柴油發(fā)電機電子系統(tǒng)的監(jiān)控功能詳細介紹
發(fā)布時間：2024-10-07 點擊：202
柴油發(fā)電機電子系統(tǒng)的監(jiān)控功能詳細介紹
1.柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)角測量和噴油定時的實現(xiàn)
電子管理系統(tǒng)中的噴油定時是基于兩個測量齒輪上的角度測量傳感器。測量齒輪通過機械傳動的方式分別將曲軸和凸輪轉(zhuǎn)動信號相連。
曲軸上的傳感器可以對柴油發(fā)電機正常運行狀態(tài)下的曲軸轉(zhuǎn)角進行精確地測量以便確定噴油定時和柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。凸輪軸上的傳感器允許進氣和點火循環(huán)在正常運行狀態(tài)下發(fā)生偏差。
①曲軸 曲軸上的測量齒輪以與柴油發(fā)電機相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，在測量齒輪上通過傳感器對每一齒之間的感應(yīng)經(jīng)kw1通道產(chǎn)生一個脈沖信號，那么曲軸的轉(zhuǎn)角可以通過記取傳感器發(fā)出的信號數(shù)加以確定，齒與齒之間的間隙則對應(yīng)一定的角度。
②凸輪軸 凸輪軸上的測量齒輪以與柴油發(fā)電機相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。ecu在調(diào)節(jié)模式下只計算齒與齒之間的間隙。電子元件借助于齒與齒之間的間隙分辨出氣缸的進氣和點火之間的角度差。
③功率限制 柴油發(fā)電機功率的限制是通過噴油量的變化加以限制的，目的是用來保護柴油發(fā)電機不發(fā)生過載及優(yōu)化廢氣排放。ecu是基于預(yù)先設(shè)置和儲存柴油發(fā)電機的性能曲線來確定最大噴油量的。這些限制方式為以下幾種。
i．隨轉(zhuǎn)速變化的油量限制。
ii.作為燃油溫度函數(shù)的油量限制。
iii.若發(fā)生增壓器超速情況下的油量限制。
對于固定量的限制，這種方式的采用主要是預(yù)防在電子元件發(fā)生故障或電壓超限的情況下保護柴油發(fā)電機。
2．柴油發(fā)電機啟動時的油量控制
柴油發(fā)電機的噴油量隨著啟動轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速的增加而增加，其函數(shù)關(guān)系是通過m＝f（轉(zhuǎn)速）來計算的。因此供油量是以轉(zhuǎn)速的函數(shù)方式加以限制的。油量限制是從柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速第一次達到怠速開始起作用。
3．柴油發(fā)電機突卸負荷時速度降低的操控
①怠速/最大轉(zhuǎn)速的反饋控制 對于怠速和最大轉(zhuǎn)速的變化，ecu主要根據(jù)柴油發(fā)電機的運行狀態(tài)，實現(xiàn)以下控制。
i．全速控制（只在柴油發(fā)電機啟動以后）。
ii.怠速控制。
iii.反饋控制。
iv.最大轉(zhuǎn)速控制。
當(dāng)柴油發(fā)電機啟動后，其轉(zhuǎn)速沿著設(shè)定好的速度梯度運行。當(dāng)設(shè)置在iue1中的反饋量小于實際量時，則控制器開始動作；若設(shè)置在iue1中的反饋量超過怠速控制器的計算值和滯后值的和，則ecu自動切換到與其相等的狀態(tài)運行；若實際轉(zhuǎn)速超過控制系統(tǒng)起作用的最大有效轉(zhuǎn)速，則ecu中的控制器視為最大有效轉(zhuǎn)速運行；若設(shè)置在iue1中的反饋量降低到低于計算量和滯后的差，則ecu自動切換回與其相等的狀態(tài)運行；若實際轉(zhuǎn)速降低到有效怠速運行狀態(tài)，則ecu將以設(shè)定的怠速加以調(diào)整。
速度降是當(dāng)柴油發(fā)電機突卸負荷時以最大負荷時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為參考的相對轉(zhuǎn)速，即
②運行中柴油發(fā)電機的速度降 取決于其輸出功率的大小并影響著其轉(zhuǎn)速的有效設(shè)置。本管理系統(tǒng)中采用的最大輸出負荷的轉(zhuǎn)速是根據(jù)dbr曲線加以限制的。如圖1所示為速度降及其調(diào)整范圍曲線，負荷變化時的速度降是不受滿負荷的輸出點影響的。其速度設(shè)置的增加是在低負荷下有效，這就意味著可以通過網(wǎng)絡(luò)同時協(xié)調(diào)幾臺柴油發(fā)電機的運行。
圖1 速度降及其調(diào)整范圍
③管理系統(tǒng) 管理系統(tǒng)中的ecu采用了單機運行或并機運行兩種不同的速度降低控制方式，這種方式的選擇通過二進制（be4）輸入到ecu中。
④速度的設(shè)置 在柴油發(fā)電機的控制循環(huán)中是作為可控變量。速度的設(shè)置基于下列方法。
i．通過類比量的輸入，速度可以通過預(yù)先設(shè)定的同步速度（機組的工作頻率設(shè)置），電壓值要么僅僅控制速度段之間的變化（例如，1～9v可以控制1400～1600r/min之間的轉(zhuǎn)速變化），要么用來調(diào)整整個轉(zhuǎn)速范圍（如1～9v可以調(diào)整800～2000r/min之間的轉(zhuǎn)速變化。然而，在這種情況下，所有導(dǎo)致低于設(shè)定的低限值或高于上限值的情況被忽略，也就是說，調(diào)整轉(zhuǎn)速在1400～1600r/min范圍時會出現(xiàn)5.0～5.33v就屬于這種情況）。
