一种柴油发电机组负载试验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种柴油发电机组负载试验系统，用于柴油发电机组负载试验时将电能供负载使用，降低能源消耗，该系统包括：依次相连的输入隔离变压装置、PWM整流装置、直流斩波装置、PWM逆变装置、滤波装置和输出隔离变压装置；输入隔离变压装置，用于对柴油发电机组与PWM整流装置进行隔离；PWM整流装置，用于将柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压；直流斩波装置，用于对直流电压进行直流保护；PWM逆变装置，用于将直流电压转换为三相交流电压；滤波装置，用于降低三相交流电压中的谐波含量；输出隔离变压装置，用于对PWM逆变装置与负载进行隔离，并将三相交流电压供负载使用。本发明专利技术还公开了一种柴油发电机组负载试验方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柴油发电机组
，具体涉及。
技术介绍
柴油发电机组在船舶上的应用越来越多，除了作为常规的提供船电的机组外，还越来越广泛地用于电力推进。由于其独特的优点，采用全或半电力推进已成为数千吨以上的船舶，特别是军用舰船推进系统的发展趋势。对于柴油发电机组，在其应用在具体船舶上之前，需要通过多种试验进行性能的检测。在现有技术中，可以有能耗型试验装置、发电机组并网试验装置以及发电机组并网试验装置等多种试验方式进行柴油发电机组性能的检测。能耗型试验装置是指采用“柴油发电机组+水电阻”方式进行柴油发电机组负载试验，将试验过程中柴油发电机输出的能量全部通过水电阻消耗掉，这是目前船用柴油发电机组经常采用的试验方法。发电机组并网试验装置是指采用“柴油发电机组+不可控整流装置+直流电动机+同步发电机+并网开关柜”方式进行试验，属于节能型试验方法。晶闸管并网试验装置是指采用“柴油发电机组+不可控整流装置+晶闸管有源逆变器”方式进行试验，此种方法可以将电能回馈电网。但是，能耗型试验装置柴油发电机组发出的电能完全通过电阻消耗，浪费能源严重，不符合国家提出的节能环保要求。发电机组并网试验装置在试验电机容量较大时，由于涉及到大容量直流发电机和同步发电机，体积庞大且维护繁琐；并网时何时送电依赖于操作人员的人工判断，可靠性较低。晶闸管并网试验装置由于采用的开关器件晶闸管为半控器件，在向电网馈送能量时会对电网造成相当大的谐波污染；晶闸管由于逆变器工作时会从电网吸收大量的无功，造成网侧功率因数降低；在实际使用时需配置大容量无功补偿装置及谐波治理装置，设备投入大。因此，在现有技术中柴油发电机组在进行负载试验时存在柴油发电机组试验装置能源消耗及占地面积大、可靠性低、对电网污染严重的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的是提供，解决现有技术中柴油发电机组试验装置能源消耗及占地面积大、可靠性低、对电网污染严重的问题。为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案如下一种柴油发电机组负载试验系统，所述系统包括输入隔离变压装置、PWM整流装置、直流斩波装置、PWM逆变装置、滤波装置以及输出隔离变压装置；所述输入隔离变压装置的输入端与柴油发电机组相连，所述PWM整流装置的输入端与所述输入隔离变压装置的输出端相连，所述直流斩波装置的输入端与所述PWM整流装置的输出端相连，所述PWM逆变装置的输入端与所述直流斩波装置的输出端相连，所述滤波装置的输入端与所述PWM逆变装置的输出端相连，所述输出隔离变压装置的输入端与所述滤波装置的输出端相连，所述输出隔离变压装置的输出端与负载相连；所述输入隔离变压装置，用于对所述柴油发电机组与所述PffM整流装置进行隔离；所述PWM整流装置，用于将所述柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压；所述直流斩波装置，用于对所述直流电压进行直流保护；所述PWM逆变装置，用于将所述直流电压转换为三相交流电压；所述滤波装置，用于降低所述三相交流电压中的谐波含量；所述输出隔离变压装置，用于对PWM逆变装置与所述负载进行隔离，并将所述三相交流电压供所述负载使用。