CN103513131B - 模拟船舶发电机装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟船舶发电机装置，包括进线交流接触器、整流滤波电路、变频变压系统、出线交流接触器、主控系统、驱动和保护电路、液晶触摸屏、PLC，所述进线交流接触器接整流滤波电路输入端，整流滤波电路的输出端接变频变压系统输入端，所述变频变压系统输出端接出线交流接触器，所述PLC分别与主控系统、液晶触摸屏连接，所述主控系统分别与驱动和保护电路、液晶触摸屏连接，所述驱动和保护电路与变频变压系统相连，所述变频变压系统输出端的电参数信号输入到主控系统。本发明代替船载发电机进行试验，用小信号模拟成实际工况中的大电流对岸电设备进行检测。

Description

模拟船舶发电机装置

技术领域

本发明涉及一种模拟船舶发电机装置，属于船舶电器设备技术领域。

背景技术

随着全球海运业务的急剧增长,由海洋运输工具造成的环境污染日趋严重，由于全世界几乎所有的船舶均使用燃烧轻质或重质柴油的发电机自行发电，每艘船相当于一个小型发电厂、一个移动式烟囱，既造成污染，又浪费能源，相对于船舶辅机发电，靠港船舶在接用岸电后，可以关闭辅机，船东既可以节省燃料费用，又能减少排放和噪音。由于岸电项目具有良好的环保性和经济性，使用岸电的船舶越来越多。岸电控制屏是连接船、岸设备的控制中心。在岸电设备的生产过程中，需对岸电控制屏与船舶发电机屏连接进行相关功能性测试和检验，检验并网和负荷转移工况。以往这些测试和试验都是将岸电设备安装在船舶上,与船舶的主配电板连接，利用现场船载发电机，进行调试和检验。这既不符合岸电设备上船的入级规范，也无法保证产品的质量。同时，由于现场条件复杂，船舶多项作业同步进行，调试时间不可控等诸多因素的影响，这给岸电设备的调试和测试带来很大的困难。

如果岸电设备生产厂家在厂内对岸电连接设备与船载发电机的并网等工况进行相关的测试和检验，测试其功能，就需要一套船载发电机系统，由于船载发电机体积大，单套成本巨大，试验成本高，操作繁琐，所以需要开发一种能够符合船舶实际工况的模拟发电机装置来进行岸电控制屏和船载设备的联网试验和测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟船舶发电机装置，能够在厂内对岸电连接设备与船载发电机的并网等工况进行相关的测试和检验，测试其功能，保证产品质量。同时，解决在船上进行试验不符合岸电设备上船的入级规范，试验成本高，现场环境复杂，调试和测试操作困难等一系列问题。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种模拟船舶发电机装置，包括进线交流接触器1、整流滤波电路2、变频变压系统3、出线交流接触器4、主控系统5、驱动和保护电路6、液晶触摸屏7、PLC8，所述进线交流接触器1的输入端接AC380V、50Hz电源，所述进线交流接触器1的输出端接整流滤波电路2输入端，整流滤波电路2的输出端接变频变压系统3输入端，所述变频变压系统3输出端接出线交流接触器4，输出AC400V、50Hz电源或者AC450V、60Hz电源，所述PLC8分别与主控系统5、液晶触摸屏7连接，所述主控系统5分别与驱动和保护电路6、液晶触摸屏7连接，所述驱动和保护电路6与变频变压系统3相连，所述变频变压系统3输出端的电参数信号输入到主控系统5。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述一种模拟船舶发电机装置，还包括光电转换模块，所述光电转换模块与PLC8连接，并通过光缆传输与其他设备之间的模拟远程监控信号。

前述一种模拟船舶发电机装置，其中主控系统5采用DSP和FPGA芯片作为控制芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：以本发明模拟船舶发电机装置，突破传统理念上岸电设备和发电机并车以及负荷转移测试需要与大型船舶发电机连接的概念；用虚拟的发电机代替船载发电机进行试验，减小了设备的体积，用小信号模拟成实际工况中的大电流检测；可以更加便捷的、全方位的对岸电设备进行检测，并且模拟船舶发电机设备可以对岸电设备进行重复试验，大大的节约了投资成本。

附图说明

图1是本发明的电能变换示意图；

图2是本发明的系统结构图；

图3是本发明与发电机屏的信号连接图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明是一种频率和电压可调，能够模拟不同频率的船舶发电机的装置。

如图1所示，本发明模拟船舶发电机装置是为了根据调频、调压信号将380V的电源通过电能变换装置输出符合要求的40V/60Hz或400V/50Hz的三相电源，提供给岸电连接设备，以代替真实的船载发电机，进行岸电设备的检测。

