柴油发电机组电气及控制系统

柴油发电机组控系统工作原理LIXISE作者：作者：LIXISE柴油发电机组控制系统工作原理和算法是相当的复杂，每个电路的设计都有其特定的算法来予以实现。

柴油发电机组的控制器系统犹如发电机组的心脏，智能控制系统的使用大大提高了柴油发电机组的运行，保障了柴油发电机组的稳定工作，那么控制系统是通过何种原理和算法来实现呢？柴油发电机组的控制部分，数字式励磁控制器较传统的模拟电路励磁控制器具有精度高，反应快，控制算法适应性强，对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应，甚至可以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。

一、数字励磁控制器软件实现与算法研究主要是对数字式励磁控制器的软件和所采用的控制算法进行论述。

首先对数字励磁控制器的主程序进行设计，然后对电量参数采集算法和智能励磁控制算法进行研究，并在ＣＰＵ上进行实现。

为了实现精确的数字励磁控制，需要得到实时、精确的电量数据，而要获得实时、精确的电量数据，则需要采用交流采样方法，并推导出交流采样下各个电量的计算公式，最终编写计算出电量数据的算法程序。

交流采样是按一定的规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按照一定的数学算法求出被测电量参数的测量方法。

下面给出交流电压，交流电流，有功功率，无功功率，功率因素的各种算法中的离散公式。

二、数字式励磁控制器总体设计方案工作电源：由于微处理器的工作电源要求，我们需要一个５Ｖ的稳定直流电源，信号调理电路的运算电路的供电需要一组±１２Ｖ的直流电源，另外，开关量输出需要驱动继电器，所以需要一个＋２４Ｖ的直流电源，为此我们需要设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组ＤＣ电源。

三、交流采样锁相环电路要进行交流采样，通常需要进行同步采样，目前交流采样方式主要有硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种。

