專利名稱：發(fā)電機電子調(diào)速裝置及調(diào)速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)電機電子調(diào)速裝置及調(diào)速方法。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)電機是一種小型發(fā)電設(shè)備，系指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發(fā)電機發(fā)電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發(fā)電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護(hù)裝置、應(yīng)急柜等部件組成?，F(xiàn)有柴油發(fā)電機，由于受到市場及成本等影響，往往都是采用機械式離心調(diào)速器。機械式離心調(diào)速器的工作原理是通過飛錘的離心作用驅(qū)動柴油機油泵的供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的供油齒條來調(diào)節(jié)油泵的供油量，由于作為感應(yīng)元件的飛錘直接驅(qū)動供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的供油齒條，很難準(zhǔn)確地根據(jù)發(fā)動機瞬間負(fù)荷變化產(chǎn)生快速和精確的響應(yīng)，以控制柴油機的轉(zhuǎn)速，從而造成柴油機運轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定，進(jìn)而影響發(fā)電機輸電的穩(wěn)定性；另外，柴油機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定會增加氮氧化物和煙度的排放，污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高發(fā)電機輸電穩(wěn)定性的發(fā)電機電子調(diào)速裝置及調(diào)速方法。為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種發(fā)電機電子調(diào)速裝置，包括:轉(zhuǎn)速控制器、電磁執(zhí)行器、轉(zhuǎn)速傳感器和電源；所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝在柴油機飛輪齒根部，用以檢測發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速；所述電磁執(zhí)行器安裝在噴油泵上，用以調(diào)節(jié)燃料供給量；所述轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端和所述電磁執(zhí)行器的輸入端均連接到所述轉(zhuǎn)速控制器上，所述轉(zhuǎn)速控制器根據(jù)所述轉(zhuǎn)速傳感器的檢測信號來控制所述電磁執(zhí)行器的運動位移。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)速控制器包括:接收轉(zhuǎn)換模塊，用于接收所述轉(zhuǎn)速傳感器輸出的頻率和轉(zhuǎn)速成正比的交流電壓信號，并將該信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊，用于存儲設(shè)定的柴油機額定轉(zhuǎn)速；執(zhí)行器位移運算模塊，用于將所述接收轉(zhuǎn)換模塊的直流電壓信號與轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊中的額定轉(zhuǎn)速設(shè)定值比較后得到轉(zhuǎn)速偏差量，并將所述轉(zhuǎn)速偏差量運算放大后得出燃料供給量位置值，再與電磁執(zhí)行器的實際位置值比較后，得到實際位置偏差量，再將該實際位置偏差量運算放大；執(zhí)行器驅(qū)動模塊，用于將所述執(zhí)行器位移運算模塊運算放大后的實際位置偏差量轉(zhuǎn)化成電流控制方式向電磁執(zhí)行器輸出驅(qū)動電流，以改變電磁執(zhí)行器的運動位移。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊的柴油機額定轉(zhuǎn)速通過低速設(shè)定電位器和高速設(shè)定電位器進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊還外接有微調(diào)電位器，所述高速設(shè)定電位器與所述微調(diào)電位器同時對柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。
進(jìn)一步地，高速設(shè)定電位器對柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行粗調(diào)，所述外接微調(diào)電位器對柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行細(xì)調(diào)。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊的柴油機額定轉(zhuǎn)速先設(shè)定高速值再設(shè)定低速值。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了發(fā)電機電子調(diào)速方法，具體步驟包括:步驟一，轉(zhuǎn)速傳感器檢測柴油機的實際轉(zhuǎn)速，并將所述實際轉(zhuǎn)速輸送給轉(zhuǎn)速控制器；步驟二，轉(zhuǎn)速控制器根據(jù)所述實際轉(zhuǎn)速來控制所述電磁執(zhí)行器的運動位移，以調(diào)節(jié)噴油泵的燃料供給量。