[實用新型]船舶柴油機調(diào)速器試驗臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420042058.8
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN203773247U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設計）人: 賀玉海;楊建國;余永華;湯經(jīng)緯
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領域

本實用新型屬于內(nèi)燃機工程技術(shù)領域，具體涉及一種船舶柴油機調(diào)速器試驗臺，用于船舶柴油機調(diào)速器動態(tài)性能測試、調(diào)速器控制策略研究及控制器開發(fā)。?

背景技術(shù)

柴油機調(diào)速器作為改變柴油機噴油量的調(diào)節(jié)機構(gòu)，是柴油機性必不可少的固件之一。調(diào)速器性能指標直接影響柴油機的動力性能指標(功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速)和運轉(zhuǎn)性能指標(冷起動性能、噪聲、振動)，同時還會影響油耗和有害氣體排放。目前，對船舶柴油機調(diào)速器進行性能測試最直觀的方法就是采用配機考核法。該方法是把調(diào)速器直接安裝在所配套的柴油機上進行臺架試驗，但這種方法既不經(jīng)濟又不安全。還有比較常用的計算機仿真法，該方法是根據(jù)調(diào)速器的動力學(機械式調(diào)速器)、流體力學(液壓調(diào)速器)和電磁學原理(電子調(diào)速器)，通過數(shù)學推導建立調(diào)速器仿真模型，在計算機上進行離線仿真試驗。這種方法經(jīng)濟合算，不需要花費很大的人力、財力和時間，仿真還可以完成實機試驗中無法做到的或者十分危險的試驗。但是，由于建模方法本身的局限性，調(diào)速器系統(tǒng)難以用準確的數(shù)學模型來表達，所以該方法不能得到準確的結(jié)果。?

傳統(tǒng)的配機考核法測試調(diào)速器性能很難滿足既經(jīng)濟又安全可靠的要求；計算機仿真法存在精度不高的缺點。半物理仿真技術(shù)(硬件在環(huán)仿真技術(shù))的發(fā)展為柴油機調(diào)速器性能測試與控制器開發(fā)系統(tǒng)提供了一種全新的方法。硬件在環(huán)仿真技術(shù)把數(shù)學模型、物理模型和實體結(jié)合起來組成一個仿真系統(tǒng)。因此，研制一種柴油機調(diào)速器硬件在環(huán)仿真試驗臺，對于調(diào)速器動態(tài)性能測試、調(diào)速器控制策略研究及控制器開發(fā)有著很強的工程應用研究價值。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有柴油機調(diào)速器開發(fā)與測試存在的上述不足，提供一種可靠性高、通用性強、計算精度高的船舶柴油機調(diào)速器試驗臺，針對不同柴油機調(diào)速器進行性能測試，以及調(diào)速器控制策略研究與控制器開發(fā)。?

本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：?

船舶柴油機調(diào)速器試驗臺，包括調(diào)速器試驗裝置、RTPC仿真器及I/O模塊，所述調(diào)速器試驗裝置至少包括依次相連的變頻電機、調(diào)速器執(zhí)行器、位置編碼器；所述RTPC仿真器為集成了柴油機模型的工控機；所述RTPC仿真器的輸出端通過線束與I/O模塊的輸入端連接，I/O模塊的輸出端通過線束與調(diào)速器試驗裝置的變頻電機的輸入端連接，調(diào)速器試驗裝置的位置編碼器的輸出端通過CAN總線與RTPC仿真器的輸入端連接，所述RTPC仿真器、I/O模?塊與調(diào)速器試驗裝置通過線束依次相連構(gòu)成閉環(huán)仿真系統(tǒng)。?

按上述方案，所述I/O模塊由ETAS-ES4100板卡箱和I/O板卡組成，I/O板卡設置在ETAS-ES4100板卡箱內(nèi)。?

按上述方案，所述變頻電機由變頻器和驅(qū)動電機組成，所述變頻器為ACS510系列變頻器，額定功率1.5kW，內(nèi)置Modbus接口和模擬輸入接口；所述驅(qū)動電機采用ABB-QABP系列變頻調(diào)速三相異步電機，額定功率1.1kW，額定扭矩10.5N.m，額定轉(zhuǎn)速935r/min。?

按上述方案，所述位置編碼器采用倍加福CVS58系列單圈13位絕對式光電位置編碼器，該絕對式光電位置編碼器設有電隔離CAN總線接口。?

按上述方案，該調(diào)速器試驗臺為機械式調(diào)速器試驗臺，相應的調(diào)速器試驗裝置中的調(diào)速器執(zhí)行器為機械調(diào)速器執(zhí)行器。?

按上述方案，該調(diào)速器試驗臺為液壓式調(diào)速器試驗臺，相應的調(diào)速器試驗裝置中的調(diào)速器執(zhí)行器為液壓調(diào)速器執(zhí)行器，所述調(diào)速器試驗裝置還包括液壓供油單元，所述液壓供油單元由油箱、油泵、電機、溫控儀、熱電阻傳感器、加熱器、調(diào)壓閥、濾器和油管組成，熱電阻傳感器、加熱器、濾器插入油箱中，油箱與油泵通過油管連接，油泵的輸入端與電機連接，油泵的輸出端通過調(diào)壓閥、油管連接至液壓調(diào)速器執(zhí)行器上。?

按上述方案，所述溫控儀采用PID智能溫控儀，控制精度0.5％，實際溫度誤差1℃。?

按上述方案，該調(diào)速器試驗臺為電-液式調(diào)速器試驗臺，相應的調(diào)速器試驗裝置中的調(diào)速器執(zhí)行器為電-液調(diào)速器執(zhí)行器，該調(diào)速器試驗臺還包括電-液調(diào)速器控制器，所述I/O模塊的輸出端通過線束與電-液調(diào)速器控制器的輸入端連接，電-液調(diào)速器控制器的輸出端與調(diào)速器試驗裝置中的電-液調(diào)速器執(zhí)行器的輸入端連接。?

本實用新型采用硬件在環(huán)仿真技術(shù)，柴油機模型集成到RTPC仿真器中，針對三種不同類別的調(diào)速器試驗臺，工作原理分別如下：?