专利名称：数字式发电机组调速调压控制装置的制作方法
技术领域：
一种数字式调速调压控制装置，它属于一种动力装置的调速调压装置，特别是一种大功率用于天然气发电机组和柴油发电机组的数字式调速调压控制装置。
目前，国内外所使用的大功率的柴油发电机组和天然气发电机组的调速方式有三种方式。即人工手动调速方式、机械调速方式和电子调速方式。人工手动调速方式和机械调速方式都存在有劳动强度高和准确性低等缺点。而目前所使用的电子调速方式，由于数字化程度低，结构不合理、稳定性差、准确度较低，并且调速和调压是两个独立的机构，因此也处于较落后的一种方式。国外TECH POWER CONTROLS CO，简称TPC公司所设计的用于调速调压的控制装置是属于数字式调速调压控制装置，但是该公司所设计的调速调压控制装置中的发电机控制模块只能对电/液型发动机的执行器进行调速调压控制，而对电/电型执行器则无能为力。
本实用新型的目的在于提供一种集调速调压于一体的，并且可应用于控制电/电型执行器的发动机，具有监测、自我诊断、保护报警和动态有功无功负荷均衡能力的数字式发电机组调速调压装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种数字式发电机组调速调压控制装置，它是由装置壳体1、设于装置壳体1外表面上的指示表19、18、17、16、15、设于装置壳体外部的固定板3、发电机组控制模块面板8及置于装置壳体内部的控制装置组成，其特征在于所述的控制装置由电源29、电池组30、EG-2发电机组控制模块27、动力驱动接口板24、与所述的动力驱动接口板24相联接的变压器PT1、CPT1和电流互感器21组成；
其中电源为一个交直流两用型与发电机母线联接，也可用电池组30供电，所述的电源分别与EG-2发电机组控制模块27和动力驱动接口板24联接，为所述的控制装置提供电源；所述的EG-2发电机组控制模块27为一封装体，且设有一块面板8；所述的面板8依靠折边2嵌于装置壳体1的外表面上；且在所述的面板8上设有指示灯4、开关5、按钮11、6、显示器9、13和调节按钮10、12以及选择旋钮14；所述的动力驱动接口板24由伺服电机驱动控制板25和数字励磁与电流转换接口板28组成，它用于将电流信号和电压信号转送给发动机执行器23和发电机励磁。
所述的控制装置的具体电路联接方式是EG-2发电机组控制模块27的端子TA11、12与用于为该所述模块提供发动机的速度信号的测速传感器22联接；再由EG-2发电机组控制模块的端子TA17、18与用于比较、放大、调制从EG-2发电机组控制模块27所传来的信号的伺服电机驱动控制板联接，构成一个闭环电路；用于将发电机输出的三相电压降压的变压器D与EG-2发电机组控制模块27的端子TD12、9、13联接；且通过EG-2发电机组控制模块27的端子TA1、15与动力驱动接口板24中的数字励磁与电流转换接口板联接，构成回路用于控制励磁调节电源，由电流互感器21联接动力驱动接口板24中的数字励磁与电流转换板的端子TB31、2、3，再与EG-2发电机组控制模块端子TA19、20联接，用于功率指示和功率限制。
本实用新型可准确地控制发电机组的转速和电压，并对机组进行监控、监测、保护，且具有自我诊断和动态有功无功负荷分配的能力。本实用新型结构简单、全数字化、成本较低，性能可靠，调速平滑，可广泛地应用于对大功率天然气发电机组和柴油发电机组的调压、调速。
附
图1为本实用新型的结构示意图附图2为本实用新型的平面布置图附图3为本实用新型的电路图附图4为本实用新型的EG-2发电机组控制模块逻辑图附图5为本实用新型的速度控制调节逻辑图
