智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組。包括一柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)及與該柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)連接的工程機(jī)械用柴油機(jī)、三相交流發(fā)電機(jī)和定頻穩(wěn)壓器；所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)用于控制所述工程機(jī)械用柴油機(jī)和三相交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述工程機(jī)械用柴油機(jī)用于提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力；所述三相交流發(fā)電機(jī)用于將柴油機(jī)的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能；所述定頻穩(wěn)壓器用于將變化頻率的電能整定為預(yù)定頻率的電能，定頻穩(wěn)壓器采用AC—DC—AC的工作方式。本發(fā)明系統(tǒng)大大節(jié)省柴油發(fā)電機(jī)組購(gòu)置費(fèi)用；減少?gòu)U氣排放；提高柴油發(fā)電機(jī)組壽命；減少柴油發(fā)電機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，且電壓采用DVR自動(dòng)調(diào)節(jié)，頻率采用定頻器調(diào)節(jié)，頻率調(diào)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)兩者分開(kāi)。
【專利說(shuō)明】智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油發(fā)電機(jī)組以其重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度大廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中各類型負(fù)載分為三大類，感性負(fù)載、阻性負(fù)載、容性負(fù)載
其中以感性負(fù)載使用最廣泛，占據(jù)了全部負(fù)載的70%以上，比如電動(dòng)機(jī)、節(jié)能燈、電腦、通信類設(shè)備。這些感性負(fù)載雖然千差萬(wàn)別，根據(jù)功能來(lái)分可以分為兩大類，信號(hào)處理性負(fù)載和動(dòng)力性負(fù)載。其中動(dòng)力性負(fù)載占據(jù)了感性負(fù)載的80%以上。比如電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)各種負(fù)載工作，根據(jù)楞次定律——感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。電動(dòng)機(jī)的瞬間起動(dòng)電流一般可以達(dá)到額定電流的5-7倍,單臺(tái)電動(dòng)機(jī)瞬間起動(dòng)電流再大,但對(duì)市政電網(wǎng)的容量來(lái)講是可以忽略不計(jì)。所以接市政電網(wǎng)用電的電動(dòng)機(jī)一般不用考慮啟動(dòng)電流的問(wèn)題。但是，如果用柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)電來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，特別是帶動(dòng)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空調(diào)壓縮機(jī)、或者電焊機(jī)這類大瞬間啟動(dòng)電流的負(fù)載。配置的柴油發(fā)電機(jī)組的額定功率就要比負(fù)載的額定功率大3-5倍。因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)組的容量對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載來(lái)講是很有限的。如果機(jī)組的配置功率只比負(fù)載額定功率大一些，那么瞬間啟動(dòng)電流過(guò)大，柴油機(jī)無(wú)法承受，然后熄火。在實(shí)際使用中我們一般配置的發(fā)電機(jī)機(jī)組額定功率比電動(dòng)機(jī)負(fù)載的額定功率大3-5倍。
[0003]另外一方面，我們所使用最廣泛的柴油發(fā)電機(jī)組為磁極對(duì)數(shù)為4級(jí)的三相交流發(fā)電機(jī)組，三相柴油發(fā)電機(jī)組輸出電能的頻率必須保持在50Hz，這就要求柴油機(jī)轉(zhuǎn)速必須穩(wěn)定在1500RPM，根據(jù)功率公式P=9550*N*T，柴油機(jī)的功率等于9550乘以轉(zhuǎn)速(N)乘以鈕矩(T)。發(fā)電用柴油機(jī)可以使用的轉(zhuǎn)速在500—2200RPM之間，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組頻率的限制，柴油機(jī)的可使用的轉(zhuǎn)速在900-1500之間，發(fā)電用柴油機(jī)最大鈕矩在1500RPM，工程機(jī)械用柴油機(jī)最大鈕矩在1800RPM，同樣一款柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(只有噴油系統(tǒng)不同，其它都一樣)，工程機(jī)械用的柴油機(jī)最大輸出功率要比發(fā)電用柴油機(jī)功率大15% — 25%，在低速空載時(shí)，工程機(jī)械用的柴油機(jī)燃料消耗比發(fā)電機(jī)用柴油機(jī)在空載時(shí)燃料消耗低10%因?yàn)檗D(zhuǎn)速很低。
[0004]因?yàn)橐３纸涣靼l(fā)電機(jī)不管是空載還是滿載時(shí)輸出的三相交流電頻率都保持在50Hz，所以這樣柴油發(fā)動(dòng)機(jī)所儲(chǔ)備的功率不能充分發(fā)揮出來(lái)，在發(fā)電機(jī)空載時(shí)，因?yàn)橐３?500RPM的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致不能以更低的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，從而多消耗燃油。
[0005]雖然我們配置大功率的柴油發(fā)電機(jī)組能夠保證負(fù)載的正常使用，但是帶來(lái)一系列問(wèn)題。電動(dòng)機(jī)成功啟動(dòng)后，電流迅速回歸到額定電流，這將導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期處于輕載的運(yùn)行狀況，這種長(zhǎng)期大馬拉小車會(huì)導(dǎo)致如下問(wèn)題:
(1)柴油發(fā)電機(jī)組購(gòu)置費(fèi)用較大；