進(jìn)一步地,步驟二具體包括:首先，設(shè)定轉(zhuǎn)速控制器的柴油機額定轉(zhuǎn)速；然后，轉(zhuǎn)速控制器將所述柴油機的實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定的柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，得到轉(zhuǎn)速偏差量，并將所述轉(zhuǎn)速偏差量運算放大后得出燃料供給量位置值，再與電磁執(zhí)行器的實際位置值比較后，得到實際位置偏差量； 最后，將所述電磁執(zhí)行器的實際位置偏差量運算放大后轉(zhuǎn)化成電流控制方式向電磁執(zhí)行器輸出驅(qū)動電流。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過把電磁執(zhí)行器安裝在噴油泵上，根據(jù)發(fā)動機飛輪齒圈信號，通過轉(zhuǎn)速控制器和電磁執(zhí)行器對發(fā)動機瞬間負(fù)荷變化產(chǎn)生快速和精確的響應(yīng)，用以控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟(jì)性，解決發(fā)動機不穩(wěn)定、游車問題；另外，噴油泵噴射量與發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間協(xié)調(diào)，能夠降低氮氧化物和煙度的排放，使得發(fā)動機更加的環(huán)保。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機電子調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機電子調(diào)速裝置的轉(zhuǎn)速控制器的方框示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機電子調(diào)速裝置的轉(zhuǎn)速控制器端子連線示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機電子調(diào)速裝置的工作原理示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機電子調(diào)速方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實施方式
的限制。參看圖1，該發(fā)電機電子調(diào)速裝置包括:轉(zhuǎn)速控制器1、電磁執(zhí)行器2、轉(zhuǎn)速傳感器3和電源4。其中，轉(zhuǎn)速傳感器3作為測速元件，安裝在柴油機飛輪5齒根部，用以檢測柴油機的轉(zhuǎn)速。電磁執(zhí)行器2作為執(zhí)行元件，安裝在噴油泵6上，并與噴油泵6的供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的供油齒條連接(圖中未示出)，通過電磁執(zhí)行器2帶動噴油泵6的供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的供油齒條移動來調(diào)節(jié)噴油泵的燃料供給量。電源4為該發(fā)電機電子調(diào)速裝置供電。如圖2所示，轉(zhuǎn)速控制器I包括:接收轉(zhuǎn)換模塊、轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊、執(zhí)行器位移運算模塊和執(zhí)行器驅(qū)動模塊。 其中，接收轉(zhuǎn)換模塊與轉(zhuǎn)速傳感器3連接，用于接收轉(zhuǎn)速傳感器3輸出的頻率和轉(zhuǎn)速成正比的交流電壓信號，并將該信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號。轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊用于存儲設(shè)定的柴油機額定轉(zhuǎn)速，該額定轉(zhuǎn)速通過低速設(shè)定電位器和高速設(shè)定電位器調(diào)整。低速設(shè)定電位器用于調(diào)整柴油機的“怠速”值。高速設(shè)定電位器用于調(diào)整柴油機的“高速”值。另外，高速設(shè)定電位器與外接微調(diào)電位器7可同時對柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。通常高速設(shè)定電位器作為粗調(diào)，外接微調(diào)電位器7作為細(xì)調(diào)；還有，應(yīng)先設(shè)定高速值再設(shè)定低速值。結(jié)合圖4所示，執(zhí)行器位移運算模塊用于將接收轉(zhuǎn)換模塊的直流電壓信號與轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊中的額定轉(zhuǎn)速設(shè)定值比較后得到轉(zhuǎn)速偏差量，并將該轉(zhuǎn)速偏差量運算放大后得出燃料供給量位置值，即電磁執(zhí)行器2的穩(wěn)態(tài)輸出位置指令，再與電磁執(zhí)行器2的實際位置值比較后，得到實際位置偏差量，再將該實際位置偏差量運算放大。執(zhí)行器位移運算模塊將接收轉(zhuǎn)換模塊的直流電壓信號與轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊中的額定轉(zhuǎn)速設(shè)定值進(jìn)行比較，比較之后將會得到兩部分的偏差信息:即偏差“正、負(fù)”和偏差幅度。其中，偏差“正、負(fù)”:柴油機的實際轉(zhuǎn)速大于設(shè)定額定轉(zhuǎn)速，偏差為負(fù)；發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速小于設(shè)定工作轉(zhuǎn)速，偏差為正；偏差幅度:偏差幅度信息經(jīng)過“運算”機構(gòu)的處理，確定輸出控制量的大小，即增加或減少燃料量的多少。