【摘 要】
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南极科考支撑装置是我国首座独立研制的科考设备,为开展南极天文观测以及其他科学探测设备提供必要的能源保障。科考支撑装置在南极大陆Dome A地区成功运行,项目组成员在安装
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南极科考支撑装置是我国首座独立研制的科考设备,为开展南极天文观测以及其他科学探测设备提供必要的能源保障。科考支撑装置在南极大陆Dome A地区成功运行,项目组成员在安装调试的过程中发现,电源系统的核心设备柴油发电机组在南极恶劣的低温低气压环境下首次启动十分困难、运行效率低下。为了解决这些问题,需要对柴油发电机组进行进一步高原环境适应性改造,并且设计一套低温低压环境柴油发电机控制系统,测试柴油发电机在低温低压环境下启动运行性能,以提高柴油发电机的可靠性和稳定性。论文首先叙述了环境模拟平台的设计,根据南极现场低温低压条件,给出了环境模拟平台的设计指标,详细说明了环境模拟装置的结构设计与相关设备的选型。然后分析了项目组已经做出柴油发电机组的高原环境适应性改造,在此基础上,对HATZ-1B30柴油发电机进行了进一步优化设计。主要工作有：燃油油路设计由开始的开环控制变成了闭环控制；改进了润滑油更换方式；实现了预热燃油、预热润滑油和预热机身来提高柴油发电机的冷起动性能；对柴油发电机进行电气接口改造,能够通过PLC远程控制发电机的运行状态；进一步对柴油发电机组模块化设计,方便工作人员的安装和维护。接着介绍了改造后的HATZ-1B30柴油发电机低温低压环境启动测试系统的设计。主要分为环境模拟平台的控制设计和柴油发电机的控制设计,硬件设计基于罗克韦尔ControlLogixPLC及其相关模块,软件设计基于RSLogix5000、RSLinks和RSNetwork。最后说明了在低温低压环境下HATZ-1B30柴油发电机启动测试实验结果,测试结果表明,对HATZ-1B30柴油发电机的优化改造可以提高HATZ-1B30柴油发电机在低温低压环境的启动运行特性。
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