專利名稱：柴油發(fā)電機(jī)組的電動(dòng)機(jī)負(fù)載軟起動(dòng)及調(diào)速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動(dòng)啟動(dòng)和調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的電動(dòng)機(jī)負(fù) 載軟起動(dòng)及調(diào)速方法。
背景技術(shù)：
絞吸式挖泥船是目前在疏浚工程中運(yùn)用較廣泛的一種船舶。它是通過(guò)大功率異步 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)吸水管前端的旋轉(zhuǎn)絞刀裝置，將河底泥沙進(jìn)行切割和攪動(dòng)，再經(jīng)吸泥管將絞起 的泥沙物料，借助強(qiáng)大的泵力，輸送到泥沙物料堆積場(chǎng)。由于在遠(yuǎn)離陸地的地方作業(yè)而導(dǎo)致 沒(méi)有工頻電網(wǎng)可以使用，所以在挖泥船船上只能是以柴油發(fā)電機(jī)組作為交流電源。但是，眾 所周知，異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)存在多方面的問(wèn)題，主要包括(1)電氣問(wèn)題，在直接起動(dòng)或星三角起動(dòng)過(guò)程中，其起動(dòng)電流往往為額定電流的數(shù) 倍，產(chǎn)生電壓和電流的突變，可能使柴油機(jī)及發(fā)電機(jī)過(guò)載，并使電壓波動(dòng)。(2)機(jī)械問(wèn)題，從電動(dòng)機(jī)到絞刀都會(huì)受到劇烈的應(yīng)力。(3)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，每個(gè)技術(shù)問(wèn)題和故障后，因需要停產(chǎn)維修而造成大量的損失。解決這些問(wèn)題的簡(jiǎn)單方法就是在發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間設(shè)置變頻器，通過(guò)控制變頻 器來(lái)實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)及調(diào)速，見(jiàn)附圖1。由于異步電動(dòng)機(jī)的變頻器控制方法具有節(jié) 能顯著、保護(hù)完善、控制性能好、過(guò)載能力強(qiáng)、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，已成為電動(dòng)機(jī)調(diào)速的主 流，因而在挖泥船上得到普遍應(yīng)用。這種方法是通過(guò)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組以固定的電壓和頻率 都向變頻器電源供電，然后通過(guò)對(duì)變頻器的控制實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)和速度調(diào)節(jié)。雖然變頻 器性能優(yōu)越，但是價(jià)格卻不菲，很大程度上增加了控泥船的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種省去變頻器、降低成本且 能實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)及調(diào)速的柴油發(fā)電機(jī)組電動(dòng)機(jī)負(fù)載軟起動(dòng)調(diào)速方法。本發(fā)明的目的是這樣現(xiàn)的一種柴油發(fā)電機(jī)組電動(dòng)機(jī)負(fù)載軟起動(dòng)及調(diào)速方法，其 特征在于采用如下步驟
a.系統(tǒng)初始化；b.檢測(cè)是否有新的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；c.如果沒(méi)有，則返回步驟b ；如果有，則進(jìn)入下一步驟；d.依據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)輸出電壓之比為常數(shù)的原則，計(jì)算出發(fā)電機(jī)的輸出電
壓給定值；e.檢測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出電壓實(shí)際值；f.比較發(fā)電機(jī)的輸出電壓給定值和實(shí)際值；g.如果輸出電壓給定值和實(shí)際值相等，則返回步驟b ；如果不等，則進(jìn)入下一步 驟；
h.通過(guò)PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)PWM脈沖寬度，使輸出電壓實(shí)際值等于給定值；i.返回步驟e。采用本發(fā)明的方案后，根據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)輸出電壓之比為常數(shù)的原則，通 過(guò)PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)PWM脈沖寬度來(lái)控制施加給挖泥船電動(dòng)機(jī)負(fù)載的柴油發(fā)電機(jī)組的輸出電 壓，不僅在沒(méi)有變頻器的情況下同樣可以做到起動(dòng)電流小、電壓波動(dòng)小、損耗小以及可控的 加速及停止方式，更可以降低成本，減少維護(hù)費(fèi)用。整個(gè)系統(tǒng)效率高，成本低，污染少，節(jié)電， 符合我國(guó)節(jié)能、減排的發(fā)展戰(zhàn)略。