(2)柴油發(fā)電機(jī)組壽命大大縮短；
(3)柴油發(fā)電機(jī)組燃油消耗大增，導(dǎo)致運(yùn)行花費(fèi)巨大。
[0006]實(shí)例: 有一臺(tái)7KW.50HZ.380V.3P的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的冷庫(kù)壓縮機(jī)。額定電流約為12A，瞬間起動(dòng)電流時(shí)間為60A.2S。
[0007]為此負(fù)載配置的柴油發(fā)電機(jī)組額定功率必須達(dá)到21KW。其中柴油機(jī)額定功率必須要達(dá)到22Kw(1500RPM時(shí))(最大功率為24Kw(1500RPM時(shí)))，方可帶動(dòng)壓縮機(jī)正常運(yùn)行。
[0008]如果使用變速技術(shù)把柴油機(jī)剩余的25%功率發(fā)揮出來(lái)，那么為負(fù)載配置的發(fā)電機(jī)組中柴油機(jī)額定功率達(dá)到16.5Kw(1500RPM時(shí))(最大功率可以達(dá)到24Kw(2200RPM時(shí)))SP可滿足壓縮機(jī)正常運(yùn)行。
[0009]在同樣滿足負(fù)載功率需求的情況下，相同品牌的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率
16.5Kw(1500RPM時(shí))(最大功率24Kw(2200RPM時(shí)))的柴油比額定功率22Kw(1500RPM時(shí))(最大功率24KW(1500RPM時(shí)))的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)格要便宜將近25%。
[0010]負(fù)載起動(dòng)成功后滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)16.5Kff(1500RPM時(shí))的發(fā)電機(jī)組剩余功率為7KW。22KW的發(fā)動(dòng)機(jī)剩余功率為2KW。16.5KW機(jī)組耗油量為3.46L/h。22KW的發(fā)電機(jī)組耗油量為
4.32L/h。這樣每小時(shí)多耗費(fèi)0.68L燃油.雖然做工相同。
[0011]機(jī)組由于長(zhǎng)期輕載運(yùn)行，燃燒惡化。會(huì)導(dǎo)致零件磨損加劇。維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用將大大增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)發(fā)電用柴油機(jī)變速的運(yùn)行方式來(lái)挖掘柴油機(jī)高速運(yùn)行時(shí)的潛在輸出功率，從而增加發(fā)電機(jī)組的輸出功率，提高柴油發(fā)電機(jī)組抗過(guò)載能力、減少柴油發(fā)電機(jī)組燃油消耗、減少柴油發(fā)電機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，包括一柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)及與該柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)連接的工程機(jī)械用柴油機(jī)、三相交流發(fā)電機(jī)和定頻穩(wěn)壓器；
所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)用于控制所述工程機(jī)械用柴油機(jī)和三相交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)檢測(cè)到的三相交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓低于額定值且輸出電流增大時(shí)，所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制工程機(jī)械用柴油機(jī)轉(zhuǎn)速加快，以提高工程機(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率；當(dāng)檢測(cè)到的三相交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓大于額定值且輸出電流減少時(shí)，所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制工程機(jī)械用柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低，以降低工程機(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率；
所述工程機(jī)械用柴油機(jī)用于提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力；
所述三相交流發(fā)電機(jī)用于將柴油機(jī)的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能；
所述定頻穩(wěn)壓器用于將變化頻率的電能整定為預(yù)定頻率的電能，該定頻穩(wěn)壓器采用AC一DC一AC的工作方式。
[0014]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)包括一處理器及與該處理器連接的傳感器模塊、控制工程機(jī)械用柴油機(jī)的起動(dòng)機(jī)和油門執(zhí)行器；所述處理器還連接有一用于為柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)提供電能的電源模塊，該電源模塊還連接有一蓄電池；所述處理器為S3C6410處理器。
[0015]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述傳感器模塊包括用于檢測(cè)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組輸出的三相電壓檢測(cè)傳感器、用于檢測(cè)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組輸出電流的三相電流檢測(cè)傳感器、用于檢測(cè)柴油機(jī)機(jī)油壓力的機(jī)油壓力傳感器、用于檢測(cè)柴油機(jī)中水溫的水溫傳感器和用于檢測(cè)工程機(jī)械用柴油機(jī)及三相交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。
[0016]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述工程機(jī)械用柴油機(jī)工作在510RPM——2200RPM轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。
[0017]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述三相交流發(fā)電機(jī)為4級(jí)三相交流發(fā)電機(jī)組，工作在510RPM-2200RPM 之間；
