CN110190730A - 一种发电机组用变频器 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种发电机组用变频器,包括:外壳,外壳的一侧壁上分别设置有控制面板和接线柱,外壳的上端面上设置有若干散热孔;散热器,设置在外壳的另一侧壁上;散热器包括:箱体,箱体内设置有绝缘冷却液,箱体包括左端盖和右端盖,左端盖与右端盖之间通过绝缘条连接,左端盖接0V地,右端盖接地,左端盖的外壁上设置有导热硅脂层,导热硅脂层中间设置有屏蔽层,屏蔽层接0V地,导热硅脂层远离箱体的一侧与外壳的侧壁固定连接。本发明的目的在于提供一种散热效率更高、抗电磁干扰的发电机组用变频器。
Description
技术领域
本发明属于变频器技术领域,具体涉及一种发电机组用变频器。
背景技术
变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电源频率方式来控制交流发电机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出端的电压和频率,根据发电机的实际需要来提供其所需要的电压频率,进而达到节能、调速的目的。现有的变频器常由于散热不好,导致变频器故障,影响变频发电机的正常工作。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中散热不好的问题。
为此,采用的技术方案是,本发明的一种发电机组用变频器,包括:
外壳,所述外壳的一侧壁上分别设置有控制面板和接线柱,所述外壳的上端面上设置有若干散热孔;
散热器,设置在所述外壳的另一侧壁上;
所述散热器包括:箱体,所述箱体内设置有绝缘冷却液,所述箱体包括左端盖和右端盖,所述左端盖与所述右端盖之间通过绝缘条连接,所述左端盖接0V地,所述右端盖接地,所述左端盖的外壁上设置有导热硅脂层,所述导热硅脂层中间设置有屏蔽层,所述屏蔽层接0V地,所述导热硅脂层远离所述箱体的一侧与所述外壳的侧壁固定连接。
优选的,所述外壳内设置有冷却装置,所述冷却装置包括:
透风板,设置在所述外壳内,所述透风板竖直方向放置;
鼓风机,设置在所述外壳内位于所述透风板的左侧顶部处,所述鼓风机的进风口延伸至外壳外部,所述述鼓风机的出风口与冷却器连通,冷却器与所述外壳底壁固定连接,所述冷却器的出风口连通有输气软管;
电机,设置在所述外壳内壁上,电机的输出轴固定连接有齿轮,所述齿轮上连接有传动装置,并且所述传动装置的左端固定连接有喷头组,所述喷头组的进气口与所述输气软管的出气端连通,所述喷头组的喷口对准所述透风板。
优选的,所述传动装置包括:
移动箱,所述移动箱的左右两端开口,所述移动箱左端固定连接所述喷头组;
固定块,设置在所述移动箱内壁的上下两侧,所述移动箱内设置有竖直方向的移动板,第一连接杆一端与所述移动板一侧固定连接,所述第一连接杆另一端与所述固定块固定连接;
滑动圈,设置在所述移动板的右端,所述滑动圈内设置有导向条,所述滑动圈内壁与所述导向条侧壁之间形成滑槽,所述导向条的右端设置有齿条,所述电机的输出轴插入到所述滑槽内,所述齿轮与所述齿条相啮合;
滑轨,设置在所述透风板的右端,并位于所述移动箱前后两侧,所述滑轨上设置有滑块,滑块能沿滑轨上下往复运动,第二连接杆一端与所述滑块固定连接,第二连接杆另一端与所述移动箱侧壁固定连接。
优选的,所述移动箱上下两侧固定连接竖直方向的第三连接杆一端,所述第三连接杆另一端与水平方向的第四连接杆一端固定连接,所述第四连接杆另一端设置有轮子,所述轮子与所述透风板的右端相接触。
优选的,所述齿条的上下两端分别设置有限位块。
优选的,所述滑槽的内壁上设置有橡胶垫圈。
优选的,所述外壳上设置有高温报警装置,所述高温报警装置包括:
温度传感器,设置在所述外壳内壁上;
凹槽体,设置在所述外壳外壁上,所述凹槽体内设置有控制器;
报警器,设置在所述凹槽体外壁上,所述温度传感器与所述控制器电性连接,所述控制器与所述报警器电性连接。
优选的,所述温度传感器与所述控制器之间通过温度监测电路连接,所述温度监测电路包括:
运算放大器U1,运算放大器U1的正相输出端与电阻R1一端连接,电阻R1的另一端与所述温度传感器一端连接,所述温度传感器另一端接+12V电源,电阻R1的两端并联电感L1;