執(zhí)行器驅(qū)動模塊與電磁執(zhí)行器2連接，用于將執(zhí)行器位移運算模塊運算放大后的實際位置偏差量轉(zhuǎn)化成電流控制方式向電磁執(zhí)行器2輸出驅(qū)動電流,從而改變電磁執(zhí)行器2的運動位移，進(jìn)而帶動噴油泵6的供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的供油齒條移動來調(diào)節(jié)噴油泵的燃料供給量，最終調(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。當(dāng)執(zhí)行器位移運算模塊的實際位置偏差為負(fù)時，則將向電磁執(zhí)行器2輸出負(fù)向控制，減小燃料量，柴油機轉(zhuǎn)速隨之降低；當(dāng)執(zhí)行器位移運算模塊的實際位置偏差為正時，則將向電磁執(zhí)行器2輸出負(fù)向控制，增加燃料量，柴油機的轉(zhuǎn)速隨之升高。執(zhí)行器驅(qū)動模塊還具有保護(hù)或限制功能。如圖3所示，轉(zhuǎn)速控制器I具有十四個外接端子，其中:端子⑴、⑵接電磁執(zhí)行器2 ；端子(5)、(6)接電源4，這兩組線要求截面1.3_或更粗的線.線越長要求線徑越粗，以減小壓降.電源4正極[即端子(6)]應(yīng)串接15A的保險絲；端子(3)、(4)接轉(zhuǎn)速傳感器3，轉(zhuǎn)速傳感器3必須用屏蔽線纜，線纜的屏蔽部分應(yīng)接到端子(4)上，但不可與其它部分相連接，否則干擾信號可能進(jìn)入轉(zhuǎn)速控制器I ;端子(7)、(9)接微調(diào)電位器7，微調(diào)電位器7阻值為4.7K，調(diào)速范圍可達(dá)到2400HZ ；端子(10)、(11)接穩(wěn)態(tài)調(diào)速率開關(guān)，斷開穩(wěn)態(tài)調(diào)速率為0，閉合后通過調(diào)整控制器上穩(wěn)態(tài)調(diào)速率電位器可將穩(wěn)態(tài)調(diào)速率設(shè)定在0-5%范圍內(nèi)；端子(7)、(12)接高/低速開關(guān)，閉合時為怠速，斷開后升至額定轉(zhuǎn)速；端子(13)接電壓調(diào)速裝置，可直接接入同步控制器和負(fù)載分配器完成自動并車和自動負(fù)載分配功能，單機運行時可不接；端子(14)接外供10V/20mA電源，但在使用中如發(fā)生短路或超負(fù)荷使用將損壞控制器。如圖5所示，應(yīng)用該發(fā)電機電子調(diào)速裝置的調(diào)速方法為:首先，設(shè)定轉(zhuǎn)速控制器I的柴油機額定轉(zhuǎn)速。
該額定轉(zhuǎn)速通過低速設(shè)定電位器和高速設(shè)定電位器調(diào)整。低速設(shè)定電位器用于調(diào)整柴油機的“怠速”值。高速設(shè)定電位器用于調(diào)整柴油機的“高速”值。另外，高速設(shè)定電位器與外接微調(diào)電位器7可同時對發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。通常高速設(shè)定電位器作為粗調(diào)，外接微調(diào)電位器7作為細(xì)調(diào)；還有，應(yīng)先設(shè)定高速值再設(shè)定低速值。然后，轉(zhuǎn)速傳感器3檢測柴油機的實際轉(zhuǎn)速，并將該實際轉(zhuǎn)速輸送給轉(zhuǎn)速控制器
1接下來，轉(zhuǎn)速控制器I將柴油機的實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定的柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，得到轉(zhuǎn)速偏差量，并將該轉(zhuǎn)速偏差量運算放大后得出燃料供給量位置值，即電磁執(zhí)行器2的穩(wěn)態(tài)輸出位置指令，再與電磁執(zhí)行器2的實際位置值比較后，得到實際位置偏差量，再將該實際位置偏差量運算放大后轉(zhuǎn)化成電流控制方式。最后，轉(zhuǎn)速控制器I將根據(jù)該電流控制方式向電磁執(zhí)行器2輸出驅(qū)動電流，從而改變電磁執(zhí)行器2的運動位移，進(jìn)而帶動噴油泵6的供油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的供油齒條移動來調(diào)節(jié)噴油泵的燃料供給量，最終調(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。通過把電磁執(zhí)行器2安裝在噴油泵6上，根據(jù)柴油機飛輪5齒圈信號，通過轉(zhuǎn)速控制器I和電磁執(zhí)行器2對發(fā)動機瞬間負(fù)荷變化產(chǎn)生快速和精確的響應(yīng)，用以控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟(jì)性，解決發(fā)動機不穩(wěn)定、游車問題；另外，噴油泵噴射量與發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間協(xié)調(diào)，能夠降低氮氧化物和煙度的排放，使得發(fā)動機更加的環(huán)保。以上公開的僅為本發(fā)明的一個具體實施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機電子調(diào)速裝置，其特征在于，包括:轉(zhuǎn)速控制器、電磁執(zhí)行器、轉(zhuǎn)速傳感器和電源；所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝在柴油機飛輪齒根部，用以檢測發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速；所述電磁執(zhí)行器安裝在噴油泵上，用以調(diào)節(jié)燃料供給量；所述轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端和所述電磁執(zhí)行器的輸入端均連接到所述轉(zhuǎn)速控制器上，所述轉(zhuǎn)速控制器根據(jù)所述轉(zhuǎn)速傳感器的檢測信號來控制所述電磁執(zhí)行器的運動位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機電子調(diào)速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速控制器包括: 