硬件同步由硬件同步电路向ＣＰＵ提出中断实现同步。

硬件同步电路有多种形式，常见的如锁相环同步电路等。

硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。

柴油发电机组自动化控制电路图柴油发电机组自动化控制电路图⒈引言⑴文档目的本文档旨在提供柴油发电机组自动化控制电路图的详细说明，供相关人员参考和使用。

⑵文档范围本文档覆盖了柴油发电机组自动化控制的主要电路图和相关部件的详细说明。

⒉概述⑴系统概述柴油发电机组自动化控制系统是利用电子技术和自动化控制技术，实现对柴油发电机组的控制、监测和保护。

⑵系统组成柴油发电机组自动化控制系统主要由以下几个部分组成：发电机组控制器、发动机控制器、传感器、执行器、通信模块等。

⒊电路图⑴发电机组控制器电路图发电机组控制器是柴油发电机组自动化控制的核心，其电路图包括主电路和控制回路两部分。

主电路主要包括发电机输出、电池供电、接地保护等部分。

控制回路主要包括控制信号输入、发电机保护、并网控制等部分。

⑵发动机控制器电路图发动机控制器是控制柴油发动机运行的关键，其电路图包括主电路和控制回路两部分。

主电路主要包括电瓶供电、燃油系统、启动系统等部分。

控制回路主要包括传感器信号输入、发动机保护、调速控制等部分。

⑶传感器和执行器电路图传感器和执行器是柴油发电机组自动化控制系统中的重要组成部分，其电路图包括传感器信号输出和执行器控制信号输入两部分。

传感器主要包括温度传感器、压力传感器、速度传感器等。

执行器主要包括电磁阀、电机驱动器等。

⑷通信模块电路图通信模块是柴油发电机组自动化控制系统与外部设备进行通信的接口，其电路图包括通信接口、数据处理和信号转换等部分。

⒋附件本文档涉及的附件详见附件列表。

⒌法律名词及注释⑴法律名词1法律名词1的注释说明。

⑵法律名词2法律名词2的注释说明。

⒍总结本文对柴油发电机组自动化控制电路图进行了详细的说明和解释，涵盖了系统概述、组成部分、各个电路图的细节等内容，为相关人员提供了参考和使用的依据。

柴油发电机组的供电系统说明书一、引言柴油发电机组的供电系统是发电机组的核心部分，它负责将发电机发出的电能进行稳定可靠地供应给用户。

本说明书旨在详细介绍柴油发电机组的供电系统的结构、工作原理以及各个部件的功能和作用，旨在为用户提供清晰的操作指南和故障处理方法。

二、供电系统结构柴油发电机组的供电系统由以下主要部分组成：1. 发电机：发电机是将燃料燃烧产生的动力转化为电能的设备，它主要由发电机转子和发电机定子两部分组成。

发电机转子通过柴油机传动产生旋转力，从而产生交流电能，而发电机定子则负责将交流电能输出给用户。

2. 电源控制装置：电源控制装置包括自动控制模块、保护模块和监控模块等部分。

它们协同工作，实现对发电机组的启动、停止、保护和监控等功能。

电源控制装置具有智能化、自动化的特点，能够提高发电机组的运行效率和可靠性。

3. 蓄电池组：蓄电池组是供电系统的重要组成部分，主要用于发电机组的启动电源和保持电源。

它通过蓄积电能，提供发电机组启动时所需的电流，同时在发电机组运行过程中保持稳定的电压和电流输出。

4. 运行配电系统：运行配电系统包括发电机组的输出开关设备、开关柜和配电箱等，它们负责将发电机组产生的电能输送给用户，同时实现对电能的切换和分配。

5. 接地系统：接地系统是为了保证供电系统的安全稳定运行而设计的，它通过将发电机组和用户设备的金属外壳与大地进行连接，实现对电能的安全导向和故障电流的排放。

三、供电系统工作原理柴油发电机组的供电系统工作原理如下：1. 启动过程：当用户需要启动发电机组时，通过操作电源控制装置进行启动命令的发送。

电源控制装置接收到启动命令后，通过控制启动电机将柴油机启动，并向发电机提供所需的励磁电流，从而使发电机产生电力输出。

2. 发电输出：一旦柴油发动机启动成功，发电机即开始转动，并产生稳定的交流电能。

这部分电能将通过运行配电系统输送给用户，并满足用户的电力需求。

3. 运行监控：电源控制装置会对发电机组的运行状态进行实时监控，包括电压、电流、频率等参数的检测。

目1号机电气系统图1号机6KVIA、6KVIB段电气系统图······························10-045 1号机380V工作PCIA、PCIB段电气系统图················10-046 1号机380V保安PCIA、PCIB段电气系统图················10-047 1号机380V机岛MCC电气系统图I·······························10-048 1号机380V机岛MCC电气系统图II·····························10-049 1号机380V机岛保安MCC电气系统图··························10-050 1号机380V汽机MCC电气系统图··································10-051 1号机380V主厂房通风MCC电气系统图······················10-052 1号机380V照明检修MCC电气系统图··························10-053 1号机组UPS原理系统图················································10-054 2号机电气系统图2号机6KVIA、6KVIB段电气接线图······························20-045 2号机380V工作PCIA、PCIB段电气接线图················20-046 2号机380V保安PCIA、PCIB段电气接线图················20-047 2号机380V机岛MCC电气接线图I·······························20-048 2号机380V机岛MCC电气接线图II·····························20-049 2号机380V机岛保安MCC电气系统图··························20-050 2号机380V汽机MCC电气系统图··································20-051 2号机380V主厂房通风MCC电气系统图······················20-052 2号机380V照明检修MCC电气系统图··························20-053 2号机组UPS原理系统图················································20-054录公用部分电气系统图110V直流电气系统图······················································00-025 220V直流电气系统图······················································00-026 380V厂区公用PCI、PCII段系统图······························00-027 380V化水PCI、PCII段电气系统图······························00-028 380V水处理PCI、PCII段电气系统图··························00-029 380V锅炉补给水MCC段电气系统图······························00-030 380V化验楼MCC段电气系统图······································00-031 380V空压机房MCC段电气系统图··································00-032 380V启动锅炉房MCC段电气系统图······························00-033 380V循环水泵房MCC段电气系统图······························00-034 380V材料库及检修间MCC段电气系统图······················00-0351号机电气系统图二OO九年七月HDQJ-03-001-20092号机电气系统图二OO九年七月HDQJ-03-002-2009公用电气系统图二OO九年七月HDQJ-03-003-2009。

