一种变频节能发电机组制造技术

一种变频节能发电机组，包括一个实时检测用电负荷状态并将其反馈至PLC模块的信号转换单元；一个接收信号转换单元的信息，经负荷转速最优油耗的智能化逻辑运算转速值后送出实时调速信号至调速控制器的PLC模块；一个接收PLC模块的实时调速控制信号、和转速传感器对转速实时状态检测的反馈，经PID控制算法向调速驱动器提供电激励驱动而实时调整发动机的转速的调速控制器。能随用电负荷的改变而智能调速，提高了发电机组在实用中的燃油利用效率。通过调速控制实时调整发动机工作在不同的对应转速，使发电机组在不同用电负荷状态下，达到不同负载所需转速的燃油消耗最经济化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变频节能发电机组，特别是一种中小功率自动调速工频的柴油发电机组。
技术介绍
长久以来在世界各国围绕石油的开采、争斗，时刻未消停过；人类对石油的需求及依赖与石油日益剧减之间的矛盾，早已引起全球性的高度警惕并倡导节能减排，由此可见内燃机的节能降耗具有极其重要的意义。目前，采用内燃机的交流发电机组，无论其负荷是空载还是满载，其发动机始终工作在额定转速，才能维持供电输出的额定频率，通过调压达到额定输出电压，无法根据用电负荷的变化而自动调速并恒频恒压，更谈不上降耗节能，而备用发电机大多数时候是在较低的负荷下运行，且负荷变化的范围较大。在低负荷的时候高速运转，负荷率低，会造成燃烧油消耗大，噪音也大。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于克服现有技术的不足而提供一种能随用电负荷的改变而能全程动态自动调速节能降耗的变频节能发电机组。本专利技术的技术方案在于：发动机、永磁中频发电机构成变频发电体，永磁中频发电机的输出端经逆变器接用电负荷；还包括一个实时检测用电负荷状态、将实时用电负荷转换为0至10V范围的相应直流电压反馈信号并将其反馈至PLC模块的信号转换单元；一个接收信号转换单元的信息，经负荷最优油耗转速的智能化转速值送出实时调速控制信号至调速控制器的PLC模块；一个接收PLC模块的实时调速控制信号、和转速传感器对转速实时状态检测的反馈，经PID控制算法向调速驱动器提供电激励驱动而实时调整发动机的转速的调速控制器；一个将发动机的转速输出状态进行检测并实时反馈至调速控制器的转速传感器。本专利技术所述逆变器是对变频发电体的三相变频变压电能进行三相逆变，输出稳定的恒频恒压230V/400V.50HZ的三相工频市电。本专利技术还包括一个为PLC模块、调速控制器、调速驱动器提供工作电源的蓄电池。本专利技术还包括一个控制发动机的起停并进行状态监控及保护，以及对逆变器的供电输出进行监控并实时显示的机组控制器。本专利技术为提高发电机组在实用中的燃油利用效率，使发电机组在不同负荷状态下，由PLC模块根据负荷大小，智能运算并发送控制信号到调速控制器，调速控制器完全按控制信号驱动调速驱动器来达到发动机的转速调节，使发动机的输出转速自动工作在相应负荷的最经济油耗的转速，此转速下的机械驱动功率使永磁中频发电机的发电能力能够使逆变器的逆变输出满足用电负荷的需求和供电品质，而不会出现过多的富裕电能，不会出现因欠能导致系统震荡或致停机，使本专利技术的专利技术达到不同负荷所需转速的燃油消耗最经济化，无需其他机械、电类等的中间环节，直接从根源上进行用电负荷与转速耗油的最优化匹配，达到节能降耗的目的。转速调节的工作范围覆盖了空载时的最低转速至发动机的最高转速。所述永磁中频发电机为宽转速范围的永磁盘式中频交流发电机，输出频率、电压随驱动转速的变化而变化，其能够在非常宽的转速变化范围内，为后续逆变器提供满足电功率要求的初始电能；因转子无绕线和整流装置，有效避免转速突变造成电气故障，及转速随变造成配线松动脱落及绝缘等故障；因工作在宽转速范围内，故采用盘式结构设计，改善了用电负荷突变对转速及发电本体造成机械破坏，同时使发电本体的外形尺寸得到缩小，可靠性提高。与现有技术相比，本专利技术经电控柜后逆变为负荷在空载至满载均稳定在230V/400V.50Hz的三相工频市电，随用电负荷的改变而能全程动态自动调速节能降耗；节能方面提高了发电机组在实用中的燃油利用效率，智能模块实现用电负荷与转速油耗的最经济的智能化匹配，根据信号单元的实时检测，通过调速控制实时调整发动机工作在不同的对应转速，使发电机组在不同负荷状态下，能自动调速到最经济的油耗转速，达到不同负荷所需转速的燃油消耗最经济化；本专利技术为节能环保、结构紧凑重量轻的体功比并存、易于搬移的变频节能发电机组。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的原理方框图。