專利名稱：發(fā)電機(jī)組中自動(dòng)變頻節(jié)能電子調(diào)速控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用來調(diào)節(jié)發(fā)電設(shè)備中柴油機(jī)運(yùn)行頻率的發(fā)電機(jī)組，特 別涉及一種應(yīng)用于常規(guī)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)變頻節(jié)能電子調(diào)速控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，常規(guī)的發(fā)電機(jī)組都是在50Hz或60Hz固定轉(zhuǎn)速下工作，即使在輕 載的狀態(tài)下柴油機(jī)仍在高速運(yùn)行，其結(jié)果必然導(dǎo)致柴油機(jī)磨損增加和燃油的浪 費(fèi)。在負(fù)載變化的情況下工作時(shí)，柴油機(jī)常常在很輕的負(fù)載下運(yùn)行后待機(jī)。
我國(guó)的電源負(fù)載是按照交流50HZ設(shè)計(jì)的電磁參數(shù)，采取簡(jiǎn)單的降低頻率 會(huì)降低感性負(fù)載的感抗，容易損壞設(shè)備，現(xiàn)有技術(shù)中的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)采用的 是規(guī)定傳動(dòng)的連接方式，通過改變柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變發(fā)電機(jī)的頻率，必然要 求柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)具有良好的技術(shù)參數(shù)，既能使用高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓 輸出又能在低速運(yùn)轉(zhuǎn)下低負(fù)載要求電壓輸出。
這樣在現(xiàn)有技術(shù)中只是一個(gè)理想化的設(shè)想，如果要變成發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用的 現(xiàn)實(shí)需要解決諸多的技術(shù)難題
首先是負(fù)載對(duì)電流輸出的變化如何檢測(cè)的技術(shù)問題；
第二是發(fā)電機(jī)如何能夠在改變轉(zhuǎn)速下保持穩(wěn)定的電壓以及頻率輸出的技 術(shù)問題；
第三是柴油機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)速和缸位如何檢測(cè)的問題；
第四是油泵的提前角和供油控制問題；
最后是如何對(duì)幾個(gè)技術(shù)參數(shù)如何協(xié)調(diào)控制的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型克服了上述的缺點(diǎn)，而提供一種應(yīng)用于常規(guī)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)變 頻節(jié)能電子調(diào)速發(fā)電機(jī)組，通過匹配最佳性能的柴油機(jī)燃油系統(tǒng)、智能型控制系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)，對(duì)輸出到負(fù)載上的功率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，將檢測(cè)到的信號(hào)通過數(shù) 字/模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換后輸入到本實(shí)用新型系統(tǒng)中，并綜合采集到的柴油機(jī)內(nèi)的運(yùn) 行參數(shù)，進(jìn)行控制油泵的提前角和輸油量，進(jìn)而可自動(dòng)變速控制，最終實(shí)現(xiàn)可 以根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)節(jié)柴油機(jī)的運(yùn)行頻率，達(dá)到了節(jié)約燃油的目的。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 發(fā)電機(jī)組中自動(dòng)變頻節(jié)能電子調(diào)速控制系統(tǒng)，它包括能夠接收外部信號(hào)和 電流參數(shù)的自動(dòng)調(diào)速控制器、用來檢測(cè)負(fù)載電流量的負(fù)載檢測(cè)儀器、用來調(diào)整 輸出頻率和電壓的變頻補(bǔ)償器、用來檢測(cè)發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速的速度傳感器以 及用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的電子執(zhí)行器，其特征在于，所述自動(dòng)控制器與所述 負(fù)載檢測(cè)儀器、變頻補(bǔ)償器、速度傳感器、電子執(zhí)行器分別通信連接。 所述速度傳感器還與所述電子執(zhí)行器通信連接。
控制系統(tǒng)的工作原理為通過檢測(cè)負(fù)載電流量，負(fù)載檢測(cè)儀轉(zhuǎn)化成模擬量 的電流信號(hào)，自動(dòng)調(diào)速控制器讀入信號(hào)，把信號(hào)和自動(dòng)控制器設(shè)定的參數(shù)(發(fā) 電機(jī)額定電流)進(jìn)行比較，通過PID運(yùn)算，根據(jù)負(fù)載的大小來調(diào)整輸出相應(yīng)的 模擬量電流信號(hào)來控制電子執(zhí)行器和變頻補(bǔ)償器，變頻補(bǔ)償器調(diào)整輸出頻率和 電壓，電子執(zhí)行器改變發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及改變輸出功率。 自動(dòng)調(diào)速控制器通過讀取速度傳感器信號(hào)，檢測(cè)發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，對(duì)發(fā)電 機(jī)組的輸出進(jìn)行調(diào)整，保證輸出動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。
通過上述介紹，本實(shí)用新型達(dá)到了以下有益效果
1、 實(shí)現(xiàn)了整個(gè)發(fā)電機(jī)(柴油機(jī))系統(tǒng)的變速工作，并且供油量和時(shí)間角 度可以根據(jù)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)整；
2、 使整個(gè)柴油機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了高效率、低噪音、低排放(達(dá)到新實(shí)施的歐 洲非公路用3號(hào)標(biāo)準(zhǔn))的標(biāo)準(zhǔn)； .