柴油发电机组控制系统工作原理1.监测系统：柴油发电机组控制系统通过传感器和监测设备对发电机组的各个参数进行监测。

这些参数包括发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力、电压、电流等。

监测系统会实时监测这些参数的数值，并将其反馈给控制系统进行处理和判断。

2.控制系统：控制系统是柴油发电机组控制系统的核心部分。

它根据监测系统反馈的参数来控制发电机组的运行状态。

控制系统包括发动机控制器和发电机控制器两个部分。

-发动机控制器：发动机控制器负责监测和控制发动机的运行状态。

它根据监测系统反馈的参数来调整发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力等。

发动机控制器还可以实现发动机的自动启停、负载平衡、燃油控制等功能，以保证发动机的稳定运行。

-发电机控制器：发电机控制器负责监测和控制发电机的工作状态。

它可以实时监测电压、电流、频率等参数，并根据设定值来调整发电机的输出电压和频率。

发电机控制器还可以实现自动切换、自动同步、自动负载共享等功能，以保证发电机组的稳定输出。

3.保护系统：保护系统是柴油发电机组控制系统的重要组成部分。

它负责对发电机组进行各种保护措施，以避免发电机组的损坏和事故发生。

保护系统包括温度保护、压力保护、过载保护、短路保护、缺相保护等。

当发电机组的一些参数超过设定值时，保护系统会发出警报并采取相应的措施，如自动停机、切断负载等，以保护发电机组的安全运行。

4.远程监控和管理：柴油发电机组控制系统还可以实现远程监控和管理。

通过网络连接，可以将发电机组的实时参数和状态传输到远程监控中心，并实现对发电机组的远程监控和管理。

远程监控和管理系统可以对发电机组进行远程调试、故障诊断、数据分析等，以提高发电机组的运行效率和可靠性。

总的来说，柴油发电机组控制系统通过监测、控制、保护和远程管理等功能，实现对发电机组的全面控制和管理，以保证发电机组的安全、高效运行。

柴油发电机组的电子控制系统说明书一、概述柴油发电机组的电子控制系统是用于控制发电机组启停、发电机输出电压和频率稳定等功能的设备。

该系统采用了先进的电子控制技术和信号处理技术，能够实现高速、高精度的控制和监测，提高了发电机组的稳定性和可靠性。

二、系统组成该系统由控制器、传感器、执行器和显示屏等几部分组成。

其中控制器是系统的核心部件，负责接受传感器反馈的信息，计算控制策略并向执行器发出命令。

传感器负责感知发电机组的运行状态和环境参数，如发电机输出电压、频率、温度、湿度等。

执行器则负责根据控制器的指令，调节发电机组的功率输出、启停状态等。

显示屏则为操作人员提供发电机组的实时状态和参数信息，方便检测和维护。

三、系统工作原理当发电机组需要启动时，操作人员在显示屏上选择启动命令，控制器接收到信号后将发出对应的控制指令，启动电机驱动发动机工作，并实时监测发动机转速和电压等参数。

