一种发电机组的控制信号转化装置的制作方法-k8凯发

1.本实用新型涉及柴油发电机组并机控制技术领域，具体来说，涉及一种发电机组的控制信号转化装置。


背景技术：

2.在使用柴油发电机组发电时，有单台机组功率不够或者大功率机组成本过高的情况，一般使用两台机组并联输出，一起分担负荷供电输出，从而实现成本控制。
3.并机过程中要调整两台发电机的发电电压和发电频率，发电机组控制器通过调整发动机的转速及调整avr的电压，将两台发动机的发电状态调整到一致状态，从而实现后续的发电并机。
控制器直接控制转速调节器调节转速和avr调节电压的过程称为自动并机，使用者手动调整转速和电压的过程称为手动并机。
4.在船用军用等领域，柴油发电机组并机需要手动并机和自动并机两种状态，使用过程中有自动并机和手动并机模式的切换需求。
控制器和调速器、avr之间使用电控电位器或电子电位器连接，将控制器输入信号转化为调速器和avr的输入信号。
然而，市场上的发动机调速器多样化，有电喷调速器、电子调速器对调速接口的需求不一，avr的输入接口也存在差异，因此满足大多数发电机组控制对输出信号的要求以及发动机调速器和avr对输入信号的要求是亟需解决的问题。
5.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的凯发k8ag旗舰厅真人平台的解决方案。


技术实现要素：

6.针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种发电机组的控制信号转化装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
7.为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：
8.一种发电机组的控制信号转化装置，包括上壳，上壳的底端设置有外壳，外壳的一端设置有旋钮；外壳的内部中间位置设置有减速直流电机，减速直流电机的输出端与传动轴连接，传动轴依次与导电塑料角位移传感器及减速齿轮连接，导电塑料角位移传感器的两侧均设置有限位开关；减速直流电机的上方且位于外壳内设置有电路板。
9.进一步的，为了可以满足大多数发电机组控制对输出信号的要求、发动机调速器和avr对输入信号的要求，电路板内设置有mcu，mcu分别与减速直流电机、can通讯输入模块、电压输出模块、电流输出模块、can通讯输出模块及导电塑料角位移传感器连接，减速直流电机分别与开关输入模块及导电塑料角位移传感器连接，导电塑料角位移传感器与电阻输出模块连接。
10.进一步的，电压输出模块包括运算放大器a1、运算放大器a2、电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电容c1、电容c2、电容c3、三极管q3及二极管d1；其中，运算放大器a1的第一端与mcu的信号输入端连接，运算放大器a1的第二端依次与运算放大器a1的第三端及电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端依次与电阻r1的一端、电容c1的一端及运算放
大器a2的第一端连接，电阻r1的另一端与电容c1的另一端连接并接地；运算放大器a2的第二端依次与电阻r4的一端、电阻r5的一端及电容c2的一端连接，电阻r4的另一端接地，电容c2的另一端依次与电阻r5的另一端、二极管d1的正极及三极管q3的发射极连接，三极管q3的集电极与电源连接，三极管q3的基极与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与运算放大器a2的第三端连接；二极管d1的负极依次与电压输出端、电阻r7的一端及电容c3的一端连接，电阻r7的另一端与电容c3的另一端连接并接地。
