CN112350512A - 一种双通道控制型恒频恒压发电装置 - Google Patents

一种双通道控制型恒频恒压发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双通道控制型恒频恒压发电装置，包括恒频恒压柜、以及与恒频恒压柜通过导线连接的宽频轴带发电机、远程控制屏，宽频轴带发电机为一台四极三相同步发电机，恒频恒压柜包括柜体，柜体内设置有变频器、滤波器、PLC以及就地控制屏，远程控制屏通过以太网与就地控制屏并联，然后再与所述PLC进行通讯。本发明适用转速范围宽，可配套柴油机在不同工况转速下使用，通用性强，确保稳定输出50Hz、400V的三相交流电，供船上常规用电器设备使用，安全可靠，通过就地与远程两个屏幕实现双通道控制，可实时通过远程屏监测控制发电装置运行状况，智能便捷。

Description

一种双通道控制型恒频恒压发电装置
技术领域
本发明涉恒频恒压发电技术领域，具体涉及一种双通道控制型恒频恒压发电装置。
背景技术
单独的传统轴带发电机允许在一定转速范围内变化，但由于电压控制技术的限制，转速范围跨度很小，通常只能在1350～1650转速范围附近运行，导致传统轴带发电机只能在部分工况下使用，十分不便利。随着国家战略的推广，船舶事业将得到大力发展，智能化节能环保型绿色船舶将成为主流，船用发电设备的需求将增大，而船舶主柴油机提供的动力一定具有宽转速不稳定的特点，并且随着智能船舶的发展需求，要求具备自动化远程控制技术的船电系统需求也越来越多，这就使得传统的单一轴带发电机电力系统已经日趋不能满足需求。本发明通过将轴带发电机与恒频恒压柜相结合并配备远程控制屏的方案就能很好解决了这一系列难点问题。新型宽转速轴带发电机可以适应船舶主柴油机宽转速变化特性，发出频率、电压在一定范围内变化的三相交流电，再通过恒频恒压柜整流逆变转化为可供船上空调、照明、电动机等用电设备使用的50Hz、400V常规三相交流电，还具备过压、欠压、过频、欠频、过载保护等故障报警及保护功能，并且通过双通道控制技术在驾驶舱安装一个远程屏实现就地、远程智能控制。本发明对现代智能船舶事业发展将具有积极促进作用，具有很大市场前景。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种双通道控制型恒频恒压发电装置，包括恒频恒压柜、以及与恒频恒压柜通过导线连接的宽频轴带发电机、远程控制屏；
所述宽频轴带发电机为一台四极三相同步发电机；
所述恒频恒压柜包括柜体，所述柜体内设置有变频器、滤波器、PLC以及就地控制屏，所述柜体上铰接设置有柜门，为便于显示和控制柜体内的变频器、滤波器、PLC运行状况，所述就地控制屏设置在柜门的外表面上；
所述远程控制屏通过以太网与就地控制屏并联，然后再与所述PLC进行通讯。
优选的，所述宽频轴带发电机包括转轴、定子、转子、前端盖、后端盖、箱体组成，所述前端盖、后端盖分别用螺栓安装固定在所述定子上，所述转子固定在转轴上，所述转轴通过轴承固定在前端盖、后端盖上，所述箱体用螺栓安装固定在定子上，所述箱体内设置有自动电压调节器，所述自动电压调节器控制宽频轴带发电机的输出电压。
优选的，所述恒频恒压柜可以将宽频轴带发电机输入的频率范围 37.5～75Hz，电压范围420～460V的三相交流电通过整流逆变技术转化为恒定的50Hz，400V三相交流电，且可以对其输出频率和电压进行微调，所述柜门上装有启动按钮、停止按钮、复位按钮，具备并机使用功能。
优选的，所述恒频恒压柜通过检测自身输入输出电流电压信号，采用 RS485通讯协议与所述PLC进行互联。
优选的，所述恒频恒压柜内的PLC同时还具备过压、欠压、过频、欠频、过载保护、故障报警及保护功能。
本发明有益效果
本发明适用转速范围宽，可配套多种转速柴油机不同工况转速下使用，通用性强；确保稳定输出50Hz、400V的三相电，供常规用电设备使用，安全可靠；通过就地与远程两个屏幕实现双通道控制，可通过远程屏监测控制发电装置，智能便捷。
附图说明
图1为本发明的总成示意图。
图2为本发明的电气原理图。
图3为本发明的宽频轴带发电机示意图。
图4为本发明的恒频恒压柜示意图。
图5为本发明的双通道控制原理图。
图6为PLC及变频器通讯参数设置
图7为人机交互显示界面。
图8报警参数设置界面。
图9为系统参数设置界面。