当发电机输出的电压和频率达到稳定状态时，控制器会发出停止启动命令，此时发电机组进入稳定工作状态。

在发电机组工作中，控制器会之间接收传感器反馈的信息，对输出电压、频率等参数进行实时监测和调节。

如果发电机输出电压或频率出现异常，控制器会发出警告信号，通知操作人员进行处理。

当需要停止发电机工作时，操作人员在显示屏上选择停机命令，控制器接收到信号后，将发出对应的控制指令，发动机将减速停止工作。

四、系统特点1.精度高：该系统采用了高精度的传感器和控制器，能够实现电压、频率等参数的高速、高精度控制和监测。

2.易操作：系统的显示屏直观易懂，操作人员可以方便地了解发电机组的运行状态和参数信息。

3.可靠稳定：系统采用了高品质的元器件和严格的质量控制，具有较高的可靠性和稳定性。

五、使用方法1.发电机组启动前，应仔细检查发电机组周围环境是否安全，检查机器是否处于正常状态，并按照说明安装系统设备。

2.操作人员可通过显示屏选择启动、停机等命令，并对发电机组运行状态和参数进行实时监测和调整。

柴油发电机组控制系统工作原理
1.启动控制：柴油发电机组在启动时，需要进行各个设备的准备工作，如燃油供应、机械传动系统、冷却系统等。

控制系统通过检测各个设备的
工作状态，对其进行控制和监测，以确保启动过程的顺利进行。

2.运行控制：柴油发电机组在运行时，需要根据负载需求调整功率输
出和燃油供应，以确保发电机组能够稳定运行。

控制系统通过检测电网电
压和频率，以及负载变化情况，调整发电机组的输出功率和负载分配，同
时监测发电机组的运行状态，如发电功率、冷却水温度、油压等。

3.自动切换：当电网发生故障或失电时，柴油发电机组需要自动切换
到备用电源，以确保电力供应的连续性。

控制系统通过监测电网状态和电
压情况，自动控制发电机组的启动和切换过程，保障电力系统的正常运行。

4.故障监测和保护：柴油发电机组在运行过程中，可能会发生各种故障，如过载、缺相、低油压等。

控制系统通过安装传感器和监测装置，对
发电机组的各个部件进行监测，一旦检测到异常情况，会发出警报并进行
相应的保护动作，以防止故障扩大。

5.通信与远程监控：柴油发电机组的控制系统可以通过网络和通信设备，实现与上级监控中心的远程通信和监控。

监控中心可以实时监测发电
机组的运行情况，接收故障警报并进行远程控制和操作，以提高发电机组
的运行效率和安全性。

总结起来，柴油发电机组控制系统通过对发电机组各个部件和参数进
行监测和调控，实现对发电机组的启动、运行、切换和保护，以及与上级
监控中心的通信与远程监控。

这样可以确保柴油发电机组的安全高效运行，满足电力需求。

东莞团诚自动化设备有限公司柴油发电机组自动并机并网系统方案发电机充电器、发电机控制器、发电机调压板（电压调节器）、数字AVR、电子调速器等发电机配件厂家柴油发电机组自动并机并网系统方案一、环境条件与系统参数1.极限最高温度：70摄氏度IEC60068-2-12.极限最低温度：-25摄氏度IEC60068-2-23.相对湿度：25摄氏度时≤95%4.海拔高度：2000米内5.抗震能力：地震烈度8度6.输入电压：40VAC-600V AC7.输入电流：<5A8.最大输入电流：4倍额定电流长期20倍额定电流10秒9.编程继电器：8A250V10.工作电源：8-36VDC25W11.测量精确度：1.0IEC6068812.防护等级：面板IP52整体IP20IEC/EN60529二、功能描述1．并机系统概述并机系统用于柴油发电机组的自动化并联和并网运行，配合主控柜可实现无人值守运行方式，满足自动启动、自动并联和并网输出的功能，总共4台10KV1800KW发电机组独立运行或者并联于气机母排运行。

主控制柜可延伸监测和控制范围，包括自动加油系统工作状态、液位、故障信号、进排风系统、远置冷却系统、断路器状态、断路器告警，具有第3方通信接口，提供Modbus通信协议或者TCP/IP通信，远距离传输采用光纤通信模组。

本方案为独立电站设计，无电网电压情况下，可根据主发电机运行情况、电力参数等外部因素来调整发电机组的运行状态，当紧急情况或需要发电机组运行时并机系统自动投入运行，可实现系统内任意1台或者多台发电机组并网使用，主控柜实现并联系统集中监测和运行逻辑处理，共同完成自动投入，自动负载均分，自动撤出，支持加载斜坡和卸载斜坡功能,和自动冷却停止的控制，系统时间和定时器时间可根据使用情况和项目要求随意设定。

如原理图所示，发电机组运行于独立的母排，通过两端的母联开关与1号、2号气机母排连接，当所有气机都停止运行后，发电机组做孤岛运行，独立为母排供电；当任意一台气机投入运行，并网系统自动判断并网运行，母排上的10KV 发电机组，可同时或者部分并联于母排上运行，共同分担母线的负荷；目前提供4台机组，预留1台发电机组接口，包括并机柜控制回路、主控柜连接回路、高压开关柜控制及母排回路。

