精久12kW车载自发电系统设计方案

一、        概述

      车载式自发电系统是以汽车发动机为动力源，利用车辆自带取力器带动发电机，通过控制、变换等电力电子技术使设备输出稳定的交流工频电压，该系统广泛应用在军用通信指挥车辆上，并保证车辆在驻车或行驶状态下都能提供持续稳定的单相交流电，该系统具有总体体积小、重量轻特点，因此也可用在无法装载发电机组的小型化车辆上。针对汽车行驶过程中的不间断供电要求，我厂对原有的自发电系统进行改进设计与验证，将自发电系统样机加装在2102底盘上，经过多次试验、测试、改进等措施，现已经完成汽车在怠速状态下能保证系统输出持续稳定的交流电，其各项技术指标均不低于我厂原有的自发电系统指标。（各测试记录详见《12kW汽车自发电系统测试》）。

二、设备技术体制

1、系统组成

    本系统由高效风冷电励磁发电机、增速装置（选配）、传动轴和12kW自发电变流控制器组成。其中，增速器将取力器的转速进行增速，将增速后的动力传递给发电机，以保证车辆行驶或怠速时，交流发电机均能得到持续稳定的动力输入；交流发电机将车辆发动机的动能转换为电能；电源控制器对发电机发出的交流电进行整流逆变、稳压、稳频使系统最终输出的电能形式满足用电设备要求。

2.1高效风冷电励磁发电机

     在满足13kW风冷电励磁发电机技术要求的基础上,发电机的设计应遵循下列原则：

2.1.1设计力求做到：先进性、合理性、经济性统筹兼顾，满足各项技术指标要求；

2.1.2贯彻“标准化、通用化、系列化”原则；

2.1.3结构稳定可靠、坚固，能在外界环境因素（振动、冲击、温度、潮湿等）影响下可靠工作，设计时要充分考虑GJB298-87和GJB1321-91标准中与发电机相关的技术要求；

2.1.4操作方便、维修性好，设计力求简单、安全、可靠、取材方便、便于安装维修，并且有良好的结构工艺性；

2.1.5继承本公司多年交流同步电机电磁和结构设计的优点，充分吸

收国内外永磁发电机电磁和结构设计的先进技术。

2.2 12kW自发电变流控制器

12kW自发电变流控制器主要是将发电机送来电压和频率变化的三相电压进行整流滤波、调控稳压变换、DC/AC逆变转换、DC/DC降压等控制、转换电路，使该控制器输出持续稳定的220V/50Hz交流电和DC28V直流电。

该控制器内的电压调节电路通过控制发电机的励磁电压使发电电机的输出交流电压稳定在DC360V，该调控稳压电路采用PWM调制技术，实现逆变部分所需直流电压的相对稳定，其功率模块采用大电流的场效应管（CMOS），其控制电路所用的元器件均是军品级，上述措施都是保证该电路在任何环境状态下都稳定可靠。使控制器输入三相线电压范围在250V～280V。

该控制器后端DC/AC逆变采用单极性SPWM控制技术，该电路具有功率器件开关损耗小、电磁兼容好的特点，功率模块采用德国原装进口IPM智能模块，模块具有内部驱动电路无需外加，因此能够适应低温环境-40℃甚至更低环境要求。