磁力启动器智能化应用

1. 引言

在一些小型孤岛电站，比如新能源船舶、新能源轨道车，与地面发电厂、变电所电站相比电站的容量较小，若辅助系统多个电动机、泵同时起动，则对该电站的冲击较大，导致电力系统不稳定。同时存在漏操作、误操作的风险，也未能根据工况需要合理起停控制，浪费电能。

2. 系统功能描述

智能磁力启动器结合常规磁力启动器与系统控制系统可在本地和远程操作，也可在通过软件程序编辑无限扩展控制接口，以用于复杂工况的控制。通过对孤岛电站辅助设备软硬件联动融合控制，降低了辅助系统起动对电站的冲击，最大程度节省电能，提高系统自动化等级。

3. 项目案例

以新能源船舶系统为例，磁力起动器的 400VAC 主电路使用三相交流接触器进行通断控制，主电路的热保护使用三相交流热继电器进行监测。磁力起动器设置有手动控制、自动控制切换功能，以保证特殊情况或紧急情况下可进行手动控制。

控制回路使用内置的、变比为400/230VAC 的两相微型变压器供电。微型变压器的原边从三相主电路中的两相直接取电，副边为磁力起动器的控制回路供电。磁力起动器的控制回路包括停止接口电路、起动接口电路，停止控制的优先级高于起动控制的优先级，其中停止接口采用串联方式，任意停止接口发出停止动作均可切断电动机的供电；起动接口采用并联方式，在无停止指令的前提下，任意起动接口动作均可接通电动机的供电。磁力起动器的原理简图如图1 所示。

图1 磁力起动器原理简图

若需增加磁力起动器的停止接口，只需在既有停止接口电路中串联停止接口；若需增加磁力起动器的起动接口，只需在既有起动接口电路中并联起动接口，起动接口、停止接口的扩展方便、有效。

磁力起动器的自动控制由整船控制系统 SCMS（Ship Control andManagement System）执行，为保证磁力起动器设计、制造的标准化，自动控制执行部件安装在磁力起动器的外部，仅在磁力起动器的内部设置其自动起动、自动停止的接口。

对电动船电池舱风机电机（以下简称电池舱风机）的控制，涉及来自电池管理系统 BMS（Battery Management System）的电池最高单体温度、电池舱环境温度，和来自七氟丙烷控制系统 HFCCS 的电池舱风机控制指令，SCMS 融合以上信息，通过电池舱风机磁力起动器对该风机进行综合控制。电池舱风机自动控制指令中，HFCCS 的风机的起动、停止控制指令优先级最高。

正常情况下，为保证电动船动力电池在航行、船载充电机充电及岸基充电桩充电时的安全，电池舱风机均应为自动控制模式，特别是在进行岸基充电桩充电时，仍需保证 SCMS、HFCCS 的工作供电，宜使用船载的24V 铅酸蓄电池组（或24V 充电机）进行不间断供电。

为保证磁力起动器手动控制的冗余性，在位于驾控台、机舱的人机接口 HMI 额外设置有手动控制、自动控制切换功能，保证手动控制在磁力起动器开关失效后的有效性。

4. 结束语

智能磁力起动器具有本地、远程的手动起停接口、自动起停接口，且接口数量易于扩展，便于磁力起动器的标准化设计。具备如下优点：

·各泵组根据工况需要自动起停、保护，降低漏操作、误操作风险；

·各泵组有序起动，降低同时起动对电站的冲击；

·在多地具备起停操作功能，本方法可无限扩展接口；

·各泵组根据工况需要自动起停，最大程度节省能量；

·更适输入条件合较为复杂或者环境恶劣的场所。

参考文献

[1] CCS 《《船舶应用电池动力规范》2024 修改通报.

[2] 余军 . 小型客船电力传输系统研究 [D]. 武汉理工大学，2011.DOI:CNKI:CDMD: 2.1011.104405.

[3]鲁谦，李连有，李来成.船舶原理手册[M].北京：国防工业出版社，1988。

作者简介：

姚世强，男，1986 年生，中车永济电机有限公司高级工程师，中车技术专家；

蔡丽娜，女，1981 年生，中车永济电机有限公司；

温夏玲，女，1984 年生，中车永济电机有限公司高级工程师。

作者简介：姚世强，1986年08月，男，汉族，山西永济，大学本科，高级工程师；蔡丽娜，1981 年09 月，女，汉族，陕西延安，大学本科；温夏玲，1984 年07 月，女，汉族，山西永济，大学本科，高级工程师。

研究方向：工业自动化