相应的，所述输入隔离变压装置还包括设置于原边侧的多个电压输入档位，用于不同电压等级的所述柴油发电机组进行电压输入。相应的，所述PWM整流装置包括变流器单元，所述变流器单元包括输入交流侧电感、开关器件组、直流支撑电容以及直流支撑电阻。相应的，所述变流器单元采用PWM四象限电压源型整流方式，实现单位功率因数控制以及电压电流双闭环控制，将所述柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压。相应的，所述直流斩波装置包括斩波单元以及消耗单元；所述斩波单元包括开关器件、二极管，所述开关器件与所述二极管串联连接；所述斩波单元用于直流保护以及快速停机；所述消耗单元包括消耗电阻，所述消耗电阻和所述二极管并联连接；所述消耗单元用于为所述柴油发电机组输出功率提供消耗支路。相应的，所述滤波装置包括滤波单元，所述滤波单元包括共模滤波电感、差模滤波电感、放电电阻以及滤波电容。相应的，所述滤波单元采用差模滤波和/或共模滤波方式，对所述三相交流电压进行滤波，降低所述三相交流电压中的谐波含量。相应的，所述输出隔离变压装置还用于提高所述滤波单元输出的所述三相交流电压的质量供所述负载使用。一种柴油发电机组负载试验方法，所述方法包括输入隔离变压装置对柴油发电机组输出的交流电压进行隔离；PWM整流装置将所述柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压；直流斩波装置对所述直流电压进行直流保护；PWM逆变装置将所述直流电压转换为三相交流电压；滤波装置降低所述三相交流电压中的谐波含量；输出隔离变压装置对所述三相交流电压与负载进行隔离，并将所述三相交流电压供所述负载使用。相应的，所述PWM整流装置将所述柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压，包括PWM整流装置采用PWM四象限电压源型整流方式，实现单位功率因数控制以及电压电流双闭环控制，将所述柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压。相应的，所述滤波装置降低所述三相交流电压中的谐波含量，包括滤波单元采用差模滤波和/或共模滤波方式，对所述三相交流电压进行滤波，降低所述三相交流电压中的谐波含量。由此可见，本专利技术具有如下有益效果本专利技术柴油发电机组负载试验系统及方法在进行柴油发电机组负载试验时，经输入隔离变压装置、PWM整流装置、直流斩波装置、PWM逆变装置、滤波装置以及输出隔离变压装置对柴油发电机组输出的交流电进行依次处理，最终可以将电能传输给负载使用，大大降低了能源消耗，不会对电网造成影响。同时，由于没有过多的旋转设备，大大降低了设备占地面积，提高了系统可靠性。另外，本专利技术采用输入隔离变压装置，将柴油发电机组与试验装置进行电气隔离，提高了系统的安全、可靠性。同时，输入隔离变压装置原边侧可设置多个输入档位，大大提高了系统的试验适应性。PWM整流装置采用PWM整流方式，对发电机组输出侧的谐波影响大大降低，并可以保证输入侧的功率因数趋于单位功率因数，减少甚至消除试验装置对发电机组试验结果的影响；同时，采用电压电流双闭环控制，使直流电压稳定。滤波装置采用差模和共模滤波装置，可以对PWM逆变装置的输出电源品质进行改善，使之趋于正弦化，满足负载的试用要求；本专利技术柴油发电机组负载试验系统及方法适用于柴油发电机组负载试验，对于中小容量发电机组同样适用，特别对于几十、几百千瓦的常用船舶用柴油发电机组负载试验，同样可以实现能量再利用。附图说明图I为本专利技术柴油发电机组负载试验系统的结构示意图；图2为本专利技术PWM整流装置中变流器单元的结构示意图；图3为本专利技术滤波装置中的滤波单元的结构示意图；图4为本专利技术柴油发电机组负载试验方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术实施例作进一步详细的说明。