专利名称：柴油发电机组节油装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于发电机技术领域，具体涉及一种柴油发电机组节油装置。
背景技术：
柴油发电机组驱动，经过热能、机械能多种能量转换才变成电能，能量转换效率 低，造成设备能耗大。 柴油发电机组的工作模式是柴油发动机驱动发电机工作，发电机产生的电力给
电动机提供动力。但是，发电机发出的电力电压是随着发动机的转速变化而波动，为了满足
机上其他电控系统所要求电源稳定性的条件，柴油发电机组需要一直稳定在一个较高的转
速上，设备无论是在作业还是在待机状态、无论从事何种动作、起重货物的重量如何，柴油
发电机组都要一直在以一个额定的转速运转，这样就极大的浪费掉了燃料。 如何降低在怠速时的能量消耗，国内很多研究人员正在探索解决方案，统计表明，
柴油发电机作业时大负荷运行时间不足总作业时间的30%，怠速或小负荷运行时间超过总
作业时间的70 % ，采用双动力模式能部分改变能耗，但是经过实际应用发现其有一定的缺
点，双动力是指在动力房柴油机处再增加一套小型的辅助发电机组。在设备长时间不作业
时关闭工作柴油发电机组，启用辅助发电机组为机上照明、空调、控制和通讯系统等设施供
电，以达到节能效果。该方式不适用于短时间内频繁切换，而且又需要增加一套小型的柴油
发电机组，增加了设备投资和维护保养的费用。
发明内容本实用新型克服了现有技术的不足，提出了一种柴油发电机节油装置，该装置可 以根据怠速和全速状态来调整发动机的转速，在怠速状态，降低发电机转速，此时系统的辅 助以及外围设备能正常的工作。本实用新型根据RTG的工作状态来调节发动机转速，减少 发动机做无用功，以节约能源。 为了解决现有技术存在的问题，本实用新型采用以下技术方案 本实用新型包括控制单元和变频电源，所述控制单元根据反馈信号控制并实时调
整柴油发电机组的转速；所述变频电源实时调节输出结果，将变化的电压转换为稳定的输
出电压，其包括恒压恒频单元和外围辅助单元，所述恒压恒频单元包括三相整流、三相逆变
和控制回路。 所述控制回路分为开环补偿和PID调节两种控制模式； 所述控制回路根据反馈信息选择所述控制模式； 所述控制单元的反馈信号包括发电机组的转速信号、负载状态信号和动作命令信 号。所述输出电压为220±5伏和380±5伏，其频率为50Hz。 该装置与传统作业流程相比，具有以下三方面的优点 (1)控制系统能调整柴油发电机组转速使得柴油发电机组一直工作在合适、节能的状态下； (2)运行稳定可靠，确保生产安全； (3)发动机处在不同的转速时所产生的电压和频率是不同的，变频电源能将变化 的电压转换为稳定电压。
(4)多种保护功能过电流，过电压，短路电流，过载，反馈信号开路等保护。以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的系统结构示意图。
图2为本实用新型的变频电源结构示意图。 图3为为本实用新型的变频电源的控制回路控制流程示意图。 图中，l.柴油发电机组；2.变频器；3.电机负载；4.辅助负载；5.变频电源； 6.控制单元；7.恒压恒频单元；8.外围辅助单元；9.三相整流；IO.三相逆变；ll.控制回 路；12. L-C滤波；13.变压器；14. PID调节；15.开环补偿；16. CVCF稳压稳频信号发生器； 17.三相电压平衡反馈信号；18.信号处理器。
具体实施方式参阅图l所示，本实用新型所涉及的柴油发电机组l主要给两部分提供电源一部 分是动力驱动部分，如电机负载3等，另一部分是系统的主要控制以及辅助的外围部分，如 空调、照明、控制等辅助负载4。柴油发电机组1降速节能的主要要点将包括控制单元6和 变频电源5，控制单元6控制柴油发电机组1的转速，通过反馈控制能使得柴油发电机组1 一直工作在合适、节能的状态下；变频电源5就是要保证在柴油发电机组1变速的过程中系 统辅助负载4能正常的工作，这时变频电源5将起到对系统的辅助以及外围设备提供稳压 电源的重要作用。 柴油发电机组1的实时调速功能是通过控制单元6来实现的，控制单元6检测设 备所处状态或获得操作员发出的动作命令信号，对柴油发电机组1的发出模拟量或者数字 量的调速信号，使柴油发电机组1 一直工作于合适的状态，以达到输出设备所需功率的目 的，同时，控制单元6还随时检测发动机执行命令的情况，从而实时、准确、有效地保证柴油 发电机组1根据设备负荷的变化情况调整其运行转速，以满足负载对设备功率的需要。