专利名称：一种自动可调阻性电子负载的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子负载，尤其是指一种用于发电机加载试验的自动可调阻 性电子负载。
背景技术：
发电机、电源及蓄电池等产品在生产出厂前和维修过程中，需要对其性能进行测 试。电子负载是实现电能消耗和转化的工具，可以模拟真实环境中的负载(用电器)，常用 的电子负载，主要有以下几种方式和方法一是直接将普通金属电阻组合在一起作为负载，通过增加和减少金属电阻的数量 改变负载的大小。优点是方法简单，成本低，但是操作麻烦，控制困难；另外是电能回馈型电子负载，可把电能转化回馈到电网，通过将电源装置发出的 电能逆变后返送电网进行再利用，避免了能源浪费。但是设备体积庞大、成本高、移动不方 便，且技术复杂、不能自动调节控制。对于发电机组来说，发电机组输出电量动态变化，相应地加载功率也将变化，特别 是要求单台设备满足单相AC110V、单相AC220V、三相AC380V多规格、多电压等级发电机的 测试需要时，以上两种方法都不适用，其他类型的电子负载也不能实现。为解决以上问题， 出现了一种用于发电机性能试验中的自动可调阻性电子负载，这种装置由闭环控制系统实 现智能调节，操作简单、控制方便，可实现对发电机的恒功率远程加载；且同一设备可测试 多规格型号、多电压等级的发电机，当然也可适用于其他类型电源、蓄电池等电能输出产 品，同时该装置采用单片机通断电子控制，无机械动触头，无电火花出现，提高现场使用安 全和设备使用寿命。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种自动可调阻性电子负载，由多个负载单元组合 为一个电子负载，单个负载单元的功率值及组合数量根据电子负载总功率及分辨率要求 进行合理划分，以达到高分辨率、阶跃式的自动调节负载，例如由50W、100W、200W、400W、 800W、1000W、2000W各一个共6个负载单元组成的总功率为4550W的电子负载，可得到50W，
100W, 150W...... 4550W等多个以50W为加载分辨率的负载点；其他负载功率及分辨率的电
子负载，可参照上述方法进行组合。单独一组就构成为单相负载，可用于单相发电机组测 试，若将每个负载单元拆分为两个串联，同一负载可实现两种电压等级的发电机组测试，由 同样的三个单相负载组，可组成三相电子负载，用于三相发电机组测试用，同时其中的每个 单组负载同时也可作用单相负载使用，即对载荷单元的不同组合控制，同一负载可实现对 单相AC110V、单相AC220V、三相AC380V等多种规格、多种功率发电机组的加载测试。本实用新型的目的是提供一种自动调控的电子负载，同一负载可适用于多规格、 多电压等级的发电机组测试中，也可使用在其他电源、蓄电池场所。本实用新型的有益效果是[0009]1.本实用新型通过对多个负载单元的组合和控制，可组成多种总功率及分辨率的 电子负载组，通过系统的闭环控制，预设加载负载值后，系统根据发电机组输出电量，自动 计算并控制接通相应的负载单元，以实现负载调节给定。2.本实用新型综合应用了远程通讯、单片机、可控硅、光电耦合、电阻元件等器件， 其智能化调节控制程度高，负载组合灵活，负载组合值功率值范围广，广泛应用于发电机 组、电源、蓄电池等性能检测及耐久试验中。3.本实用新型设计科学，组装方便，易于操作，采用单片机控制，可控硅采用过零 触发，对输入的电流电压无非线性影响，呈现纯阻性负载，无机械动触头，无电火花出现，安 全可靠，使用寿命长。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用 新型作进一步的详细描述，其中图1为本实用新型可控硅控制单元示意图；图2为本实用新型结构示意图；图3为本实用新型单片机控制模块与可控硅控制单元连接示意图；图4为本实用新型单相ACllOV结构示意图；图5为本实用新型单相AC220V组合结构示意图；图6为本实用新型多种组合结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。如图1、图2、图3所示，一种自动可调阻性电子负载包括有多个相互并联的载荷单 元、单片机控制模块(2)、通讯接口(1)构成；所述载荷单元包括一个电阻元件和对其控制 的可控硅控制模块，每个可控硅控制模块包括可控硅及可控硅控制电路，所述的可控硅控 制模块一端与所述的单片机控制模块(2)输出端口连接，另一端与电阻元件连接，所述的 单片机控制模块(2)有多个输出端口(22)，每个输出端口(22)与一路载荷单元连接，同时 控制相连的载荷单元的通断；所述的每个载荷单元包括一个电阻元件(4)和对其进行控制 的可控硅控制模块(3)，每个可控硅控制模块(3)中包括一个可控硅(32)及可控硅控制电 路(31)，可控硅(32)与可控硅控制电路(31)采用光电耦合连接方式，可控硅(32)采用过 零触发；可控硅控制模块⑶中的控制电路(31)端与单片机控制模块输出端口(22)相连 接，受单片机控制模块控制，进而控制双向可控硅(32)的通断；可控硅(32)串接于电阻元 件(4)回路中，控制电阻元件(4)的通断。通讯接口(1)与单片机控制模块远程通讯(2)， 由单片机程序控制各载荷单元的组合，实现对发电机组加载的调节。如图4所示，由 50W(R1)、100W(R2)、200W(R3)、400W(R4)、800W (R5)、1000W(R6)电 阻各1，2000W电阻元件4个(R7 R10)，共10个载荷单元并联，构成一组电子负载，此负载