如图2所示，本发明的模拟船舶发电机装置，包括进线交流接触器1、整流滤波电路2、变频变压系统3、出线交流接触器4、主控系统5、驱动和保护电路6、液晶触摸屏7、PLC8，所述进线交流接触器1的输入端接AC380V、50Hz电源，所述进线交流接触器1的输出端接整流滤波电路2输入端，整流滤波电路2的输出端接变频变压系统3输入端，所述变频变压系统3输出端接出线交流接触器4，输出AC400V、50Hz电源或者AC450V、60Hz电源，所述PLC8分别与主控系统5、液晶触摸屏7连接，所述主控系统5分别与驱动和保护电路6、液晶触摸屏7连接，能够通过液晶触摸屏7对PLC8、主控系统5进行控制及实时采集本设备的运行情况并将该信息传递给液晶触摸屏7进行显示、故障报警并记录，便于查询。所述驱动和保护电路6与变频变压系统3相连，所述变频变压系统3输出端的电参数信号输入到主控系统5，并通过通讯链路反馈至本装置的PLC8，由PLC8分析处理控制。所述进线交流接触器1、出线交流接触器4与航空插头连接，便于与外围设备对接。

为了能通过其他设备和本设备进行模拟远程控制和监控等，本模拟船舶发电机装置，还包括光电转换模块，所述光电转换模块与PLC8连接，并通过光缆传输与其他设备之间的模拟远程监控信号。

本发明突破传统理念上的船用发电机概念，分析船载发电机的输出电参数，以及与岸电设备的连接接口需要，模拟出船载发电机的输出电参数，实现船载发电机的功能，其控制系统采用高性能的DSP和FPGA芯片，使得控制系统的性能大大提高，优秀的DSP软件数学模型，实现了控制的高度实时性、快速性和准确性，通过模拟船舶发电机转换技术将三相380V的电源进变压器进行切分，切分后的电压经整流、滤波后给各个逆变系统。通过三相逆变输出符合要求的40V/60Hz或400V/50Hz的三相电源，提供给岸电连接设备，内部安装电压变送器、电流变送器和频率检测装置，用以检测三相交流电源相序，电压，频率等参数是否正确，进行负荷转移过程中的能量控制和检测，接受发电机控制屏的调压和调频等控制信号，对输出电压和频率等电参数进行调整，使之输出电源达到并车所需要的并网条件以及负荷转移过程中的能量控制和检测，根据测试和检验的需要，调整输出状态，输出错误的电参数，提供给岸电连接设备进行报警以及保护，该系统和船载发电机相比，具有自动稳压，自动稳频，过流保护，过压保护，过频保护，故障报警记录等附加功能。

如图3所示，模拟发电机可连接发电机屏，作为发电机屏的检验设备，接收发电机屏的启停信号，模拟发电机启停，检验发电机屏的启停控制；接收发电机屏的调频控制信号，进行相应的频率上升和下降，调整输出频率；接收调压信号，模拟调整发电机的励磁，改变输出电压。接收发电机屏的自动稳压信号，模拟发电机的自动稳压。

本发明与电站低压母线馈电三相电源连接，电站低压母线馈电三相电源经低压电缆接进本发明的模拟船舶发电机，通过本设备所具有的频率和电压可调特性，经由模拟船舶发电机控制回路电参数采样，通过通讯链路反馈至PLC，并送至PLC分析处理控制，从而实现发电机屏对模拟船载发电机的手动/自动调压、调频，岸电并网，负荷转移等控制。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种模拟船舶发电机装置，其特征在于，包括进线交流接触器（1）、整流滤波电路（2）、变频变压系统（3）、出线交流接触器（4）、主控系统（5）、驱动和保护电路（6）、液晶触摸屏（7）、PLC（8），所述进线交流接触器（1）的输入端接AC380V、50Hz电源，所述进线交流接触器（1）的输出端接整流滤波电路（2）输入端，整流滤波电路（2）的输出端接变频变压系统（3）输入端，所述变频变压系统（3）输出端接出线交流接触器（4），输出AC400V、50Hz电源或者AC450V、60Hz电源，所述PLC（8）分别与主控系统（5）、液晶触摸屏（7）连接，所述主控系统（5）分别与驱动和保护电路（6）、液晶触摸屏（7）连接，所述驱动和保护电路（6）与变频变压系统（3）相连，所述变频变压系统(3)输出端的电参数信号输入到主控系统(5)。

2.如权利要求1所述的模拟船舶发电机装置，其特征在于，还包括光电转换模块，所述光电转换模块与PLC（8）连接，并通过光缆传输与其他设备之间的模拟远程监控信号。

3.如权利要求1所述的模拟船舶发电机装置，其特征在于，所述主控系统（5）采用DSP和FPGA芯片作为控制芯片。