公共母线上的电压进行滤波，确保输出稳定的母线电压。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。