一种中频发电机组智能控制抢险救援方法和系统与流程

本发明涉及抢险排涝发电智能控制应急救援，更具体地说，本发明涉及一种中频发电机组智能控制抢险救援方法及系统。

背景技术：

1、在抢险排涝发电智能控制应急救援技术领域，抢险排涝泵如便携电动潜水泵除了满足扬程、流量要求，其重要的技术指标就是快速响应、快速部署及易于转移和便携性；现有市场上的抢险排涝泵如便携电动潜水泵、便携排污泵、排涝泵都采用永磁电机拖动，存在以下问题：高功率密度或高温环境容易导致磁钢退磁而效率下降；每台设备必须独立配置永磁电动机专用变频器与专用电缆(减少高次谐波导致的过电压击穿、改善电磁兼容性与提供编码器的信息)而导致成本上升；每台设备必须独立配置全程长度(满足发电机旁配置的变频器与抢险现场潜水泵的远程连接)的输送电缆而必然影响便携性；现场对设备的控制极为不便，潜水泵的开停控制必须回到变频器的安装位置实施；电磁兼容性不好；设备的可靠性与维护性较差等问题尚待解决；因此，有必要提出一种中频发电机组智能控制抢险救援方法及系统，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、在技术实现要素：部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明；本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种中频发电机组智能控制抢险救援方法，包括：

3、p100，利用机械调速动力源提供机械动力输入，获取机械动力源输入转速；

4、p200，根据机械动力源输入转速，适配发电机极对数，构建频/压控制中频发电机组，输出多频发电频率，根据抢险强度进行自适应变压控制及自适应变频控制；

5、p300，通过频/压控制中频发电机组输出电能，电能通过配电系统适配多台铸铜转子异步电动机组驱动多台抢险排涝泵组；通过一并多智控防水配电箱，进行多台铸铜转子异步电动机组及多台抢险排涝泵组配电控制；

6、p400，根据频/压控制中频发电机组的发电频率，通过发电频率控制铸铜转子异步电动机组机械驱动抢险排涝泵组，通过负荷功率检测信号与速度设定叠加闭环控制机械调速动力源转速，保持发电机组持续输出最大功率并避免超负荷停机，适应复杂抢险环境的抢险排涝快速响应及智能化大流量高强度救援。

7、优选的，p100包括：

8、p101，利用机械调速动力源提供机械动力输入，获取机械动力源输入转速；

9、p102，设置机械锁定复位超速断气阀及危险气体阻断隔离帘，构建快速阻断气阀装置，进行救援应急危险场合动力源安全保护；

10、利用机械调速动力源提供机械动力输入，获取机械动力源输入转速包括：设置多机适配机械调速动力源；多机适配机械调速动力源包括：变速调节机械动力源或恒速控制机械动力源；机械调速动力源排气口配置火花熄灭消声器；动力源包括：柴油机、汽油机、燃气机或混动燃料机；

11、设置机械锁定复位超速断气阀及危险气体阻断隔离帘，构建快速阻断气阀装置，进行救援应急危险场合动力源安全保护包括：设置机械锁定复位超速断气阀，在设备外部构建危险气体阻断隔离帘，构建快速阻断气阀装置，快速切断动力气源，并阻断危险气体进入设备内部，进行救援应急危险场合动力源安全保护。

12、优选的，p200包括：

13、p201，根据机械动力源输入转速，适配发电机极对数，构建频/压控制中频发电机组；

14、p202，通过频/压控制中频发电机组，输出多频发电频率，根据抢险强度进行自适应变压控制及自适应变频控制；按照抢险强度需求控制频率并自适应控制变压输出；

15、根据机械动力源输入转速，适配发电机极对数，构建频/压控制中频发电机组包括：根据机械动力源输入转速，当机械动力源输入转速为柴油机2000rpm-2400rpm动力源，适配6极发电机，发电频率为100hz-120hz；根据机械动力源输入转速，当机械动力源输入转速为柴油机1500rpm-1800rpm动力源，适配8极发电机，发电频率为100hz-120hz；根据机械动力源输入转速，当机械动力源输入转速为柴油机1800rpm动力源，适配10对磁极20极发电机，发电频率为300hz；根据机械动力源输入转速，当机械动力源输入转速为柴油机2000rpm动力源，适配12对磁极24极发电机，发电频率为400hz；输出多频发电频率。

16、优选的，p300包括：

17、p301，通过频/压控制中频发电机组输出电能，电能通过配电系统适配多台铸铜转子异步电动机组驱动多台抢险排涝泵组；

18、p302，通过一并多智控防水配电箱，进行多台铸铜转子异步电动机组及多台抢险排涝泵组配电控制及回路故障跨路应急启动报警。

19、优选的，p400包括：

20、p401，根据频/压控制中频发电机组的发电频率，设置铸铜转子异步电动机组的铸铜转子极数及异步电动机转速；

21、p402，通过发电频率控制铸铜转子异步电动机组机械驱动抢险排涝泵组，通过负荷功率检测信号与速度设定叠加闭环控制机械调速动力源转速，保持发电机组持续输出最大功率并避免超负荷停机，适应复杂抢险环境的抢险排涝快速响应及智能化大流量高强度救援；