单元组成可组成50W，100W, 150W...... 10550W的多个负载组合值，加载分辨率为50W ；如果
每个负载单元是5W，20个负载并联可得到100W的总负载功率，通过对负载通断的组合，可 得到5，10，15......95，100W,以5W为分辨率的负载组合；电阻元件数量越多组成的载荷值
4也越多，分辨率的大小由电阻单元的最小值确定。如图5所示，将图4中所示的载荷单元拆分两个，如原50W的Rl拆为Rl_l、Rl_2 各25W，1至10路均按此方法各拆分为两个独立的载荷单元，按图5所示线路连接起来，即 构成了 AC220V、AClIOV两个电压等级共用的电子负载。当对AC220V发电机组进行试验 时，AC220V开关闭合，AC110V、AC110V-1两个开关断开，每路的两个载荷单元进行串联连 接，如Rl路载荷单元由Rl-I和R1-2两个载荷单元串联而成，依此类推可得知10路载荷单 元的功率值与图4所示电子负载相同，负载组合点同图4所示电子负载，也得到50W，100W,
150W...... 10550W的各个负载组合值，加载分辨率为50W ；当需要对ACllOV发电机组进行
试验时，AC110V、AC110V-1开关闭合，AC220V开关断开，每路的两个载荷单元进行并联连 接，如Rl路载荷单元由Rl-I和R1-2两个载荷单元并联而成，依此类推可得知10路载荷单
元的功率值与图4所示相同的电子负载，即得到50W，100W, 150W...... 10550W的各个负载
组合值，加载分辩率为50W。图5所示负载即可同时适用于AC220V、ACllOV两种电压等级 的发电机组试验用。如图6所示，两组单相的电子负载和一组同功率已拆分电子负载组合，可构成了 一个适用于AC380V、AC220V、AC110V三种电压等级的组合电子负载。加载实现过程如下对 AC380V三相发电机组进行试验时，AC380开关闭合，AC220V、AC110V、AC110V_1开关断开；对 AC220V单相发电机组加载试验时，AC220V开关闭合，AC380V、ACl 10V、AC110V-1开关断开； 对ACl IOV单相发电机组加载试验时，ACl 10V、ACl 10V-1开关闭合，AC380V、AC220V开关断 开。由控制系统对载荷单元的不同组合控制，同一负载可实现对单相AC110V、单相AC220V、 三相AC380V等多种规格、多种功率发电机组的加载试验。本电子负载也适用于其他电源自动加载场所，方法与此相同，这里不作说明。
权利要求一种自动可调阻性电子负载，其特征是包括多个相互并联的载荷单元、单片机控制模块、通讯接口构成；所述载荷单元包括一个电阻元件和对其控制的可控硅控制模块，每个可控硅控制模块包括与电阻元件相连的可控硅，以及与单片机控制模块输出端口相连的控制电路，可控硅控制模块一端与单片机控制模块输出端口连接，另一端与电阻元件连接，可控硅采用过零触发，对输入的电流电压无非线性影响；所述单片机控制模块的一个单片机端口控制一个载荷单元；所述的通讯接口与所述的单片机控制模块远程通讯，控制各载荷单元的组合，可组成多种功率值及不同分辨率的电子负载组。
2.根据权利要求1所述的一种自动可调阻性电子负载，其特征是所述多个相互并联 的载荷单元，是指多个电阻相互并联，构成一组单相负载，再用三组相同的单相负载构成三 相负载。
3.根据权利要求2所述的一种自动可调阻性电子负载，其特征是每个载荷单元拆分 两个独立的载荷单元，构成AC220V、AClIOV两种电压等级共用的电子负载。
4.根据权利要求2所述的一种自动可调阻性电子负载，其特征是两组单相的电子负 载和一组已拆分的电子负载组合，构成一个适用于单相AC110V、单相AC220V、三相AC380V 三种电压等级的组合电子负载。
专利摘要本实用新型公开了一种自动可调阻性电子负载，由多个相互并联的载荷单元、单片机控制模块、通讯接口构成；每个载荷单元包括一个电阻元件和一块可控硅控制模块，通过可控硅控制模块连接在单片机输出端口上，可控硅采用过零触发，对输入的电流电压无非线性影响，呈现纯阻性负载。一个单片机端口控制一个载荷单元，通讯接口与单片机控制模块通讯，通过控制单片机端口通断实现控制载荷单元的数量，从而达到调控发电机组载荷量的目的；该装置的特点是能对载荷单元不同组合的控制，实现对单相AC110V、单相AC220V、三相AC380V等多种规格、多种功率发电机组加载测试，也适用于其他自动加载场所，同时该装置采用电子开关，无机械动触头，无电火花出现，提高现场安全性和设备使用寿命。
文档编号G01R31/34GK201698006SQ201020175320
公开日2011年1月5日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者李明芝, 王盛学 申请人:重庆多朋科技有限公司