在本發(fā)明實(shí)施例中，所述三相交流發(fā)電機(jī)在510RPM——2200RPM轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)端電壓均保持在額定電壓400V，且在此速度范圍內(nèi)輸出電能頻率為工頻17Hz-100Hz。
[0018]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述定頻穩(wěn)壓器包括一智能控制單元及一為整個(gè)定頻穩(wěn)壓器提供電能的電源單元；所述智能控制單元與信號(hào)檢測(cè)單元、整流濾波單元、逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧⑼ㄐ艈卧惋@示操作單元連接。
[0019]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述信號(hào)檢測(cè)單元用于檢測(cè)定頻穩(wěn)壓器中各項(xiàng)參數(shù)；所述信號(hào)檢測(cè)單元還用于檢測(cè)空氣溫度和相對(duì)濕度；所述整流濾波單元用于將智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組的電能進(jìn)行整流、濾波，進(jìn)而輸出穩(wěn)定的直流電能至逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧凰瞿孀兎€(wěn)壓?jiǎn)卧糜趯⒄鳛V波單元輸出的直流電能逆變?yōu)轭A(yù)定頻率的交流電能；所述智能控制單元根據(jù)所述信號(hào)檢測(cè)單元采集的系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)，對(duì)所述整流濾波單元和逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧M(jìn)行控制，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的欠過(guò)壓、欠過(guò)頻及過(guò)載保護(hù)；所述通信單元將所述信號(hào)檢測(cè)單元采集的系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)，傳輸給所述顯示操作單元進(jìn)行。
[0020]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述定頻穩(wěn)壓器正常工作輸入電能的頻率變化范圍為1Ηζ-200Ηζ，額定輸出頻率為50Hz。
[0021]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組的工作方式如下，
低速運(yùn)行狀態(tài):
所述智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)后，在所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)的控制下，所述工程機(jī)械用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)所述三相交流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組處于空載運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)三相交流發(fā)電機(jī)電能輸出后進(jìn)入定頻穩(wěn)壓器，定頻穩(wěn)壓器把電能整定，輸出預(yù)定頻率、預(yù)定電壓的電能，然后電能輸送給負(fù)載；當(dāng)負(fù)載起動(dòng)后，柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，使其輸出功率追隨負(fù)載，給負(fù)載提供穩(wěn)定的電倉(cāng)泛;
聞速運(yùn)行狀態(tài):
當(dāng)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷較重時(shí)，工程機(jī)械用柴油機(jī)在柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)作用下，提高運(yùn)行轉(zhuǎn)速?gòu)亩龃蠊こ虣C(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率。
[0022]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明系統(tǒng)大大節(jié)省柴油發(fā)電機(jī)組購(gòu)置費(fèi)用；節(jié)省柴油；減少?gòu)U氣排放；提高柴油發(fā)電機(jī)組壽命；減少柴油發(fā)電機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用；
2、本發(fā)明智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組功率8KW-2000KW全功率段可用；
3、本發(fā)明配備了串口RS485，網(wǎng)絡(luò)，USB，GPRS等多種通信接口，可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)三“遙控”功能；
4、電壓采用DVR自動(dòng)調(diào)節(jié)，頻率采用定頻器調(diào)節(jié)，頻率調(diào)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)兩者分開(kāi)?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組的示意框圖。
[0024]圖2為本發(fā)明柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)示意框圖。
[0025]圖3為本發(fā)明定頻穩(wěn)壓器整體框圖。
[0026]圖4為本發(fā)明定頻穩(wěn)壓器連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明一種智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，包括一柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)及與該柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)連接的工程機(jī)械用柴油機(jī)、三相交流發(fā)電機(jī)和定頻穩(wěn)壓器；
