專利名稱：一種通信基站的變頻節能柴油發電機組的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通信基站的變頻節能柴油發電機組，主要應用于通信基站供電， 以及軍隊野外裝備供電。
背景技術：
柴油發電機組作為通信基站的主要電源配置，為通信基站的安全運行發揮重要作用。對于一些沒有市電供電的通信基站，一般依靠蓄電池和柴油發電機組供電。其最佳組合是發電機和蓄電池輪流供電，工作模式是發電機組的發電容量必須是負載用電和蓄電池充電的功率總和。蓄電池充滿后發電機斷開，由蓄電池給負載供電。當蓄電池放電到設定值時，重新啟動發電機給負載及蓄電池供電(見圖1)。一般發電機的工作約為六小時就可以給蓄電池充滿電。根據蓄電池的充電特性(見圖幻，在發電機供電時間段，發電機有一半以上時間是工作在較低負載狀態。當普通柴油機工作在小負荷區域時，其單位功率燃油消耗較大，尤其是柴油機的功率越大，小負載的單位功率能耗就越高。這是由于大功率的柴油發電機在小負荷工作時， 其機械效率和熱效率都急劇下降。同時氣缸內柴油燃燒不完全會產生積碳和冒黑煙，還會加快發電機組的磨損。下表是12kW柴油發電機組在各個負載段的油耗數據
序號負載分段燃油消耗率(g/kW. h)110%1260225%560350%360475%3105100%290從上表可以看出，當發電機的負載低于50%時，其燃油消耗率急劇攀升。當發電機的負載為10%時，其燃油消耗率是發電機滿載時的4. 3倍，這無疑會增加很多運行成本和維護成本。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種通信基站的變頻節能柴油發電機組，它能根據負載的變化自動調整發動機的轉速，以便能在輕載時使發動機以盡可能低的轉速運行，因而改變發電機的頻率和功率輸出，從而有效地獲得最佳的運行經濟性。
實現上述目的的一種技術方案是一種通信基站的變頻節能柴油發電機組，包括柴油發動機、永磁發電機及AC/DC轉換器，所述發電機組還包括油門控制器，其中所述柴油發動機帶有油門執行器，該柴油發動機與所述永磁發電機機械連接，以將機械能傳輸給所述永磁發電機，以使所述永磁發電機把機械能轉化為電能；所述AC/DC轉換器與所述永磁發電機的輸出端電連接，所述AC/DC轉換器將所述永磁發電機輸出的交流電轉換成一個穩定的直流電以供給負載；所述油門控制器電連接在所述AC/DC轉換器的輸出端和所述柴油發動機的油門執行器之間，所述油門控制器根據負載電流輸出控制信號給所述柴油發動機的油門執行器，以調節所述柴油發動機的轉速。上述的通信基站的變頻節能柴油發電機組，其中，所述柴油發動機的輸出轉速為 800-3000轉/分鐘；所述永磁發電機的輸出頻率為150-400HZ，輸出電壓為AC150-400V ；所述AC/DC轉換器的輸出電壓為DC48V ；所述油門控制器輸出的控制信號為0-5V。本發明的通信基站的變頻節能柴油發電機組的技術方案，采用柴油發動機和永磁發電機構成，并采用油門控制器根據負載的變化自動調節柴油發動機的轉速，有效解決了傳統柴油發電機組只能工作在最高轉速附近而導致能耗高、效率低等問題，因而具有如下顯著特點1)油門控制器可使發電機組能根據其工作特性和負載的情況，始終運行在最經濟的工況，徹底消除了現有發電機組在中、低負載時也運行在高油耗低效率的高轉速的弊病， 因此可大大降低燃油消耗，對間歇性負載或者負荷變化比較大的負載，可節省超過20%的燃料消耗；2)避免了發電機組在低效率的高速下運行，因而大大減少了煙氣排放，明顯降低了噪音污染；3)避免了發電機組長期在高速下運行，使得發電機組各部分的工作強度降低，磨損及故障率也大為減小，因此大大延長了發電機組的使用壽命并減少了維修的工作量。


圖1為常規的通信基站的柴油發電機組的工作模式圖；圖2為常規的通信基站使用的蓄電池的充電特性示意圖；圖3為本發明的通信基站的變頻節能柴油發電機組的原理圖。