11.进一步的，电流输出模块包括运算放大器a3、运算放大器a4、电阻r9、电阻r12、电阻r8、电阻r11、电阻r51、电阻r61、电阻r10、电阻r71、电容c4、电容c11、电容c31、三极管q1及二极管d2；其中，运算放大器a3的第一端与mcu的信号输入端连接，运算放大器a3的第二端依次与运算放大器a3的第三端及电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端依次与电阻r51的一端、运算放大器a4的第二端及电容c4的一端连接，电容c4的另一端与电阻r9的一端连接并接地，电阻r9的另一端依次运算放大器a4第一端、电阻r8的一端及电容c11的一端连接，电容c11的另一端依次与电阻r8的另一端及电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端依次与三极管q1的发射极、电阻r10的一端及电阻r61的一端连接，电阻r61的另一端依次与运算放大器a4的第三端及三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极与电源连接；电阻r10的另一端依次与电阻r51的另一端及二极管d2的正极连接，二极管d2的负极依次与电流输出端、电阻r71的一端及电容c31的一端连接，电阻r71的另一端与电容c31的另一端连接并接地。
12.进一步的，电压输出模块，用于接收到mcu输出信号后，转化为
0.5v-4.5v的电压信号输出；电流输出模块，用于接收到mcu输出信号后，转化为
4ma-20ma的电流信号输出。
13.本实用新型的有益效果为：
14.本实用新型实现三种输入输出方式，提供了两种信号模式的切换，包括模式一及模式二；两种信号输入方式，包括开关输入及can通讯输入；四种信号输出方式，包括电压输出、电流输出、can通讯输出及电阻输出。
15.方式一：在模式一下，开关量加速信号和减速信号控制继电器rya1和继电器rya2，减速直流电机转动带动导电塑料角位移传感器的角度变化，a端和w端、b端和w端输出电阻跟随变化；机组控制可使用两路开关量控制电阻变化，将电阻信号输出给发动机调速器或avr装置。
16.方式二：在模式二下，开关量加速信号和减速信号控制继电器rya1和继电器rya2，减速直流电机转动带动导电塑料角位移传感器的角度变化，w端输出的电压跟随变化，经过位置反馈模块将电压信号给mcu，mcu将信号处理后，通过数模转换输出到电压输出模块和电流输出模块，将处理后的信号给can通讯模块(can通讯模块包括can通讯输入模块和can通讯输出模块)；机组控制可使用两路开关量控制电压信号、电流信号和can通讯信号，将信号输出给发动机调速器或avr装置。
17.方式三：在模式二下，can信号给到mcu，mcu控制继电器rya1和继电器rya2，减速直流电机转动带动导电塑料角位移传感器的角度变化，w端输出的电压跟随变化，经过位置反馈模块将电压信号给mcu，mcu将信号处理后，通过数模转换输出到电压输出模块和电流输出模块，机组控制可使用can通讯信号控制电压信号、电流信号，将信号输出给发动机调速器或avr装置。
18.在三种输入输出方式下，本发电机组的控制信号转化装置可以满足大多数发电机
组控制对输出信号的要求、发动机调速器和avr对输入信号的要求。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是根据本实用新型实施例的一种发电机组的控制信号转化装置的结构示意图；
21.图2是根据本实用新型实施例的一种发电机组的控制信号转化装置的原理框图；
22.图3是根据本实用新型实施例的一种发电机组的控制信号转化装置电压输出电路原理图；
23.图4是根据本实用新型实施例的一种发电机组的控制信号转化装置电流输出电路原理图。
24.图中：
25.1、上壳；
2、电路板；
3、减速直流电机；
4、导电塑料角位移传感器；
5、减速齿轮；
6、旋钮；
7、限位开关；
8、外壳；
9、mcu；
10、can通讯输入模块；
11、电压输出模块；
12、电流输出模块；
13、can通讯输出模块；
14、开关输入模块；
15、电阻输出模块。
具体实施方式
26.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
27.根据本实用新型的实施例，提供了一种发电机组的控制信号转化装置，提供了两种信号模式的切换，以及两种信号输入方式，四种信号输出方式。
28.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明，如图
