[發明專利]一種融冰發電機帶載平滑起動方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 202211414812.1
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115622455A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 周學明;姚堯;馮志強;李籽劍;張耀東;任想;馬心弛;王晉
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;武漢市鴻鈞電氣技術有限公司
• 主分類號: H02P9/10
• 分類號: H02P9/10;H02P9/30
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明公開了一種融冰發電機帶載平滑起動方法、裝置及系統，該裝置包括控制器、發動機、高頻電機、整流模塊、開關管；所述控制器用于在關斷開關管以及連接負載后起動發動機，將發動機轉速提高到額定轉速；還用于對開關管施加驅動信號，使其占空比從零穩步增加，通過驅動信號的占空比實時調節發動機的輸出轉矩，在驅動信號占空比達到100％時，加載過程完成，起動過程結束。本發明針對不能帶載起動的發動機?發電機融冰裝置，通過改變直流側開關管的驅動信號占空比，使得直流側等效負載從零逐步增加到滿載，同時發動機的輸出轉矩與負載功率進行配合調節，達到融冰裝置帶載平滑起動的目的。本發明具備很好的平滑起動效果和工程可行性。

技術領域

本發明屬于直流融冰領域，尤其涉及一種融冰發電機帶載平滑起動方法、裝置及系統。

背景技術

為提高直流融冰電源的可移動性，發動機-發電機拓撲成為了一個熱門選擇，但是在帶載起動時會存在問題。現場經驗表明，如果先將負載接到融冰電源，再起動發動機，由于發動機在起動轉速不具備帶載能力，而此時負載此時是滿載工況，此時發動機的輸出功率遠小于負載所需要的功率，這會造成發動機熄火，導致起動失敗。

目前常用的策略是在發動機和發電機之間加裝離合器，但加裝離合器會存在一定問題：一方面，無論是加裝離合器還是定期對離合器進行維護都提高了系統的成本；另一方面，在起動過程中對離合器的控制增加了整個融冰電源系統的復雜程度。

綜上，需要提出一種無需額外添加裝置、控制方式更為簡單且運行更為可靠的起動策略及裝置。

發明內容

針對目前的技術缺陷，本發明的目的在于提供一種融冰發電機帶載平滑起動方法、裝置及系統，旨在解決發動機帶載起動失敗的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種融冰發電機帶載平滑起動裝置，包括：控制器、發動機、高頻電機、整流模塊、開關管，所述發電機與發動機連接，所述發動機的輸出端通過高頻電機與整流模塊連接，所述整流模塊的輸出端通過開關管與負載連接，所述控制器與開關管的控制端連接；

所述控制器用于在關斷開關管以及連接負載后起動發動機，將發動機轉速提高到額定轉速；還用于對開關管施加驅動信號，使其占空比從零穩步增加，通過驅動信號的占空比實時調節發動機的輸出轉矩，保證輸入和輸出之間的功率平衡，在驅動信號占空比達到100％時，加載過程完成，起動過程結束。

進一步的，還包括直流母線電容、二極管、濾波電感、濾波電容；所述直流母線電容與整流模塊并聯，直流母線電容的正極與開關管的輸入端連接，開關管的輸出端通過濾波電感與負載連接，二極管的陰極與開關管的輸出端連接，二極管的陽極接地，濾波電容與負載并聯，且濾波電容的正極與濾波電感和負載的節點連接。

進一步的，所述控制器包括數字信號處理器及與數字信號處理器連接的發動機控制單元、驅動器、人機交互單元，所述數字信號處理器負責與上位機進行信息傳遞交互，指令下發和參數顯示，發出驅動開關管導通的觸發信號，以及負責與發動機控制單元進行通信，所述驅動器用于根據所述觸發信號生成所述控制開關管的驅動信號。

一種融冰發電機帶載平滑起動方法，應用于融冰發電機帶載平滑起動裝置，所述融冰發電機帶載平滑起動裝置包括控制器、發動機、高頻電機、整流模塊、開關管，所述發電機與發動機連接，所述發動機的輸出端通過高頻電機與整流模塊連接，所述整流模塊的輸出端通過開關管與負載連接，所述控制器與開關管的控制端連接；所述方法包括以下步驟：

S1.關斷開關管，連接好負載線路后起動發動機；

S2.保持步驟S1連接狀態，通過控制器將發動機轉速提高到額定轉速；

S3.通過控制器對開關管施加驅動信號，使其占空比從零穩步增加；

S4.通過驅動信號的占空比實時調節發動機的輸出轉矩，保證輸入和輸出之間的功率平衡；