[發明專利]發電機組預知式電子調速器及調速方法

有效

• 申請號: 201210329272.7
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102797566A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 吳家亮;陶春;唐平;吉月紅
• 申請（專利權）人: 重慶嘉競電子設備有限公司
• 主分類號: F02D1/02
• 分類號: F02D1/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及發動機控制技術，尤其是一種發電機組預知式電子調速器及對應的調速方法，屬于發動機調速領域。

背景技術

發電機組做為常用或備用電源在現代社會中廣泛應用。發電機組的重要控制裝置調速器的主要功能是控制發動機的轉速在需要的范圍內。即當發電機組的負荷發生變化時，能自動調節發動機的燃料供給量，以保持發動機轉速的波動盡可能的小。隨著發電機組技術的進步，調速器也經歷了機械式調速器、液壓式調速器、氣動式調速器、模擬式電子調速器和數字式電子調速器幾個階段。其中數字式電子調速器主要由轉速傳感器、輸入電路、微處理器、驅動電路、執行器、通信電路和電源電路組成。轉速傳感器產生的轉速信號，經輸入電路轉換后，送入微處理器；微處理器對轉速信號進行PID（比例積分微分算法）運算后輸出控制信號；控制信號經驅動電路放大后控制執行器轉動；執行器轉動引起發動機燃料供給量的變化，從而改變發動機的轉速。以上這些控制過程形成了一個閉環控制。數字式電子調速器的優點在于它的參數可以方便的調試從而適用不同的發動機的調速要求，因此被廣泛使用。

眾所周知，發電機組的主要負荷是我們常見的異步電機，如冰箱、空調和洗衣機等都是由異步電機驅動的。因為異步電機的啟動電流是它額定電流的2倍以上。例如對于冰箱而言，配發電機組的功率應該是冰箱本身功率的4倍；對于洗衣機而言，配發電機組的功率應該是洗衣機本身功率的3倍；對于空調而言，配發電機組的功率應該是空調本身功率的2倍。

當發電機組帶上異步電機時，發電機的電流會突然增加，而由于慣性的作用發動機的轉速會間隔一定時間后才會開始下降。而目前所有調速器都是檢測到發動機的轉速降低后，才會增加燃料，這在控制上來說，已經滯后了。另外由于發動機的燃燒特性，即便燃料增加，發動機的扭矩也不會迅速增加，以至發動機的轉速會接著下降一定時間后才會開始上升，這很容易造成異步電動機啟動的時候拖死發動機。所以在給異步電機這樣的負載選配發電機組時要求留有足夠的功率冗余，這無疑是大馬拉小車，造成使用成本增大。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明提供一種發電機組預知式電子調速器及對應的調速方法，本發明能夠預判發動機的轉速變化趨勢，從而在發動機轉速變化前開始控制，以防止發動機轉速大幅度波動，達到提高發電機組帶異步電機負荷的能力。

為了實現上述目的，本發明的目的是這樣實現的：一種發電機組預知式電子調速器，包括轉速傳感器、運行/怠速開關、輸入電路和微處理器，該轉速傳感器和運行/怠速開關分別與所述輸入電路的輸入端連接，該輸入電路的輸出端與所述微處理器的輸入端連接，該微處理器的輸出端通過步進電機驅動電路與步進電機執行器連接，其特征在于，還包括用于對發電機組電流取樣的電流取樣電路，該電流取樣電路的輸出端與所述輸入電路的輸入端連接。

轉速傳感器、運行/怠速開關分別實時將發動機轉速信號、運行/怠速信號傳輸到輸入電路，發動機轉速信號經輸入電路轉換為矩形波信號后傳輸到微處理器，微處理器對轉速信號進行PID運算后輸出控制信號到步進電機驅動電路，該步進電機驅動電路對輸入的信號進行放大后控制步進電機執行器對發動機供油量進行控制，使發動機運轉在額定轉速。發動機轉速發生變化，步進電機執行器工作引起發動機燃料供給量的變化，從而調節發動機運行在額定轉速。以上控制過程形成了一個閉環控制系統。運行/怠速開關用于切換發電機組的工作狀態。

微處理器實時監測電流取樣電路輸出的發電機組電流取樣信號。當發電機組電流取樣信號突然大幅增加，微處理器立即控制提高發動機供油量，使發電機組的發動機有足夠的能力來阻止由于負荷突然增加引起的轉速大幅下降；同理當負荷電流大幅減小時，調速器能在發動機轉速未上升前就開始大幅減小燃油供給，防止由于負荷突卸引起的轉速大幅上升，從而提高發電機組帶負荷的能力，特別是帶異步電機負荷的能力。

本電子調速器還包括通信電路，該通信電路與所述微處理器雙向通信連接。通信電路使用戶可以通過上位機瀏覽、設置本調速器的控制參數、運行狀態參數。

發電機組預知式電子調速方法，使用上述的發電機組預知式電子調速器，其特征在于，按如下步驟進行：

步驟1、所述輸入電路實時將輸入的發動機轉速信號和發電機組電流取樣信號進行處理后傳輸到微處理器；

步驟2、微處理器對輸入的發動機轉速信號進行PID運算后輸出控制信號到步進電機驅動電路，該步進電機驅動電路通過步進電機執行器控制發動機燃油供給量，控制發動機運行在額定轉速；