1-4所示，根据本实用新型实施例的发电机组的控制信号转化装置，包括上壳1，上壳1的底端设置有外壳8，外壳8的一端设置有旋钮6；外壳8的内部中间位置设置有减速直流电机3，减速直流电机3的输出端与传动轴连接，传动轴依次与导电塑料角位移传感器4及减速齿轮5连接，导电塑料角位移传感器4的两侧均设置有限位开关7；减速直流电机3的上方且位于外壳8内设置有电路板
2。
29.借助于上述方案，本实用新型在三种输入输出方式下，本发电机组的控制信号转化装置可以满足大多数发电机组控制对输出信号的要求、发动机调速器和avr对输入信号的要求。
30.在一个实施例中，电路板2内设置有mcu9，mcu9分别与减速直流电机
3、can通讯输入模块
10、电压输出模块
11、电流输出模块
12、can通讯输出模块
13及导电塑料角位移传感器4连接，减速直流电机3分别与开关输入模块
14及导电塑料角位移传感器4连接，导电塑料角位移传感器4与电阻输出模块
15连接。
31.在一个实施例中，电压输出模块
11包括运算放大器a1、运算放大器a2、电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电容c1、电容c2、电容c3、三极管q3及二极管d1；其中，运算放大器a1的第一端与mcu9的信号输入端连接，运算放大器a1的第二端依次与运算放大器a1的第三端及电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端依次与电阻r1的一端、电容c1的一端及运算放大器a2的第一端连接，电阻r1的另一端与电容c1的另一端连接并接地；运算放大器a2的第二端依次与电阻r4的一端、电阻r5的一端及电容c2的一端连接，电阻r4的另一端接地，电容c2的另一端依次与电阻r5的另一端、二极管d1的正极及三极管q3的发射极连接，三极管q3的集电极与电源连接，三极管q3的基极与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与运算放大器a2的第三端连接；二极管d1的负极依次与电压输出端、电阻r7的一端及电容c3的一端连接，电阻r7的另一端与电容c3的另一端连接并接地。
32.在一个实施例中，电流输出模块
12包括运算放大器a3、运算放大器a4、电阻r9、电阻r12、电阻r8、电阻r11、电阻r51、电阻r61、电阻r10、电阻r71、电容c4、电容c11、电容c31、三极管q1及二极管d2；其中，运算放大器a3的第一端与mcu9的信号输入端连接，运算放大器a3的第二端依次与运算放大器a3的第三端及电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端依次与电阻r51的一端、运算放大器a4的第二端及电容c4的一端连接，电容c4的另一端与电阻r9的一端连接并接地，电阻r9的另一端依次运算放大器a4第一端、电阻r8的一端及电容c11的一端连接，电容c11的另一端依次与电阻r8的另一端及电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端依次与三极管q1的发射极、电阻r10的一端及电阻r61的一端连接，电阻r61的另一端依次与运算放大器a4的第三端及三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极与电源连接；电阻r10的另一端依次与电阻r51的另一端及二极管d2的正极连接，二极管d2的负极依次与电流输出端、电阻r71的一端及电容c31的一端连接，电阻r71的另一端与电容c31的另一端连接并接地。
33.在一个实施例中，电压输出模块
11，用于接收到mcu9输出信号后，转化为
0.5v-4.5v的电压信号输出；电流输出模块
12，用于接收到mcu9输出信号后，转化为
4ma-20ma的电流信号输出。
34.此外，电路板2还包括：
35.供电模块，用于供给直流电，输出给电压输出模块
11、电流输出模块
12和减速直流电机3输出；
36.开关量输入，采集输入信号，输出给电机控制模块和mcu控制器；
37.电机控制模块，接收开关量信号和mcu控制信号后，输出电压控制减速直流电机3正转和电机反转；