以下结合附图，对本实用新型的实施进行进一步说明本实用新型所采用的主要部件EG-2发电机组控制模块27是美国TECHPOWER CONTROLS CO的成熟技术，它可以精确控制发动机的转速、发电机的电压，并具有保护电路和有功功率、无功功率、频率、电压、电流等监测功能。为了方便对各种参数进行观察、调节，将EG-2发电机组控制模块27，通过其面板8上的折边2用螺钉与控制装置壳体1的外表面固定在一起，并将电压表19、频率表18、有功表17、无功表16、电流表15设在装置壳体1的外表面上。本实用新型的自我诊断的类别可以用自我诊断类别选择旋钮14进行选择，这一选择可通过自我诊断显示器13显示在EG-2发电机组控制模块27的面板8上。在EG-2发电机组控制模块27的面板8上还设有执行器电流显示器，可显示执行器的毫安MA信号，以便监测发动机滑耗的燃料。在EG-2发电机组控制模块27的面板8上还设有开关、闭合指示灯4、三位选择开关5、报警复位按钮6和发动机启停按钮11，三位选择开关5可以启动发动机；调速按钮10和调压按钮12可以按要求启动本实用新型的工作状态。当联接在执行器23上的测速传感器22或来自发电机电流、电压的反馈信号被传输到EG-2发电机组控制模块27时，EG-2控制模块将给出一个0-200mA的信号用于速度控制，一个0-5VDC的信号用于电压控制。
所述的动力驱动接口板24是由两部分构成，如图2和图3中所示一部分是伺服电机驱动控制板25、另一部分是数字励磁与电流转换接口板28；伺服电机驱动控制板25和数字励磁与电流转换接口板28附图5给出了该接口板的控制逻辑图。
下面描述调速的信号处理工作
如图3所示由测速传感器22传来的测速信号由EG-2发电机组控制模块27的接线端子TA的11、12引入，在EG-2模块27中放大，并与给定速度进行比较后，经EG-2发电机组控制模块的TA17、18端子输出0-200mA直流控制信号给伺服电动机驱动控制板25的TB1的7、8端子，即调速处理器，此处理器将信号作为速度控制的给定信号经AD102隔离放大器和87C752 8位12MHz微处理器变为0-5V控制信号去控制燃料阀的开启；同时伺服电机的位移负反馈和伺服电机的电流反馈信号与速度控制的给定信号比较输至该微处理器后，经PWM脉宽调制器、控制IGBT大功率晶闸管的触发角，从而达到调节控制伺服电机的电流的目的，以实现精确调速。在EG-2模块的面板8上的三位选择开关5，三位选择开关5用于选择发电机的“停机——怠速——运行”三种状态。
电压调节是通过调节发电机励磁来实现的。电压反馈信号经变压器PT1和CPT1降压后输出至EG-2发电机组控制模块的TD端子9、12、13，经放大并与给定电压值进行比较，然后输出0-5VDC信号去数字励磁与电流转换接口的TA1、2、3、4、5端子，即调压处理器，此电压控制信号经数字励磁与电流转换接口板中的微处理器调制后去控制整流桥的触发角，从而达到调整发电机励磁来实现调压的目的。
简述本实用新型的操作和运行停机——怠速将三位选择开关由“停机”旋转至“怠速”位置，表明发动机要启动，一旦发动机启动，EG-2发电机组控制模块27就开始从测速传感器22感知脉冲，且电池组30将提供电源29，然后EG-2发电机组控制模块27将给出速度处理器信号，调节执行器位置，以使发动机建立“怠速”。此时电压表19上将显示出电压，电池组30将由供电转变为充电状态。
怠速——运行将开关5转到“运行”状态时，执行器23将使发动机的转速由“怠速”平滑地上升到额定速度并建立额定电压600VAC，时间为8秒，此时可调节速度调节按钮10将速度调整为准确值，频率表18将给出指示。当发动机转速增加时，发电机电压也在增加，当电压达到85％额定电压时，发电机组主开关允许闭合的信号将给出，开关闭合指示灯4显示。一旦开关闭合，EG-2发电机组控制模块就与其它EG-2发电机组控制模块的有功KW和无功信号KVA进行比较，并校正自身的速度信号和励磁信号，以便与其他的在线的EG-2发电机组控制模块27相配。
运行——怠速当三位选择开关5由“运行”转到“怠速”时，将载荷从发电机组上卸载，开关断开，然后发电机转速将下降至“怠速”时的转速，电压也降至“怠速”时的电压。
