专利名称：柴油发电机组的电动机负载软起动及调速方法
技术领域：
本发明属于电动启动和调速技术领域，尤其涉及一种柴油机发电机组的电动机负 载软起动及调速方法。
背景技术：
绞吸式挖泥船是目前在疏浚工程中运用较广泛的一种船舶。它是通过大功率异步 电动机带动吸水管前端的旋转绞刀装置，将河底泥沙进行切割和搅动，再经吸泥管将绞起 的泥沙物料，借助强大的泵力，输送到泥沙物料堆积场。由于在远离陆地的地方作业而导致 没有工频电网可以使用，所以在挖泥船船上只能是以柴油发电机组作为交流电源。但是，众 所周知，异步电动机的起动存在多方面的问题，主要包括(1)电气问题，在直接起动或星三角起动过程中，其起动电流往往为额定电流的数 倍，产生电压和电流的突变，可能使柴油机及发电机过载，并使电压波动。(2)机械问题，从电动机到绞刀都会受到剧烈的应力。(3)经济问题，每个技术问题和故障后，因需要停产维修而造成大量的损失。解决这些问题的简单方法就是在发电机与电动机之间设置变频器，通过控制变频 器来实现异步电动机的软起动及调速，见附图1。由于异步电动机的变频器控制方法具有节 能显著、保护完善、控制性能好、过载能力强、使用维护方便等特点，已成为电动机调速的主 流，因而在挖泥船上得到普遍应用。这种方法是通过柴油机发电机组以固定的电压和频率 都向变频器电源供电，然后通过对变频器的控制实现电动机软起动和速度调节。虽然变频 器性能优越，但是价格却不菲，很大程度上增加了控泥船的制造成本。
发明内容
本发明的目的就是克服上述现有技术之不足，提供一种省去变频器、降低成本且 能实现软起动及调速的柴油发电机组电动机负载软起动调速方法。本发明的目的是这样现的一种柴油发电机组电动机负载软起动及调速方法，其 特征在于采用如下步骤
a.系统初始化；b.检测是否有新的柴油机转速信号；c.如果没有，则返回步骤b ；如果有，则进入下一步骤；d.依据柴油机转速和发电机输出电压之比为常数的原则，计算出发电机的输出电
压给定值；e.检测发电机的输出电压实际值；f.比较发电机的输出电压给定值和实际值；g.如果输出电压给定值和实际值相等，则返回步骤b ；如果不等，则进入下一步 骤；
h.通过PI调节器调节PWM脉冲宽度，使输出电压实际值等于给定值；i.返回步骤e。采用本发明的方案后，根据柴油机转速和发电机输出电压之比为常数的原则，通 过PI调节器调节PWM脉冲宽度来控制施加给挖泥船电动机负载的柴油发电机组的输出电 压，不仅在没有变频器的情况下同样可以做到起动电流小、电压波动小、损耗小以及可控的 加速及停止方式，更可以降低成本，减少维护费用。整个系统效率高，成本低，污染少，节电， 符合我国节能、减排的发展战略。
附图1为使用变频器的系统原理示意图。附图2为本发明实施例的系统原理示意图。附图3为本发明实施例的控制原理示意图。附图4为本发明实施例的控制程序流程框图。
具体实施例方式参看附图2，在本发明实施例中，挖泥船的电动机负载直接接到柴油发电机组的电 压输出端。在柴油发电机组中，柴油机的的转速就是发电机的输出电压频率。调节柴油机 的转速，再根据柴油机的转速调节发电机的输出电压值，就可以实现系统的调频调压，从而 实现电动机负载的软起动及调速。参看附图3，在每一个给定的柴油机转速即发电机输出电 压频率下，系统以电压值和频率之比为常数即V/f = C作为依据，计算出输出电压给定值， 输出电压给定值与实际值相比较，得出比较误差信号，由PI调节器处理成PI控制信号，经 驱动器放大后，控制发电机的励磁电流，从而调节发电机的输出电压值。下面参看图4详细说明本发明实施例的控制流程。系统从框1开始，进入框2，使 系统初始化。然后进入框3，检测是否有新的柴油机转速信号如果没有，则返回框3 ；如果 有，则进入框4。在框4，选取C = 6，则根据V/f = 6计算出发电机的输出电压给定值，然后 进入框5.在框5，检测发电机的输出电压实际值，然后进入框6。在框6，将发电机的输出电 压给定值和实际值进行比较如果给定值和实际值相等，则返回框3 ；如果不等，则进入框 7。在框7，PI调节发电机励磁，使输出电压实际值等于给定值，然后返回框5。
权利要求
一种柴油发电机组电动机负载软起动及调速方法，其特征在于采用如下步骤a.系统初始化；b.检测是否有新的柴油机转速信号；c.如果没有，则返回步骤b；如果有，则进入下一步骤；d.依据柴油机转速和发电机输出电压值之比为常数的原则，计算出发电机的输出电压给定值；e.检测发电机的输出电压实际值；f.比较发电机的输出电压给定值和实际值；g.如果输出电压给定值和实际值相等，则返回步骤b；如果不等，则进入下一步骤；h.通过PI调节器调节PWM脉冲宽度，使输出电压实际值等于给定值；i.返回步骤e。
全文摘要
本发明的柴油发电机组电动机负载软起动及调速方法，针对每一个柴油机转速，依据V/f＝C的原则，计算出发电机的输出电压给定值，然后比较给定值和实际值，PI调节发电机的励磁。能够在没有变频器的实现电动机负载调频调压软起动及调速，做到起动电流小、电压波动小、损耗小以及可控的加速及停止方式，成本低，污染少，效率高。
文档编号F02N11/00GK101968020SQ20091001274
公开日2011年2月9日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者安军, 梁刚, 赵永玲, 靳化仁, 韩树明, 马延臣 申请人:中国北车集团大连机车车辆有限公司