所述运算放大器U1的反相输入端与电阻R4一端连接,所述电阻R4另一端与第一晶体管VT1集电极一端连接,所述第一晶体管VT1基极一端与电阻R3一端连接,所述电阻R3另一端分别与电阻R2一端、稳压二极管D1的阴极连接,所述稳压二极管D1的阳极接地,所述电阻R2另一端连接在所述温度传感器与所述电阻R1之间,所述电阻R3并联有电容C1;
所述运算放大器U1的信号输出端与电阻R9一端连接,所述与电阻R9另一端与运算放大器U2的正相输入端连接,所述电阻R9并联有电容C3;
所述运算放大器U2的反相输入端与继电器K一端连接,继电器K另一端与第二晶体管VT2集电极一端连接,所述继电器K两端并联有第一二极管VD1,所述第二晶体管VT2基极一端分别与电阻R5一端连接、电阻R6一端连接,所述电阻R5另一端与第一晶体管VT1发射极一端连接,所述电阻R5两端并连有第二二极管VD2,所述电阻R6另一端与稳压二极管D2的阴极连接,所述稳压二极管D2的阳极接地;
所述运算放大器U2的信号输出端与电阻R8一端连接,电阻R8另一端与所述运算放大器U2的反相输入端连接,所述电阻R8两端并连有电容C2,所述运算放大器U2的信号输出端与电阻R7一端连接,所述电阻R7另一端与所述第二晶体管VT2发射极一端连接,所述电阻R7两端并联有电感器L2。
优选的,系统中存在一个智能控制装置,所述智能控制装置能通过智能的控制所述进气道和燃油喷射装置/燃烧室,自动调控所述发动机工作时所通入的空气的量和燃油的量,从而达到一个均衡的状况,使所述发动机的工作效率最高且同时达到节约燃油和保护发动机的目的,其具体的步骤如下所述:
首先,利用公式(1)计算所述发动机的气压转化速率:
其中,nc为求解得到的所述发动机的气压转化速率,N为所述发动机的转速,所述转速的单位均为(转/每分钟),Tin为所述发动机的进气道的温度,Td为所述排气道处的温度,其中所述温度的单位均为K,Pi为所述发动机的进气道所收到的压力,Pid为所述发动机的排气道所受到的压力,其中所述压力的单位均为bar;
然后,将所述公式(1)得到的气压转化速率带入公式(2),计算所述发动机的出口焓;
其中,Hout为求解得到的出口焓,Pf为所述发动机气缸内的压强的大小,Pb为标准大气压强,其中所述压强的单位均为Pa,nd为所述燃油的粘度,Sh为所述燃油的含硫量,ρ为所述燃油的密度,SF为所述燃油中水分的含有量,ZZ为所述燃油中的机械杂质的含量,CT为燃料油残炭量,RZ为单位重量的燃料油完全燃烧时所放出的热量,arccos为反三角函数的余弦值,e为自然常数,ln为以e为底的对数;
最后,将求解所得到的出口焓带入公式(3)求解判断值;
其中,rt为求解得到的判断值,Φ为预设的调节系数,其取值为0-1之间的值,Y为所述进气道中进入的空气中的含氧量的多少,DN为所述进气道中进入的空气中的含氮量的多少,JQ为所述进气道中进入的空气中的含游离甲醛量的多少,BE为所述进气道中进入的空气中的含苯量的多少,AN为所述进气道中进入的空气中的含氨量的多少,所述所有含量的单位均为百分比;
当所述rt的值大于0.8时,所述智能控制装置控制燃油喷射装置/燃烧室开启通入燃油,同时进气道关闭,从而增加发动机气缸内的燃油含量,当所述rt的值小于0.3时,所述智能控制装置控制燃油喷射装置/燃烧室关闭通入燃油,同时进气道开启,从而增加发动机气缸内的空气含量,当rt大于等于0.3小于等于0.8时,所述智能控制装置同时控制燃油喷射装置/燃烧室开启通入燃油和进气道开启通入空气。
优选的,还包括:
保护装置,所述保护装置实时监控所述发电机的散热器内的温度和所受压力,按照预设确定方法根据所述监控到的所述发电机的散热器内的温度和所受压力确定是否启动保护装置,当启动保护装置后,所述保护装置调节所述发电机的工作功率,使得所述发电机的工作功率降低;其中所述预设确定方法的具体步骤如下;
首先,获取所述发电机的所处海拔高度,将所述海拔高度利用公式(1)计算外部环境压力和外部环境温度;
T1=288.15-6.5*H
(1)
其中,P1为求解得到的外部环境压力,所有压力的单位均为bar,T1为求解的外部环境温度,所有温度的单位均为K,H为海拔高度,单位为KM;然后,利用公式(2)求解所述发电机的散热器缸内第一压力和第一温度:
其中,P2为求解得到的缸内第一压力,T2为求解得到的缸内第一温度,λ为气体的绝热指数,Q为所述发电机每秒所转动的圈数,C所述发电机额定功率,所述功率的单位均为Kw,I为所述发电机的额定电流,所述电流的单位均为A,为所述发电机所处环境的湿度,湿度单位为%;然后,利用公式3求解调节系数:
其中,μ为求解得到的调节系数,T为所述发电机所述环境的温度;最后,利用公式4,判断所述发电机是否需要启动保护装置;
其中,TC为测量所得的所述发电机的散热器内的温度,PC为测量所得的所述发电机的散热器内的压力,当PD为1时需要启动所述保护装置,当PD为0时则说明不需要启动所述保护装置。
所述绝热指数λ的取值时,当所述散热器内纯空气时为1.4,否则为1.33。
本发明技术方案具有以下优点:本发明的一种发电机组用变频器,包括:外壳,外壳的一侧壁上分别设置有控制面板和接线柱,外壳的上端面上设置有若干散热孔;散热器,设置在外壳的另一侧壁上;散热器包括:箱体,箱体内设置有绝缘冷却液,箱体包括左端盖和右端盖,左端盖与右端盖之间通过绝缘条连接,左端盖接0V地,右端盖接地,左端盖的外壁上设置有导热硅脂层,导热硅脂层中间设置有屏蔽层,屏蔽层接0V地,导热硅脂层远离箱体的一侧与外壳的侧壁固定连接。散热孔能起到对变频器降温的作用,同时,散热器能利用金属材料的静电屏蔽作用有效的降低周围的电磁干扰,防止周围电磁波对变频器内的电子器件产生干扰,影响变频器的工作性能;另外通过箱体的绝缘冷却液,能进一步提高变频器的散热效率,保证变频器的正常工作。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中散热器的结构示意图。
图3为本发明中冷却装置的结构示意图。
图4为本发明中传动装置的结构示意图。
图5为本发明中传动装置的仰视图。
图6为本发明中高温报警装置的结构示意图。
图7为本发明中控制电路的结构示意图。
附图中标记如下:1-外壳,2-控制面板,3-接线柱,4-散热孔,5-散热器,6-透风板,7-传动装置,8-鼓风机,9-冷却器,10-输气软管,11-电机,12-齿轮,13-喷头组,14-温度传感器,15-凹槽体,16-控制器,17-报警器,18-活塞杆,50-箱体,501-左端盖,502-右端盖,503-绝缘条,504-导热硅脂层,505-屏蔽层,701-移动箱,702-固定块,703-第一连接杆,704-移动板,705-滑动圈,706-导向条,707-齿条,708-滑槽,709-第三连接杆,710-第四连接杆,711-轮子,712-滑块,713-第二连接杆,714-滑轨,715-限位块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种发电机组用变频器,如图1-2所示,包括:
外壳1,所述外壳1的一侧壁上分别设置有控制面板2和接线柱3,所述外壳1的上端面上设置有若干散热孔4,;
散热器5,设置在所述外壳1的另一侧壁上;
所述散热器5包括:箱体50,所述箱体50内设置有绝缘冷却液,所述箱体包括左端盖501和右端盖502,所述左端盖501与所述右端盖502之间通过绝缘条503连接,所述左端盖501接0V地,所述右端盖502接地,所述左端盖501的外壁上设置有导热硅脂层504,所述导热硅脂层504中间设置有屏蔽层505,所述屏蔽层505接0V地,所述导热硅脂层504远离所述箱体50的一侧与所述外壳1的侧壁固定连接,屏蔽层、左端盖、右端盖均使用具有高导电率的的金属材料制成。
上述技术方案的工作原理为:外壳1内安装有整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等电子器件,变频器通过接线柱3与发电机的电源输出端连接,控制面板2用于设置发电机输出端的电压、频率等参数,散热孔4用于将变频器内的电子器件发出的热量散发到空气中,发电机组采用双发电机组反向并联,能提供强大的发电功率;散热器5利用金属材料的静电屏蔽作用,屏蔽层505以及水箱50的左端盖501相当于静电屏蔽层,起到静电屏蔽的作用。导热硅脂504之间的金属屏蔽层4的面积大于导热硅脂2的面积,防止了边缘之间的电场耦合。这两层静电屏蔽层大大减小了外壳1与接地的右端盖502之间的电场耦合,绝缘条503起到连接左端盖501与右端盖502的作用,外壳1对地的寄生效应大大减小,共模干扰传播路径的阻抗大大增强,达到降低电磁干扰的目的。
上述技术方案的有益效果为:散热孔能起到对变频器降温的作用,同时,散热器能利用金属材料的静电屏蔽作用有效的降低周围的电磁干扰,防止周围电磁波对变频器内的电子器件产生干扰,影响变频器的工作性能;另外通过箱体的绝缘冷却液,能进一步提高变频器的散热效率,保证变频器的正常工作。
