[发明专利]柴油机变速供电节油系统

说明书

本发明公开了一种柴油机变速供电节油系统。包括能量缓冲单元、双向DC/DC变换器、柴油机、发电机、AC/DC能量转换器、电池组、用电负荷检测单元、PLC控制单元；所述柴油机与发电机连接，所述发电机与AC/DC能量转换器连接，所述AC/DC能量转换器通过母线与电池组、负载设备连接，所述AC/DC能量转换器与电池组之间连接有双向DC/DC变换器，所述能量缓冲单元与双向DC/DC变换器连接，所述用电负荷检测单元与PLC控制单元连接，所述PLC控制单元分别与柴油机、AC/DC能量转换器、能量缓冲单元、双向DC/DC变换器连接。本发明在满足负荷正常高效工作的同时，使柴油机工作在高效率低消耗工作状态。这样可以大大的降低燃油消耗，减少废气排放，应用于间歇性负载、变化大的负载时，节油率可达45‑65％。

技术领域：

本发明属于码头起重机柴油机控制技术领域，特别涉及一种柴油机变速供电节油系统。

背景技术：

传统的柴油发电机组在发电时转速在1500r/min，当柴油发电机组工作在高速区，在大负荷运行时，柴油发电机组的工作效率位于经济工作区域；当柴油发电机组在小负荷运行时，工作效率极不经济，此时柴油发电机组功率越大，其能耗越高，这是由于大功率柴油机在小负荷工作时，其机械效率和热效率都急剧下降造成的。

在发电功率不变的情况下，只要控制柴油发电机组工作在小转速大转矩的工作状态，柴油机在小负荷运行时，其工作效率就位于经济工作区域。但是这种工作状态对于目前传统的柴油发电机组来说是致命的，不允许的。因为柴油机在低速工作时，同步发电机产生的电动势即电压太低，频率也太低，用电设备根本无法使用。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种柴油机变速供电节油系统，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种柴油机变速供电节油系统，包括：能量缓冲单元、双向DC/DC变换器、柴油机、发电机、AC/DC能量转换器、电池组、用电负荷检测单元、PLC控制单元；所述柴油机与发电机连接，所述发电机与AC/DC能量转换器连接，所述AC/DC能量转换器通过母线与电池组、负载设备连接，所述AC/DC能量转换器与电池组之间连接有双向DC/DC变换器，所述能量缓冲单元与双向DC/DC变换器连接，所述用电负荷检测单元与PLC控制单元连接，所述PLC控制单元分别与柴油机、AC/DC能量转换器、能量缓冲单元、双向DC/DC变换器连接；所述PLC控制单元根据用电负荷检测单元检测的数据，控制柴油机转速，使发电机发出满足负载需求功率的电能，通过AC/DC能量转换器转换成用电设备可使用的电能；所述AC/DC能量转换器同步转换发电机发出的电能，并根据负载需求，控制电池组充放电。

优选地，技术方案中，柴油机选用带有全程式调速器的柴油机，柴油机的转速可以从怠速到全速之间连续调整。

优选地，技术方案中，PLC控制单元通过CAN通讯线路与柴油机、能量缓冲单元、双向DC/DC变换器连接。

优选地，技术方案中，PLC控制单元通过DP通讯线路与AC/DC能量转换器连接。

一种柴油机变速供电节油系统的工作方法，其步骤为：

(1)系统启动，PLC控制单元控制双向DC/DC变换器将能量缓冲单元的电压提升至合适值；

(2)PLC控制单元启动柴油机，发电机工作，发电机的三相交流电通过AC/DC能量转换器变换成直流电输送至母线，为负载设备供电；

(3)用电负荷检测单元检测外部负载功率大小，并将检测数据发送至PLC控制单元，PLC控制单元根据检测数据控制柴油机的转速，AC/DC能量转换器根据发电机产生的电能对电池组进行相应的转移或补充。