控 制单元6的反馈信号包括柴油发电机组1的转速信号、负载状态信号和动作命令信号。这 样控制单元6的反馈控制部分将起到调节柴油发电机组1转速的功能，能使得柴油发电机 组1 一直工作在合适、节能的状态下。 参阅图2所示，柴油发电机组1处在不同的转速时所产生的电压和频率是不同的， 如何适应和控制设备器件所要求的电压、频率及其稳定的条件是调节柴油发电机组1转速 后需要解决的问题。变频电源5能把柴油发电机组1输出的变化电压转换为稳定的220V 和380V、50HZ的电源，从而也就为控制单元6与辅助负载4提供所需电源。 变频电源5包括恒压恒频单元7和外围辅助单元8，所述恒压恒频单元7包括三相 整流9、三相逆变10和控制回路11，当三相整流9和三相逆变10输出稳定的三相电压后， 通过外围辅助单元8的L-C滤波12以及变压器13给负载提供稳定的220V和380V，且频率
4为50HZ的电压，以满足系统的要求。 参阅图3所示，本实用新型的变频电源5的控制回路11分为开环补偿15和PID 调节14两种控制模式，控制回路11根据反馈信息选择所述的控制模式，即，控制回路11自 身根据实际返回值的偏差进行选择，控制回路11首先根据设定的命令参数送到CVCF稳压 稳频信号发生器16。 在PID调节14模式下，PID调节14结合设定参数与相序检测器读取三相电压平衡 反馈信号17进行调节，然后结合信号处理器18输出相应的电压和频率。结合相应的CVCF 稳压稳频信号发生器16发出驱动信号，使三相整流9和三相逆变10输出相应的电压，经过 相序检测，形成一个闭环系统。在PID调节14这种模式下，调节是实时动态的，可以很快的 跟踪负载的变化，然后根据负载的变化和设定的电压频率进行不断PID调节14，使得即使 某相负载有很大变化的情况下，也可以保持较好的电压输出。 在开环补偿15模式下，经过电流反馈，结合CVCF稳压稳频信号发生器16，控制回 路11给信号处理器18发出相应的驱动信号。 于是，PS电源就可以根据负载和输入电源的变化做出调整，从而可以保证输出电 压的稳定。 本实用新型所述的柴油发电机节油装置安全方便，节能、环保、无噪音、方便使用。 通过实际测量的波形，可以得出作为柴油发电机节油装置的核心的变频电源可以为柴油发 电机的辅助以及控制系统提供稳定的电压。本实用新型的节能效果是非常明显的，能获得 巨大的经济和社会效益。
权利要求一种柴油发电机组节油装置，其特征是所述装置包括控制单元和变频电源，所述控制单元根据反馈信号控制并实时调整柴油发电机组的转速；所述变频电源实时调节输出结果，将变化的电压转换为稳定的输出电压，其包括恒压恒频单元和外围辅助单元。
2. 根据权利要求1所述的柴油发电机组节油装置，其特征是所述恒压恒频单元包括 三相整流、三相逆变和控制回路。
3. 根据权利要求2所述的柴油发电机组节油装置，其特征是所述控制回路包含开环 补偿控制模式和PID调节控制模式，根据反馈信息选择所述控制模式。
4. 根据权利要求1所述的柴油发电机组节油装置，其特征是所述反馈信号包括发电 机组的转速信号、负载状态信号和动作命令信号。
5. 根据权利要求1所述的柴油发电机组节油装置，其特征是所述输出电压为220±5伏和380 ±5伏，其频率为50Hz。
专利摘要本实用新型提供一种柴油发电机组节油装置，其包括控制单元和变频电源，所述控制单元根据反馈信号控制并实时调整柴油发电机组的转速；所述变频电源实时调节输出结果，将变化的电压转换为稳定的输出电压，其包括恒压恒频单元和外围辅助单元，所述恒压恒频单元包括三相整流、三相逆变和控制回路。所述控制回路分为开环补偿和PID调节两种控制模式，所述控制回路根据反馈信息选择所述控制模式。本实用新型能调整柴油发电机组转速使得柴油发电机组一直工作在合适、节能的状态下，运行稳定可靠，确保生产安全。
文档编号F02D29/06GK201507355SQ20092022721
公开日2010年6月16日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者张文通, 徐理邦, 赵海沙, 赵金鹏 申请人:青岛立邦达工控技术有限公司