所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)用于控制所述工程機(jī)械用柴油機(jī)和三相交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)檢測(cè)到的三相交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓低于額定值且輸出電流增大時(shí)，所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制工程機(jī)械用柴油機(jī)轉(zhuǎn)速加快，以提高工程機(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率；當(dāng)檢測(cè)到的三相交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓大于額定值且輸出電流減少時(shí)，所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制工程機(jī)械用柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低，以降低工程機(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率；
所述工程機(jī)械用柴油機(jī)用于提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力；
所述三相交流發(fā)電機(jī)用于將柴油機(jī)的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能；
所述定頻穩(wěn)壓器用于將變化頻率的電能整定為預(yù)定頻率的電能，該定頻穩(wěn)壓器采用AC一DC一AC的工作方式。
[0029]如圖2所示，本實(shí)施例中，所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)包括一處理器及與該處理器連接的傳感器模塊、控制工程機(jī)械用柴油機(jī)的起動(dòng)機(jī)和油門執(zhí)行器；所述處理器還連接有一用于為柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)提供電能的電源模塊，該電源模塊還連接有一蓄電池；所述處理器為S3C6410處理器。
[0030]處理器輸出指令到工程機(jī)械用柴油機(jī)的起動(dòng)機(jī)和油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳感器模塊檢測(cè)三相交流發(fā)電機(jī)輸出的電壓和電流，當(dāng)檢測(cè)到發(fā)電機(jī)電壓低于額定值時(shí)，電流增大時(shí)，該檢測(cè)的電壓和電流把信號(hào)輸入到處理器，處理器經(jīng)過(guò)計(jì)算，輸出一個(gè)模擬量的數(shù)值傳送到油門執(zhí)行器，增大工程機(jī)械用柴油機(jī)的油門開(kāi)度，工程機(jī)械用柴油機(jī)此時(shí)迅速提高速度，輸出功率增大，使工程機(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率滿足三相交流發(fā)電機(jī)的帶動(dòng)需求(擴(kuò)大柴油機(jī)的最大輸出功率，當(dāng)傳感器模塊檢測(cè)到三相交流發(fā)電機(jī)輸出電流減少，電壓恒定，則處理器對(duì)采集到的電流和電壓進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)會(huì)發(fā)出一個(gè)模擬量的值到油門執(zhí)行器來(lái)，減少工程機(jī)械用柴油機(jī)油門開(kāi)度，工程機(jī)械用柴油機(jī)此時(shí)處于輕載低速，以節(jié)省燃料。(低速省油);上述的傳感器模塊就是不斷檢測(cè)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組所處的負(fù)荷，來(lái)及時(shí)調(diào)整工程機(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率，從而拓展工程機(jī)械用柴油機(jī)高速的大功率區(qū)間，低速運(yùn)行節(jié)省柴油。
[0031]本實(shí)施例中，所述傳感器模塊包括用于檢測(cè)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組輸出電壓的三相電壓檢測(cè)傳感器、用于檢測(cè)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組輸出電流的三相電流檢測(cè)傳感器、用于檢測(cè)柴油機(jī)機(jī)油壓力的機(jī)油壓力傳感器、用于檢測(cè)柴油機(jī)中水溫的水溫傳感器和用于檢測(cè)工程機(jī)械用柴油機(jī)及三相交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。
[0032]本實(shí)施例中，所述工程機(jī)械用柴油機(jī)工作在510RPM——2200RPM轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。
[0033]本實(shí)施例中，所述三相交流發(fā)電機(jī)為4級(jí)三相交流發(fā)電機(jī)組，工作在510RPM——2200RPM 之間；
本實(shí)施例中，所述三相交流發(fā)電機(jī)在510RPM——2200RPM轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)端電壓均保持在額定電壓400V，且在此速度范圍內(nèi)輸出電能頻率為工頻17Hz-100Hz。
[0034]如圖3-4所示，本實(shí)施例中，所述定頻穩(wěn)壓器包括一智能控制單元及一為整個(gè)定頻穩(wěn)壓器提供電能的電源單元；所述智能控制單元與信號(hào)檢測(cè)單元、整流濾波單元、逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、通信單元和顯示操作單元連接。
[0035]本實(shí)施例中，所述信號(hào)檢測(cè)單元用于檢測(cè)定頻穩(wěn)壓器中各項(xiàng)參數(shù)；所述信號(hào)檢測(cè)單元還用于檢測(cè)空氣溫度和相對(duì)濕度；所述整流濾波單元用于將智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組的電能進(jìn)行整流、濾波，進(jìn)而輸出穩(wěn)定的直流電能至逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧?；所述逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧糜趯⒄鳛V波單元輸出的直流電能逆變?yōu)轭A(yù)定頻率的交流電能；所述智能控制單元根據(jù)所述信號(hào)檢測(cè)單元采集的系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)，對(duì)所述整流濾波單元和逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧M(jìn)行控制，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的欠過(guò)壓、欠過(guò)頻及過(guò)載保護(hù)；所述通信單元將所述信號(hào)檢測(cè)單元采集的系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)，傳輸給所述顯示操作單元進(jìn)行。