在一个实施例中,如图3所示,所述外壳1内设置有冷却装置,所述冷却装置包括:
透风板6,设置在所述外壳1内,所述透风板6竖直方向放置;
鼓风机8,设置在所述外壳1内位于所述透风板6的左侧顶部处,所述鼓风机8的进风口延伸至外壳1外部,所述述鼓风机8的出风口与冷却器9连通,冷却器9与所述外壳1底壁固定连接,所述冷却器9的出风口连通有输气软管10;
电机11,设置在所述外壳1内壁上,电机11的输出轴固定连接有齿轮12,所述齿轮12上连接有传动装置7,并且所述传动装置7的左端固定连接有喷头组13,所述喷头组13的进气口与所述输气软管10的出气端连通,所述喷头组13的喷口对准所述透风板6。
上述技术方案的工作原理为:鼓风机8从外界中抽入空气,经过冷却器9的降温,通过输气软管10输送到喷头组13上,将冷空气经透风板6吹入到变频器内的电子器件上进行降温,电机11带动齿轮12旋转,齿轮12再带动传动装置7运动,传动装置7驱动喷头组13左右来回往复运动,使得冷空气能吹到更大的范围。
上述技术方案的有益效果为:通过冷空气对变频器的电子器件进行散热降温,大大提高了散热效率,使得变频器能用于高温的环境中进行工作,提高了变频器的环境适应性;传动装置驱动喷头组来回往复喷射冷空气,不仅提高了降温范围,同时,减少喷头数量的设置,节约了成本,而且能对局部的高温区域进行集中降温,使得降温更有针对性,减少资源的浪费。
在一个实施中,如图4-5所示,所述传动装置7包括:
移动箱701,所述移动箱701的左右两端开口,所述移动箱701左端固定连接所述喷头组13;
固定块702,设置在所述移动箱701内壁的上下两侧,所述移动箱701内设置有竖直方向的移动板704,第一连接杆703一端与所述移动板704一侧固定连接,所述第一连接杆703另一端与所述固定块702固定连接;
滑动圈705,设置在所述移动板704的右端,所述滑动圈705内设置有导向条706,所述滑动圈705内壁与所述导向条706侧壁之间形成滑槽708,所述导向条706的右端设置有齿条707,所述电机11的输出轴插入到所述滑槽708内,所述齿轮12与所述齿条707相啮合;
滑轨714,设置在所述透风板6的右端,并位于所述移动箱701前后两侧,所述滑轨714上设置有滑块712,滑块712能沿滑轨714上下往复运动,第二连接杆713一端与所述滑块712固定连接,第二连接杆713另一端与所述移动箱701侧壁固定连接。
上述技术方案的工作原理为:工作时,电机11带动齿轮12转动,通过齿轮12与齿条707的啮合,带动齿条707上下往复运动,齿条707带动导向条706上下运动,导向条706再带动移动板704上下运动,移动板704带动与之固定连接的第一连接杆703、固定块702、移动箱701上下运动,移动箱701再带动喷头组13上下移动,实现移动降温,同时,电机11的输出轴在滑动圈705内壁与导向条706侧壁之间形成滑槽708滑动,起到限定移动板704位移的作用,滑块712通过第二连接杆713与移动箱701连接,起到支撑移动箱的作用,使得移动箱701沿着滑轨714来回往复运动
上述技术方案的有益效果:通过齿轮齿条传动,使得喷头组上下移动更加精确、更加平稳,通过滑块与滑轨的配合,限定喷头组只能在上下方向上移动,减少了上下移动时的晃动,减少了噪音污染。
在一个实施中,如图4所示,所述移动箱701上下两侧固定连接竖直方向的第三连接杆709一端,所述第三连接杆709另一端与水平方向的第四连接杆710一端固定连接,所述第四连接杆710另一端设置有轮子711,所述轮子711与所述透风板6的右端相接触。
上述技术方案的有益效果:第三连接杆709、第四连接杆710使得轮子711与透风板6的底部相接触,喷头组13与透风板6底部保持间隙,从而在运动过程中为滚动接触,降低了摩擦,减少了摩擦,提高了装置的使用寿命。
在一个实施例中,如图5所示,所述齿条707的上下两端设置有限位块715。
上述技术方案的有益效果:限位块能防止齿条移动超出上下的极限位移,起到保护装置的作用。
在一个实施例中,所述滑槽708的内壁上设置有橡胶垫圈。
上述技术方案的有益效果:橡胶垫圈具有良好的弹性,减少了电机输出轴与滑槽之间相对运动的磨损,提高了电机输出轴的使用寿命。
在一个实施例中,如图6所示,所述外壳1上设置有高温报警装置,所述高温报警装置包括:
温度传感器14,设置在所述外壳1内壁上,温度传感器14采用的型号为PT100;