附图标记说明：1、宽频轴带发电机；11、转轴；12、定子；13、转子； 14、前端盖；15、后端盖；16、箱体；2、恒频恒压柜；21、柜体；22、变频器；23、滤波器；24、PLC；25、就地控制屏；26、柜门；3、远程控制屏。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1-图9所示，本发明提供了一种双通道控制型恒频恒压发电装置，包括恒频恒压柜2、以及与恒频恒压柜2通过导线连接的宽频轴带发电机1、远程控制屏3；
所述宽频轴带发电机1为一台四极三相同步发电机，所述宽频轴带发电机1包括转轴11、定子12、转子13、前端盖14、后端盖15、箱体16组成，所述前端盖14、后端盖15分别用螺栓安装固定在所述定子12上，所述转子 13固定在转轴11上，所述转轴11通过轴承固定在前端盖14、后端盖15上，所述箱体16用螺栓安装固定在定子12上，所述箱体16内设置有自动电压调节器，所述自动电压调节器控制宽频轴带发电机1的输出电压，宽频轴带发电机1工作转速范围是1125～2250r/min，发电电压为420～460V，其中转速 1125～1500r/min电压从420V到460V与转速呈线性相关,1500～2250r/min电压维持460V不变；
所述恒频恒压柜2包括柜体21，所述柜体21内设置有变频器22、滤波器23、PLC24以及就地控制屏25，所述柜体21上铰接设置有柜门26，为便于显示和控制柜体21内的变频器22、滤波器23、PLC24运行状况，所述就地控制屏25设置在柜门26的外表面上，柜体21作为安装各部件的框架，变频器22可以将宽频轴带发电机1输入的频率范围37.5～75Hz，电压范围420～460V的三相电通过整流逆变转化为恒定的50Hz，400V工频三相电，且可以对输出频率和电压进行微调，滤波器23利用电感与电容对不同频率分量所呈现阻抗的差异性的特点，高频情况下电感支路的阻抗大，而电容支路阻抗则小，对含有高次谐波的逆变器桥输出电流iinv进行并联阻抗分流，滤波器23电容Cf为高频部分提供低阻通路，从而有效降低注入电网电流ig中的谐波电流分量，PLC24主要作用是连结就地控制屏25与变频器22，就地控制屏25实现对变频器22进行输出控制及监测，就地控制屏25可显示负载功率、电压、电流、频率、功率因数等信息，所述恒频恒压柜2通过检测自身输入输出电流电压信号，采用RS485通讯协议与所述PLC24进行互联，PLC24还具有过压、欠压、过频、欠频、过载保护、故障报警及保护功能；
所述远程控制屏3通过以太网与就地控制屏25并联，然后再与所述 PLC24进行通讯，PLC24与变频器22采用RS485通讯，均是采用MODBUS RTU协议，最终将变频器22参数显示在远程控制屏3终端上，两屏具备相同功能，可用于远程安装进行控制和监测发电装置运行，显示包括电压、电流、频率、功率等信息的显示，控制包括变频器22的启动、停止，报警的复位消音，电压、频率的升高降低；
宽频轴带发电机1启动后恒频恒压柜2并不会马上工作开始输出，需要按动柜门26上的启动按钮才开始工作，当然也可以通过触控恒频恒压柜2上就地控制屏25或者装在远处的远程控制屏3进行启动输出，恒频恒压柜2启动开始输出后如果需要进行并机，就可以在就地控制屏25或远程控制屏3上通过按单机/并联功能按钮进行切换状态，同时这时就会需要对恒频恒压柜2 的输出电压和频率进行调节以实现并机时负载的增减转移，电压、频率的升高和降低都是通过就地控制屏25或远程控制屏3进行控制的，就地控制屏25 或远程控制屏3上有电压升、电压降、频率升频率降等功能按钮；根据实际并机状况需要本发明将电压的升降最小单位设置为1V,输出电压调节幅度为 380～420V；频率的升降最小单位设置为0.1Hz，频率调节幅度为48～52Hz，这些调节控制都可以通过就地控制屏25和远程控制屏3同时进行，非常便捷智能化；
为了确保使用过程中的安全问题，本发明对宽频轴带发电机1的输出与恒频恒压柜2的输出都进行了保护，主要包括电压异常保护，频率异常保护，当轴带发电机电压达到460V或者低于420V就会报警，超过480V或者低于 410V延时5秒后就恒频恒压柜2就会自动停止工作，防止对自身及后端用电设备带来损害；当恒频恒压柜2输出电压达到420V或者低于380V就会报警，超过425V或者低于375V延时5秒后就恒频恒压柜2就会自动停止工作，频率输出达到52Hz或者低于48Hz就会报警，超过53Hz或者低于47Hz延时5 秒后恒频恒压柜2就会自动停止工作，这些报警在PLC24能多会生成报警日志，装在柜门26上的报警器也会发出声光报警，同时这些报警的综合信息也可以进行输出，接到传播控制台以提醒检测人员。
