CN102495369A - 一种发电机的负荷试验的水电阻及发电机负荷试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了发电机负荷试验的水电阻，其工作水箱的入水管设置给水泵将储水箱水份泵入，出水管设置排水泵将水箱中的水份泵向喷淋管，喷淋管的下方设置能够接水盆收集喷出的水份，在接水盆的底部再设置回水通道将收集的水分倒回到储水箱中。其工作水箱连接给水泵和排水泵，通过调节给水泵和排水泵的流量可调节工作水箱内的水位，从而调节负荷。由于水位变化均匀缓慢，因而其负荷调节变化平稳，不存在突变。此外，其工作水箱排出的水份经喷淋冷却后再回到储水箱，水在循环过程中能够将负荷试验中消耗发电机功率产生的热量及时向外界散发，工作水箱中的水在试验过程不会气化，因而能够维持负荷的稳定。

Description

一种发电机的负荷试验的水电阻及发电机负荷试验装置

技术领域

 本发明涉及船舶建造行业中发电机进行负荷试验使用的水电阻，以及一种发电机负荷试验装置。

背景技术

目前，船厂使用的发电机负荷试验装置的水电阻，其负荷的升降的控制方式主要有两种，一种为动极式控制，另一种为气压式控制。其中，动极式控制是指通过卷扬机带动极板在负荷缸内上下运动来改变极板与水的接触面积，以实现负荷的升降，从而给发电机提供不同的负荷工况进行试验。其为机械式控制，受控制方式的制约，负荷调节过程中，负荷的跳动大。气压式控制则是通过改变与负荷缸连通的容器的气压，改变从容器中压入负荷缸中的水量，以改变负荷缸的水位，从而改变极板与水的接触面积，实现负荷的调节。其负荷调节过程中，负荷改变较为平缓。然而，该控制方式会受到气压的波动的影响，在气压不稳定的情况下，其负荷也会跟随产生波动。此外，上述两种控制方式，都存在试验过程中负荷缸内的水份因过热而气化的问题，水份的气化使负荷缸的负荷跟随变化，从而影响负荷缸的负荷的稳定，产生负荷飘移，给试验发电机的负荷试验带来不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够平稳的调节负荷，且试验过程中能够维持负荷稳定的发电机负荷试验的水电阻。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述水电阻的发电机负荷试验装置。

本发明所述的发电机负荷试验的水电阻，包括底部的储水箱和储水箱上方插入有多块电极板的工作水箱，工作水箱的入水管连通储水箱，在入水管上安装将水由储水箱泵入工作水箱的给水泵；工作水箱的出水管连通喷淋管，在出水管上安装将工作水箱内的水泵出到喷淋管中的排水泵，喷淋管的下方设置能够收集喷淋管喷洒出的水份的接水盆，接水盆的底部再通过回水通道与储水箱连通。

本发明所述的发电机负荷试验的水电阻，其工作水箱的水位可通过给水泵和排水泵调节，水位需要升高时，可仅打开给水泵，对工作水箱补水，水位逐渐上升；水位需要降低时，可仅打开排水泵，进行排水，使水位逐渐降低。其水位变化均匀缓慢，负荷调节变化平稳，不存在突变。另外，其通过在水位达到要求时，可同时启动给水泵和排水泵，在同时进排水的情况下维持水位的稳定，使工作水箱内的水不停的循环，同时排出的水经喷淋头喷淋冷却后，能由接水盘汇集，然后通过回水通道回到储水箱，再由给水泵泵入工作水箱，其能够将负荷试验中消耗发电机功率产生的热量及时向外界散发，避免工作水箱中的水在试验过程中温度不断升高并沸腾气化，而引起负荷的波动，试验中能够维持负荷的稳定。

本发明所述的发电机负荷试验装置，包括上述结构的水电阻、可调节电抗值的电抗器和输入端与发电机输出电路连接的主配电板，所述水电阻和电抗器并联在主配电板的输出电路中，主配电板的输出电路安装信号采集箱，信号采集箱可采集输出电路的主电流和主电压，信号采集箱通过通信电缆连接主控电脑，可将采集的电流、电压信号传送给主控电脑，主控电脑通过通信电缆连接PLC控制器，PLC控制器连接水电阻给水泵和排水泵的变频器，可通过变频器控制给水泵和排水泵的频率，PLC控制器还连接电抗器的转子电机，可控制转子电机转动，从而控制转子的角度。

