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新聞主題 |
康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)工作原理 |
康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)猶如發(fā)電機(jī)組的大腦，智能控制系統(tǒng)的使用大大提高了康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，保障了康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定工作。康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的控制控制器較傳統(tǒng)的模擬電路勵(lì)磁控制器具有精度高， 反應(yīng)快， 控制算法適應(yīng)性強(qiáng)， 對(duì)于不同特性的電機(jī)只要通過調(diào)整程序參數(shù)就能適應(yīng)，甚至可以實(shí)現(xiàn)更高端的自適應(yīng)智能控制算法等優(yōu)點(diǎn)。
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敞開式發(fā)電機(jī)組側(cè)立式控制開關(guān)柜 |
康明斯柴油發(fā)電機(jī)組控制面板 |
一、控制系統(tǒng)的組成
柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)由程序控制、模擬控制和運(yùn)行管理控制三部分組成。
1、程序控制
它是按事先設(shè)計(jì)好的操作順序?qū)崿F(xiàn)的控制。控制信號(hào)只起離散作用，參數(shù)是開關(guān)量。控制信號(hào)的形式，通常取自于幾個(gè)操作邏輯運(yùn)算的結(jié)果。例如機(jī)組的起動(dòng)和停機(jī)等，就屬于程序控制。
2、模擬控制
通過測(cè)量設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的實(shí)際值，與設(shè)定值相比較，根據(jù)其偏差，調(diào)節(jié)設(shè)備相應(yīng)的物理量來實(shí)現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)。這種控制信號(hào)是連續(xù)起作用的，參數(shù)通常是模擬量，他也可以通過定時(shí)采樣的方式轉(zhuǎn)換成時(shí)間的離散量，但不管其偏差有多大，都應(yīng)緊跟設(shè)定值連續(xù)調(diào)節(jié)。例如頻率和電壓等的調(diào)節(jié)，就屬于模擬控制。
3、運(yùn)行管理控制
按照人工設(shè)定的各種運(yùn)行工作狀況的要求和負(fù)載的實(shí)際需要，按照順序調(diào)用各種自動(dòng)裝置或相應(yīng)程序，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行操作，達(dá)到安全控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。這就稱為運(yùn)行管理控制。
二、控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)
1、數(shù)字勵(lì)磁控制器軟件實(shí)現(xiàn)與算法研究
主要是對(duì)數(shù)字式勵(lì)磁控制器的軟件和所采用的控制算法進(jìn)行論述。首先對(duì)數(shù)字勵(lì)磁控制器的主程序進(jìn)行設(shè)計(jì)， 然后對(duì)電量參數(shù)采集算法和智能勵(lì)磁控制算法進(jìn)行研究， 并在 CPU上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)精確的數(shù)字勵(lì)磁控制，需要得到實(shí)時(shí)、精確的電量數(shù)據(jù)，而要獲得實(shí)時(shí)、精確的電量數(shù)據(jù)， 則需要采用交流采樣方法， 并推導(dǎo)出交流采樣下各個(gè)電量的計(jì)算公式， 最終編寫計(jì)算出電量數(shù)據(jù)的算法程序。 交流采樣是按一定的規(guī)律對(duì)被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值進(jìn)行采樣， 再按照一定的數(shù)學(xué)算法求出被測(cè)電量參數(shù)的測(cè)量方法。下面給出交流電壓， 交流電流， 有功功率， 無功功率， 功率因素的各種算法中的離散公式。
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柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)原理圖 |
2、數(shù)字式勵(lì)磁控制器總體設(shè)計(jì)方案
工作電源： 由于微處理器的工作電源要求， 我們需要一個(gè)5V的穩(wěn)定直流電源， 信號(hào)調(diào)理電路的運(yùn)算電路的供電需要一組±12Ｖ的直流電源， 另外， 開關(guān)量輸出需要驅(qū)動(dòng)繼電器， 所以需要一個(gè)＋24Ｖ 的直流電源， 為此我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)化模塊得到系統(tǒng)正常工作所需的三組 DC 電源。
3、交流采樣鎖相環(huán)電路
要進(jìn)行交流采樣， 通常需要進(jìn)行同步采樣， 目前交流采樣方式主要有硬件同步采樣、軟件同步采樣和異步采樣三種。硬件同步由硬件同步電路向 ＣＰＵ 提出中斷實(shí)現(xiàn)同步。硬件同步電路有多種形式， 常見的如鎖相環(huán)同步電路等。硬件同步采樣法是由專門的硬件電路產(chǎn)生同步于被測(cè)信號(hào)的采樣脈沖。它能克服軟件同步采樣法存在截?cái)嗾`差等缺點(diǎn)， 測(cè)量精度高。利用鎖相頻率跟蹤原理實(shí)現(xiàn)同步等間隔采樣的原理：在相位比較器 ＰＤ、低通濾波器 ＬＰ、壓控振蕩器 ＶＣＯ 構(gòu)成的鎖相環(huán)內(nèi)加入ｎ 分頻器，輸入 為被測(cè)信號(hào)的頻率， 作為鎖相環(huán)的基準(zhǔn)頻率，輸出 為采樣頻率。經(jīng)ｎ 分頻后與 相比較，根據(jù)鎖相環(huán)工作原理，鎖定時(shí) ／ｎ＝，即：
4、勵(lì)磁輸出主電路的設(shè)計(jì)
勵(lì)磁控制器的功率輸出為一可以控制電流和電壓的直流輸出，總體設(shè)計(jì)時(shí)確定了此勵(lì)磁整流輸出的額定電壓為８０ＶＤＣ，額定勵(lì)磁電流為１０Ａ，強(qiáng)勵(lì)時(shí)達(dá)到２５Ａ。勵(lì)磁功率來源于交流電源， 可以是發(fā)電機(jī)本身提供的， 也可以是外部提供的，外部提供的電源通常都比較優(yōu)良穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)提供的電源由于有啟動(dòng)的影響， 而且在運(yùn)行過程中有可能會(huì)發(fā)生波動(dòng)畸變等不穩(wěn)定的因素， 這些都會(huì)影響勵(lì)磁輸出的性能。所以我們針對(duì)從發(fā)電機(jī)取電的情況進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。
（1）自動(dòng)和手動(dòng)測(cè)量各種同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗和阻抗特性曲線。
（2）內(nèi)置超大容量存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)1000組數(shù)據(jù)，經(jīng)通訊接口可上傳至PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)下載，自動(dòng)生成和編輯測(cè)試報(bào)告，便于技術(shù)管理和存檔。
（3）全自動(dòng)采集、測(cè)量、顯示、存儲(chǔ)、打印所有測(cè)量參數(shù)（電壓、電流、阻抗、功率）。
（4）完善的過壓、過流保護(hù)功能。
（5）可兼做單相變壓器的空載、短路試驗(yàn)和電流互感器、消弧線圈的伏安特性試驗(yàn)。
（6）大屏幕圖文LCD顯示，全中文菜單提示操作，簡單、方便。
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