凹槽体15,设置在所述外壳1外壁上,所述凹槽体15内设置有控制器16;
报警器17,设置在所述凹槽体15外壁上,所述温度传感器14与所述控制器16电性连接,所述控制器16与所述报警器17电性连接,控制器16采用的型号为1769-L24ER-QBFC1B。
上述技术方案的有益效果:温度传感器14能检测外壳1内的环境温度,当环境温度超过警戒值,凹槽体15内的控制器16就会启动报警器报警,以提醒工作人员及时采取降温或停机的措施,防止环境温度过高,导致电子器件烧毁。
在一个实施例中,如图7所示,所述温度传感器14与所述控制器16之间通过温度监测电路连接,所述温度监测电路包括:
运算放大器U1,运算放大器U1的正相输出端与电阻R1一端连接,电阻R1的另一端与所述温度传感器14一端连接,所述温度传感器14另一端接+12V电源,电阻R1的两端并联电感L1;
所述运算放大器U1的反相输入端与电阻R4一端连接,所述电阻R4另一端与第一晶体管VT1集电极一端连接,所述第一晶体管VT1基极一端与电阻R3一端连接,所述电阻R3另一端分别与电阻R2一端、稳压二极管D1的阴极连接,所述稳压二极管D1的阳极接地,所述电阻R2另一端连接在所述温度传感器14与所述电阻R1之间,所述电阻R3并联有电容C1;
所述运算放大器U1的信号输出端与电阻R9一端连接,所述与电阻R9另一端与运算放大器U2的正相输入端连接,所述电阻R9并联有电容C3;
所述运算放大器U2的反相输入端与继电器K一端连接,继电器K另一端与第二晶体管VT2集电极一端连接,所述继电器K两端并联有第一二极管VD1,所述第二晶体管VT2基极一端分别与电阻R5一端连接、电阻R6一端连接,所述电阻R5另一端与第一晶体管VT1发射极一端连接,所述电阻R5两端并连有第二二极管VD2,所述电阻R6另一端与稳压二极管D2的阴极连接,所述稳压二极管D2的阳极接地;
所述运算放大器U2的信号输出端与电阻R8一端连接,电阻R8另一端与所述运算放大器U2的反相输入端连接,所述电阻R8两端并连有电容C2,所述运算放大器U2的信号输出端与电阻R7一端连接,所述电阻R7另一端与所述第二晶体管VT2发射极一端连接,所述电阻R7两端并联有电感器L2。
上述技术方案的有益效果:温度监测电路能够对外壳1内的环境温度进行监测,防止环境温度过高,此电路结构简单、性能稳定、安装调试方便。
在一个实施例中,系统中存在一个智能控制装置,所述智能控制装置能通过智能的控制所述进气道和燃油喷射装置/燃烧室,自动调控所述发动机工作时所通入的空气的量和燃油的量,从而达到一个均衡的状况,使所述发动机的工作效率最高且同时达到节约燃油和保护发动机的目的,其具体的步骤如下所述:
首先,利用公式(1)计算所述发动机的气压转化速率:
其中,nc为求解得到的所述发动机的气压转化速率,N为所述发动机的转速,所述转速的单位均为(转/每分钟),Tin为所述发动机的进气道的温度,Td为所述排气道处的温度,其中所述温度的单位均为K,Pi为所述发动机的进气道所收到的压力,Pid为所述发动机的排气道所受到的压力,其中所述压力的单位均为bar;
然后,将所述公式(1)得到的气压转化速率带入公式(2),计算所述发动机的出口焓;
其中,Hout为求解得到的出口焓,Pf为所述发动机气缸内的压强的大小,Pb为标准大气压强,其中所述压强的单位均为Pa,nd为所述燃油的粘度,Sh为所述燃油的含硫量,ρ为所述燃油的密度,SF为所述燃油中水分的含有量,ZZ为所述燃油中的机械杂质的含量,CT为燃料油残炭量,RZ为单位重量的燃料油完全燃烧时所放出的热量,arccos为反三角函数的余弦值,e为自然常数,ln为以e为底的对数;
最后,将求解所得到的出口焓带入公式(3)求解判断值;
其中,rt为求解得到的判断值,Φ为预设的调节系数,其取值为0-1之间的值,Y为所述进气道中进入的空气中的含氧量的多少,DN为所述进气道中进入的空气中的含氮量的多少,JQ为所述进气道中进入的空气中的含游离甲醛量的多少,BE为所述进气道中进入的空气中的含苯量的多少,AN为所述进气道中进入的空气中的含氨量的多少,所述所有含量的单位均为百分比;
当所述rt的值大于0.8时,所述智能控制装置控制燃油喷射装置/燃烧室开启通入燃油,同时进气道关闭,从而增加发动机气缸内的燃油含量,当所述rt的值小于0.3时,所述智能控制装置控制燃油喷射装置/燃烧室关闭通入燃油,同时进气道开启,从而增加发动机气缸内的空气含量,当rt大于等于0.3小于等于0.8时,所述智能控制装置同时控制燃油喷射装置/燃烧室开启通入燃油和进气道开启通入空气。