[0036]本實(shí)施例中，所述定頻穩(wěn)壓器正常工作輸入電能的頻率變化范圍為1Ηζ-200Ηζ，額定輸出頻率為50Hz。
[0037]本實(shí)施例中，所述智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組的工作方式如下，
低速運(yùn)行狀態(tài):
所述智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)后，在所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)的控制下，所述工程機(jī)械用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)所述三相交流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組處于空載運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)三相交流發(fā)電機(jī)電能輸出后進(jìn)入定頻穩(wěn)壓器，定頻穩(wěn)壓器把電能整定，輸出預(yù)定頻率、預(yù)定電壓的電能，然后電能輸送給負(fù)載；當(dāng)負(fù)載起動(dòng)后，柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，使其輸出功率追隨負(fù)載，給負(fù)載提供穩(wěn)定的電倉(cāng)泛;
聞速運(yùn)行狀態(tài):
當(dāng)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷較重時(shí)，工程機(jī)械用柴油機(jī)在柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)作用下，提高運(yùn)行轉(zhuǎn)速?gòu)亩龃蠊こ虣C(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率。
[0038]本發(fā)明(I)通過(guò)變速運(yùn)行方式使柴油機(jī)工作在高速(大于1500RPM)，充分挖掘柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的性能:以前的柴油發(fā)電機(jī)組都是定速柴油發(fā)電機(jī)組，保持發(fā)電機(jī)組頻率穩(wěn)定在50Hz，此時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速必須控制在1500RPM，但是我們通常使用的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在500—2200RPM之間，而根據(jù)功率公式P=9550*N*T，柴油機(jī)的功率等于9550乘以轉(zhuǎn)速(N)乘以鈕矩(T)，這樣在定速運(yùn)行的柴油機(jī)所具有的輸出功能還有15%-25%沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)。通過(guò)變速運(yùn)行方式充分發(fā)揮柴油機(jī)的功率，同一款柴油機(jī)在驅(qū)動(dòng)三相交流發(fā)電機(jī)的應(yīng)用上可以輸出更多的功率。
[0039](2)在發(fā)電機(jī)組空載運(yùn)行狀態(tài)下，使柴油發(fā)電機(jī)組低速運(yùn)行，從而在空載的情況下降低燃油消耗。[0040](3)通過(guò)定頻穩(wěn)壓器，直接把以前柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出頻率關(guān)系斷開(kāi)(發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)同軸，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速相同，60f=PN，f是發(fā)電機(jī)輸出電能的頻率，P是發(fā)電機(jī)磁極對(duì)數(shù)的1/2，N是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，如果發(fā)電機(jī)用4級(jí)的P=2，轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)則f=PN/60=(2*1500) /60=50Hz)，通過(guò)定頻器，把變化的頻率整定成穩(wěn)定的50Hz頻率輸出，不管柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是多少，始終保持發(fā)電機(jī)最終輸出電能的頻率為50Hz。從而使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速不影響最終輸出的頻率，使發(fā)電機(jī)最終輸出頻率保持穩(wěn)定，穩(wěn)定在50Hz。
[0041](4)智能化:發(fā)電機(jī)組電源設(shè)備通過(guò)CAN總線與負(fù)載設(shè)備建立通信，成為智能輸配電系統(tǒng)。
[0042]以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:包括一柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)及與該柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)連接的工程機(jī)械用柴油機(jī)、三相交流發(fā)電機(jī)和定頻穩(wěn)壓器； 所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)用于控制所述工程機(jī)械用柴油機(jī)和三相交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)檢測(cè)到的三相交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓低于額定值且輸出電流增大時(shí)，所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制工程機(jī)械用柴油機(jī)轉(zhuǎn)速加快，以提高工程機(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率；當(dāng)檢測(cè)到的三相交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓大于額定值且輸出電流減少時(shí)，所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制工程機(jī)械用柴油機(jī)轉(zhuǎn)速降低，以降低工程機(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率； 