D O I :10.3969/j.i s s n .1001-5337.2020.1.082 *收稿日期:2019-04-09作者简介:李帅帅,男,1988-,硕士,助教;研究方向:自动化技术应用;E -m a i l :1812578482@q q.c o m.基于C A N 总线的柴油发电机组并机控制系统解决方案李帅帅①, 狄乐蒙①, 徐刚强①, 李欢欣②, 商保刚②, 黄绪禄②(①威海海洋职业学院机电工程系,264300,威海市;②山东科瑞机械制造有限公司电气工程研究所,257000,山东省东营市) 摘要:从V O L V O 柴油发电机组的运行过程控制和双机并机控制的工作原理出发,对如何实现柴油发电机组的并机控制进行探讨,并提出一整套基于C A N 总线的柴油发电机组并机控制系统解决方案.关键词:C A N 总线;柴油发电机组运行控制;并机控制中图分类号:T K -9 文献标识码:A 文章编号:1001-5337(2020)01-0082-050 引 言在钻井现场,特别是车载钻机钻井作业时,随着井场带电设备的不断增加,标配的单台柴油发电机组(或一用一备发电机组)往往无法满足现场用电容量快速增长的需求,常常会出现由于过载引发的M C C 柜跳闸及发电机组自动停机现象,以致井场用电的稳定性㊁安全性和钻井作业的连续性受到严重影响.通过将多台同型号发电机组并机的方法来实现井场电能输出的扩容,已成为目前钻机配套中切实可行的主流方案,该方法不仅可以使钻机电力系统容量增大,而且能够在负载变化时,减小发电机输出电压和频率的波动,从而大幅度提高钻井现场的供电质量.1 柴油发电机组运行控制系统柴油发电机组并机控制系统包括发电机组的单机运行控制和并机运行控制两部分,其中单机运行控制是实现并机运行的前提和基础,因此有必要对柴油发电机组的控制过程进行探讨.本文以钻井现场推荐使用的V O L V O P E N T A 公司300KWT A D 1343G E 柴油机组和S T AM F O R D 公司H C I 444F S 发电机组为例,来说明柴油发电机组运行的控制过程.1.1 C A N 总线技术和S A EJ 1939协议C A N 总线技术是控制器局域网总线技术的简称,具有极强的抗干扰和纠错能力,在现代柴油机组的电子系统通信联络中应用广泛,通过遍布柴油机身的各种传感器将柴油机组的运行数据传送至总线上,而后链接至柴油机组自带或配套的显示控制单元(D C U )中.S A EJ 1939是C A N 总线技术的应用层协议,是由汽车工程协会(S A E )定义,主要用于商用车辆㊁舰船㊁轨道机车㊁农业机械和大型发动机[1](C A T3512B 和C 15等柴油机组中也有应用).1.2 V O L V O T A D1343G E 柴油机组V O L V O T A D1343G E 柴油机组在钻井现场应用广泛,额定功率323KW ㊁额定转速1500r p m ,为典型的13L 直列6缸直喷式工业柴油机,装有电子控制的燃油管理系统(E M S )㊁涡轮增压器㊁中冷器㊁恒温控制的冷却系统及电子调速装置.T A D1343G E 柴油机组标配满足C A N 总线技术J 1939协议的燃油管理系统(E M S ),具有完善的柴油机燃油控制和故障诊断等功能.E M S 系统(见图1)包括传感器㊁控制单元和泵油嘴,控制单元从柴油机身各传感器接收有关柴油机运行的各个参数,控制单元处理器计算出精确的燃油喷油量和正时,通过对燃油电磁阀和喷嘴的控制以保证柴油机接收到精确的燃油量,从而降低燃油消耗和减少废气排放.诊断功能的作用是通过C A N 总线探测并定位E M S 系统中的任一故障,以保护柴油机组并在遇有 第46卷 第1期2020年1月 曲阜师范大学学报J o u r n a l o f Q u f u N o r m a l U n i v e r s i t yV o l .46 N o .1J a n .2020严重故障时安全运行.如探测到机组出现故障,则将在显示控制单元中以报警灯㊁蜂鸣或故障代码等形式通知操作人员[2].图1 V O L V O柴油机燃油管理系统(E M S) 1.3S T AM F O R D H C I444F S发电机组S T AM F O R D H C I444F S发电机为无刷自励交流同步发电机,额定功率304k W/380k V A㊁4极/ 50H Z㊁400V/230V㊁三相四线㊁标配高精度S T AM F O R D A S440自动电压调节器,可承受3s, 150%过载电流.1.3.1 H C I444F S发电机组工作原理发电机主定子通过自带的A S440自动电压调节器(A V R)为励磁机磁场提供电力,A V R是调节励磁机励磁电流的控制装置,向来自主定子绕组的电压感应信号做出反馈,通过控制低功率的励磁机磁场,调节励磁机电枢的整流输出功率,从而达到控制主磁场电流的目的[3].如图5所示,A V R为图中的4号元器件(交流励磁机励磁绕组)提供励磁电流.