上述技术方案的有益效果:利用上述技术,可以根据所述发动机工作时的所述进气道所进空气的质量,以及所述发动机气缸内的燃油的质量和所述发动机所处环境压强以及进气道、排气道处的温度和转速的不同,从而智能的调整所述空气和燃油的含量,达到提高所述发动机工作效率的情况下同时达到节约燃油和保护发动机的目的。
且所述过程中,不需要额外的增加人工判断,全部为智能判断,大幅度提高了准确率和工作效率,且所述判断过程中,不仅考虑发动机的特性,工作转态还考虑了所述发动机的所处环境,使得结论更加科学。
在一个实施例中,还包括:
保护装置,所述保护装置实时监控所述发电机的散热器内的温度和所受压力,按照预设确定方法根据所述监控到的所述发电机的散热器内的温度和所受压力确定是否启动保护装置,当启动保护装置后,所述保护装置调节所述发电机的工作功率,使得所述发电机的工作功率降低;其中所述预设确定方法的具体步骤如下;
首先,获取所述发电机的所处海拔高度,将所述海拔高度利用公式(1)计算外部环境压力和外部环境温度;
T1=288.15-6.5*H
(1)
其中,P1为求解得到的外部环境压力,所有压力的单位均为bar,T1为求解的外部环境温度,所有温度的单位均为K,H为海拔高度,单位为KM;然后,利用公式(2)求解所述发电机的散热器缸内第一压力和第一温度:
其中,P2为求解得到的缸内第一压力,T2为求解得到的缸内第一温度,λ为气体的绝热指数,Q为所述发电机每秒所转动的圈数,C所述发电机额定功率,所述功率的单位均为Kw,I为所述发电机的额定电流,所述电流的单位均为A,为所述发电机所处环境的湿度,湿度单位为%;然后,利用公式3求解调节系数:
其中,μ为求解得到的调节系数,T为所述发电机所述环境的温度;最后,利用公式4,判断所述发电机是否需要启动保护装置;
其中,TC为测量所得的所述发电机的散热器内的温度,PC为测量所得的所述发电机的散热器内的压力,当PD为1时需要启动所述保护装置,当PD为0时则说明不需要启动所述保护装置。
所述绝热指数λ的取值时,当所述散热器内纯空气时为1.4,否则为1.33。
上述技术方案的有益技术效果为:利用公式(1)和公式(2)可以得出在不同的外部环境下,根据不同的发电机从而确定不同的第一温度和第一压力,使得所述得到的温度和压力都具有很强的特性,更能复核复杂的环境。
利用上述技术,可以根据所述发电机所处的位置海拔不同,以及所述发电机的额定功率,电流的不同,以及所处环境温度的不同,自动的智能的判断出所检测到的所述散热器内的温度和所受压力是否已经达到了警戒状态,从而确定是否需要启动保护装置,从而降低温度和压力,从而增加所述发电机的使用寿命。
上述技术全部为计算机自动检测和计算,不需要额外的增加人工维护,从而大幅度的提高了所述发电机的智能化水平。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种发电机组用变频器,其特征在于,包括:
外壳(1),所述外壳(1)的一侧壁上分别设置有控制面板(2)和接线柱(3),所述外壳(1)的上端面上设置有若干散热孔(4);
散热器(5),设置在所述外壳(1)的另一侧壁上;
所述散热器(5)包括:箱体(50),所述箱体(50)内设置有绝缘冷却液,所述箱体包括左端盖(501)和右端盖(502),所述左端盖(501)与所述右端盖(502)之间通过绝缘条(503)连接,所述左端盖(501)接0V地,所述右端盖(502)接地,所述左端盖(501)的外壁上设置有导热硅脂层(504),所述导热硅脂层(504)中间设置有屏蔽层(505),所述屏蔽层(505)接0V地,所述导热硅脂层(504)远离所述箱体(50)的一侧与所述外壳(1)的侧壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种发电机组用变频器,其特征在于,所述外壳(1)内设置有冷却装置,所述冷却装置包括:
透风板(6),设置在所述外壳(1)内,所述透风板(6)竖直方向放置;
鼓风机(8),设置在所述外壳(1)内位于所述透风板(6)的左侧顶部处,所述鼓风机(8)的进风口延伸至外壳(1)外部,所述述鼓风机(8)的出风口与冷却器(9)连通,冷却器(9)与所述外壳(1)底壁固定连接,所述冷却器(9)的出风口连通有输气软管(10);
