柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)猶如發(fā)電機(jī)組的心臟,智能控制系統(tǒng)的使用大大提高了柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行,保障了柴油發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定工作,那么控制系統(tǒng)是通過何種原理和算法來實(shí)現(xiàn)呢?柴油發(fā)電機(jī)組的控制部分, 數(shù)字式勵磁控制器較傳統(tǒng)的模擬電路勵磁控制器具有精度高, 反應(yīng)快, 控制算法適應(yīng)性強(qiáng), 對于不同特性的電機(jī)只要通過調(diào)整程序參數(shù)就能適應(yīng),甚至可以實(shí)現(xiàn)更高端的自適應(yīng)智能控制算法等優(yōu)點(diǎn)。
一、數(shù)字勵磁控制器軟件實(shí)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(jìn)行論述。首先對數(shù)字勵磁控制器的主程序進(jìn)行設(shè)計(jì), 然后對電量參數(shù)采集算法和智能勵磁控制算法進(jìn)行研究, 并在 CPU 上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)精確的數(shù)字勵磁控制, 需要得到實(shí)時(shí)、精確的電量數(shù)據(jù), 而要獲得實(shí)時(shí)、精確的電量數(shù)據(jù), 則需要采用交流采樣方法, 并推導(dǎo)出交流采樣下各個(gè)電量的計(jì)算公式, 最終編寫計(jì)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(shí)值進(jìn)行采樣, 再按照一定的數(shù)學(xué)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。
二、數(shù)字式勵磁控制器總體設(shè)計(jì)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(gè) 5V 的穩(wěn)定直流電源, 信號調(diào)理電路的運(yùn)算電路的供電需要一組±12V的直流電源, 另外, 開關(guān)量輸出需要驅(qū)動繼電器, 所以需要一個(gè)+24V 的直流電源, 為此我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)化模塊得到系統(tǒng)正常工作所需的三組 DC 電源。
三、勵磁輸出主電路的設(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)時(shí)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(qiáng)勵時(shí)達(dá)到25A。勵磁功率來源于交流電源, 可以是發(fā)電機(jī)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(jī)提供的電源由于有啟動的影響, 而且在運(yùn)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(jī)取電的情況進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。
四、交流采樣鎖相環(huán)電路
要進(jìn)行交流采樣, 通常需要進(jìn)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(shí)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?cái)嗾`差等缺點(diǎn), 測量精度高。利用鎖相頻率跟蹤原理實(shí)現(xiàn)同步等間隔采樣的原理圖如圖 2.3 所示:在相位比較器 PD、低通濾波器 LP、壓控振蕩器 VCO 構(gòu)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(zhǔn)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(shí) /n=, 即: =n 。由于鎖相環(huán)的時(shí)跟蹤性, 當(dāng)被測信號頻率 變化時(shí), 電路能自動快速跟蹤并鎖定, 始終滿足 =n 的關(guān)系, 即采樣頻率為被測信號頻率的整數(shù)n 倍, 從而實(shí)現(xiàn)一周內(nèi)等間隔采樣n 點(diǎn)。此外, 還可將分頻系數(shù)n 為程序控制, 則可根據(jù)不同頻率的被測信號及 CPU、A/D 轉(zhuǎn)換器的速度, 動態(tài)改變n 值, 以達(dá)到最好的效果。
柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的工作原理和算法是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜,每個(gè)電路的設(shè)計(jì)都有其特定的算法來予以實(shí)現(xiàn)。歡迎登陸http://m.jameslchan.com http://www.jsxgdl.com 了解詳情,咨詢電話13889546692 |