[发明专利]一种融冰发电机带载平滑起动方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种融冰发电机带载平滑起动方法、装置及系统，该装置包括控制器、发动机、高频电机、整流模块、开关管；所述控制器用于在关断开关管以及连接负载后起动发动机，将发动机转速提高到额定转速；还用于对开关管施加驱动信号，使其占空比从零稳步增加，通过驱动信号的占空比实时调节发动机的输出转矩，在驱动信号占空比达到100％时，加载过程完成，起动过程结束。本发明针对不能带载起动的发动机‑发电机融冰装置，通过改变直流侧开关管的驱动信号占空比，使得直流侧等效负载从零逐步增加到满载，同时发动机的输出转矩与负载功率进行配合调节，达到融冰装置带载平滑起动的目的。本发明具备很好的平滑起动效果和工程可行性。

技术领域

本发明属于直流融冰领域，尤其涉及一种融冰发电机带载平滑起动方法、装置及系统。

背景技术

为提高直流融冰电源的可移动性，发动机-发电机拓扑成为了一个热门选择，但是在带载起动时会存在问题。现场经验表明，如果先将负载接到融冰电源，再起动发动机，由于发动机在起动转速不具备带载能力，而此时负载此时是满载工况，此时发动机的输出功率远小于负载所需要的功率，这会造成发动机熄火，导致起动失败。

目前常用的策略是在发动机和发电机之间加装离合器，但加装离合器会存在一定问题：一方面，无论是加装离合器还是定期对离合器进行维护都提高了系统的成本；另一方面，在起动过程中对离合器的控制增加了整个融冰电源系统的复杂程度。

综上，需要提出一种无需额外添加装置、控制方式更为简单且运行更为可靠的起动策略及装置。

发明内容

针对目前的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种融冰发电机带载平滑起动方法、装置及系统，旨在解决发动机带载起动失败的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种融冰发电机带载平滑起动装置，包括：控制器、发动机、高频电机、整流模块、开关管，所述发电机与发动机连接，所述发动机的输出端通过高频电机与整流模块连接，所述整流模块的输出端通过开关管与负载连接，所述控制器与开关管的控制端连接；

所述控制器用于在关断开关管以及连接负载后起动发动机，将发动机转速提高到额定转速；还用于对开关管施加驱动信号，使其占空比从零稳步增加，通过驱动信号的占空比实时调节发动机的输出转矩，保证输入和输出之间的功率平衡，在驱动信号占空比达到100％时，加载过程完成，起动过程结束。

进一步的，还包括直流母线电容、二极管、滤波电感、滤波电容；所述直流母线电容与整流模块并联，直流母线电容的正极与开关管的输入端连接，开关管的输出端通过滤波电感与负载连接，二极管的阴极与开关管的输出端连接，二极管的阳极接地，滤波电容与负载并联，且滤波电容的正极与滤波电感和负载的节点连接。

进一步的，所述控制器包括数字信号处理器及与数字信号处理器连接的发动机控制单元、驱动器、人机交互单元，所述数字信号处理器负责与上位机进行信息传递交互，指令下发和参数显示，发出驱动开关管导通的触发信号，以及负责与发动机控制单元进行通信，所述驱动器用于根据所述触发信号生成所述控制开关管的驱动信号。

一种融冰发电机带载平滑起动方法，应用于融冰发电机带载平滑起动装置，所述融冰发电机带载平滑起动装置包括控制器、发动机、高频电机、整流模块、开关管，所述发电机与发动机连接，所述发动机的输出端通过高频电机与整流模块连接，所述整流模块的输出端通过开关管与负载连接，所述控制器与开关管的控制端连接；所述方法包括以下步骤：

S1.关断开关管，连接好负载线路后起动发动机；

S2.保持步骤S1连接状态，通过控制器将发动机转速提高到额定转速；

S3.通过控制器对开关管施加驱动信号，使其占空比从零稳步增加；

S4.通过驱动信号的占空比实时调节发动机的输出转矩，保证输入和输出之间的功率平衡；