图中，1、变频发电体；2、发电机组底座；3、调速驱动器；4、发动机；5、转速传感器；6、永磁中频发电机；7、电气电缆；8、电控柜；9、DC/DC转换器；10、蓄电池；11、逆变器；12、调速控制器；13、机组控制器；14、信号转换单元；15、PLC模块；16、供电输出接口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，所述电气电缆7、DC/DC转换器9、蓄电池10、逆变器11、调速控制器12、机组控制器13、信号转换单元14、PLC模块15、供电输出接口16，构成本专利技术的电控柜8；所述永磁中频发电机6和发动机4连为整体，构成本专利技术的变频发电体1；所述调速驱动器3、转速传感器5装配在发动机4上，经调速控制器12构成本专利技术的速度反馈式闭环调速提供闭合控制回路，使变频发电体1的机电转换构成可控稳速的变频发电体。所述变频发电体1因转速的改变而发三相变频变压电能，经电气电缆7至逆变器11并进行三相逆变，输出三相230V/400V.50HZ的工频市电。通过机组控制器起动本发电机组，发动机开始运行在空载状态转速，并驱动发电机发电，经逆变器的逆变进行供电输出，同时调速的各功能模块进入实时监控和实时调速状态。当负荷加重时，由信号转换单元实时检测并转换为直流电压信号送至PLC模块，经负荷最优油耗转速的智能化逻辑运算转速值送出实时调速控制信号至调速控制器12，调速控制器将此信号与转速反馈信号进行对比并输出调速驱动电流至调速驱动器，调速驱动器直接对发动机进行转速驱动，达到转速调节目的；此时的转速与用电负荷若出现功率匹配的偏差，则从信号转换单元的实时检测、PLC模块调速信号的动态调整经调速控制器、调速驱动器及发动机构成动态调速控制系统，此动态调速控制系统既要达到最优油耗转速与实时用电负荷的匹配，又必须保证系统的稳定性。当负荷减轻时，与此相反，此处不在详述。如图2所示，所述信号转换单元14是对用电负荷进行实时检测并转换为0至10V的直流电压信号送至PLC模块15，A/D转换后，经负荷转速最优油耗转速的智能化逻辑运算转速值后送出实时调速信号至调速控制器12；所述调速控制器12根据PLC模块15的实时调速信号和转速传感器5对转速实时状态检测的反馈，经PID控制算法向调速驱动器3提供电激励驱动而实时调整发动机4的转速，组成转速决定于PLC模块15实时调速信号的转速闭合控制回路；所述信号转换单元14、PLC模块15，调速控制器12、调速驱动器3构成随负荷的改变而智能调速的闭合调速控制回路，在于发动机转速随负荷的改变，能在全程转速范围内为节能降耗而智能自动调速，经调速后的发电即为负荷的最优油耗转速的三相变频发电，经逆变为三相230V/400V.50Hz的工频市电后带动负荷。本专利技术由蓄电池10提供工作电源，发动机4和永磁中频发电机6构成发电体，由机组控制器13进行控制及操作，其提供的三相交流变频电能由逆变器11逆变为三相230V/400V.50Hz工频市电，负荷状态经信号转换单元14的实时检测反馈至PLC模块15，经负荷转速最优油耗转速的智能化逻辑运算转速值后送出实时调速信号至调速控制器12，与转速传感器5对转速的反馈并进行PID控制算法向调速驱动器3提供电激励驱动而实时调整发动机4的转速，最终达到转速决定于负荷大小的智能化实时闭合调速控制。操作过程：通过机组控制器13起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频节能发电机组，其特征在于：发动机（4）、永磁中频发电机（6）构成变频发电体（1），永磁中频发电机（6）的输出端经逆变器（11）接用电负荷；包括一个实时检测用电负荷状态、将实时用电负荷转换为0至10V范围的相应直流电压反馈信号并将其反馈至PLC模块（15）的信号转换单元(14)；一个接收信号转换单元（14）的信息，经负荷最优油耗转速的智能化转速值送出实时调速控制信号至调速控制器（12）的PLC模块（15）；一个接收PLC模块（15）的实时调速控制信号、和转速传感器(5)对转速实时状态检测的反馈，经PID控制算法向调速驱动器（8）提供电激励驱动而实时调整发动机（4）的转速的调速控制器（12）；一个将发动机（4）的转速输出状态进行检测并实时反馈至调速控制器（12）的转速传感器(5)。

【技术特征摘要】
1.一种变频节能发电机组，其特征在于：发动机（4）、永磁中频发电机（6）构成变频发电体（1），永磁中频发电机（6）的输出端经逆变器（11）接用电负荷；包括一个实时检测用电负荷状态、将实时用电负荷转换为0至10V范围的相应直流电压反馈信号并将其反馈至PLC模块（15）的信号转换单元(14)；一个接收信号转换单元（14）的信息，经负荷最优油耗转速的智能化转速值送出实时调速控制信号至调速控制器（12）的PLC模块（15）；一个接收PLC模块（15）的实时调速控制信号、和转速传感器(5)对转速实时状态检测的反馈，经PID控制算法向调速驱动器（8）提供电激励驱动而实时调整发动机（4）的转速的调速控制器（12）；一个将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建军，申光锐，刘少英，
申请(专利权)人：襄阳航力机电技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42