一種發電機組啟動裝置的製作方法
2023-05-28 00:29:39
本實用新型屬於發電機組控制技術領域，更具體地，涉及一種發電機組啟動裝置。
背景技術：
柴油發電機組一般由一臺柴油發動機與一臺發電機組成，由柴油發動機來帶動發電機運行產生電力輸出。柴油發電機組的啟動裝置是帶有電磁接觸器和單向摩擦離合器的直流串激電動機，與起動繼電器、啟動按鈕接觸器及電池總接觸器配合，用於起動具有飛輪的柴油發動機。起動電機電壓為24v，在啟動瞬間的電流能達到2000A，並且維持的時間在5s左右。
由於啟動瞬間電流大，傳統的啟動電源利用多塊190Ah的蓄電池混聯為啟動電機與執行機構供電，蓄電池充電器的體積很大，重量偏大，蓄電池也長期處於大電流放電工況，壽命較短，需要經常更換。
技術實現要素：
針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種發電機組啟動裝置，其目的在於解決現有柴油發電機組啟動裝置使用壽命短的技術問題。
為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種發電機組啟動裝置，包括互相併聯的智能控制系統、第一支路和第二支路；並聯正端和並聯負端作為發電機組啟動裝置與發電機組的接口；
在其智能控制系統的作用下，由第二支路提供發電機組啟動時馬達啟動所需的大電流，第一支路為第二支路提供充電電流。
優選的，上述發電機組啟動裝置，其第一支路包括串聯的第一接觸器、第一蓄電池和第二蓄電池；第二支路包括串聯的第二接觸器、第一電容和第二電容；
其中，智能控制系統通過控制第一接觸器與第二接觸器的通斷，來控制第一蓄電池、第二蓄電池、第一電容、第二電容的電壓；
在智能控制系統的控制下，由第一電容和第二電容提供發電機組啟動時馬達啟動所需的大電流，由第一蓄電池和第二蓄電池提供為第一電容和第二電容充電的電流。
優選的，上述柴油發電機組啟動裝置，其智能控制系統包括電源模塊、數據採集處理模塊、保護模塊、邏輯控制模塊和充電模塊；
其中，電源模塊的第一輸入端用於連接市電，第二輸入端用於連接外部數字電源；所述數據採集處理模塊的電源端、保護模塊的電源端和邏輯控制模塊的電源端均與電源模塊的輸出端連接；所述數據採集處理模塊的第一輸入端用於接收第一和第二蓄電池的電壓信號、第一和第二電容的電壓信號，第二輸入端用於接收第一和第二蓄電池的電流信號、第一和第二電容的電流信號，第三輸入端用於接收第一和第二蓄電池的溫度信號、第一和第二電容的溫度信號；所述保護模塊的輸入端連接數據採集處理模塊的第一輸出端；
邏輯控制模塊的第一輸入端連接保護模塊的輸出端、第二輸入端連接數據採集處理模塊的第二輸出端；所述邏輯控制模塊的第一輸出端作為所述智能控制系統的第一輸出接口，用於連接所述第一接觸器和第二接觸器；所述充電模塊的輸入端連接邏輯控制模塊的第二輸出端、電源端連接外部市電、輸出端作為所述智能控制系統的第二輸出接口，用於連接第一蓄電池、第二蓄電池、第一電容和第二電容；
其中，電源模塊用於為數據採集處理模塊、保護模塊和邏輯控制模塊供電；數據採集處理模塊用於獲取第一蓄電池、第二蓄電池、第一電容和第二電容的電壓、電流以及溫度；保護模塊用於根據蓄電池和電容的電壓、電流和溫度生成保護控制信號；當所述電壓、電流或溫度超限，則通過邏輯控制模塊控制接觸器動作，起到保護蓄電池和電容的作用；邏輯控制模塊用於根據第一支路與第二支路之間的電壓差以及保護模塊的輸出，控制第一接觸器和第二接觸器的通斷；充電模塊用於為第一蓄電池、第二蓄電池、第一電容和第二電容充電。
總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得以下有益效果：
本實用新型所提供的發電機組啟動裝置，採用兩個支路混聯，一個支路為蓄電池組，另一個支路為電容組；採用兩組小容量的蓄電池構成蓄電池組，採用超級電容混聯構成電容組；在智能控制系統的控制下，由電容組提供發電機組啟動時馬達啟動所需的大電流，由蓄電池採用小電流為電容組充電；