工作原理
本发明为一种双通道控制型恒频恒压发电装置，各部件分布如图1-图9 所示，使用时，宽频轴带发电机1启动后恒频恒压柜2并不会马上工作开始输出，需要按动柜门26上的启动按钮才开始工作，当然也可以通过触控恒频恒压柜2上就地控制屏25或者装在远处的远程控制屏3进行启动输出，恒频恒压柜2启动开始输出后如果需要进行并机，就可以在就地控制屏25或远程控制屏3上通过按单机/并联功能按钮进行切换状态，同时这时就会需要对恒频恒压柜2的输出电压和频率进行调节以实现并机时负载的增减转移，电压、频率的升高和降低都是通过就地控制屏25或远程控制屏3进行控制的，就地控制屏25或远程控制屏3上有电压升、电压降、频率升频率降等功能按钮；根据实际并机状况需要本发明将电压的升降最小单位设置为1V,输出电压调节幅度为380～420V；频率的升降最小单位设置为0.1Hz，频率调节幅度为 48～52Hz，这些调节控制都可以通过就地控制屏25和远程控制屏3同时进行，非常便捷智能化；
为了确保使用过程中的安全问题，本发明对宽频轴带发电机1的输出与恒频恒压柜2的输出都进行了保护，主要包括电压异常保护，频率异常保护，当轴带发电机电压达到460V或者低于420V就会报警，超过480V或者低于 410V延时5秒后就恒频恒压柜2就会自动停止工作，防止对自身及后端用电设备带来损害；当恒频恒压柜2输出电压达到420V或者低于380V就会报警，超过425V或者低于375V延时5秒后就恒频恒压柜2就会自动停止工作，频率输出达到52Hz或者低于48Hz就会报警，超过53Hz或者低于47Hz延时5 秒后恒频恒压柜2就会自动停止工作，这些报警在PLC24能多会生成报警日志，装在柜门26上的报警器也会发出声光报警，同时这些报警的综合信息也可以进行输出，接到传播控制台以提醒检测人员。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双通道控制型恒频恒压发电装置，其特征在于，包括恒频恒压柜(2)、以及与恒频恒压柜(2)通过导线连接的宽频轴带发电机(1)、远程控制屏(3)；
所述宽频轴带发电机(1)为一台四极三相同步发电机；
所述恒频恒压柜(2)包括柜体(21)，所述柜体(21)内设置有变频器(22)、滤波器(23)、PLC(24)以及就地控制屏(25)，所述柜体(21)上铰接设置有柜门(26)，为便于显示和控制柜体(21)内的变频器(22)、滤波器(23)、PLC(24)运行状况，所述就地控制屏(25)设置在柜门(26)的外表面上；
所述远程控制屏(3)通过以太网与就地控制屏(25)并联，然后再与所述PLC(24)进行通讯。
2.根据权利要求1所述的一种双通道控制型恒频恒压发电装置，其特征在于，所述宽频轴带发电机(1)包括转轴(11)、定子(12)、转子(13)、前端盖(14)、后端盖(15)、箱体(16)组成，所述前端盖(14)、后端盖(15)分别用螺栓安装固定在所述定子(12)上，所述转子(13)固定在转轴(11)上，所述转轴(11)通过轴承固定在前端盖(14)、后端盖(15)上，所述箱体(16)用螺栓安装固定在定子(12)上，所述箱体(16)内设置有自动电压调节器，所述自动电压调节器控制宽频轴带发电机(1)的输出电压。
3.根据权利要求1所述的一种双通道控制型恒频恒压发电装置，其特征在于，所述恒频恒压柜(2)可以将宽频轴带发电机(1)输入的频率范围37.5～75Hz，电压范围420～460V的三相交流电通过整流逆变技术转化为恒定的50Hz，400V三相交流电，且可以对其输出频率和电压进行微调，所述柜门(26)上装有启动按钮、停止按钮、复位按钮，具备并机使用功能。
4.根据权利要求3所述的一种双通道控制型恒频恒压发电装置，其特征在于，所述恒频恒压柜(2)通过检测自身输入输出电流电压信号，采用RS485通讯协议与所述PLC(24)进行互联。
5.根据权利要求4所述的一种双通道控制型恒频恒压发电装置，其特征在于，所述恒频恒压柜(2)内的PLC(24)同时还具备过压、欠压、过频、欠频、过载保护、故障报警及保护功能。
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