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柴油澳门新萄京官方网站机组转速与电压控制系统设计


柴油澳门新萄京官方网站最早使用的调速器是机械式调速器。机械式调速器靠飞块离心力的变化来感受发动机转速的变化,并通过机械机构调节喷油泵供油量,进而调节转速。因其结构简单安全可靠维修方便、成本低廉,所以机械式调速器在中小功率柴油机上应用广泛。机械式调速器存在着明显缺点:首先,从控制角度讲,它相当于一种比例控制器,存在调节静差;当负荷变化时,调速弹簧力和飞块离心力的平衡点也随着变化,稳定后的转速不等于原转速。其次,调速器中存在着机械传动摩擦。运行时,飞块离心力因需克服摩擦力而产生调节滞后,这一滞后较大时,会造成柴油机转速波动较大。
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随后出现的液力式调速器,其飞块离心力只用于控制滑阀,由于液压伺服的作用,工作活塞推力很大,结构也十分紧凑。液力调速器调节灵敏、稳定可靠、工作力大,广泛应用于大中型柴油机上。
随着对柴油澳门新萄京官方网站转速控制精度要求的进一步提高,出现了电子调速器,它采用转速传感器取代离心飞块作为速敏元件,用电磁实行器作用于油量调节机构,结构更加简单,调节精度更高。表1列出了三种调速器的性能参数对比。
表1机械。液压。电子调速器性能对比能参调速器类型机械式液力式电子式转速波动率%瞬时调速率%稳定时间(S)精度等级1柴油发电系统的控制目标1.1发电用柴油机的控制基金项目:内蒙古工业大学青年科研基金资助项目发电用柴油机,主要特点在于对转速控制精度的要求高,实现对转速的精确控制,核心问题在于调速器。机械调速器和液力调速器都难以满足对精度的要求;采用机电混合式调速器方案简单易行,是一种成本低廉的新方法。
发电工况只须控制转速,完全可通过控制油量来达到目标,而不必控制喷油定时。
1.2发电系统供电质量控制衡量供电系统的供电质量有以下几项:电压的恒定程度频率的恒定程度、正弦波纯正程度、三相电量平衡程度、可靠性水平等等。大家主要从前两条出发来考虑对柴油机和发电机的控制。
对于同步澳门新萄京官方网站,供电频率/=np/60,其中/是端电压频率n是发电机转速、p是磁极对数。可见,要保证供电频率恒定,必须对柴油机的转速进行精确的调节。一般对供电频率的要求为5吐0.若磁极对数取1,相应的柴油机转速波动范围为300吐12(rpm)。
2控制方案设计2.1柴油机的转速控制机电混合式调速器,是在原有两极式机械调速器上,拆掉油门和调速器之间的连接,在调速手柄处安装实行器。
在控制策略上采用前馈加反馈的控制办法:通过检测发电机的有效功率获得柴油机负荷的变化,在单片机中预先存储己制定好的MAP图查得控制油量值;同时,转速传感器将检测到的柴油机转速信号送给电控单元,电控单元根据预编算法得出控制油量值,两者相加后发出指令,由实行器控制油泵调节机构位置给定供油量,从而调节柴油机转速。机构框图如所示。
对六缸柴油澳门新萄京官方网站而言,每转测量3次,使得每一缸发火时,都提供更新后转速得到的油量值,以保证柴油机在极短的时间内对转速波动作出反应。测量的位置分别从0齿、1/3总齿数、2/3总齿数开始,每次计量飞轮总齿数,这样飞轮刚好转过一周,从而消减了齿的工艺误差造成的测量误差,提高了转速测量的精度。
2.1.2实行器控制要精确控制油泵供油量,把转速波动范围控制在014%以内,要求传感器D/A转换和实行器的精度以及电磁铁的灵敏度都要足够高。实行器选用线性电磁铁,根据己有的经验,电磁铁的控制精度至少可达到0.01mm,而其总行程可以达到25.4mm;采用12位甚至更高的16位进行D/A转换。控制流程图如所示。
另外,为了使线性电磁铁能够很好的跟随单元机发出的控制信号,对线性电磁铁采用了PID位置
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