具體實施例方式下面通過具體地實施例并結合附圖對本發明的技術方案進行說明請參閱圖3，本發明的一種通信基站的變頻節能柴油發電機組，包括柴油發動機 1、永磁發電機2、AC/DC轉換器3及油門控制器4，其中柴油發動機1帶有油門執行器，輸出轉速為800-3000轉/分鐘；該柴油發動機1 與永磁發電機2機械連接，以將機械能傳輸給永磁發電機2 ；永磁發電機2把機械能轉化為電能，永磁發電機2的輸出頻率為150-400HZ，輸出電壓為 AC150-400V ；AC/DC轉換器3與永磁發電機2的輸出端電連接，該AC/DC轉換器3將永磁發電機2輸出的交流電轉換成一個穩定的直流電DC48V以供給負載5 ；油門控制器4電連接在AC/DC轉換器3的輸出端和柴油發動機1的油門執行器之間，該油門控制器4根據負載電流輸出控制信號給柴油發動機1的油門執行器，以調節柴油發動機1的轉速。本發明的變頻節能柴油發電機組的工作原理是基于發動機的工況特點，即發動機的輸出功率隨著轉速的增加幾乎是線性提高的，而油耗與轉速的變化關聯度不大，當轉速在 800-3000rpm 時，滿載油耗在 290g/kW. h 到 310g/kW. h 之間。油門控制器4根據負載電流輸出一個0-5V的控制信號給柴油發動機1的油門執行器。當負載電流增大時，油門控制器3控制油門執行器，將柴油發動機1的轉速提高，以提高柴油發動機1的輸出功率；反之，當負載電流變小時，油門控制器3控制油門執行器，將柴油發動機1的轉速降低以降低柴油發動機1的輸出功率。這樣，就實現了柴油發動機1 的轉速隨負載功率的變化而變化，也即實現了柴油發電機組的輸出功率是跟隨負載5所需的功率而變化的。本發明的變頻節能柴油發電機組能根據負載的變化自動調整發動機的轉速，因此能改變發電機的頻率和功率輸出，與傳統的恒轉速、恒頻率柴油發電機組的供電方式比較， 燃油消耗能減少20%以上。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明， 而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書范圍內。
權利要求
1.一種通信基站的變頻節能柴油發電機組，包括柴油發動機、永磁發電機及AC/DC轉換器，其特征在于，所述發電機組還包括油門控制器，所述柴油發動機帶有油門執行器，該柴油發動機與所述永磁發電機機械連接，以將機械能傳輸給所述永磁發電機，以使所述永磁發電機把機械能轉化為電能；所述AC/DC轉換器與所述永磁發電機的輸出端電連接，所述AC/DC轉換器將所述永磁發電機輸出的交流電轉換成一個穩定的直流電以供給負載；所述油門控制器電連接在所述AC/DC轉換器的輸出端和所述柴油發動機的油門執行器之間，所述油門控制器根據負載電流輸出控制信號給所述柴油發動機的油門執行器，以調節所述柴油發動機的轉速。
2.根據權利要求1所述的通信基站的變頻節能柴油發電機組，其特征在于，所述柴油發動機的輸出轉速為800-3000轉/分鐘；所述永磁發電機的輸出頻率為150-400HZ，輸出電壓為AC150-400V ；所述AC/DC轉換器的輸出電壓為DC48V ；所述油門控制器輸出的控制信號為0-5V。
全文摘要
本發明公開了一種輸出功率是跟隨負載所需的功率而變化的通信基站的變頻節能柴油發電機組，包括柴油發動機、永磁發電機、AC/DC轉換器及油門控制器。所述柴油發動機帶有油門執行器，該柴油發動機與所述永磁發電機機械連接，以將機械能傳輸給所述永磁發電機，以使所述永磁發電機把機械能轉化為電能；所述AC/DC轉換器與所述永磁發電機的輸出端電連接，所述AC/DC轉換器將所述永磁發電機輸出的交流電轉換成一個穩定的直流電以供給負載；所述油門控制器電連接在所述AC/DC轉換器的輸出端和所述柴油發動機的油門執行器之間，所述油門控制器根據負載電流輸出控制信號給所述柴油發動機的油門執行器，以調節所述柴油發動機的轉速。
文檔編號H02P9/04GK102510255SQ201110344828
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者莊衍平, 張鴻, 蔡行榮 申請人:上海科泰電源股份有限公司