发电机组飞车保护装置和控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机电保护装置和控制方法，特别是涉及一种发电机转子的机电保护装置和控制方法。
【背景技术】
[0002]当前，特种车日益向着集成化、智能化、高可靠、快速机动、实战化方向发展，往往需要车载移动式发电机组提供交流或直流电以满足特种车使用需求。
[0003]发电机组使用过程中，有时由于柱塞卡滞、机油过多等原因导致柴油机转速远远超过额定转速，如不能及时停机，柴油机会出现剧烈抖动，冒大量黑烟或蓝烟等，不但会对设备造成损坏，有时甚至会危及人身安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种发电机组飞车保护装置，解决发电机组在发生飞车故障时无法准确判断故障发展状态，缺乏快速、可靠、安全地切断电路、油路和气路手段的技术问题。
[0005]本发明的另一个目的是提供利用上述发电机组飞车保护装置的控制方法，解决如何快速切断发电机组能源供应途径的技术问题。
[0006]本发明的发电机组飞车保护装置，包括转速采集系统、机组控制系统和受控断路装置，其中:
[0007]转速采集系统，用于将持续采集的发电机组转子转速与预置的转速阈值相比较，当超速时长与预置超速时长相等时，产生触发信号；
[0008]机组控制系统，用于将触发信号转换为电压驱动信号，驱动受控断路装置；
[0009]受控断路装置，用于接收电压驱动信号执行通断动作，同时切断发电机组的燃料注入通道和进气通道。
[0010]所述转速采集系统采用投射式光电转速传感器，或反射式光电转速传感器，或压电式加速度传感器。
[0011 ] 所述发电机组包括柴油机，机组控制系统包括DC-DC变压器和保护继电器，受控断路装置包括接触器和电磁阀门；
[0012]DC-DC变压器的输入端连接转速采集系统的信号输出端，DC-DC变压器的输入端连接保护继电器的输入端，保护继电器的输出端分别连接接触器的接触器线圈和电磁阀门的电磁线圈，接触器的常开触点连接柴油机的主电源回路中的停机电磁铁，电磁阀门的阀座串联在进气管中段。
[0013]所述DC-DC变压器输出+24V电压信号。
[0014]所述转速采集系统还包括CAN总线控制器，与CAN总线连接。
[0015]所述转速采集系统采用交流频率传感器.
[0016]如所述发电机组飞车保护装置的控制方法，包括以下步骤:
[0017]转速采集系统实时采集发电机组转子转速；
[0018]当转子转速超过预置阈值和预置时长时，产生触发信号；
[0019]机组控制系统将触发信号转换为功率信号，同时驱动发电机组柴油机的停机电磁铁切断主电路，电磁阀门的阀瓣关闭进气管，强制发电机组停机。
[0020]还包括步骤:当转子转速超过预置阈值时，产生告警信号。
[0021]还包括步骤:所述转速采集系统(02)采用投射式光电转速传感器或反射式光电转速传感器。或者还包括步骤:所述转速采集系统(02)采用压电式加速度传感器。
[0022]本发明的发电机组飞车保护装置具有集成度高、成本低廉、性能可靠、方便安全等优点，实时采集发电机组转速并与设定转速阈值进行比较，一旦发现转速超过规定阈值并保持规定时间，则通过继电器接通柴油机停机电磁铁，停机电磁铁动作切断燃油供应，同时接通电动阀门控制线圈，位于进气管中段的电动阀门关闭，断开柴油机进气，两种措施同时作用，确保发电机组飞车保护快速实现。利用本发明形成的控制方法可以同时阻挡能源产生途径，可靠制动发电机。
【附图说明】
[0023]图1为本发明发电机组飞车保护装置的电路结构示意图；
[0024]图2为本发明发电机组飞车保护装置的一种优选电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0026]如图1所示，本实施例包括转速采集系统02、机组控制系统03和受控断路装置04，其中:
[0027]转速采集系统02，用于将持续采集的发电机组01转子转速与预置的转速阈值相比较，当超速时长与预置超速时长相等时，产生触发信号；
[0028]机组控制系统03，用于将触发信号转换为电压驱动信号，驱动受控断路装置04 ;
[0029]受控断路装置04，用于接收电压驱动信号执行通断动作，同时切断发电机组01的燃料注入通道和进气通道。
[0030]转速采集系统02采用投射式光电转速传感器，或反射式光电转速传感器，或压电式加速度传感器。
[0031]本实施例可以在发电机组出现飞车故障时，通过断气、断油实现发电机组的快速停机，避免设备和人身伤害。
[0032]如图2所示，发电机组01包括柴油机11，机组控制系统03包括DC-DC变压器和保护继电器31，受控断路装置04包括接触器41和电磁阀门42，DC-DC变压器的输入端连接转速采集系统02的信号输出端，DC-DC变压器的输入端连接保护继电器31的输入端(输入回路)，保护继电器31的输出端(输出回路)分别连接接触器41的接触器线圈和电磁阀门42的电磁线圈，接触器41的常开触点连接柴油机11的主电源回路中的停机电磁铁，电磁阀门42的阀座串联在进气管中段。