电机(11),设置在所述外壳(1)内壁上,电机(11)的输出轴固定连接有齿轮(12),所述齿轮(12)上连接有传动装置(7),并且所述传动装置(7)的左端固定连接有喷头组(13),所述喷头组(13)的进气口与所述输气软管(10)的出气端连通,所述喷头组(13)的喷口对准所述透风板(6)。
3.根据权利要求2所述的一种发电机组用变频器,其特征在于,所述传动装置(7)包括
移动箱(701),所述移动箱(701)的左右两端开口,所述移动箱(701)左端固定连接所述喷头组(13);
固定块(702),设置在所述移动箱(701)内壁的上下两侧,所述移动箱(701)内设置有竖直方向的移动板(704),第一连接杆(703)一端与所述移动板(704)一侧固定连接,所述第一连接杆(703)另一端与所述固定块(702)固定连接;
滑动圈(705),设置在所述移动板(704)的右端,所述滑动圈(705)内设置有导向条(706),所述滑动圈(705)内壁与所述导向条(706)侧壁之间形成滑槽(708),所述导向条(706)的右端设置有齿条(707),所述电机(11)的输出轴插入到所述滑槽(708)内,所述齿轮(12)与所述齿条(707)相啮合;
滑轨(714),设置在所述透风板(6)的右端,并位于所述移动箱(701)前后两侧,所述滑轨(714)上设置有滑块(712),滑块(712)能沿滑轨(714)上下往复运动,第二连接杆(713)一端与所述滑块(712)固定连接,第二连接杆(713)另一端与所述移动箱(701)侧壁固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种发电机组用变频器,其特征在于,所述移动箱(701)上下两侧固定连接竖直方向的第三连接杆(709)一端,所述第三连接杆(709)另一端与水平方向的第四连接杆(710)一端固定连接,所述第四连接杆(710)另一端设置有轮子(711),所述轮子(711)与所述透风板(6)的右端相接触。
5.根据权利要求3所述的一种发电机组用变频器,其特征在于:所述齿条(707)的上下两端分别设置有限位块(715)。
6.根据权利要求3所述的一种发电机组用变频器,其特征在于:所述滑槽(708)的内壁上设置有橡胶垫圈。
7.根据权利要求1所述的一种发电机组用变频器,其特征在于,所述外壳(1)上设置有高温报警装置,所述高温报警装置包括:
温度传感器(14),设置在所述外壳(1)内壁上;
凹槽体(15),设置在所述外壳(1)外壁上,所述凹槽体(15)内设置有控制器(16);
报警器(17),设置在所述凹槽体(15)外壁上,所述温度传感器(14)与所述控制器(16)电性连接,所述控制器(16)与所述报警器(17)电性连接。
8.根据权利要求7所述的一种发电机组用变频器,其特征在于,所述温度传感器(14)与所述控制器(16)之间通过温度监测电路连接,所述温度监测电路包括:
运算放大器U1,运算放大器U1的正相输出端与电阻R1一端连接,电阻R1的另一端与所述温度传感器(14)一端连接,所述温度传感器(14)另一端接+12V电源,电阻R1的两端并联电感L1;
所述运算放大器U1的反相输入端与电阻R4一端连接,所述电阻R4另一端与第一晶体管VT1集电极一端连接,所述第一晶体管VT1基极一端与电阻R3一端连接,所述电阻R3另一端分别与电阻R2一端、稳压二极管D1的阴极连接,所述稳压二极管D1的阳极接地,所述电阻R2另一端连接在所述温度传感器(14)与所述电阻R1之间,所述电阻R3并联有电容C1;
所述运算放大器U1的信号输出端与电阻R9一端连接,所述与电阻R9另一端与运算放大器U2的正相输入端连接,所述电阻R9并联有电容C3;
所述运算放大器U2的反相输入端与继电器K一端连接,继电器K另一端与第二晶体管VT2集电极一端连接,所述继电器K两端并联有第一二极管VD1,所述第二晶体管VT2基极一端分别与电阻R5一端连接、电阻R6一端连接,所述电阻R5另一端与第一晶体管VT1发射极一端连接,所述电阻R5两端并连有第二二极管VD2,所述电阻R6另一端与稳压二极管D2的阴极连接,所述稳压二极管D2的阳极接地;
所述运算放大器U2的信号输出端与电阻R8一端连接,电阻R8另一端与所述运算放大器U2的反相输入端连接,所述电阻R8两端并连有电容C2,所述运算放大器U2的信号输出端与电阻R7一端连接,所述电阻R7另一端与所述第二晶体管VT2发射极一端连接,所述电阻R7两端并联有电感器L2。