3、 能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字智能調(diào)速，并且起到控制平穩(wěn)電力輸出的效果；
4、 能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻率的電壓輸出；
5、 能夠?qū)崿F(xiàn)全面的自動(dòng)報(bào)警保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。


圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施的電氣原理圖。
圖3為本實(shí)用新型系統(tǒng)在實(shí)施例中的運(yùn)行流程框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
參見
圖1:本實(shí)用新型所述發(fā)電機(jī)組中自動(dòng)變頻節(jié)能電子調(diào)速控制系統(tǒng)，包括能夠接收外部信號(hào)和電流參數(shù)的自動(dòng)調(diào)速控制器1、檢測(cè)負(fù)載電流量的負(fù)載檢測(cè)儀器2、調(diào)整輸出頻率和電壓的變頻補(bǔ)償器3、檢測(cè)發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速的速度傳感器4以及用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的電子執(zhí)行器5。
自動(dòng)控制器1與所述負(fù)載檢測(cè)儀器2、變頻補(bǔ)償器3、速度傳感器4、電子執(zhí)行器5分別通信連接，所述速度傳感器4還與電子執(zhí)行器5通信連接。
參考圖2:本實(shí)用新型接收外部信號(hào)和電流參數(shù)的自動(dòng)調(diào)速控制器1采用HJ-HM2500自動(dòng)控制器。
參見圖3，系統(tǒng)的運(yùn)行過程如下
通過檢測(cè)負(fù)載電流量，負(fù)載檢測(cè)儀器2轉(zhuǎn)化成模擬量的電流信號(hào)，HJ-HM2500自動(dòng)調(diào)速控制器讀入信號(hào)，把信號(hào)和自動(dòng)控制器設(shè)定的參數(shù)(發(fā)電機(jī)額定電流)進(jìn)行比較，通過PID運(yùn)算，根據(jù)負(fù)載的大小來調(diào)整輸出相應(yīng)的模擬量電流信號(hào)控制電子執(zhí)行器5和變頻補(bǔ)償器3，變頻補(bǔ)償器3調(diào)整輸出頻率和電壓，電子執(zhí)行器5改變發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及改變輸出功率，自動(dòng)調(diào)速控制器1通過讀取速度傳感器4信號(hào)，檢測(cè)發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，對(duì)發(fā)電機(jī)組的輸出進(jìn)行調(diào)整，保證輸出動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。
另外，在具體實(shí)現(xiàn)過程中，本實(shí)用新型系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)相關(guān)設(shè)備的參數(shù)配置設(shè)置如下
調(diào)速信號(hào)由功率變送器根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性曲線設(shè)定，使其保持在'最經(jīng)濟(jì)的燃油曲線上。
速度的設(shè)定智能設(shè)定，包括速度的斜率控制，柴油機(jī)的燃油曲線都在設(shè)定，它根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速缸位，調(diào)速計(jì)算出最合適的噴油時(shí)間和噴油質(zhì)量，來控制發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下都能達(dá)到最佳工作狀態(tài)。應(yīng)用時(shí)，涉及的柴油發(fā)電機(jī)組主要的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)是-
1、 發(fā)動(dòng)機(jī)部分
發(fā)動(dòng)機(jī)直列6缸四沖直噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)
噴油系統(tǒng)VP44電控共軌噴油系統(tǒng)
燃燒方式渦輪增壓，空-空中冷
冷卻方式離心水泵循環(huán)水冷卻
潤(rùn)滑系統(tǒng)齒輪泵強(qiáng)制潤(rùn)滑，帶機(jī)油冷卻器
缸徑108mm
行程125mm
汽缸容量6.87升
壓縮比16: 1
轉(zhuǎn)速800 1800RPM
燃油消耗率192 197g/kwh
2、 發(fā)電機(jī)部分接線方式三相Y接法電壓480V
頻率26.67 60Hz額定電流616A功率因數(shù)0.43控制部分電源直流24V
控制器BE2K或繼電器保護(hù)控制(應(yīng)客戶要求)
3、 電調(diào)參數(shù)飛輪齒數(shù)160超速2000RPM變速范圍800 1800
速度提升斜率6%速度降斜率7%最大噴油量162毫克/沖程。噴油量調(diào)節(jié)±20毫克/沖程
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1、發(fā)電機(jī)組中自動(dòng)變頻節(jié)能電子調(diào)速控制系統(tǒng)，它包括能夠接收外部信號(hào)和電流參數(shù)的自動(dòng)調(diào)速控制器，檢測(cè)負(fù)載電流量的負(fù)載檢測(cè)儀器、調(diào)整輸出頻率和電壓的變頻補(bǔ)償器、檢測(cè)發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速的速度傳感器以及改變發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的電子執(zhí)行器，其特征在于，所述自動(dòng)控制器與所述負(fù)載檢測(cè)儀器、變頻補(bǔ)償器、速度傳感器、電子執(zhí)行器分別通信連接。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)變頻節(jié)能電子調(diào)速發(fā)電機(jī)組，其特征在于， 所述速度傳感器還與電子執(zhí)行器通信連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種發(fā)電機(jī)組中自動(dòng)變頻節(jié)能電子調(diào)速控制系統(tǒng)，該機(jī)組通過接收外部信號(hào)和電流參數(shù)的自動(dòng)調(diào)速控制器，自動(dòng)控制器分別通信連接用來檢測(cè)負(fù)載電流量的負(fù)載檢測(cè)儀器、調(diào)整輸出頻率和電壓的變頻補(bǔ)償器、檢測(cè)發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速的速度傳感器以及用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的電子執(zhí)行器；速度傳感器還與電子執(zhí)行器以及變頻補(bǔ)償器通信連接。通過對(duì)輸出到負(fù)載上的功率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，將檢測(cè)到的信號(hào)通過數(shù)字/模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換后輸入到本實(shí)用新型系統(tǒng)中，并把綜合采集到的柴油機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行控制油泵的提前角和輸油量，進(jìn)而可自動(dòng)變速控制，最終實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)節(jié)柴油機(jī)的運(yùn)行頻率，達(dá)到了節(jié)約燃油的目的。
文檔編號(hào)F02D33/00GK201416484SQ20092007231
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者李繼綱, 胡著平 申請(qǐng)人:上海恒錦動(dòng)力科技有限公司