[0033]本实施例可以将触发信号放大为功率信号，驱动保护继电器31常开触点闭合，将功率信号分别、同时传递到柴油机11电源电路中的接触器41和柴油机11进气管中的电磁阀门42。功率信号通过接触器线圈使常开触点闭合，驱动停机电磁铁切断柴油机11电力进而切断燃油供给，同时功率信号通过电磁阀门42的电磁线圈使阀座中的阀瓣关闭进而切断空气供给，强制发电机组快速停机。
[0034]在上述实施例基础上，还包括进一步优化实施例。
[0035]功率信号采用+24V电压信号，通过DC-DC变压器转换可以保证电压稳定持久。
[0036]转速采集系统02还包括CAN总线控制器，与CAN总线连接，可以将采集信号快速上位系统。
[0037]在上述转速采集系统02，对于交流发电机组利用交流频率传感器采集发电机输出交流频率，换算后可以取得发电机组转速；也可以采取在柴油机飞轮壳上安装测速磁头或利用发电机组自带充电发电机获取转速信号。针对交流发电机组，转速采集系统02采用交流频率传感器，将频率信号转换为4-20mA电流传输至转速采集系统02的处理模块。处理模块用于完成交流频率发电机组转速的换算。
[0038]本发明发电机组飞车保护装置进行飞车保护的控制流程主要包括以下步骤:
[0039]转速采集系统02实时采集发电机组01转子转速；
[0040]当转子转速超过预置阈值和预置时长时，产生触发信号；
[0041]机组控制系统03将触发信号转换为功率信号，同时驱动发电机组柴油机的停机电磁铁切断主电路，电磁阀门42的阀瓣关闭进气管，强制发电机停机。
[0042]本控制方法安全可靠，动作迅速。
[0043]进一步，转速采集系统02可以用于当转子转速超过预置阈值时，产生告警信号。
[0044]所述转速采集系统02采用投射式光电转速传感器，或反射式光电转速传感器，压电式加速度传感器。
[0045]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.发电机组飞车保护装置，包括转速采集系统(02)、机组控制系统(03)和受控断路装置(04)，其中: 转速采集系统(02)，用于将持续采集的发电机组(01)转子转速与预置的转速阈值相比较，当超速时长与预置超速时长相等时，产生触发信号； 机组控制系统(03)，用于将触发信号转换为电压驱动信号，驱动受控断路装置(04); 受控断路装置(04)，用于接收电压驱动信号执行通断动作，同时切断发电机组(01)的燃料注入通道和进气通道。2.如权利要求1所述的发电机组飞车保护装置，其特征在于:所述转速采集系统(02)米用投射式光电转速传感器，或反射式光电转速传感器，或压电式加速度传感器。3.如权利要求2所述的发电机组飞车保护装置，其特征在于:所述发电机组(01)包括柴油机(11)，机组控制系统(03)包括DC-DC变压器和保护继电器(31)，受控断路装置(04)包括接触器(41)和电磁阀门(42); DC-DC变压器的输入端连接转速采集系统(02)的信号输出端，DC-DC变压器的输入端连接保护继电器(31)的输入端，保护继电器(31)的输出端分别连接接触器(41)的接触器线圈和电磁阀门(42)的电磁线圈，接触器(41)的常开触点连接柴油机(11)的主电源回路中的停机电磁铁，电磁阀门(42)的阀座串联在进气管中段。4.如权利要求3所述的发电机组飞车保护装置，其特征在于:所述DC-DC变压器输出+24V电压信号。5.如权利要求3所述的发电机组飞车保护装置，其特征在于:所述转速采集系统(02)还包括CAN总线控制器，与CAN总线连接。6.如权利要求3所述的发电机组飞车保护装置，其特征在于:所述转速采集系统(02)采用交流频率传感器。7.如权利要求1至6任一所述发电机组飞车保护装置的控制方法，包括以下步骤: 转速采集系统(02)实时采集发电机组(01)转子转速； 当转子转速超过预置阈值和预置时长时，产生触发信号； 机组控制系统(03)将触发信号转换为功率信号，同时驱动发电机组柴油机的停机电磁铁切断主电路，电磁阀门(42)的阀瓣关闭进气管，强制发电机组停机。8.如权利要求7所述发电机组飞车保护装置的控制方法，还包括以下步骤: 当转子转速超过预置阈值时，产生告警信号。9.如权利要求8所述发电机组飞车保护装置的控制方法，还包括以下步骤: 所述转速采集系统(02)采用投射式光电转速传感器或反射式光电转速传感器。10.如权利要求8所述发电机组飞车保护装置的控制方法，还包括以下步骤: 所述转速采集系统(02)采用压电式加速度传感器。
【专利摘要】发电机组飞车保护装置，包括转速采集系统、机组控制系统和受控断路装置，其中：转速采集系统，用于将持续采集的发电机组转子转速与预置的转速阈值相比较，当超速时长与预置超速时长相等时，产生触发信号；机组控制系统，用于将触发信号转换为电压驱动信号，驱动受控断路装置；受控断路装置，用于接收电压驱动信号执行通断动作，同时切断发电机组的燃料注入通道和进气通道。具有集成度高、成本低廉、性能可靠、方便安全等优点，停机电磁铁动作切断燃油供应，同时接通电动阀门控制线圈，位于进气管中段的电动阀门关闭，断开柴油机进气，可靠制动发电机。还包括相应的控制方法。
【IPC分类】F02D41/22
【公开号】CN105275645
【申请号】CN201510650522
【发明人】程龙兴, 杨琰, 林洋, 胡永红, 宫佳鹏, 朱小波, 杨跃峰
【申请人】北京航天发射技术研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月9日