技术特征：
1.一种伺服节能型内燃机发电机组，其特征是，包括内燃机、发电机、电压传感器、电压采样单元、发电电压误差计算器、电压调节器、位置和速度传感器、位置和转速检测单元、转子频率计算器、激磁频率计算器、变压器、储能单元、三相激磁电流调节器和滑环；发电机的定子安装于内燃机的机体上，发电机的转子与内燃机的输出轴联轴；电压传感器并接于发电机的输出端，电压传感器的输出端经由电压采样单元连接三相激磁电压调节器的电压采样端和发电电压误差计算器的一个输入端；发电电压误差计算器的另一个输入端接入设定的发电电压；发电电压误差计算器的输出端经由电压调节器连接三相激磁电流调节器的电压指令输入端；位置和速度传感器安装于发电机的轴端，位置和速度传感器的输出端连接位置和转速检测单元的输入端；位置和转速检测单元的一个输出端经由转子频率计算器连接激磁频率计算器的一个输入端，激磁频率计算器的另一个输入端接入设定的发电频率，激磁频率计算器的输出端连接三相激磁电流调节器的频率指令输入端；位置和转速检测单元的另一个输出端连接三相激磁电流调节器的转子位置反馈输入端；变压器的原边连接发电机的输出端，变压器的副边连接三相激磁电流调节器的第一动力输入端；储能单元的一侧连接内燃机的启动装置，储能单元的另一侧连接三相激磁电流调节器的第二动力输入端；三相激磁电流调节器的动力输出端连接滑环的电刷，滑环的集电环连接发电机的转子。2.根据权利要求1所述的一种伺服节能型内燃机发电机组，还进一步包括相位差检测控制单元；相位差检测控制单元跨接于发电机的输出端与电网之间，相位差检测控制单元的输出端连接三相激磁电流调节器的相位调节指令输入端。3.根据权利要求1所述的一种伺服节能型内燃机发电机组，还进一步包括电流传感器和电流采样单元，电流传感器串接于发电机的输出端，电流传感器的输出端经由电流采样单元连接三相激磁电流调节器的电流采样端。4.权利要求1所述一种伺服节能型内燃机发电机组的控制方法，其特征是，包括过程如下：内燃机启动后，带动发电机的转子转动；当发电机启动工作时，三相激磁电流调节器利用储能单元的电能提供动力；当发电机开始工作后，三相激磁电流调节器利用变压器的电能提供动力；电压传感器采集发电机的输出电压，并经由电压采样单元采样后送入发电电压误差计算器；发电电压误差计算器根据设定的发电电压u0和电压采样单元送入的发电机实际输出电压u，求得电压误差ue，其中ue＝u0
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u；电压误差ue在电压调节器中进行pid运算后得到电压指令送入三相激磁电流调节器；三相激磁电流调节器根据电压指令调节三相激磁电流的电压，并通过滑环对发电机的输出电压进行闭环控制，保证发电机输出电压的稳定；位置和速度传感器检测发电机的位置和速度，并经由位置和转速检测单元后得到发电机的转子转速；转子频率计算器根据转速检测单元检测的发电机的转子转速n和发电机的转子极对数p，计算发电机实际输出频率f，其中f＝n*p/60；激磁频率计算器根据设定的发电频率f0和转子频率计算器送入的发电机实际输出频率f，求得频率误差fe，其中fe＝f0
‑
f；频率误差fe形成频率指令送入三相激磁电流调节器；三相激磁电流调节器根据频率指令调节三相激磁电流的频率，根据位置各转速检测单元送来的转子位置来调节三相激磁电流的相位，并通过滑环对发电机的输出电压进行闭环控制，保证发电机输出频率的稳定。5.根据权利要求4所述的一种伺服节能型内燃机发电机组的控制方法，其特征是，还进一步包括过程如下：相位差检测控制单元测量发电机的输出端与电网之间的电压波形的相位差，并将该相位差形成相位调节指令送入三相激磁电流调节器；三相激磁电流调节器根据相位调节指令调节三相激磁电流的相位，并通过滑环对发电机的输出相位进行闭环控制，保证发电机输出相位的准确。6.根据权利要求4所述的一种伺服节能型内燃机发电机组的控制方法，其特征是，还进一步包括过程如下：电流传感器采集发电机的输出电流，并经由电流采样单元采样后送入三相激磁电流调节器，三相激磁电流调节器根据电流采样单元送入的采样输出电流和电压采样单元送入的采样输出电压计算发电机的输出功率，从而测算内燃机的输出功率需求；当内燃机的输出功率需求大于内燃机额定功率时，发电机总控单元可以将内燃机工作转速调节至标称额定转速之上，以实现扩大内燃机功率范围的目的；当内燃机的输出功率需求小于或大于内燃机额定功率时，发电机总控单元可以将内燃机工作点调节至燃油效率更经济的运行区域，以实现提高发电综合效率的目的。
技术总结
本发明公开一种伺服节能型内燃机发电机组及其控制运行方法，由发电电压误差计算器、发电电压调节器、三相激磁电流调节器、滑环、发电机、发电机输出电压采样单元构成的闭环控制系统对发电机的输出发电电压幅值进行闭环，从而保证发电电压幅值的稳定。同时，由激磁频率计算器、转子频率计算器、位置和转速检测单元、位置和速度传感器、三相激磁电流调节器、滑环、发电机构成的闭环控制系统对发电机的输出交流频率进行精确控制。另外，通过相位差检测控制单元、三相激磁电流调节器、滑环和发电机构成的闭环控制系统对发电机的相位进行精确控制。本发明使得发电频率稳定、电压稳定、相位任意可调，可方便地进行与市电并网、自身多机联网或单机运行。网或单机运行。网或单机运行。
技术研发人员：吕爱群 郝铁军 羊智平 石进芳 朱剑波
受保护的技术使用者：桂林星辰科技股份有限公司
技术研发日：2021.06.18
技术公布日：2021/9/17