附圖1為使用變頻器的系統(tǒng)原理示意圖。附圖2為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)原理示意圖。附圖3為本發(fā)明實(shí)施例的控制原理示意圖。附圖4為本發(fā)明實(shí)施例的控制程序流程框圖。
具體實(shí)施例方式參看附圖2，在本發(fā)明實(shí)施例中，挖泥船的電動(dòng)機(jī)負(fù)載直接接到柴油發(fā)電機(jī)組的電 壓輸出端。在柴油發(fā)電機(jī)組中，柴油機(jī)的的轉(zhuǎn)速就是發(fā)電機(jī)的輸出電壓頻率。調(diào)節(jié)柴油機(jī) 的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓值，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)頻調(diào)壓，從而 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的軟起動(dòng)及調(diào)速。參看附圖3，在每一個(gè)給定的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速即發(fā)電機(jī)輸出電 壓頻率下，系統(tǒng)以電壓值和頻率之比為常數(shù)即V/f = C作為依據(jù)，計(jì)算出輸出電壓給定值， 輸出電壓給定值與實(shí)際值相比較，得出比較誤差信號(hào)，由PI調(diào)節(jié)器處理成PI控制信號(hào)，經(jīng) 驅(qū)動(dòng)器放大后，控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓值。下面參看圖4詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的控制流程。系統(tǒng)從框1開始，進(jìn)入框2，使 系統(tǒng)初始化。然后進(jìn)入框3，檢測(cè)是否有新的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)如果沒(méi)有，則返回框3 ；如果 有，則進(jìn)入框4。在框4，選取C = 6，則根據(jù)V/f = 6計(jì)算出發(fā)電機(jī)的輸出電壓給定值，然后 進(jìn)入框5.在框5，檢測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出電壓實(shí)際值，然后進(jìn)入框6。在框6，將發(fā)電機(jī)的輸出電 壓給定值和實(shí)際值進(jìn)行比較如果給定值和實(shí)際值相等，則返回框3 ；如果不等，則進(jìn)入框 7。在框7，PI調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，使輸出電壓實(shí)際值等于給定值，然后返回框5。
權(quán)利要求
一種柴油發(fā)電機(jī)組電動(dòng)機(jī)負(fù)載軟起動(dòng)及調(diào)速方法，其特征在于采用如下步驟a.系統(tǒng)初始化；b.檢測(cè)是否有新的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)；c.如果沒(méi)有，則返回步驟b；如果有，則進(jìn)入下一步驟；d.依據(jù)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)輸出電壓值之比為常數(shù)的原則，計(jì)算出發(fā)電機(jī)的輸出電壓給定值；e.檢測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出電壓實(shí)際值；f.比較發(fā)電機(jī)的輸出電壓給定值和實(shí)際值；g.如果輸出電壓給定值和實(shí)際值相等，則返回步驟b；如果不等，則進(jìn)入下一步驟；h.通過(guò)PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)PWM脈沖寬度，使輸出電壓實(shí)際值等于給定值；i.返回步驟e。
全文摘要
本發(fā)明的柴油發(fā)電機(jī)組電動(dòng)機(jī)負(fù)載軟起動(dòng)及調(diào)速方法，針對(duì)每一個(gè)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，依據(jù)V/f＝C的原則，計(jì)算出發(fā)電機(jī)的輸出電壓給定值，然后比較給定值和實(shí)際值，PI調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁。能夠在沒(méi)有變頻器的實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)頻調(diào)壓軟起動(dòng)及調(diào)速，做到起動(dòng)電流小、電壓波動(dòng)小、損耗小以及可控的加速及停止方式，成本低，污染少，效率高。
文檔編號(hào)F02N11/00GK101968020SQ20091001274
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者安軍, 梁剛, 趙永玲, 靳化仁, 韓樹明, 馬延臣 申請(qǐng)人:中國(guó)北車集團(tuán)大連機(jī)車車輛有限公司