[发明专利]一种数码发电机组的启动系统与方法

说明书

本发明涉及一种数码发电机组的启动系统与方法，该系统包括依次连接的内燃机、发电机、机侧变换器、直流母线、逆变器、滤波器和输出开关，直流母线上并联直流电容和机组启动蓄电池装置，该系统通过数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，其特征在于，机组启动蓄电池装置还并联于滤波器输出的交流输出端上，数码发电机组启动时，MCU控制器控制逆变器工作状态使得机组启动蓄电池装置、滤波器、逆变器和直流电容构成BOOST升压电路，进而直流母线侧电压升高为发电机供电。与现有技术相比，本发明具有实施简便，有效解决了蓄电池电压过低导致发电机启动性能不佳甚至不能启动的问题，提高数码发电机组启动性能与可靠性。

技术领域

本发明涉及数码发电机领域，尤其是涉及一种数码发电机组的启动系统与方法。

背景技术

数码发电机组通过内燃机(如汽油机、柴油机)拖动中频发电机经电力电子功率变换输出满足负载要求(包括幅值、频率、谐波畸变率等)的交流电压。由于发电机运行频率高且采用数字控制技术，因此数码发电机组具有体积小、重量轻、使用灵活等优点，广泛应用于紧急备用电源、偏远或临时供电等。然而内燃机无自启动能力，传统的数码发电机组需采用专用启动电机实现启动。此外，传统数码发电机采用晶闸管整流器对发电机输出电能进行变换与控制，存在功率因数低、谐波大、动态性能差以及无法实现内燃机最佳效率跟踪等缺点。

为提高传统数码发电机组的技术经济性能，中国专利CN206759240U、CN106870238A和CN106870236A公开了一种新的数码发电机系统。如图1所示，数码发电机系统包括依次连接的内燃机1、发电机2、直流母线、逆变器4、滤波器5、输出开关K1，数码发电机系统通过MCU控制器7实现控制，输出开关K1与外部负载连接，发电机2与直流母线之间连接机侧变换器3，直流母线并联机组启动蓄电池装置6，机组启动蓄电池装置6在数码发电机系统启动时为发电机2供电，MCU控制器7根据测量信号通过控制方法对数码发电机系统的部件进行控制。该系统采用基于全控器件(如MOSFET、IGBT)的PWM功率变换器替换传统的晶闸管整流器对发电机进行控制。由于内燃机无自启动能力，数码发电机组启动时由并联在直流母线上的机组启动蓄电池装置为机侧变换器供电，控制发电机拖动内燃机启动。然而受蓄电池电压限制(如48V)，直接驱动高压电机时启动性能较差，甚至不能成功启动。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种数码发电机组的启动系统与方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种数码发电机组的启动系统，该系统包括依次连接的内燃机、发电机、机侧变换器、直流母线、逆变器、滤波器和输出开关，所述的直流母线上并联直流电容和机组启动蓄电池装置，该系统通过数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，所述的机组启动蓄电池装置还并联于滤波器输出的交流输出端上，数码发电机组启动时，所述的MCU控制器控制逆变器工作状态使得机组启动蓄电池装置、滤波器、逆变器和直流电容构成BOOST升压电路，进而直流母线侧电压升高为发电机供电。

所述的机组启动蓄电池装置包括蓄电池、启动开关、充电电路和充电开关，所述的蓄电池依次通过充电电路和充电开关并联至直流母线，所述的蓄电池还通过启动开关并联至滤波器输出的交流输出端上；

数码发电机组启动时，MCU控制器控制输出开关和充电开关断开，启动开关闭合，直流母线升压为发电机供电；

数码发电机组正常发电时，MCU控制器控制输出开关闭合，启动开关断开；

数码发电机组正常发电时，若蓄电池电压不足，MCU控制器控制充电开关闭合，直流母线通过充电电路向蓄电池充电。

所述的启动开关和蓄电池之间还串联用于限制BOOST升压电路升压时充电电流大小的预充电路，所述的预充电路包括限流电阻和旁路开关，所述的限流电阻串联于启动开关和蓄电池之间，所述的旁路开关并联在限流电阻两端。