调节励磁可以维持发电机组输出电压稳定㊁使无功功率在并机运行的各机组间合理分配㊁发生短路时强行励磁可以提高动态稳定性,且具有反应速度快㊁调节特性好㊁适合于要求无火花的场合㊁使用维护方便[3].发电机组的输出电压会随负载而变化,要维持输出电压不变,就必须在负载变动时调节发电机的励磁电流,同时无功功率也能在并机机组间合理分配;而发电机组的输出频率与发电机组电枢转速(与柴油机转速同步)有关,当输出频率随负载变化时,应通过柴油机组的E M S系统调节油门开度以稳定柴油机转速,同时在并机机组间合理分配有功功率.1.3.2自动电压调节器A S440S T AM F O R D A S440自动电压调节器是一种密封电子装置,通过控制低功率的励磁机磁场,调节励磁机电枢的整流输出功率,从而达到控制主机磁场电流㊁稳定无刷发电机之输出电压要求,具有低频与无输入信号保护装置[4].A S440自动电压调节器在S T AM F O R D系列发电机组中应用广泛,具有良好的调节整定特性,可根据配套发电机组实际规格进行匹配设置,如频率选择端子(50/60H z)㊁稳定性选择端子(功率输出范围)等.如图2所示,A S440中的F1,F2端子是励磁电流输出端,在实际应用中连接至图5中的5号元器件,为交流励磁机提供励磁电流;A1,A2端子为励磁调节输入端,接收来自并机控制模块63,64端子的电压调节信号.另外,A S440模块中内置电压手动调节㊁稳定性调节㊁敏感度调节等调节旋钮以优化系统控制参数.图2自动电压调节器A S4402柴油发电机组并机的含义及条件同步发电机的并机运行是指将数台同型号发电机的三相输出通过发电机断路器分别接在交流母线上,共同向负载(交流母线)供电,钻机动力系统配套的多台同步发电机根据钻井工艺的变化及对电量的需求进行选择性的并机运行[5].将一台同步发电机投入并联运行的整个过程,称作同步发电机的并机(也称并列),并机必须满足一定的条件,否则会产生很大的冲击电流,造成严重的后果,其必需条件如下:(1)待并机发电机的电压U2和母线电压U1大小相等;(2)待并机发电机的电压U2和母线电压U1相位相同;(3)待并机发电机的频率f2和母线频率f1相等;(4)待并机发电机的相序和母线相序相同.38第1期李帅帅,等:基于C A N总线的柴油发电机组并机控制系统解决方案为满足并机条件,必须分别调节柴油机组的转速和发电机组的励磁电流来调节发电机的频率和电压.3 自主研发柴油发电机组并机控制系统自主研发柴油发电机组并机控制系统选用D E I F 公司的B G C -L (T y peB )控制器作为其核心控制器件,与柴油机组E M S 模块㊁发电机组A S 440自动电压调节器㊁带电动操作机构的主回路断路器及其他二次控制回路一同构建整套并机控制系统.通过该系统可实现柴油发电机组的启停㊁电压/频率调节㊁有功/无功功率合理分配㊁柴油机组/发电机组运行状态实时显示㊁完善的系统保护/故障诊断功能㊁发电机组的并机/解列控制㊁R S 232接口与计算机进行通讯等.3.1 柴油发电机组并机控制系统工作原理整套柴油发电机组并机控制系统内部控制关系如图3所示,B G C -L 控制器采集柴油机组㊁发电机组及交流母线侧实时数据,经内部C P U 处理后发出控制指令以完成发电机组启停㊁调频调压㊁并机解列等动作.图3 柴油发电机组并机控制系统工作原理图3.1.1 B G C -L 控制器与E M S 模块间的控制原理B GC -L 控制器在C A N 总线J 1939通讯协议下通过多芯屏蔽电缆与柴油机组E M S 模块连接(如图4所示),其中,E M S 模块的第3,4,5号端子连接控制器的24V 电源(1,2号端子)㊁第6号端子连接控制器的燃油线圈(44号端子)㊁第1,2号端子连接控制器的C A N 总线接口(55,57号端子).图4 V O L V O E M S 模块接线示意图B GC -L 控制器的C A N 总线接口与柴油机组的E M S 模块进行实时数据交换,主要完成以下控制功能:(1)实时采集柴油机组各项运行数据并在B G C -L 控制器中切换显示;(2)当柴油机组运行异常时,接通蜂鸣器报警并在B G C -L 控制器中显示故障代码以待查询;(3)将B G C -L 控制器发出的频率(转速)控制指令传送至E M S 模块,以控制柴油机组的供油量和正时.3.1.2 B G C -L 控制器与A S 440电压调节器间的控制原理B GC 控制器通过63,64号端子将励磁控制电流传送至发电机组A S 440电压调节器的A 1,A 2端子,以调节发电机组的输出电压和无功功率的分配.发电机自动调压器的控制对象是励磁机励磁电流(见图5).调整时,A V R 改变励磁机励磁电流,则励磁机磁场磁通量改变,励磁机电枢绕组感应电动势发生变化,且经过旋转整流器输出给发电机转子绕组的励磁电流也随着励磁机磁场磁通量改变而变化,由于励磁电流变化,发电机主磁场磁通量随之变化,从而导致定子输出电压根据A V R 的调整变化而变化.B GC -L 控制器电压/频率控制基本原理如图648 曲阜师范大学学报(自然科学版) 2020年所示.