由於利用電容組作為主要輸出電源，不需要蓄電池提供發電機啟動瞬間的高電壓、大電流，因此可以採用小容量的蓄電池，僅用於為電容充電；可極大減小啟動裝置的體積和重量，達到設備輕量化，微型化的目的；
另一方面，在本裝置中，蓄電池不必提供大電流供電，不必長期處於大電流放電工況，與現有技術中完全依靠蓄電池提供馬達啟動所需的大電流的啟動裝置相比，可以延長蓄電池的使用壽命，延長發電機啟動裝置的維護周期，可極大的減少維護成本。
附圖說明
圖1是現有技術中的發電機組啟動裝置的系統示意圖；
圖2是本實用新型實施例提供的發電機組啟動裝置的系統示意圖；
圖3是本實用新型實施例提供的發電機組啟動裝置的智能控制系統的功能框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
現有技術中採用的發電機組啟動裝置的系統如圖1所示意的，包括充電機以及至少4塊190Ah的蓄電池；由於大電機組啟動瞬間電流大，因此採用多塊大容量蓄電池混聯給啟動電機與執行機構供電；蓄電池長期處於大電流放電工況，使用壽命較短；並且，採用多個大容量蓄電池構成的發電機組啟動裝置的體積和重量也很大。
圖2所示，是實施例提供的發電機組啟動裝置的系統示意圖，包括互相併聯的智能控制系統、第一支路和第二支路；並聯正端和並聯負端作為發電機組啟動裝置與發電機組的接口，用於連接發電機組。
實施例中，採用兩組小容量100Ah的蓄電池和第一接觸器SQ1構成第一支路；採用兩個超級電容與第二接觸器SQ2構成第二支路；採用蓄電池組與電容組混聯的方式供電；由智能控制系統控制蓄電池組與超級電容組的電壓、輸出邏輯及裝置的各項保護功能。
由第二支路的電容組提供發電機組啟動時馬達啟動所需的大電流；第一支路的蓄電池組則提供為第二支路的電容組充電的小電流；利用超級電容作為主要輸出電源，蓄電池組不必長期處於大電流放電工況下，由此延長了蓄電池的使用壽命，延長了發電機啟動裝置的維護周期，極大程度節省人力物力；並且，由於僅需提供為電容組充電的小電流，可以採用小容量的蓄電池組實現；小容量的蓄電池組體積與重量較小，由此達到將發電機啟動裝置微型化、輕量化的目的。
實施例中，智能控制系統的功能框圖如圖3所示，其特徵在於，所述智能控制系統包括電源模塊、數據採集處理模塊、保護模塊、邏輯控制模塊和充電模塊；
所述電源模塊的第一輸入端用於連接市電，第二輸入端用於連接數字電源；所述數據採集處理模塊的電源端、保護模塊的電源端和邏輯控制模塊的電源端均與電源模塊的輸出端連接；所述數據採集處理模塊的第一輸入端用於接收蓄電池電壓信號和電容電壓信號，第二輸入端用於接收蓄電池電流信號和電容電流信號，第三輸入端用於接收蓄電池溫度信號和電容溫度信號；所述保護模塊的輸入端連接數據採集處理模塊的第一輸出端；所述邏輯控制模塊的第一輸入端連接保護模塊的輸出端，第二輸入端連接數據採集處理模塊的第二輸出端；所述邏輯控制模塊的第一輸出端作為所述智能控制系統的第一輸出接口，用於連接第一接觸器和第二接觸器；所述充電模塊的輸入端連接邏輯控制模塊的第二輸出端，電源端則連接外部市電，輸出端作為所述智能控制系統的第二輸出接口，用於連接第一蓄電池、第二蓄電池、第一電容和第二電容。
將本實施例提供的發電機組啟動裝置應用於柴油發電機組的啟動控制，在柴油發動機組不啟動時，控制第一接觸器SQ1接通、第二接觸器SQ2斷開；智能控制系統通過檢測蓄電池兩端的電壓，採用對應的充電模式(恆壓、恆流、浮充)，以維持蓄電池的電壓。
開始工作時，由於超級電容與蓄電池之間的電壓差比較大，若直接把兩各支路並聯就相當於將蓄電池短路；因此，智能控制系統首先檢測蓄電池與超級電容兩端的電壓，若兩者的電壓相差較大，就斷開第一接觸器SQ1，聯通第二接觸器SQ2，先給超級電容充電；待蓄電池與超級電容之間的電壓差在2v以內後，再聯通第一接觸器SQ1，此時可以正常啟動發電機組。實施例提供的這種發電機啟動裝置，適用於各種大型的柴油發電機組，具有瞬時輸出電流大、重量輕、體積小、便於維護的優點。
本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。