怠速——停机当三位选择开关5由“怠速”转到“停机”时，发动机转速将缓慢降至零。电池电源将自动切断。
本实用新型中的调速微处理器和调压微处理器，皆是可搽写的EPROM，其程序是预先设计好的，并用芯片烧录器写入固化。
如图2、图3所示图2中的26为标定板，标定板26与EG-2发电机组控制模块是一个整体设计，它属于EG-2发电机组控制模块的一部分。在图3的电路图中EB2为标定板。
下面对图3电路图中的部分字母符号进行解释CT为电流互感器；PT为500VA变压器；CPT为50VA变压器；C为发电机；D为永磁发电机；F为保险管；CB为开关；TA、TB、TC、TD为端子组名；CR为控制继电器；EM为电路板；M为指示表，其中M1为无功表，M2为有功表，M3为电压表。
EB1EG-2发电机组控制模块；EB3数字励磁与电流转换接口。
权利要求1.一种数字式发电机组调速调压控制装置，它是由装置壳体(1)、设于装置壳体(1)外表面上的指示表(19、18、17、16、15)、设于装置壳体外部的固定板(3)、发电机组控制模块面板(8)及置于装置壳体内部的控制装置组成，其特征在于所述的控制装置由电源(29)、电池组(30)、EG-2发电机组控制模块(27)、动力驱动接口板(24)、与所述的动力驱动接口板(24)相联接的变压器PT1、CPT1和电流互感器(21)组成。其中电源为一个交直流两用型与发电机母线联接，也可用电池组(30)供电，所述的电源分别与EG-2发电机组控制模块(27)和动力驱动接口板(24)联接，为所述的控制装置提供电源；所述的EG-2发电机组控制模块(27)为一封装体，且设有一块面板(8)；所述的面板(8)依靠折边(2)嵌于装置壳体(1)的外表面上；且在所述的面板(8)上设有指示灯(4)、开关(5)、按钮(11、6)、显示器(9、13)和调节按钮(10、12)以及选择旋钮(14)；所述的动力驱动接口板(24)由伺服电机驱动控制板(25)和数字励磁与电流转换接口板(28)组成，它用于将电流信号和电压信号转送给发动机执行器(23)和发电机励磁。
2.如权利要求1所述的数字式发电机组调速调压控制装置，其特征在于所述的控制装置的具体电路联接方式是EG-2发电机组控制模块(27)的端子(TA11、12)与用于为该所述模块提供发动机的速度信号的测速传感器(22)联接；再由EG-2发电机组控制模块的端子(TA17、18)与用于比较、放大、调制从EG-2发电机组控制模块(27)所传来的信号的伺服电机驱动控制板联接，构成一个闭环电路；用于将发电机输出的三相电压降压的变压器(D)与EG-2发电机组控制模块(27)的端子(TD12、9、13)联接；且通过EG-2发电机组控制模块(27)的端子(TA1、15)与动力驱动接口板(24)中的数字励磁与电流转换接口板联接，构成回路用于控制励磁调节电源由电流互感器(21)联接动力驱动接口板(24)中的数字励磁与电流转换板的端子(TB31、2、3)，再与EG-2发电机组控制模块端子(TA19、20)联接，用于功率指示和功率限制。
专利摘要一种数字式发电机组调速调压控制装置,它属于一种动力装置的调速调压装置,它是由装置壳体、壳体表面的显示表和壳体内部的控制装置组成,其特征在于所述的控制装置由电源、EG－2发电机组控制模块、动力驱动接口板、变压器和电源互感器组成,动力驱动接口板由伺服电机驱动控制板和数字励磁与电流转换接口板组成。本实用新型可精确地控制发电机组的转速和电压,并对机组进行监控、监测、保护自我诊断等。本实用新型结构简单、全数字化、调速平滑。
文档编号H02P9/26GK2394378SQ9924614
公开日2000年8月30日 申请日期1999年10月8日 优先权日1999年10月8日
发明者刘强, 刘永红, 张宝成 申请人:兰州鲍威尔石油机械动力控制有限公司