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新聞主題 |
康明斯柴油發(fā)電機組的控制系統(tǒng)工作原理 |
康明斯柴油發(fā)電機組的控制系統(tǒng)猶如發(fā)電機組的大腦，智能控制系統(tǒng)的使用大大提高了康明斯柴油發(fā)電機組的運行，保障了康明斯柴油發(fā)電機組的穩(wěn)定工作。康明斯柴油發(fā)電機組的控制控制器較傳統(tǒng)的模擬電路勵磁控制器具有精度高， 反應快， 控制算法適應性強， 對于不同特性的電機只要通過調(diào)整程序參數(shù)就能適應，甚至可以實現(xiàn)更高端的自適應智能控制算法等優(yōu)點。
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敞開式發(fā)電機組側(cè)立式控制開關柜 |
康明斯柴油發(fā)電機組控制面板 |
一、控制系統(tǒng)的組成
柴油發(fā)電機組自動化控制系統(tǒng)由程序控制、模擬控制和運行管理控制三部分組成。
1、程序控制
它是按事先設計好的操作順序?qū)崿F(xiàn)的控制。控制信號只起離散作用，參數(shù)是開關量。控制信號的形式，通常取自于幾個操作邏輯運算的結果。例如機組的起動和停機等，就屬于程序控制。
2、模擬控制
通過測量設備運行參數(shù)的實際值，與設定值相比較，根據(jù)其偏差，調(diào)節(jié)設備相應的物理量來實現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)。這種控制信號是連續(xù)起作用的，參數(shù)通常是模擬量，他也可以通過定時采樣的方式轉(zhuǎn)換成時間的離散量，但不管其偏差有多大，都應緊跟設定值連續(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、運行管理控制
按照人工設定的各種運行工作狀況的要求和負載的實際需要，按照順序調(diào)用各種自動裝置或相應程序，對柴油發(fā)電機組進行操作，達到安全控制和經(jīng)濟運行的目的。這就稱為運行管理控制。
二、控制系統(tǒng)的研究與設計
1、數(shù)字勵磁控制器軟件實現(xiàn)與算法研究
主要是對數(shù)字式勵磁控制器的軟件和所采用的控制算法進行論述。首先對數(shù)字勵磁控制器的主程序進行設計， 然后對電量參數(shù)采集算法和智能勵磁控制算法進行研究， 并在 CPU上進行實現(xiàn)。為了實現(xiàn)精確的數(shù)字勵磁控制，需要得到實時、精確的電量數(shù)據(jù)，而要獲得實時、精確的電量數(shù)據(jù)， 則需要采用交流采樣方法， 并推導出交流采樣下各個電量的計算公式， 最終編寫計算出電量數(shù)據(jù)的算法程序。 交流采樣是按一定的規(guī)律對被測信號的瞬時值進行采樣， 再按照一定的數(shù)學算法求出被測電量參數(shù)的測量方法。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)電機組控制系統(tǒng)原理圖 |
2、數(shù)字式勵磁控制器總體設計方案
工作電源： 由于微處理器的工作電源要求， 我們需要一個5V的穩(wěn)定直流電源， 信號調(diào)理電路的運算電路的供電需要一組±12Ｖ的直流電源， 另外， 開關量輸出需要驅(qū)動繼電器， 所以需要一個＋24Ｖ 的直流電源， 為此我們需要設計一個電源轉(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
要進行交流采樣， 通常需要進行同步采樣， 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)生同步于被測信號的采樣脈沖。它能克服軟件同步采樣法存在截斷誤差等缺點， 測量精度高。利用鎖相頻率跟蹤原理實現(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 構成的鎖相環(huán)內(nèi)加入ｎ 分頻器，輸入 為被測信號的頻率， 作為鎖相環(huán)的基準頻率，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 ／ｎ＝，即：
4、勵磁輸出主電路的設計
勵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，總體設計時確定了此勵磁整流輸出的額定電壓為８０ＶＤＣ，額定勵磁電流為１０Ａ，強勵時達到２５Ａ。勵磁功率來源于交流電源， 可以是發(fā)電機本身提供的， 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)電機提供的電源由于有啟動的影響， 而且在運行過程中有可能會發(fā)生波動畸變等不穩(wěn)定的因素， 這些都會影響勵磁輸出的性能。所以我們針對從發(fā)電機取電的情況進行研究和設計。
（1）自動和手動測量各種同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗和阻抗特性曲線。
（2）內(nèi)置超大容量存儲器，可存儲1000組數(shù)據(jù)，經(jīng)通訊接口可上傳至PC機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)下載，自動生成和編輯測試報告，便于技術管理和存檔。
（3）全自動采集、測量、顯示、存儲、打印所有測量參數(shù)（電壓、電流、阻抗、功率）。
（4）完善的過壓、過流保護功能。
（5）可兼做單相變壓器的空載、短路試驗和電流互感器、消弧線圈的伏安特性試驗。
（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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