專利名稱：一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載
背景技術：
按國家標準《GB/T13032-2010船 用柴油發電機組》的要求，船用柴油發電機組性能測試用負載須具有均勻可調、電流平衡穩定且保持功率因數為0.8 (滯后)恒定的特性。用于發電機檢測的全特性負載裝置包括阻性部分與感性部分，通常兩部分獨立設置并需進行分別調節，因調節不同步而使調節過程繁瑣重復，難以做到一步到位，發電機達到穩定所需的時間很長，造成人力、時間和耗用物料的浪費。為解決同步調試的問題，較為先進的調節控制方案往往采用PLC聯動控制方式，編寫PLC程序實現阻性負載與感性負載的同步調節，但因而裝置成本高企、編程復雜、操作需要專業培訓，且常因環境或電網干擾丟失程序而不能正常使用。再者，阻性負載大多采用水電阻負載，通過改變浸入水中電極的面積或改變電極的間距來調節電流大小(即有功負載的大小)。實際使用中，存在以下問題⑴傳統電極組采用三片互成120°的不銹鋼片裝在柱芯上組成，通過“電動機+減速器+鋼絲繩+滑輪組”的形式吊著電極組在水缸中升降以改變浸入水中的電極面積。此種方式因復雜的機械調節結構導致調整不穩定且需要經常維護，故障率很高。另因120°扇形電場不均勻，靠近圓心處電流大發熱大，水易沸騰而造成電流不穩定和極間不平衡度超過3%。⑵很多大型水電阻采用大流量水泵不斷將水抽入負載缸，而通過控制負載缸溢流管的高度來控制電極組浸水水位，從而調節負載電流的方式。此方式同樣需要使用“電動機+減速器+鋼絲繩+滑輪組”的復雜機械結構，調整時反應遲緩且不穩定、故障率也較高。另夕卜，使用時水泵需要一直運行，消耗電量較大費用高，且水泵長期輸送熱水易漏水及損壞。傳統水電阻負載調節技術不但裝置制造成本高、調節精度差、穩定時間長，且使用過程因銹蝕、老化而故障頻繁，實際上不能做到電流無級連續平滑調整。
發明內容鑒于上述存在的問題，本實用新型的目的在于提出一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，利用智能化的控制器進行有功電流、無功電流的聯動調節，實現精確、直接、穩定無波動的功率調整，同時也節省制造成本和操作成本。一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，包括阻性負載和感性負載，其特征在于所述的阻性負載為水電阻，其設有一智能電流測量控制器，所述智能電流測量控制器將實時檢測的電流值與設定值作比較，通過調節水電阻的電極浸水面積使得電路電流與設定值相等；所述的感性負載包括一智能功率因數測量控制器及可調電抗器，所述智能功率因數測量控制器自動跟隨阻性負載的變化調節可調電抗器以保持負載的功率因數恒定。當負載的有功電流被調整或出現變動時，其功率因數必定發生改變，智能功率因數測量控制器測得電路的功率因數與設定值的差異后，通過控制可調電抗器的電機調節其電感量，從而調節電路的無功電流，維持負載的功率因數不變。上述方案的優點在于所述的移動式自控全特性負載裝置將阻性負載和感性負載整合為一整體，可實現有功電流和無功電流的聯動調節，省卻了分開安裝和獨立調節的繁復過程，大大節省調試時間。同時，采用智能電流測量控制器與智能功率因數測量控制器對負載進行調節，裝置制作成本低廉，操作過程簡單。本方案還對傳統水電阻的調節機構復雜、調節精度差、穩定性差、相電流不平衡度大的存在問題作出改進，改進內容包括壓氣式電流調節、固定式平板電極組、溫控式自動換水。所述水電阻包括有負載槽、水位調節箱、進氣閥、排氣閥、電磁壓氣機以及平板電極組； 所述負載槽與水位調節箱為上下一體結構，負載槽的底部與水位調節箱的底部通過特殊連接通道連通；水位調節箱上部設有電磁進氣閥和電磁排氣閥，進氣閥與電磁壓氣機或空壓機或貯氣瓶或空壓管道相連接；平板電極組固定置于負載槽中，并部分浸沒于水中；所述智能電流測量控制器對進氣閥、排氣閥進行控制，實現電阻值的調節。