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　　柴油機(jī)最早使用的調(diào)速器是機(jī)械式調(diào)速器。機(jī)械式調(diào)速器靠飛塊離心力的變化來感受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，并通過機(jī)械機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)噴油泵供油量，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安全可靠維修方便、成本低廉，所以機(jī)械式調(diào)速器在中小功率柴油機(jī)上應(yīng)用廣泛。機(jī)械式調(diào)速器存在著明顯缺點(diǎn)：首先，從控制角度講，它相當(dāng)于一種比例控制器，存在調(diào)節(jié)靜差；當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)速彈簧力和飛塊離心力的平衡點(diǎn)也隨著變化，穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速不等于原轉(zhuǎn)速。其次，調(diào)速器中存在著機(jī)械傳動(dòng)摩擦。運(yùn)行時(shí)，飛塊離心力因需克服摩擦力而產(chǎn)生調(diào)節(jié)滯后，這一滯后較大時(shí)，會(huì)造成柴油機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大。

　　隨后出現(xiàn)的液力式調(diào)速器，其飛塊離心力只用于控制滑閥，由于液壓伺服的作用，工作活塞推力很大，結(jié)構(gòu)也十分緊湊。液力調(diào)速器調(diào)節(jié)靈敏、穩(wěn)定可靠、工作力大，廣泛應(yīng)用于大中型柴油機(jī)上。

　　隨著對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速控制精度要求的進(jìn)一步提高，出現(xiàn)了電子調(diào)速器，它采用轉(zhuǎn)速傳感器取代離心飛塊作為速敏元件，用電磁執(zhí)行器作用于油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)精度更高。表1列出了三種調(diào)速器的性能參數(shù)對(duì)比。

　　表1機(jī)械。液壓。電子調(diào)速器性能對(duì)比能參調(diào)速器類型機(jī)械式液力式電子式轉(zhuǎn)速波動(dòng)率％瞬時(shí)調(diào)速率％穩(wěn)定時(shí)間（S）精度等級(jí)1柴油發(fā)電系統(tǒng)的控制目標(biāo)1.1發(fā)電用柴油機(jī)的控制基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)青年科研基金資助項(xiàng)目發(fā)電用柴油機(jī)，主要特點(diǎn)在于對(duì)轉(zhuǎn)速控制精度的要求高，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的精確控制，核心問題在于調(diào)速器。機(jī)械調(diào)速器和液力調(diào)速器都難以滿足對(duì)精度的要求；采用機(jī)電混合式調(diào)速器方案簡(jiǎn)單易行，是一種成本低廉的新方法。

　　發(fā)電工況只須控制轉(zhuǎn)速，完全可通過控制油量來達(dá)到目標(biāo)，而不必控制噴油定時(shí)。

　　1.2發(fā)電系統(tǒng)供電質(zhì)量控制衡量供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量有以下幾項(xiàng)：電壓的恒定程度頻率的恒定程度、正弦波純正程度、三相電量平衡程度、可靠性水平等等。我們主要從前兩條出發(fā)來考慮對(duì)柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)的控制。

　　對(duì)于同步發(fā)電機(jī)，供電頻率/=np/60，其中/是端電壓頻率n是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、p是磁極對(duì)數(shù)�？梢�，要保證供電頻率恒定，必須對(duì)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)。一般對(duì)供電頻率的要求為5吐0.若磁極對(duì)數(shù)取1，相應(yīng)的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍為300吐12（rpm）。

　　2控制方案設(shè)計(jì)2.1柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速控制機(jī)電混合式調(diào)速器，是在原有兩極式機(jī)械調(diào)速器上，拆掉油門和調(diào)速器之間的連接，在調(diào)速手柄處安裝執(zhí)行器。

　　在控制策略上采用前饋加反饋的控制辦法：通過檢測(cè)發(fā)電機(jī)的有效功率獲得柴油機(jī)負(fù)荷的變化，在單片機(jī)中預(yù)先存儲(chǔ)己制定好的MAP圖查得控制油量值；同時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器將檢測(cè)到的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)送給電控單元，電控單元根據(jù)預(yù)編算法得出控制油量值，兩者相加后發(fā)出指令，由執(zhí)行器控制油泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置給定供油量，從而調(diào)節(jié)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。機(jī)構(gòu)框圖如所示。

　　2.1.3前饋加反饋的控制策略位反馇片機(jī)DM轉(zhuǎn)換-|gig.人民交通出版社，1990.高國(guó)權(quán)。電站用柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。人民交通出版社，1983.秦曾煌。電工學(xué)。高等教育出版社，1990.何利詮，邱國(guó)躍。電力系統(tǒng)無功功率與有功功率控制。重慶大學(xué)出版社，1995.周德貴，鞏北寧。同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行技術(shù)與實(shí)踐。中國(guó)電力出版社，1996.剛寒冰，齊秋群。MOTOROLA 8位增強(qiáng)型單片機(jī)M68HC11原理與應(yīng)用。北京理工大學(xué)出版社，1993.樊俊，陳忠，涂光瑜。同步發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵(lì)磁原理及應(yīng)用。水利電力出版社，1991.周雙喜，李丹。同步發(fā)電機(jī)數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。中國(guó)電力出版社，1998. 11.1轉(zhuǎn)速測(cè)量使用裝在飛輪殼上的霍爾轉(zhuǎn)速傳感器，檢測(cè)轉(zhuǎn)過的飛輪齒數(shù)，并發(fā)出與齒數(shù)相同的方波脈沖信號(hào)，計(jì)量轉(zhuǎn)過齒數(shù)所用的時(shí)間得出轉(zhuǎn)速。時(shí)間的計(jì)量采用單片機(jī)中的16位自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘頻率為2MHz，計(jì)時(shí)誤差最大為一個(gè)時(shí)鐘周期0. 0005ms，相對(duì)于柴油機(jī)每轉(zhuǎn)時(shí)間20ms，這一誤差忽略不計(jì)。

　　對(duì)六缸柴油機(jī)而言，每轉(zhuǎn)測(cè)量3次，使得每一缸發(fā)火時(shí)，都提供更新后轉(zhuǎn)速得到的油量值，以保證柴油機(jī)在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)速波動(dòng)作出反應(yīng)。測(cè)量的位置分別從0齒、1/3總齒數(shù)、2/3總齒數(shù)開始，每次計(jì)量飛輪總齒數(shù)，這樣飛輪剛好轉(zhuǎn)過一周，從而消減了齒的工藝誤差造成的測(cè)量誤差，提高了轉(zhuǎn)速測(cè)量的精度。

　　2.1.2執(zhí)行器控制要精確控制油泵供油量，把轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍控制在014%以內(nèi)，要求傳感器D/A轉(zhuǎn)換和執(zhí)行器的精度以及電磁鐵的靈敏度都要足夠高。執(zhí)行器選用線性電磁鐵，根據(jù)己有的經(jīng)驗(yàn)，電磁鐵的控制精度至少可達(dá)到0.01mm，而其總行程可以達(dá)到25.4mm；采用12位甚至更高的16位進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換�？刂屏鞒虉D如所示。

　　另外，為了使線性電磁鐵能夠很好的跟隨單元機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)，對(duì)線性電磁鐵采用了PID位置