38.位置反馈模块，采集导电塑料角位移传感器4位置信号，输出给mcu9；
39.led指示灯，显示电源状态、加速状态、减速状态、通讯状态、本地状态；
40.通讯模块，接收mcu9和外部的通讯数据，两个can通讯模块分别发电机组控制器和发动机调速器通讯，一个usb通讯模块可与上位机进行通讯；
41.mcu控制器，接收位置反馈模块和开关量输入信号，进行逻辑判断输出状态给
led指示灯，输出信号给电机控制模块，将经过数模转换的信号输出给电流输出模块
12和电压输出模块
11，将通讯数据处理后分别给到can通讯模块和usb通讯模块；
42.其中，为实现减速直流电机3的正转与反转控制，所述的减速直流电机3的a端与电
路板2上的触点二相连，b端分出两根线分别与限位开关7的k1、限位开关7的k2相连，限位开关7的k1与电路板上的触点一相连，限位开关7的k2与电路板上的触点三相连，电路板上触点二由继电器rya1控制，电路板上触点一和触点三由继电器rya2控制，无输出状态触电一接gnd、触电二接gnd、触电三悬空，限位开关7的k1闭合，限位开关7的k2闭合；
43.信号输出减速直流电机3正转时继电器rya1闭合，触点二由gnd切换至
24v，此时触点一接gnd，触点三处于悬空状态，减速直流电机3的a端连接触点二为
24v电压，b端连接触点一接地形成回路，减速直流电机3正转，带动减速齿轮
5、传动轴和导电塑料角位移传感器4的轴转动，转动至限位位置时限位销下压限位开关7的k1触点，限位开关7的k1断开供电停止，电机停止转动；信号输出减速直流电机3反转时继电器rya2闭合，触点一由gnd切换至悬空状态，触点三由悬空状态切换至
24v，此时触点二处于接gnd状态，减速直流电机3的a端连接触点二接gnd状态，b端连接触点三接
24v形成回路，减速直流电机3反转带动减速齿轮
5、传动轴和导电塑料角位移传感器4的轴转动，转动至限制位置时限位销下压限位开关7的k2触点，限位开关7的k2断开供电停止，减速直流电机3停止转动；
44.其中为实现模式一与模式二的切换，电路板2上有跳线帽，跳线帽安装在模式一下时，导电塑料角位移传感器4的位置信号直接连接a、w、b三个接线端子，a端连接导电塑料角位移传感器4的一端，b端连接导电塑料角位移传感器4的三端，w端连接导电塑料角位移传感器4的二端，其中a端和b端电阻固定，w端随导电塑料角位移传感器4的角度变化改变对a端和b端的阻值；跳线帽安装在模式二下时，a端连接
5v，b端连接gnd，w端连接位置反馈模块的输入端，形成分压电阻，将导电塑料角位移传感器4的位置信号通过w端的电压经过位置反馈模块给到mcu9，由mcu9调节信号输出变化。
45.其中，两种信号模式可以与信号输入及输出方式组成三种输入输出方式，所述的输入方式包括开关输入和can通讯输入，所述的输出方式包括电阻输出、电压输出、电流输出和can通讯输出。
46.通过电路板2上的跳线帽可以是实现模式一与模式二的切换；所述的模式一信号输出时将导电塑料角位移传感器4的电阻信号直接输出；所述的模式二信号的输出时会将导电塑料角位移传感器4的电阻信号给到mcu9，mcu9控制电压输出、电流输出、can通讯输出；
47.所述的方式一在模式一下，开关量输入直接控制减速直流电机3转动，减速直流电机3带动导电塑料角位移传感器4转动，最后输出导电塑料角位移传感器4的电阻信号；所述的方式二在模式二下，开关量输入直接控制减速直流电机3转动，减速直流电机3带动导电塑料角位移传感器4转动，导电塑料角位移传感器4的位移信号给到mcu9，mcu9控制电压输出、电流输出、can通讯输出；所述的方式三在模式二2下，can通讯信号给到mcu9，mcu9控制减速直流电机3转动，将导电塑料角位移传感器4的位移信号转化成电压输出、电流输出。
48.所述减速直流电机3转动可以由开关量直接控制，也可在mcu9转化can通讯的信号后控制减速直流电机
3。
49.所述电阻信号是导电塑料角位移传感器4直接输出；所述电压信号是电压输出电路将mcu9信号转化成电压信号输出；所述电流信号是电流输出电路将mcu9信号转化为电流输出信号；所述的can通讯信号是can通讯模块将mcu9信号转化成can通讯输出。