接收轉(zhuǎn)換模塊，用于接收所述轉(zhuǎn)速傳感器輸出的頻率和轉(zhuǎn)速成正比的交流電壓信號，并將該信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號； 轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊，用于存儲設(shè)定的柴油機額定轉(zhuǎn)速； 執(zhí)行器位移運算模塊，用于將所述接收轉(zhuǎn)換模塊的直流電壓信號與轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊中的額定轉(zhuǎn)速設(shè)定值比較后得到轉(zhuǎn)速偏差量，并將所述轉(zhuǎn)速偏差量運算放大后得出燃料供給量位置值，再與電磁執(zhí)行器的實際位置值比較后，得到實際位置偏差量，再將該實際位置偏差量運算放大； 執(zhí)行器驅(qū)動模塊，用于將所述執(zhí)行器位移運算模塊運算放大后的實際位置偏差量轉(zhuǎn)化成電流控制方式向電磁執(zhí)行器輸出驅(qū)動電流，以改變電磁執(zhí)行器的運動位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機電子調(diào)速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊的柴油機額定轉(zhuǎn)速通過低速設(shè)定電位器和高速設(shè)定電位器進(jìn)行調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電機電子調(diào)速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊還外接有微調(diào)電位器，所述高速設(shè)定電位器與所述微調(diào)電位器同時對柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)難iF.0
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電機電子調(diào)速裝置，其特征在于，所述高速設(shè)定電位器對柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行粗調(diào)，所述外接微調(diào)電位器對柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行細(xì)調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電機電子調(diào)速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速設(shè)定模塊的柴油機額定轉(zhuǎn)速先設(shè)定高速值再設(shè)定低速值。
7.一種發(fā)電機電子調(diào)速方法，其特征在于，具體步驟包括: 步驟一，轉(zhuǎn)速傳感器檢測柴油機的實際轉(zhuǎn)速，并將所述實際轉(zhuǎn)速輸送給轉(zhuǎn)速控制器；步驟二，轉(zhuǎn)速控制器根據(jù)所述實際轉(zhuǎn)速來控制所述電磁執(zhí)行器的運動位移，以調(diào)節(jié)噴油泵的燃料供給量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電機電子調(diào)速裝置，其特征在于，所述步驟二具體包括: 首先，設(shè)定轉(zhuǎn)速控制器的柴油機額定轉(zhuǎn)速； 然后，轉(zhuǎn)速控制器將所述柴油機的實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定的柴油機額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，得到轉(zhuǎn)速偏差量，并將所述轉(zhuǎn)速偏差量運算放大后得出燃料供給量位置值，再與電磁執(zhí)行器的實際位置值比較后，得到實際位置偏差量； 最后，將所述電磁執(zhí)行器的實際位置偏差量運算放大后轉(zhuǎn)化成電流控制方式向電磁執(zhí)行器輸出驅(qū)動電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)電機電子調(diào)速裝置及調(diào)速方法。該發(fā)電機電子調(diào)速裝置包括轉(zhuǎn)速控制器、電磁執(zhí)行器、轉(zhuǎn)速傳感器和電源；轉(zhuǎn)速傳感器安裝在發(fā)動機飛輪齒根部，用以檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；電磁執(zhí)行器安裝在噴油泵上，用以調(diào)節(jié)燃料供給量；轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端和電磁執(zhí)行器的輸入端均連接到轉(zhuǎn)速控制器上，轉(zhuǎn)速控制器根據(jù)所述轉(zhuǎn)速傳感器的檢測信號來控制電磁執(zhí)行器的運動位移。通過轉(zhuǎn)速控制器和電磁執(zhí)行器對發(fā)動機瞬間負(fù)荷變化產(chǎn)生快速和精確的響應(yīng)，用以控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟(jì)性，解決發(fā)動機不穩(wěn)定、游車問題。
文檔編號F02D1/04GK103184938SQ201110450860
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者廖升友, 莫宗華 申請人:廣西玉柴機器股份有限公司