22、根据频/压控制中频发电机组的发电频率，设置铸铜转子异步电动机组的铸铜转子极数及异步电动机转速包括：当发电频率为100hz-120hz，铸铜转子异步电动机组设置为铸铜转子2极异步电动机转速5900rpm-7000rpm；当发电频率为300hz，铸铜转子异步电动机组设置为铸铜转子8极异步电动机转速4400rpm；当发电频率为300hz，铸铜转子异步电动机组设置为铸铜转子8极异步电动机转速4400rpm；当发电频率为400hz，铸铜转子异步电动机组设置为铸铜转子8极异步电动机转速5800rpm；抢险排涝泵组包括：第一组中频排涝泵、第二组中频排涝泵或第n组中频排涝泵；铸铜转子异步电动机组包括：高功率密度铸铜转子及高防水级绝缘定子；高防水级绝缘定子防水等级包括h级防水绝缘定子，适用于潜水工作状态排涝。

23、本发明提供了一种中频发电机组智能控制抢险救援系统，包括：

24、机械调速安全动力源分系统，利用机械调速动力源提供机械动力输入，获取机械动力源输入转速；

25、频/压控制中频发电机组分系统，根据机械动力源输入转速，适配发电机极对数，构建频/压控制中频发电机组，输出多频发电频率，根据抢险强度进行自适应变压控制及自适应变频控制；

26、铸铜转子排涝电动机智控分系统，通过频/压控制中频发电机组输出电能，电能通过配电系统适配多台铸铜转子异步电动机组驱动多台抢险排涝泵组；通过一并多智控防水配电箱，进行多台铸铜转子异步电动机组及多台抢险排涝泵组配电控制；

27、排污泵组救援抢险分系统，根据频/压控制中频发电机组的发电频率，通过发电频率控制铸铜转子异步电动机组机械驱动抢险排涝泵组，通过负荷功率检测信号与速度设定叠加闭环控制机械调速动力源转速，保持发电机组持续输出最大功率并避免超负荷停机，适应复杂抢险环境的抢险排涝快速响应及智能化大流量高强度救援。

28、优选的，机械调速安全动力源分系统包括：

29、机械调速动力源子系统，利用机械调速动力源提供机械动力输入，获取机械动力源输入转速；

30、快速阻断气阀隔离子系统，设置机械锁定复位超速断气阀及危险气体阻断隔离帘，构建快速阻断气阀装置，进行救援应急危险场合动力源安全保护；

31、利用机械调速动力源提供机械动力输入，获取机械动力源输入转速包括：设置多机适配机械调速动力源；多机适配机械调速动力源包括：变速调节机械动力源或恒速控制机械动力源；机械调速动力源排气口配置火花熄灭消声器；动力源包括：柴油机、汽油机、燃气机或混动燃料机；

32、设置机械锁定复位超速断气阀及危险气体阻断隔离帘，构建快速阻断气阀装置，进行救援应急危险场合动力源安全保护包括：设置机械锁定复位超速断气阀，在设备外部构建危险气体阻断隔离帘，构建快速阻断气阀装置，快速切断动力气源，并阻断危险气体进入设备内部，进行救援应急危险场合动力源安全保护。

33、优选的，频/压控制中频发电机组分系统包括：

34、发电机极对数适配子系统，根据机械动力源输入转速，适配发电机极对数，构建频/压控制中频发电机组；

35、频/压控制中频发电机子系统，通过频/压控制中频发电机组，输出多频发电频率，根据抢险强度进行自适应变压控制及自适应变频控制；按照抢险强度需求控制频率并自适应控制变压输出；

36、根据机械动力源输入转速，适配发电机极对数，构建频/压控制中频发电机组包括：根据机械动力源输入转速，当机械动力源输入转速为柴油机2000rpm-2400rpm动力源，适配6极发电机，发电频率为100hz-120hz；根据机械动力源输入转速，当机械动力源输入转速为柴油机1500rpm-1800rpm动力源，适配8极发电机，发电频率为100hz-120hz；根据机械动力源输入转速，当机械动力源输入转速为柴油机1800rpm动力源，适配10对磁极20极发电机，发电频率为300hz；根据机械动力源输入转速，当机械动力源输入转速为柴油机2000rpm动力源，适配12对磁极24极发电机，发电频率为400hz；输出多频发电频率。

37、优选的，铸铜转子排涝电动机智控分系统包括：

38、铸铜转子异步电动机组子系统，通过频/压控制中频发电机组输出电能，电能通过配电系统适配多台铸铜转子异步电动机组驱动多台抢险排涝泵组；

39、一并多智控防水配电子系统，通过一并多智控防水配电箱，进行多台铸铜转子异步电动机组及多台抢险排涝泵组配电控制及回路故障跨路应急启动报警。

40、优选的，排污泵组救援抢险分系统包括：

41、频率极数控制设定子系统，根据频/压控制中频发电机组的发电频率，设置铸铜转子异步电动机组的铸铜转子极数及异步电动机转速；

42、排污泵组快速救援抢险子系统，通过发电频率控制铸铜转子异步电动机组机械驱动抢险排涝泵组，通过负荷功率检测信号与速度设定叠加闭环控制机械调速动力源转速，保持发电机组持续输出最大功率并避免超负荷停机，适应复杂抢险环境的抢险排涝快速响应及智能化大流量高强度救援；