闭环反馈P I控制过程:u(t)=k p e(t)+1/T Iʏe(t)d t.传递函数为G(s)=U(s)/E(s)=k p(1+1/(T I*s)),其中控制器各参数设置如表1所示.图5交流无刷励磁系统励磁原理图图6 B G C-L控制器电压调节工作原理表1 B G C-L控制器参数设置表类别通道文本值单位C t r l(控制参数)2021S y n c.d f M a x(同步最大频差)0.3H z C t r l(控制参数)2022S y n c.d f M i n(同步最小频差)0H z C t r l(控制参数)2023S y n c.d UM a x(同步最大电压差)5% C t r l(控制参数)2091F r e q.C o n t r o lD B(频率控制死区)1% C t r l(控制参数)2092F r e q.C o n t r o lK p(频率控制比例或增益)40C t r l(控制参数)2093F r e q.C o n t r o lK i(频率控制积分或稳定性)40C t r l(控制参数)2101P o w e rC o n t r o lD B(有功控制死区)2C t r l(控制参数)2102P o w e rC o n t r o lK p(有功控制比例或增益)40C t r l(控制参数)2103P o w e rC o n t r o lK i(有功控制积分或稳定性)40C t r l(控制参数)2141V o l tC o n t r o lD B(电压控制死区)2% C t r l(控制参数)2142V o l tC o n t r o lK p(电压控制比例或增益)80C t r l(控制参数)2143V o l tC o n t r o lK i(电压控制积分或稳定性)80C t r l(控制参数)2151V a rC o n t r o lD B(无功控制死区)2% C t r l(控制参数)2152V a rC o n t r o lK p(无功控制比例或增益)80C t r l(控制参数)2153V a rC o n t r o lK i(无功控制积分或稳定性)80另外,在单台发电机组初次调试时,应将控制器63,64号端子悬空,在A S440上手动整定发电机组输出电压稳定在400V后,再连接这两个端子以构成电压的闭环控制回路.3.1.3B G C-L控制器与电动操作机构间的控制原理实现两台发电机组主回路断路器合闸㊁分闸的自动控制是该并机控制系统的最终控制目标,而首先要解决的是单台发电机组如何并入交流母线的问题.为完成主回路断路器的远程电动合闸㊁分闸,该系统选用带电动操作机构的S c h n e i d e r N S X630H 塑壳断路器,可通过控制断路器合闸㊁分闸线圈的通断电来完成对断路器的电动控制,即控制图7中B P O和B P F的通断.电动操作机构合闸㊁分闸线圈的控制信号分别来自于B G C-L控制器的42,43号端子,当按下控制器面板中的 并机 按钮后,系统将接通控制该合闸线圈的中间继电器以完成单机组并机过程;同理,再一次按下 并机 按钮后,系统将接通控制该分闸线圈的中间继电器以完成单机组解列过程.图7 N S X630H电动操作机构电气原理图58第1期李帅帅,等:基于C A N总线的柴油发电机组并机控制系统解决方案第一台机组完成并机后,将其输出电压和频率整定至400V/50H z,即此时交流母线电压和频率是400V/50H z,启动第二台机组并准备并机,而其前提是两台发电机组的输出应满足前文所述的并机条件.B G C-L控制器分别实时检测第二台发电机组侧输出(电压㊁电流㊁频率)和母线侧输出(电压㊁电流㊁频率),当按下控制器面板中的 并机 按钮后,系统将对以上数据逐一比对,并对发电机组输出电压和频率进行闭环微调,当并机条件均满足时,系统将接通控制电动操作机构合闸线圈的中间继电器以完成第二台机组的并机过程.3.2柴油发电机组并机控制系统的应用柴油发电机组并机控制系统在钻井作业中应用广泛,其构建类型也不尽相同,除去本文所述的两台发电机组并机的模式外,还有柴油发电机组与电网的并机应用,另外并机的控制模式也有 半自动 和 自动 之分.在柴油发电机组需要与电网并机时,其控制模式应选择 自动 ,可实现多台机组的全自动并机及负载分配.当电网故障时,首台发电机组自动启动并带载运行,同时根据自身设定检测负载的情况,如果负载需求大于一台机组设定的容量,则第二台㊁第三台机组会依次自启动㊁同步,并按照设定的负载比例分配负载.如果负载需求减少,按照设定值,每台机组的负载低于额定容量的25%,发电机组将顺序依次退出,直到达到预先设定的标准.4结论基于C A N总线的自主研发柴油发电机组并机控制系统,较以往基于模拟量的柴油发电机组控制系统有巨大的优势,在大幅度提高系统数字化水平的同时,整套控制系统的运行稳定性㊁可靠性及操作的人性化均有不同程度的提高.本文提出的基于C A N总线技术的柴油发电机组并机控制系统解决方案是一次理论结合钻井现场实际应用的有效尝试,目前已在多台车载钻机中得到推广应用,该方案设计合理,结构简单,安全可靠,有效地保障了钻井现场电力系统的稳定㊁高效运转,得到了用户的普遍好评,且具有较好的推广使用价值.