“志诚”新型变速永磁直流发电机组
2012-09-25吕峰平
吕峰平
(志诚动力科技(杭州)有限公司)
1 “志诚”新型变速永磁直流发电机组背景
通信行业基站采用的传统应急电源多为移动式汽油发电机组(5k W及以下)或固定式柴油发电机组(8 k W~15k W),随着基站负载的不断增加,10k w左右的固定式柴油发电机组作为当前主流配置。但这种传统型机组在通信基站变化负载运用时,长期处于低负载状态,相对能耗较大,效率较低,对发动机自身也存在较大损害,而且通常需要配置ATS才能实现市电与发电机组自动转换功能。
志诚动力科技(杭州)公司是一家聚研发、生产、销售及服务于一体的专业化通信油机厂家。自公司1996年成立以来,历来重视公司产品研发能力的提升,并坚持产品研发与市场需求相结合的原则,通过多年的持续努力,现已研发成功并拟向市场推出新型变速永磁直流发电机组,以协助通信客户有效解决上述通信行业基站油机运用存在的弊端。
2 “志诚”新型变速永磁直流发电机组介绍
新型变速永磁直流发电机组主要由可变速柴油发动机、变速集成发电机(VSIG)、电源调节系统(PCS)及控制装置组成。是将发动机机械能先转换为变频交流,进而转变为清洁直流电能输出的电源设备。
可变速发动机作为动力源,采用性能可靠的全程式调速器,可实现1 000 r p m~3 000 rp m范围内的稳定运行,并可根据负载大小受控于控制器自动调整转速,使发动机始终处于与负载匹配的运行状态,极大地降低了低负载运行时的耗油量和机组运行时产生的噪音。无论在单位功率体积比还是单位功率排放比方面,均有着显著的优势。
变速集成发电机(VSIG)为新一代轴向磁通无轴承永磁交流发电机(PMA)。将发动机的机械能转换为频率(133 Hz~400 Hz)和电压(0~460 V)变化的交流电,转换效率高(90%以上),体积小,重量轻,承载电流能力强。无AVR、轴向磁通无轴承、集飞轮与一体结构,大大减少了维护成本和工作量。PMA与传统发电机相比见表1:
电源调节系统(PCS)及控制装置将变频变压交流转换为可编程直流电,并能根据负载大小调整发动机转速,控制发动机处于最佳运行状态,大大减少耗油量,并延长发动机使用寿命。合理的限流控制可避免传统机组由于负载突加导致的停机现象,以设置的恒流对基站设备及蓄电池组供电,极大地提高了供电可靠性。PCS具有如下特点:
表1 PMA与传统发电机对比
波形失真(线性负载):小于3% ;波形失真(非线性负载,12脉冲整流器):小于8% ;可根据负荷情况调整发动机转速 ;节省燃油达25% ;同时提供交流和直流输出;可编程输出电压和频率;多种输入:PMA、太阳能光伏发电、风电、蓄电池等。
控制系统带标准RS232/RS485通信接口,提供开放式的通讯协议,可纳入动力环境集中监控网络,实现远程监控。当市电断电后,先由蓄电池组向负载供电;当蓄电池组电压低于某设定值时,发电机自动启动,在向负载供电的情况下同时给蓄电池组充电。在市电恢复或蓄电池充满电后,发电机自动停机。此功能的实现,可取代传统发电机组的ATS柜,降低了通信运营商的运行成本。
3 “志诚”新型变速永磁直流发电机组应用前景
该产品目前在有市电通信基站的应用原理如图1所示。该产品通过一系列技术革新,可以同时与太阳能、风能、市电进行综合使用,并可集成开关电源柜功能,进一步降低基站电源系统投入成本,完全符合国家节能减排政策导向,在通信基站有广泛的应用前景。
图1 “志诚”发电机在通信基站的应用原理