43、根据频/压控制中频发电机组的发电频率，设置铸铜转子异步电动机组的铸铜转子极数及异步电动机转速包括：当发电频率为100hz-120hz，铸铜转子异步电动机组设置为铸铜转子2极异步电动机转速5900rpm-7000rpm；当发电频率为300hz，铸铜转子异步电动机组设置为铸铜转子8极异步电动机转速4400rpm；当发电频率为300hz，铸铜转子异步电动机组设置为铸铜转子8极异步电动机转速4400rpm；当发电频率为400hz，铸铜转子异步电动机组设置为铸铜转子8极异步电动机转速5800rpm；抢险排涝泵组包括：第一组中频排涝泵、第二组中频排涝泵或第n组中频排涝泵；铸铜转子异步电动机组包括：高功率密度铸铜转子及高防水级绝缘定子；高防水级绝缘定子防水等级包括h级防水绝缘定子，适用于潜水工作状态排涝。

44、相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

45、本发明提供了一种中频发电机组智能控制抢险救援方法和系统，利用机械调速动力源提供机械动力输入，获取机械动力源输入转速；根据机械动力源输入转速，适配发电机极对数，构建频/压控制中频发电机组，输出多频发电频率，根据抢险强度进行自适应变压控制及自适应变频控制；通过频/压控制中频发电机组输出电能，电能通过配电系统适配多台铸铜转子异步电动机组驱动多台抢险排涝泵组；通过一并多智控防水配电箱，进行多台铸铜转子异步电动机组及多台抢险排涝泵组配电控制；根据频/压控制中频发电机组的发电频率，通过发电频率控制铸铜转子异步电动机组机械驱动抢险排涝泵组，通过负荷功率检测信号与速度设定叠加闭环控制机械调速动力源转速，保持发电机组持续输出最大功率并避免超负荷停机，适应复杂抢险环境的抢险排涝快速响应及智能化大流量高强度救援；创新的设计为抢险排涝泵组的电动潜水泵移动供电电源，通过柴油发电机组的柴油机变速运行与改变发电机的磁极数，包括：柴油机2000～2400rpm，适配6极发电机，发电频率为100～120hz，水泵驱动2极异步电动机，驱动2极电动机5900rpm～7000rpm运行；柴油机1500rpm～1800rpm配8极发电机，发电频率为100hz～120hz驱动2极电动机5900rpm～7000rpm运行；柴油机1800rpm，适配10对磁极20极发电机，发电频率为300hz，水泵配8极电机4400rpm运行；柴油机2000rpm，配12对磁极24极发电机，发电频率为400hz，水泵配8极电机5800rpm运行配置与工况；高速运行的潜水泵适配100hz以上频率运行的异步电动机可大幅度减轻救险泵组的体积与重量；离心泵的轴功率与转速的立方成正比；水泵适配的异步电动机采用高效率、高功率密度、高负荷能力的铸铜转子；铜转子异步电动机的定子采用h级绝缘，进一步增加电机的功率密度而降低设备的体积重量；多台抢险排涝泵如便携电动潜水泵公用一个现场防水配电箱，每台设备只适配短电缆降低便携设备的重量，通过防水插头在现场配电箱取电与受控；中频发电机可以选择恒频/恒压例如100hz/400v、变频/恒压例如可调100～120hz/电压恒定400v与变频/变压例如可调100～120hz/电压输出自适应400～480v，满足一般用途与更高效率、高强度救援；通过特殊设计的电压调节器控制发电机的电压同步跟踪频率而线性增减；可以满足市面通用的救援电动串激电动机工具与应急led照明；工艺条件成熟而易于技术推广；省掉变频器：可有效提高设备的整体可靠性、维护性与电磁兼容；没有变频器产生高次谐波对发电机的影响而显著提高发电机组的发电效率；减少变频器专用电缆的电能输送损耗与购置成本；设备的结构与操作简单对于复杂抢险环境要求的快速响应；对比工频发电机配永磁电动机的传统技术，按本技术标准生产的中频发电机配铜转子异步电动机的组合设备，结构更简单、可靠、易用。而且现场控制与维护保养可获得更高的效率；铜转子电动机的能效高于普通异步电动机而稍低于永磁电动机，但对比其发电机的配电(变频器的高次谐波)损耗、变频器自身损耗、电缆传输损耗等综合能效比而更具优越性；常规铜转子电动机的功率密度高于普通异步电动机，而稍低于永磁电动机；相对永磁电动机的工作温度，特别是处于潜水工作状态下，其体积、重量更适合而不失其便携性；铜转子电动机采用高绝缘等级设计，使电动机可处于更高温度下工作。

46、本发明所述的一种中频发电机组智能控制抢险救援方法和系统，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。