本发明所述的发电机负荷试验装置，通过PLC控制器控制水电阻的给水泵和排水泵的频率，可改变工作水箱的液位高度，从而改变水电阻所消耗功率的大小，实现发电机负荷大小的调节，使发电机能够进行不同负荷的试验。通过PLC控制器控制电抗器转子电子带动转子转动，可改变电抗器转子的角度，调整电抗器的电抗值，改变电抗器支路无功电流的大小，从而实现对发电机功率因数的调整，使发电机能够进行任意功率因数情况下的负荷试验。

根据发电机负荷试需要，主控电脑能自动计算试验所需的水电阻和电抗器消耗的功率，并通过通信电缆将各设定值传送到水电阻和电抗器的PLC控制器。PLC控制器根据该设定值，通过微积分调节给、排水泵的频率，动态实时精确调节工作水箱的水位，控制水电阻消耗所需的功率；同样，通过PLC控制器精确调节电抗器转子的角度，控制电抗器消耗所需的无功功率；使用发电机负荷试验装置能够精确消耗发电机试验所需的功率并具有负荷试验所需对应的功率因素，从而完成发电机的负荷试验。

附图说明

图1 为本发明所述发电机负荷试验的水电阻的正面示意图；

图2 为本发明所述发电机负荷试验的水电阻的俯视图；

图3 为本发明所述发电机负荷试验的水电阻仅显示排水管路的侧视图；

图4 为本发明所述发电机负荷试验的水电阻仅显示给水管路的侧视图；

图5 为一种发电机负荷试验装置的原理图。

具体实施方式

一种发电机负荷试验的水电阻，如图1、图2、图3、图4，包括底部的储水箱1和储水箱上方插入有多块电极板的工作水箱2，工作水箱的入水管3连通储水箱1，在入水管上安装将水由储水箱泵入工作水箱的给水泵5；工作水箱的出水管6连通喷淋管7，在出水管上安装将工作水箱内的水泵出到喷淋管中的排水泵8，喷淋管的下方设置能够收集喷淋管喷洒出的水份的接水盆9，接水盆的底部再通过回水通道10与储水箱1连通。

为了能够在试验中更加平缓的控制工作水箱中水位的变换，给水泵和排水泵可安装变频器，通过变频器控制其转速，可控制给水泵和排水泵的流量，从而能够控制给水泵和排水泵之间的流量差，其使得工作水箱中水量的变化率，不再只能是给水泵的流量或者排水泵的流量，而可以为两个水泵流量的差值，而且两水泵流量的差值还可通过变频器对其转速的控制进行精确调节，因而其工作水箱水量的变化率能够精确控制到更低，负荷的变化能够更加的缓慢与平稳。

一种发电机负荷试验装置，如图5，包括上述结构的水电阻11、可调节电抗值的电抗器12和输入端与发电机输出电路连接的主配电板20，所述水电阻的工作水箱和电抗器相并联，并与主配电板的输出电路连接，主配电板的输出电路安装信号采集箱13，信号采集箱可采集发电机输出电路的主电流和主电压，信号采集箱通过通信电缆连接主控电脑14，可将采集的电流、电压信号传送给主控电脑，主控电脑通过通信电缆连接PLC控制器15，PLC控制器连接水电阻中工作水箱的给水泵5和排水泵8的变频器，可通过变频器控制给水泵和排水泵的频率，从而调节工作水箱的水位；PLC控制器还连接电抗器的转子电机，可控制转子电机转动，调节转子的角度，从而调节电抗器的电抗值。

