JCD-A-30KW柴油发电机组试验台-杭州金太格电子有限公司.doc

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