50.如图2所示，本实用新型实现的三种输入输出方式：
51.在方式一下，发电机组控制器连接至本发电机组的控制信号转化装置的开关量输入口，开关输入信号直接控制减速直流电机3，减速直流电机3带动导电塑料角位移传感器4转动，最后是导电塑料角位移传感器4的电阻输出，电阻输出端连接发动机调速器或avr。
52.在方式二下，发电机组控制器连接至本发电机组的控制信号转化装置的开关量输入口，开关输入信号直接控制减速直流电机3，减速直流电机3带动导电塑料角位移传感器4转动，导电塑料角位移传感器4的位置电压信号给到mcu9，mcu9将处理后的信号给到电压输出模块
11、电流输出模块
12和can通讯，信号输出端连接发动机调速器或avr。
53.在方式三下，发电机组控制器连接至本发电机组的控制信号转化装置的can通讯输入模块
10，mcu9通过控制器输入的can信号和导电塑料角位移传感器4的位置信号控制减速直流电机3，减速直流电机3带动导电塑料角位移传感器4转动，将导电塑料角位移传感器4的位置信号控制到与can通讯给定输出值一致，同时mcu9也在将导电塑料角位移传感器4的位置信号处理后的信号给到电压输出模块
11、电流输出模块
12，信号输出端连接发动机调速器或avr。
54.如图1所示，本发电机组的控制信号转化装置机械组件，其中减速直流电机3到导电塑料角位移传感器4的传动过程，减速直流电机3转动时，带动减速齿轮5，减速齿轮5与传动轴固定，导电塑料角位移传感器4的轴跟着转动，改变导电塑料角位移传感器4的角度与阻值，固定的限位销跟随转动轴转动，在转动到最大和最小的限制角度时，限位销挤压限位开关7顶部的弹簧触点，弹簧压缩使限位开关7开关状态由闭合变为断开，达到在最大角度和最小角度停止转动的目的，在限位销离开弹簧触点，弹簧回位限位开关开关状态由断开变为闭合，可正常导通；
55.如图3所示，电压输出模块的电路原理图，将mcu端输出信号转换成输出电压，输出电压给发动机调速器或avr，是发电机组的控制信号转化装置输出方式之一；
56.如图4所示，电流输出模块的电路原理图，将mcu端输出信号转换成输出电流，输出电流给发动机调速器或avr，是发电机组的控制信号转化装置输出方式之一；
57.在多种的控制输入和控制输出中，本产品可接入多种输入自由切换输入信号，同时确保输出的一致性，无论接的是哪种输出信号都是统一的输出目标，在复杂的系统中可以确保控制的准确性。
58.综上所述，本实用新型实现三种输入输出方式。
方式一：在模式一下，开关量加速信号和减速信号控制继电器rya1和继电器rya2，减速直流电机3转动带动导电塑料角位移传感器4的角度变化，a端和w端、b端和w端输出电阻跟随变化；机组控制可使用两路开关量控制电阻变化，将电阻信号输出给发动机调速器或avr装置。
方式二：在模式二下，开关量加速信号和减速信号控制继电器rya1和继电器rya2，减速直流电机3转动带动导电塑料角位移传感器4的角度变化，w端输出的电压跟随变化，经过位置反馈模块将电压信号给mcu9，mcu9将信号处理后，通过数模转换输出到电压输出模块
11和电流输出模块
12，将处理后的信号给can通讯模块；机组控制可使用两路开关量控制电压信号、电流信号和can通讯信号，将信号输出给发动机调速器或avr装置。
方式三：在模式二下，can信号给到mcu9，mcu9控制继电器rya1和继电器rya2，减速直流电机3转动带动导电塑料角位移传感器4的角度变化，w端输出的电压跟随变化，经过位置反馈模块将电压信号给mcu9，mcu9将信号处理后，通过数模转换输出到电压输出模块
11和电流输出模块
12，机组控制可使用can通讯信号控制电压
信号、电流信号，将信号输出给发动机调速器或avr装置。
在三种输入输出方式下，本发电机组的控制信号转化装置可以满足大多数发电机组控制对输出信号的要求、发动机调速器和avr对输入信号的要求。
59.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
60.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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。