CN101826833B - 自动变频节能电子调速控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动变频节能电子调速控制系统。该系统包括能够接收外部信号和电流参数的自动调速控制器，与该自动控制器分别通信连接的用来检测负载电流量的负载检测仪器、用来调整输出频率和电压的变频补偿器、用来检测发电机实际输出转速的速度传感器以及用来改变发动机供油量的电子执行器；所述速度传感器还与电子执行器通信连接。本发明系统通过对输出到负载上的功率进行实时检测，将检测到的信号通过数字/模拟信号转换后输入到本发明系统中，并综合采集到的柴油机内的运行参数，进行控制油泵的提前角和输油量，进而可自动变速控制，最终实现可以根据负载的大小调节柴油机的运行频率，达到了节约燃油的目的。

Description

自动变频节能电子调速控制系统

技术领域：

本发明涉及一种用来调节发电设备中柴油机运行频率的控制系统，特别涉及一种应用于常规发电机组的自动变频节能电子调速控制系统。

背景技术：

目前，常规的发电机组都是在50Hz或60Hz固定转速下工作，即使在轻载的状态下柴油机仍在高速运行，其结果必然导致柴油机磨损增加和燃油的浪费。在负载变化的情况下工作时，柴油机常常在很轻的负载下运行后待机。

我国的电源负载是按照交流50HZ设计的电磁参数，采取简单的降低频率会降低感性负载的感抗，容易损坏设备，现有技术中的柴油机和发电机采用的是规定传动的连接方式，通过改变柴油机的转速来改变发电机的频率，必然要求柴油机和发电机具有良好的技术参数，既能使用高速旋转下产生稳定的电压输出又能在低速运转下低负载要求电压输出。

这样在现有技术中只是一个理想化的设想，如果要变成发电机组中应用的现实需要解决诸多的技术难题。

首先是负载对电流输出的变化如何检测的技术问题；

第二是发电机如何能够在改变转速下保持稳定的电压，频率输出的技术问题；

第三是柴油机内部的转速和缸位如何检测的问题；

第四是油泵的提前角和供油控制问题；

最后是如何对几个技术参数如何协调控制的问题。

所以，为了在能源供给高度不稳定的今天，降低能源的消耗，使发电机组达到节能效果，以下提供了就解决上述技术问题的新一代自动变频节能电子调速控制系统。

发明内容：

本发明的目的是提供一种应用于常规发电机组的自动变频节能电子调速控制系统。通过匹配最佳性能的柴油机燃油系统、智能型控制系统和发电机，对输出到负载上的功率进行实时检测，将检测到的信号通过数字/模拟信号转换后输入到本发明系统中，并综合采集到的柴油机内的运行参数，进行控制油泵的提前角和输油量，进而可自动变速控制，最终实现可以根据负载的大小调节柴油机的运行频率，达到了节约燃油的目的。

本发明具体技术方案如下：

这种自动变频节能电子调速控制系统，包括能够接收外部信号和电流参数的自动调速控制器，与该自动控制器分别通信连接的用来检测负载电流量的负载检测仪器、用来调整输出频率和电压的变频补偿器、用来检测发电机实际输出转速的速度传感器以及用来改变发动机供油量的电子执行器；所述速度传感器还与电子执行器通信连接。

整个系统的工作原理为：通过检测负载电流量，负载检测仪转化成模拟量的电流信号，自动调速控制器读入信号。把信号和自动控制器设定的参数(发电机额定电流)进行比较，通过PID运算，根据负载的大小来调整输出相应的模拟量电流信号，控制电子执行器和变频补偿器。变频补偿器调整输出频率和电压。电子执行器改变发动机的供油量，改变发动机的转速，改变输出功率。自动调速控制器通过读取速度传感器信号，检测发电机实际输出转速，对发电机组的输出进行调整，保证输出动态稳定。

通过上述介绍，本发明系统的有益效果为：

1.实现整个发电机(柴油机)系统的变速工作。供油量和时间角度可以根据转速自动调整；

2.使整个柴油机设备实现高效率、低噪音、低排放(达到新实施的欧洲非公路用3号标准)；

3.能够实现数字智能调速，控制平稳的电力输出；

4.能够实现宽频率的电压输出；

5.能够实现全面的自动报警保护系统保护发动机、发电机。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明系统所述原理框图。

图2为本发明系统所述实际产品结构图。

图3为本发明系统所述在实施例中的运行流程框图。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1和图2，本发明所述自动变频节能电子调速控制系统，包括能够接收外部信号和电流参数的HJ-HM2500自动调速控制器，与该自动控制器分别通信连接的用来检测负载电流量的负载检测仪器、用来调整输出频率和电压的变频补偿器、用来检测发电机实际输出转速的速度传感器以及用来改变发动机供油量的电子执行器；所述速度传感器还与电子执行器通信连接。

参见图3，系统的运行过程如下：

通过检测负载电流量，负载检测仪转化成模拟量的电流信号，HJ-HM2500自动调速控制器读入信号。把信号和自动控制器设定的参数(发电机额定电流)进行比较，通过PID运算，根据负载的大小来调整输出相应的模拟量电流信号，控制电子执行器和变频补偿器。变频补偿器调整输出频率和电压。电子执行器改变发动机的供油量，改变发动机的转速，改变输出功率。自动调速控制器通过读取速度传感器信号，检测发电机实际输出转速，对发电机组的输出进行调整，保证输出动态稳定。

另外，在具体实现过程中，本发明系统在实际应用时相关设备的参数配置设置如下：

调速信号由功率变送器根据柴油发动机的工作特性曲线设定，使其保持在最经济的燃油曲线上。

速度的设定智能设定，包括速度的斜率控制，柴油机的燃油曲线都在设定。它根据发动机的转速缸位，调速计算出最合适的喷油时间和喷油质量。来控制发电机的运行。使发动机在不同的转速下都能达到最佳工作状态。

应用时，涉及的柴油发电机组主要的设计技术指标是：

发动机部分：

发动机：直列6缸四冲直喷柴油发动机。

喷油系统：VP44电控共轨喷油系统

燃烧方式：涡轮增压，空-空中冷。

冷却方式：离心水泵循环水冷却。

润滑系统：齿轮泵强制润滑，带机油冷却器。

缸径：108mm

行程：125mm

汽缸容量：6.87升

压缩比：16∶1

转速：800~1800RPM

燃油消耗率：192~197g/kwh

发电机部分：

接线方式：三相Y接法

电压：480V

频率：26.67~60Hz

额定电流：616A

功率因数：.0.43

控制部分电源：直流24V

控制器：BE2K或继电器保护控制(应客户要求)

电调参数：

飞轮齿数：160

超速：2000RPM

变速范围：800~1800

速度提升斜率：6％

速度降斜率：7％

最大喷油量：162毫克/冲程。

喷油量调节：+/-20毫克/冲程

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.自动变频节能电子调速控制系统，其特征在于，包括能够接收外部信号和电流参数的自动调速控制器，与该自动调速控制器分别通信连接的用来检测负载电流量的负载检测仪器、用来调整输出频率和电压的变频补偿器、用来检测发电机实际输出转速的速度传感器以及用来改变发动机供油量的电子执行器；所述速度传感器还与电子执行器通信连接。

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