內(nèi)部速度的設(shè)置遵循所設(shè)定的加速或減速曲線（速度梯度）變化，但可能會有信號故障，這時最后一次的設(shè)置將被保留或者柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速被降回到怠速。
可以通過下列方式實現(xiàn)設(shè)置：
-通過can總線設(shè)置速度；
-通過類比電壓信號設(shè)定轉(zhuǎn)速輸入（0～10v），（0～5v）；
-通過類比電流信號設(shè)定轉(zhuǎn)速輸入（4～20ma）；
-頻率信號輸入。
ii．設(shè)定過程通過二進制輸入“增速設(shè)定（be5）/減速設(shè)定（be6）”。這種情況下的速度設(shè)置也可以在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)設(shè)定同步轉(zhuǎn)速（取決于機組頻率的設(shè)定）。主要通過光耦合輸入轉(zhuǎn)速變化為1r/min時信號的激活時間小于0.3s。如果輸入信號被激活的時間大于0.3s，則速度將自動在設(shè)定的速率下進行調(diào)整。
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1.柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)角測量和噴油定時的實現(xiàn)
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曲軸上的傳感器可以對柴油發(fā)電機正常運行狀態(tài)下的曲軸轉(zhuǎn)角進行精確地測量以便確定噴油定時和柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。凸輪軸上的傳感器允許進氣和點火循環(huán)在正常運行狀態(tài)下發(fā)生偏差。
①曲軸 曲軸上的測量齒輪以與柴油發(fā)電機相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，在測量齒輪上通過傳感器對每一齒之間的感應(yīng)經(jīng)kw1通道產(chǎn)生一個脈沖信號，那么曲軸的轉(zhuǎn)角可以通過記取傳感器發(fā)出的信號數(shù)加以確定，齒與齒之間的間隙則對應(yīng)一定的角度。
②凸輪軸 凸輪軸上的測量齒輪以與柴油發(fā)電機相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。ecu在調(diào)節(jié)模式下只計算齒與齒之間的間隙。電子元件借助于齒與齒之間的間隙分辨出氣缸的進氣和點火之間的角度差。
③功率限制 柴油發(fā)電機功率的限制是通過噴油量的變化加以限制的，目的是用來保護柴油發(fā)電機不發(fā)生過載及優(yōu)化廢氣排放。ecu是基于預(yù)先設(shè)置和儲存柴油發(fā)電機的性能曲線來確定最大噴油量的。這些限制方式為以下幾種。
i．隨轉(zhuǎn)速變化的油量限制。
ii.作為燃油溫度函數(shù)的油量限制。
iii.若發(fā)生增壓器超速情況下的油量限制。
對于固定量的限制，這種方式的采用主要是預(yù)防在電子元件發(fā)生故障或電壓超限的情況下保護柴油發(fā)電機。
2．柴油發(fā)電機啟動時的油量控制
柴油發(fā)電機的噴油量隨著啟動轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速的增加而增加，其函數(shù)關(guān)系是通過m＝f（轉(zhuǎn)速）來計算的。因此供油量是以轉(zhuǎn)速的函數(shù)方式加以限制的。油量限制是從柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速第一次達到怠速開始起作用。
3．柴油發(fā)電機突卸負荷時速度降低的操控
①怠速/最大轉(zhuǎn)速的反饋控制 對于怠速和最大轉(zhuǎn)速的變化，ecu主要根據(jù)柴油發(fā)電機的運行狀態(tài)，實現(xiàn)以下控制。
i．全速控制（只在柴油發(fā)電機啟動以后）。
ii.怠速控制。
iii.反饋控制。
iv.最大轉(zhuǎn)速控制。
當(dāng)柴油發(fā)電機啟動后，其轉(zhuǎn)速沿著設(shè)定好的速度梯度運行。當(dāng)設(shè)置在iue1中的反饋量小于實際量時，則控制器開始動作；若設(shè)置在iue1中的反饋量超過怠速控制器的計算值和滯后值的和，則ecu自動切換到與其相等的狀態(tài)運行；若實際轉(zhuǎn)速超過控制系統(tǒng)起作用的最大有效轉(zhuǎn)速，則ecu中的控制器視為最大有效轉(zhuǎn)速運行；若設(shè)置在iue1中的反饋量降低到低于計算量和滯后的差，則ecu自動切換回與其相等的狀態(tài)運行；若實際轉(zhuǎn)速降低到有效怠速運行狀態(tài)，則ecu將以設(shè)定的怠速加以調(diào)整。
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可以通過下列方式實現(xiàn)設(shè)置：
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-頻率信號輸入。
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