所述工程機(jī)械用柴油機(jī)用于提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力； 所述三相交流發(fā)電機(jī)用于將柴油機(jī)的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能； 所述定頻穩(wěn)壓器用于將變化頻率的電能整定為預(yù)定頻率的電能，該定頻穩(wěn)壓器采用AC一DC一AC的工作方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)包括一處理器及與該處理器連接的傳感器模塊、控制工程機(jī)械用柴油機(jī)的起動(dòng)機(jī)和油門 執(zhí)行器；所述處理器還連接有一用于為柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)提供電能的電源模塊，該電源模塊還連接有一蓄電池；所述處理器為S3C6410處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述傳感器模塊包括用于檢測(cè)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組輸出電壓的三相電壓檢測(cè)傳感器、用于檢測(cè)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組輸出電流的三相電流檢測(cè)傳感器、用于檢測(cè)柴油機(jī)機(jī)油壓力的機(jī)油壓力傳感器、用于檢測(cè)柴油機(jī)中水溫的水溫傳感器和用于檢測(cè)工程機(jī)械用柴油機(jī)及三相交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述工程機(jī)械用柴油機(jī)工作在5IORPM——2200RPM轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述三相交流發(fā)電機(jī)為4級(jí)三相交流發(fā)電機(jī)組，工作在510RPM——2200RPM之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述三相交流發(fā)電機(jī)在510RPM——2200RPM轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)端電壓均保持在額定電壓400V，且在此速度范圍內(nèi)輸出電能頻率為工頻17Hz-100Hz。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述定頻穩(wěn)壓器包括一智能控制單元及一為整個(gè)定頻穩(wěn)壓器提供電能的電源單元；所述智能控制單元與信號(hào)檢測(cè)單元、整流濾波單元、逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧?、通信單元和顯示操作單元連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述信號(hào)檢測(cè)單元用于檢測(cè)定頻穩(wěn)壓器中各項(xiàng)參數(shù)；所述信號(hào)檢測(cè)單元還用于檢測(cè)空氣溫度和相對(duì)濕度；所述整流濾波單元用于將智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組的電能進(jìn)行整流、濾波，進(jìn)而輸出穩(wěn)定的直流電能至逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧凰瞿孀兎€(wěn)壓?jiǎn)卧糜趯⒄鳛V波單元輸出的直流電能逆變?yōu)轭A(yù)定頻率的交流電能；所述智能控制單元根據(jù)所述信號(hào)檢測(cè)單元采集的系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)，對(duì)所述整流濾波單元和逆變穩(wěn)壓?jiǎn)卧M(jìn)行控制，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的欠過(guò)壓、欠過(guò)頻及過(guò)載保護(hù)；所述通信單元將所述信號(hào)檢測(cè)單元采集的系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)，傳輸給所述顯示操作單元進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述定頻穩(wěn)壓器正常工作輸入電能的頻率變化范圍為1Ηz-200Ηz，額定輸出頻率為50Hz。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，其特征在于:所述智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組的工作方式如下， 低速運(yùn)行狀態(tài): 所述智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)后，在所述柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)的控制下，所述工程機(jī)械用柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)所述三相交流發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組處于空載運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)三相交流發(fā)電機(jī)電能輸出后進(jìn)入定頻穩(wěn)壓器，定頻穩(wěn)壓器把電能整定，輸出預(yù)定頻率、預(yù)定電壓的電能，然后電能輸送給負(fù)載；當(dāng)負(fù)載起動(dòng)后，柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)控制智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組，使其輸出功率追隨負(fù)載，給負(fù)載提供穩(wěn)定的電倉(cāng)泛; 聞速運(yùn)行狀態(tài): 當(dāng)智能交流變速柴油發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷較重時(shí)，工程機(jī)械用柴油機(jī)在柴油發(fā)電機(jī)組變速控制系統(tǒng)作用下，提高運(yùn)行轉(zhuǎn)速?gòu)亩龃蠊こ虣C(jī)械用柴油機(jī)的輸出功率。
【文檔編號(hào)】H02P9/42GK103956948SQ201410187761
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】高秀玲 申請(qǐng)人:福建省唐力縱橫科技發(fā)展有限公司