JCD-A-30KW柴油发电机组试验台-杭州金太格电子有限公司.doc
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JCD-A-30柴油发电机组试验台研制技术报告
关键词:智能化集成、系统可靠性、兼容性
杭州车辆段、杭州金太格电子有限公司
2006年5月
概述
我局现配属独立供电式空调客车有120辆之多,大都采用30kw的小功率风冷柴油发电机组供电,这批机组除大修送昆山检修外,中修都由各配属段自行检修。根据客车空调三机检修和路局[2000]辆发60号文的要求,30kw柴油发电机组检修后需进行负载试验。据了解在局内4个车辆段中,除合肥段有一套自制的简易负载测试设备外,其它的均没有。我段为此组织开发了JCD-A-30型30kw柴油发电机组试验台。
根据我们对目前国内生产厂家试验台的了解和考察,若采用原潍坊电机一厂的控制箱(有刷发电机)或剑湖的控制箱(无刷发电机)及现有负载测试设备作为30kw柴油发电机组的试验设备都存有缺陷:
(1)负载功率不稳定。由于水阻负载的电阻值与水温有关,尤其是当水温超过90℃后,水阻负载的电阻值呈直线上升趋势,此时负载电流会急剧下降,严重影响发电机温升试验的准确性;
(2)水阻负载不能进行无功负载试验。由于水阻负载属于纯阻性负载,功率因素为1,因此,在柴油发电机组加载30kw有功负载时,线电流达不到额定电流的试验要求,则不能满足温升试验的条件,而且与空调机组负载功率因素0.8左右的实际运用不相符合。如果继续加载来满足额定电流试验的要求,则有功率要达到36kw,显然超出柴油机的功率;(3)不能同时满足无刷发电机、有刷发电机功能的测试(我段现有30kw无刷发电机17台,有刷发电机11台);
(4)采用简单的指针式仪表显示,显示误差较大;
(5)控制简单,不能实现上级要求的“检测微机化”,与跨越式发展的思路不相适应。
针对以上问题,不能满足试验要求。为此我们结合原潍坊电机一厂的控制箱(有刷发电机)、剑湖的控制箱(无刷发电机)的控制原理和30kw柴油发电机组试验要求,研制了一套30kw柴油发电机组的负载测试设备(JCD-A-30型)。
二、系统主要功能和技术指标
1、具有柴油机的启机、停机操作控制和升降速调节功能;
2、具有柴油机的低油压、高油温、高缸温、皮带断、超速自动保护功能;
3、实现30kw无刷、有刷发电机中修工艺要求的空载特性试验、负载特性试验及温升试验;
4、试验的功率负载包括30KW有功负载(50A)和无功负载(感性15A);
5、满足发电机额定功率因素0.8的要求;
6、采用传感器模块化测量和数字化显示;
7、使用专用微机采集装置对所有测量值进行数字化采集处理,可实现测试结果自动打印;
8、采用PLC实现试验系统的各种操作,提高试验台的可靠性;
9、满足各型柴油发电机组的不同接线方式
10、负载测试最大电流65A;
11、满载测试时间60分钟;
12、加载方式:无功负载无级线性调节,有功负载直接切换加载;
13、负载功率因数可调:0.8-1(感性);
14、工作环境:室内;
15、环境温度:0—40摄氏度;
三、技术设计概要和原理简介
JCD-A-30型30kw柴油发电机组试验台是一种高度智能化的专用试验设备,它综合集成了机电控制技术、数字控制技术、传感器检测技术和计算机分析和处理技术,并充分考虑了各型发电机组的控制和接线方式的差异,使装置具有了很好的兼容性。
1、系统的硬件构成
系统组成框图如下:
如图所示,系统的硬件部分由六个部分组成:
负载测试控制台―――完成试验系统的控制、检测、处理和显示功能。
有功负载―――提供柴油发电机组的有功负荷。
无功负载―――提供柴油发电机组的有功负荷。
无刷或有刷柴油发电机组―――所要检测的设备。
转换接线箱―――为满足各型柴油发电机组不同的接线方式而设置的。
上位计算机、打印机―――完成试验数据的处理分析、汇总和打印。
2、主控部分
主控部分是整个控制系统的核心,在恶劣的工业现场环境下,工作的可靠性是至关重要的。根据这个原则,主控制器选用了台达SS系列超小型PLC,共有6个模块构成,计有24个数字量、16个模拟量构成,它的优点是结构简单,安装空间小,更为重要的是有非常高的可靠性,平均无故障时间为16万小时。这样在主控部分可达到免维护的标准。并且由于采用了标准化的数字控制设备,使得控制程序和控制参数的修改非常方便。
3、状态的检测和显示
状态的检测就是传感器检测技术的应用,在本系统中有16个测量信号的采集,它们是:
发电机输出三相电压(三个)、发电机输出三相电流(三个)、发电机输出功率、发电机输出频率、发电机负载功率因数、发电机组启动电池的电压、发电机组启动电池的放电电流和充电电流、无刷发电机励磁电压、无刷发电机的励磁电流、柴油机缸温、柴油机油温、柴油机油压。
▲各交、直流电量的检测和显示:
皆采用高可靠性的工业级专用检测模块,完成对电量的测量,然后转换成0-5V
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