9.根据权利要求1所述的一种发电机组用变频器,其特征在于,系统中存在一个智能控制装置,所述智能控制装置能通过智能的控制所述进气道和燃油喷射装置/燃烧室,自动调控所述发动机工作时所通入的空气的量和燃油的量,从而达到一个均衡的状况,使所述发动机的工作效率最高且同时达到节约燃油和保护发动机的目的,其具体的步骤如下所述:
首先,利用公式(1)计算所述发动机的气压转化速率:
其中,nc为求解得到的所述发动机的气压转化速率,N为所述发动机的转速,所述转速的单位均为(转/每分钟),Tin为所述发动机的进气道的温度,Td为所述排气道处的温度,其中所述温度的单位均为K,Pi为所述发动机的进气道所收到的压力,Pid为所述发动机的排气道所受到的压力,其中所述压力的单位均为bar;
然后,将所述公式(1)得到的气压转化速率带入公式(2),计算所述发动机的出口焓;
其中,Hout为求解得到的出口焓,Pf为所述发动机气缸内的压强的大小,Pb为标准大气压强,其中所述压强的单位均为Pa,nd为所述燃油的粘度,Sh为所述燃油的含硫量,ρ为所述燃油的密度,SF为所述燃油中水分的含有量,ZZ为所述燃油中的机械杂质的含量,CT为燃料油残炭量,RZ为单位重量的燃料油完全燃烧时所放出的热量,arccos为反三角函数的余弦值,e为自然常数,ln为以e为底的对数;
最后,将求解所得到的出口焓带入公式(3)求解判断值;
其中,rt为求解得到的判断值,Φ为预设的调节系数,其取值为0-1之间的值,Y为所述进气道中进入的空气中的含氧量的多少,DN为所述进气道中进入的空气中的含氮量的多少,JQ为所述进气道中进入的空气中的含游离甲醛量的多少,BE为所述进气道中进入的空气中的含苯量的多少,AN为所述进气道中进入的空气中的含氨量的多少,所述所有含量的单位均为百分比;
当所述rt的值大于0.8时,所述智能控制装置控制燃油喷射装置/燃烧室开启通入燃油,同时进气道关闭,从而增加发动机气缸内的燃油含量,当所述rt的值小于0.3时,所述智能控制装置控制燃油喷射装置/燃烧室关闭通入燃油,同时进气道开启,从而增加发动机气缸内的空气含量,当rt大于等于0.3小于等于0.8时,所述智能控制装置同时控制燃油喷射装置/燃烧室开启通入燃油和进气道开启通入空气。
10.根据权利要求1所述的一种发电机组用变频器,其特征在于,还包括:
保护装置,所述保护装置实时监控所述发电机的散热器内的温度和所受压力,按照预设确定方法根据所述监控到的所述发电机的散热器内的温度和所受压力确定是否启动保护装置,当启动保护装置后,所述保护装置调节所述发电机的工作功率,使得所述发电机的工作功率降低;其中所述预设确定方法的具体步骤如下;
首先,获取所述发电机的所处海拔高度,将所述海拔高度利用公式(1)计算外部环境压力和外部环境温度;
T1=288.15-6.5*H
(1)
其中,P1为求解得到的外部环境压力,所有压力的单位均为bar,T1为求解的外部环境温度,所有温度的单位均为K,H为海拔高度,单位为KM;然后,利用公式(2)求解所述发电机的散热器缸内第一压力和第一温度:
其中,P2为求解得到的缸内第一压力,T2为求解得到的缸内第一温度,λ为气体的绝热指数,Q为所述发电机每秒所转动的圈数,C所述发电机额定功率,所述功率的单位均为Kw,I为所述发电机的额定电流,所述电流的单位均为A,为所述发电机所处环境的湿度,湿度单位为%;然后,利用公式3求解调节系数:
其中,μ为求解得到的调节系数,T为所述发电机所述环境的温度;最后,利用公式4,判断所述发电机是否需要启动保护装置;
其中,TC为测量所得的所述发电机的散热器内的温度,PC为测量所得的所述发电机的散热器内的压力,当PD为1时需要启动所述保护装置,当PD为0时则说明不需要启动所述保护装置。
所述绝热指数λ的取值时,当所述散热器内纯空气时为1.4,否则为1.33。
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任毅: "柴油机燃用柴油-含氧化合物混合燃料燃烧与排放研究", 《万方数据知识服务平台》 * |
秦健康: "一种节能型钟罩炉功率控制系统研究及实现", 《万方数据知识服务平台》 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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