所述智能電流測量控制器通過將實時檢測的電流值與設定值作比較當電流值低于設定值時，智能電流測量控制器打開電磁進氣閥，使壓力空氣進入水位調節箱，迫使箱內的水向上流入負載槽，升高負載槽水位，增加平板電極組的浸沒面積從而提高電流值；當電流值高于設定值時，智能電流測量控制器打開電磁排氣閥，排出水位調節箱內部分空氣，負載槽的水依重力流回水位調節箱內，降低負載槽水位，減少平板電極組的浸沒面積從而降低電流值。進一步的技術方案，所述水電阻的負載槽底部與水位調節箱底部的連接通道為板式結構。特別設計的板式通道使當水位變化時對平板電極組的沖擊輕微且均勻，避免電流值的波動和相間的電流不平衡。上述方案的電流調節機構簡單直接，完全摒棄傳統機械式調節機構和大功率水泵，真正實現電流調節無級連續、平滑精確、穩定無波動。作為上述方案的一種改進，所述平板電極組由4片或7片等面積等間距的平板電極組成，垂直固定于負載槽中。4片或7片式平板電極中每一相與其它兩相的相對放電面積均等，避免3片或6片式平板電極中中間相的電流大于其余兩相而造成三相不平衡的弊病。各平板電極規格統一、間距相等而制作簡單，電極間放電均衡，保證三相電流不平衡度小于3%。作為上述方案的另一種改進，所述水電阻設有溫控開關、液位開關和進水閥、排水閥，并由所述智能電流測量控制器控制，相互配合來調節水溫。所述溫控式自動換水為在負載槽外側設有溫控開關，當負載槽溫度達到設定值時，溫控開關打開進水電磁閥加入冷水降低負載槽溫度，而負載槽水位上升電流增大，使智能電流測量控制器打開電磁排氣閥排出水位調節箱內部分空氣，負載槽的水流入水位調節箱，從而降低負載槽水位，維持電流值不變。當水位調節箱內水面達到其上部設置的浮球開關時，浮球開關打開箱底部的電磁排水閥排走多余的水。如此反復和共同作用，防止負載槽中的水沸騰而使電流不穩定和波動。本實用新型，較好地解決了現有船用發電機負荷試驗用的全特性負載存在的調試過程繁復、設備制造成本高、受環境影響較大、調節精度不夠高、耗能較大等問題，實現全特性負載的智能化、高精度控制。
圖I為本實用新型之結構示意圖。
具體實施方式
說明一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，包括阻性負載和感性負載，其特征在于所述的阻性負載為水電阻，其設有一智能電流測量控制器10，所述電流測量控制器10將實時檢測的電流值與設定值作比較，通過調節電極浸水面積使得電路電流與設定值相等；所述的感性負載包括一智能功率因數測量控制器11及可調電抗器14，所述智能功率因數測量控制器11將實時檢測的功率因數值與設定值作比較，通過調節可調 電抗器使得電路功率因數值與設定值相等。當負載的有功電流被調整或出現變動時，其功率因數必定發生改變，智能功率因數測量控制器11測得電路的功率因數與設定值的差異后，通過控制可調電抗器的電機14調節其電感量，從而調節電路的無功電流，維持負載的功率因數不變。所述水電阻的負載槽2與水位調節箱I為上下一體結構，負載槽2的底部與水位調節箱I的底部通過連接通道16連通；平板電極組3固定置于負載槽2中；水位調節箱I的上部設有電磁進氣閥6和電磁排氣閥7，進氣閥6與壓氣機15或空壓機或貯氣瓶或空壓管道相連接。智能電流測量控制器10通過將實時檢測的電流值與設定值作比較當電流值低于設定值時，智能電流測量控制器10打開電磁進氣閥6，使壓力空氣進入水位調節箱1，迫使箱內的水向上流入負載槽2，升高負載槽2水位，增加平板電極組3的浸沒面積從而提高電流值；當電流值高于設定值時，智能電流測量控制器10打開電磁排氣閥7，排出水位調節箱I內的部分空氣，負載槽2的水依重力流回水位調節箱I內，降低負載槽I水位，減少平板電極組3的浸沒面積從而降低電流值。進一步的技述方案，所述水電阻的負載槽底部與水位調節箱底部的連接通道為板式結構構成。板式結構連接通道16使當水位變化時對平板電極組3的沖擊輕微且均勻，避免電流值的波動和相間的電流不平衡。再一進步的技術方案，所述平板電極組由4片或7片等面積等間距的平板電極組成，垂直固定于負載槽2中。