本专利技术柴油发电机组负载试验系统，是针对现有技术中柴油发电机组试验装置能源消耗及占地面积大、可靠性低、对电网污染严重的问题，提出在进行柴油发电机组试验时，柴油放电机组发出的频率和幅值变化的交流电经输入隔离变压装置进行隔离，经PWM整流装置整流变为直流电，再依次通过直流斩波装置、PWM逆变装置，经PWM逆变装置逆变为三相交流电，经滤波装置进行波形处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油发电机组负载试验系统，其特征在于，所述系统包括：输入隔离变压装置、PWM整流装置、直流斩波装置、PWM逆变装置、滤波装置以及输出隔离变压装置；所述输入隔离变压装置的输入端与柴油发电机组相连，所述PWM整流装置的输入端与所述输入隔离变压装置的输出端相连，所述直流斩波装置的输入端与所述PWM整流装置的输出端相连，所述PWM逆变装置的输入端与所述直流斩波装置的输出端相连，所述滤波装置的输入端与所述PWM逆变装置的输出端相连，所述输出隔离变压装置的输入端与所述滤波装置的输出端相连，所述输出隔离变压装置的输出端与负载相连；所述输入隔离变压装置，用于对所述柴油发电机组与所述PWM整流装置进行隔离；所述PWM整流装置，用于将所述柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压；所述直流斩波装置，用于对所述直流电压进行直流保护；所述PWM逆变装置，用于将所述直流电压转换为三相交流电压；所述滤波装置，用于降低所述三相交流电压中的谐波含量；所述输出隔离变压装置，用于对PWM逆变装置与所述负载进行隔离，并将所述三相交流电压供所述负载使用。

【技术特征摘要】
1.一种柴油发电机组负载试验系统，其特征在于，所述系统包括 输入隔离变压装置、PWM整流装置、直流斩波装置、PWM逆变装置、滤波装置以及输出隔离变压装置； 所述输入隔离变压装置的输入端与柴油发电机组相连，所述PWM整流装置的输入端与所述输入隔离变压装置的输出端相连，所述直流斩波装置的输入端与所述PWM整流装置的输出端相连，所述PWM逆变装置的输入端与所述直流斩波装置的输出端相连，所述滤波装置的输入端与所述PWM逆变装置的输出端相连，所述输出隔离变压装置的输入端与所述滤波装置的输出端相连，所述输出隔离变压装置的输出端与负载相连； 所述输入隔离变压装置，用于对所述柴油发电机组与所述PWM整流装置进行隔离； 所述PWM整流装置，用于将所述柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压； 所述直流斩波装置，用于对所述直流电压进行直流保护； 所述PWM逆变装置，用于将所述直流电压转换为三相交流电压； 所述滤波装置，用于降低所述三相交流电压中的谐波含量； 所述输出隔离变压装置，用于对PWM逆变装置与所述负载进行隔离，并将所述三相交流电压供所述负载使用。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述输入隔离变压装置还包括 设置于原边侧的多个电压输入档位，用于不同电压等级的所述柴油发电机组进行电压输入。3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述PWM整流装置包括 变流器单元，所述变流器单元包括输入交流侧电感、开关器件组、直流支撑电容以及直流支撑电阻。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述变流器单元采用PWM四象限电压源型整流方式，实现单位功率因数控制以及电压电流双闭环控制，将所述柴油发电机组输出的交流电压转换为直流电压。5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述直流斩波装置包括 斩波单元以...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世平，梁金成，黄欢，黄志国，徐娟，梁志伟，肖泉华，邓飞，郭延军，彭力，邓霆，钟强，陈志新，王博，高峰雷，龚精学，张纬晔，应婷，欧海平，何伯钧，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：