参考文献:[1]张伟伟.基于C A N o p e n的车身控制系统研究与实践[D].合肥工业大学,2010.[2]济南柴油机股份有限公司.V O L V O柴油发电机组培训教程,2007.[3]康明斯发电机技术(中国)有限公司.S T AM F O R D发电机组安装使用及维护手册,2009.[4]深圳市威华特科技有限公司.A S440发电机自动调压器使用说明书,2005.[5]张伟.移动电站综合控制系统的研究[D].兰州理工大学,2008.S o l u t i o n o f p a r a l l e l c o n t r o l s y s t e mf o r d i e s e l g e n e r a t o r u n i t b a s e d o nC A Nb u sL IS h u a i s h u a i①,D IL e m e n g①,X UG a n g q i a n g①,L IH u a n x i n②,S HA N GB a o g a n g②,HU A N G X u l u②(①D e p a r t m e n t o fE l e c t r i c a l a n d M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,W e i h a iO c e a nV o c a t i o n a l C o l l e g e,264300,W e i h a i;②E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f S h a n d o n g K e r u iM a c h i n e r y M a n u f a c t u r i n g C o.,L t d.,257000,D o n g y i n g,S h a n d o n g,P R C)A b s t r a c t:I n t h i s p a p e r,b a s e d o n t h e o p e r a t i o n p r o c e s s c o n t r o l o fV O L V Od i e s e l g e n e r a t i n g s e t a n d t h e w o r k i n g p r i n c i p l e o f t w o-m a c h i n e p a r a l l e l c o n t r o l t h e r e a l i z a t i o n o f p a r a l l e l c o n t r o l o f d i e s e l g e n e r a t o r s e t i s d i s c u s s e d,a n d a s e t o f p a r a l l e l c o n t r o l s y s t e ms o l u t i o n o f d i e s e l g e n e r a t o r s e t b a s e d o nC A Nb u s i s p u t f o r-w a r d.K e y w o r d s:C A Nb u s;o p e r a t i o n c o n t r o l o f d i e s e l g e n e r a t i n g s e t;p a r a l l e lm a c h i n e c o n t r o l68曲阜师范大学学报(自然科学版)2020年。

柴油发电机组的工作原理
1.燃油系统：柴油发电机组采用柴油燃料进行燃烧发电，其燃油系统主要包括油箱、燃油滤清器、燃油泵和喷油嘴等部件。

燃油从油箱中通过燃油滤清器净化后，被燃油泵送到发动机内，经过高压泵的加压和喷油嘴的喷射，形成可燃气体并点燃，从而驱动发电机转动。

2. 发动机系统：柴油发电机组的发动机通常采用柴油机，其工
作过程主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个过程。

柴油机通过压缩空气使其温度升高，加热燃油并进行燃烧发电。

随着发动机的运转，发电机也跟随着转动，产生电能。

3. 电气系统：柴油发电机组中的发电机通过旋转产生交流电，
经过整流器变成直流电后存储在蓄电池中，再通过逆变器变成交流电输出。

电气系统中还包括自动启动装置、保护系统、控制器等部件，保证发电机组的正常运转和安全性。

总的来说，柴油发电机组的工作原理就是通过燃油系统将柴油燃烧产生的能量转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能输出，从而实现发电的目的。

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