康明斯柴油發電機組的控制系統工作原理
康明斯柴油發電機組的控制系統猶如發電機組的大腦，智能控制系統的使用大大提高了康明斯柴油發電機組的運行，保障了康明斯柴油發電機組的穩定工作。康明斯柴油發電機組的控制控制器較傳統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整程序參數就能適應，甚至可以實現更高端的自適應智能控制算法等優點。康明斯柴油發電機組控制系統的工作原理和算法是相當的復雜，每個電路的設計都有其特定的算法來予以實現。
敞開式發電機組側立式控制開關柜
康明斯柴油發電機組控制面板
一、控制系統的組成
柴油發電機組自動化控制系統由程序控制、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實現的控制。控制信號只起離散作用，參數是開關量。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的實際值，與設定值相比較，根據其偏差，調節設備相應的物理量來實現控制和調節。這種控制信號是連續起作用的，參數通常是模擬量，他也可以通過定時采樣的方式轉換成時間的離散量，但不管其偏差有多大，都應緊跟設定值連續調節。例如頻率和電壓等的調節，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，按照順序調用各種自動裝置或相應程序，對柴油發電機組進行操作，達到安全控制和經濟運行的目的。這就稱為運行管理控制。
二、控制系統的研究與設計
1、數字勵磁控制器軟件實現與算法研究
主要是對數字式勵磁控制器的軟件和所采用的控制算法進行論述。首先對數字勵磁控制器的主程序進行設計， 然后對電量參數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。為了實現精確的數字勵磁控制，需要得到實時、精確的電量數據，而要獲得實時、精確的電量數據， 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據的算法程序。 交流采樣是按一定的規律對被測信號的瞬時值進行采樣， 再按照一定的數學算法求出被測電量參數的測量方法。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。
柴油發電機組控制系統原理圖
2、數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的穩定直流電源， 信號調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化模塊得到系統正常工作所需的三組 dc 電源。
3、交流采樣鎖相環電路
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 提出中斷實現同步。硬件同步電路有多種形式， 常見的如鎖相環同步電路等。硬件同步采樣法是由專門的硬件電路產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 構成的鎖相環內加入ｎ分頻器，輸入 為被測信號的頻率， 作為鎖相環的基準頻率，輸出 為采樣頻率。經ｎ分頻后與 相比較，根據鎖相環工作原理，鎖定時 ／ｎ＝，即：＝ｎ 。由于鎖相環的時跟蹤性， 當被測信號頻率 變化時， 電路能自動快速跟蹤并鎖定， 始終滿足 ＝ｎ的關系， 即采樣頻率為被測信號頻率的整數ｎ倍，從而實現一周內等間隔采樣ｎ點。此外，還可將分頻系數ｎ為程序控制， 則可根據不同頻率的被測信號及 ｃ ｐｕ、ａ／ｄ 轉換器的速度， 動態改變ｎ值， 以達到最好的效果。
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良穩定，發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生波動畸變等不穩定的因素， 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電機轉子交流阻抗和阻抗特性曲線。
（2）內置超大容量存儲器，可存儲1000組數據，經通訊接口可上傳至pc機，實現數據下載，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（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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