4片或7片式平板電極中每一相與其它兩相的相對放電面積均等，避免3片或6片式平板電極中中間相的電流大于其余兩相而造成三相不平衡的弊病。作為上述方案的一種改進，所述水電阻設有溫控開關、液位開關和進水閥、排水閥，并由所述智能電流測量控制器控制，相互配合來調節水溫。所述溫控式自動換水為在負載槽外側設有溫控開關5，當負載槽2溫度達到設定值時，溫控開關5打開進水電磁閥4加入冷水降低負載槽2溫度，而負載槽2水位上升電流增大，使智能電流測量控制器10打開電磁排氣閥7排出水位調節箱I內的部分空氣，負載槽2的水流入水位調節箱1，從而降低負載槽2水位，維持電流值不變。當水位調節箱I內水面達到其上部設置的浮球開關8時，浮球開關8打開箱底部的電磁排水閥9排走多余的水。如此反復和共同作用，防止負載槽2中的水沸騰而使電流不穩定和波動。上述方案為本實用新型的具體實施方式
，但并不以此限定本專利的保護范圍。凡與本實用新型之技術方案雷同、相似或 以本實用新型之技術方案為基礎作出的等同變換皆屬本專利的保護范圍。
權利要求1.一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，包括阻性負載和感性負載，其特征在于所述的阻性負載為水電阻，其設有一智能電流測量控制器，所述智能電流測量控制器將實時檢測的電流值與設定值作比較，通過調節水電阻的電極浸水面積使得電路電流與設定值相等；所述的感性負載包括一智能功率因數測量控制器及可調電抗器，所述智能功率因數測量控制器自動跟隨阻性負載的變化調節可調電抗器以保持負載的功率因數恒定。
2.根據權利要求I所述的一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，其特征在于所述水電阻包括有負載槽、水位調節箱、進氣閥、排氣閥、電磁壓氣機以及平板電極組； 所述負載槽與水位調節箱為上下一體結構，負載槽的底部與水位調節箱的底部通過連接通道連通；水位調節箱上部設有電磁進氣閥和電磁排氣閥，進氣閥與電磁壓氣機或空壓機或貯氣瓶或空壓管道相連接；平板電極組固定置于負載槽中，并部分浸沒于水中；所述智能電流測量控制器對進氣閥、排氣閥進行控制，實現電阻值的調節。
3.根據權利要求2所述的一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，其特征在于所述水電阻的負載槽底部與水位調節箱底部的連接通道為板式結構。
4.根據權利要求3所述的一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，其特征在于所述平板電極組由4片或7片等面積等間距的平板電極組成。
5.根據權利要求I至4任一項所述的一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，其特征在于所述水電阻設有溫控開關、液位開關和進水閥、排水閥，并由所述智能電流測量控制器控制，相互配合來調節水溫。
專利摘要本實用新型提出一種船用發電機負荷試驗用的移動式自控全特性負載裝置，包括阻性負載和感性負載，其特征在于所述的阻性負載為水電阻，其設有一智能電流測量控制器，所述智能電流測量控制器將實時檢測的電流值與設定值作比較，通過調節水電阻的電極浸水面積使得電路電流與設定值相等；所述的感性負載包括一智能功率因數測量控制器及可調電抗器，所述智能功率因數測量控制器自動跟隨阻性負載的變化調節可調電抗器以保持負載的功率因數恒定。本實用新型利用智能化的控制器進行有功電流、無功電流的聯動調節，實現精確、直接、穩定無波動的功率調整，同時也節省制造成本和操作成本。
文檔編號G01R31/34GK202486290SQ201220026860
公開日2012年10月10日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者任剛, 李統安, 黃展明 申請人:廣新海事重工股份有限公司