所述发电机负荷试验的水电阻，如图2，其在储水箱上可设置多个工作水箱，各工作水箱的入水管3均连通储水箱4，各入水管上均安装将水由储水箱泵入工作水箱的给水泵5；各工作水箱的出水管6均连通喷淋管7，在各出水管上均安装有将工作水箱内的水泵出到喷淋管中的排水泵8，喷淋管的下方设置能够收集喷淋管喷洒出的水份的接水盆9，接水盆的底部再通过回水通道10与储水箱1连通。所述发电机负荷试验装置，包括上述水电阻、与上述水电阻的工作水箱数量相一致的可调阻抗值的电抗器和输入端与发电机输出电路连接的主配电板，各电抗器分别与各工作水箱并联，并联后分别通过开关接入主配电板的输出电路，其PLC控制器分别连接各工作水箱的给水泵和排水泵的变频器，可分别通过变频器控制各工作水箱的给水泵和排水泵的频率，从而调节各工作水箱的水位；PLC控制器还分别连接各电抗器的转子电机，可控制各电抗器的转子电机转动，调节各电抗器转子的角度，从而调节各电抗器的电抗值。

所述水电阻的储水箱上设置的工作水箱为多个，各工作水箱均并联有电抗器，并联后分别通过开关接入发电机输出电路，通过操作开关，选择接入输出电路的工作水箱和电抗器的数量，可控制发电机负荷试验装置的负载。当接入的工作水箱和电抗器数量发生变化时，发电机的负荷会出现突变，从而实现对发电机进行负荷突变试验。通过依次增加接入的工作水箱和电抗器的数量可完成发电机的逐级负荷突加试验。通过依次减少介入的工作水箱和电抗器的数量，可完成发电机的逐级负荷突减试验。

Claims (5)

1.一种负发电机负荷试验的水电阻，包括底部的储水箱和储水箱上方插入有多块电极板的工作水箱，其特征在于：工作水箱的入水管连通储水箱，在入水管上安装将水由储水箱泵入工作水箱的给水泵；工作水箱的出水管连通喷淋管，在出水管上安装将工作水箱内的水泵出到喷淋管中的排水泵，喷淋管的下方设置能够收集喷淋管喷洒出的水份的接水盆，接水盆的底部再通过回水通道与储水箱连通。

2.根据权利要求1所述的发电机负荷试验的水电阻，其特征在于：给水泵和排水泵安装变频器，通过变频器控制其转速。

3.根据权利要求1或2所述的发电机负荷试验的水电阻，其特征在于：在储水箱上的工作水箱设置有多个，各工作水箱的入水管均连通储水箱，各入水管上均安装将水由储水箱泵入工作水箱的给水泵；各工作水箱的出水管均连通喷淋管，在各出水管上均安装有将工作水箱内的水泵出到喷淋管中的排水泵。

4.一种发电机负荷试验装置，其特征在于：包括权利要求1或2所述的水电阻、可调节电抗值的电抗器和输入端与发电机输出电路连接的主配电板，所述水电阻的工作水箱和电抗器相并联，并与主配电板的输出电路连接，主配电板的输出电路安装信号采集箱，信号采集箱可采集发电机输出电路的主电流和主电压，信号采集箱通过通信电缆连接主控电脑，可将采集的电流、电压信号传送给主控电脑，主控电脑通过通信电缆连接PLC控制器，PLC控制器连接水电阻的给水泵和排水泵的变频器，可控制变频器的频率，从而通过变频器控制给水泵和排水泵的频率，PLC控制器还连接电抗器的转子电机，可控制转子电机转动，从而控制转子的角度。

5.根据权利要求4所述的发电机负荷试验装置，其特征在于：包括水电阻，所述水电阻在储水箱上设置多个工作水箱，各工作水箱的入水管均连通储水箱，各入水管上均安装将水由储水箱泵入工作水箱的给水泵，各工作水箱的出水管均连通喷淋管，在各出水管上均安装有将工作水箱内的水泵出到喷淋管中的排水泵；其还包括与所述水电阻的工作水箱数量相一致的可调阻抗值的电抗器和输入端与发电机输出电路连接的主配电板，各电抗器分别与各工作水箱并联，并联后分别通过开关接入主配电板的输出电路，其PLC控制器分别连接各工作水箱的给水泵和排水泵的变频器，通过控制各变频器，可分别控制各工作水箱的给水泵和排水泵的频率；PLC控制器还分别连接各电抗器的转子电机，可控制各电抗器的转子电机转动，调节各电抗器转子的角度。

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