1. 柴油發電機組機械調速和電子調速的區別
柴油發電機組的機械調速,它在啟動好後,一般的油門都需要固定好的,這樣,不管發回電機組的負載輸出有何變答化,它的輸油量還是一樣的,永遠不會變化.而電子調速的柴油發電機組,它的輸油量會隨著負載的大小而變化.當負載變小時,發電機組的輸油量也會在變小,這時,柴油發電機組的耗油就會減少,當負載輸出變大時,柴油發電機的耗油量也會增大.另外,採用電子調速的柴油發電機組,如果加裝自動化自動轉換功能,它的穩定性也是比較好.所以,一般時候,出廠的發電機,基本上都為電子調速的發電機組.
2. 調速器的主要分類
按其工作原理
按其工作原理的不同,可分為機械式,氣動式,液壓式,機械氣動復合式,機械液壓復合式和電子式等多種形式。但目前應用最廣的當屬機械式調速器,其結構簡單,工作可靠,性能良好。
液壓調速器在感應元件和油量調節機構之間加入一個液壓放大元件(液壓伺服器),使感應元件的輸出信號通過放大元件再傳到油量調節機構上去,因此也叫間接作用式調速器。
液壓放大元件有放大兼執行作用,主要由控制和執行兩個部分組成。
1、無反饋的液壓調速器
其工作原理如下:
當負荷減小時,由曲軸帶動的驅動軸轉速升高,飛球的離心力增加,推動速度桿右移。於是,搖桿以A點為中心逆時針轉動,滑閥右移,壓力油進入伺服器油缸的右部空間。與此同時,油缸的左部空間通過油孔與低壓油路相通,其中的油被泄放。在壓差的作用下,伺服活塞帶動噴油泵齒條左移,以減少供油量。當轉速恢復到原來數值時,滑閥也回到中央位置,調節過程結束。
當負荷增加,轉速降低時,調速過程按相反方向進行。
從上述分析可知,調速器飛球所產生的離心力僅用來推動滑閥,因而飛球的重量尺寸就可以做得較小。而作為放大器的液壓伺服器的作用力,則可根據需要,選擇不同尺寸的伺服活塞和不同滑油壓力予以放大。
但是,在這種調速器中,因為感應元件直接驅動滑閥,無論它朝哪個方嚮往動,均難准確地回到原來位置而關閉油孔。這樣就使柴油機轉速不穩定,而產生嚴重的波動。
為了使調速器能穩定調節,在調速器中還要加入一個裝置,其作用是在伺服活塞移動的同時對滑閥產生一個反作用,使其向平衡的位置方向移動,減少柴油機轉速波動的可能性。這種裝置稱為反饋機構。
2、具有剛性反饋機構的液壓調速器
它的構造與上述無反饋液壓調速器基本相同,只有杠桿義AC的上端A不是裝在固定的鉸鏈上,而是與伺服活塞的活塞桿相連。這一改變使感應元件、液壓放大元件和油量調節機構之間的關系發生如下的變化。
當負荷減小時,發動機轉速升高,飛球向外張開帶動速度桿向右移動。此時伺服活塞尚未動作,因此反饋杠桿AC的上端點A暫時作為固定點,杠桿 AC繞A反時針轉動,帶動滑閥向右移動,把控制孔打開,高壓油便進入動力缸的右腔,左腔與低壓油路相通。這樣高壓油便推動伺服活塞帶動噴油調節桿向左移動,並按照新的負荷而減少燃油供給量。
在伺服活塞左移的同時,杠桿AC繞C點向左擺動與B點相連接的滑閥也向左移動,從而使滑閥向相反的方向運動。這樣在伺服活塞移動時能對滑閥運動產生了相反作用的杠桿裝置稱為剛性反饋系統。當調節過程終了時,滑閥回到了起始位置,把控制油孔關閉,切斷通往伺服油缸的油路。這時伺服活塞就停止運動,噴油泵調節桿隨之移動到一個新的平衡位置,發動機就在相應的新負荷下工作。因此,相應於發動機不同的負荷,調速器就具有不同的穩定轉速。因為發動機負荷變化時需要改變供油量,所以A點位置隨負荷而變。與滑閥相連接的B點在任何穩定工況下均應處於原來的位置,與負荷無關。這樣C點的位置必須配合A點作相應的變動,因而導致了轉速的變化。假如當負荷減小時,調速過程結束後,滑閥回到中間原來位置時,伺服活塞處於減少了供油量位置,使A點偏左,C點偏右,因C點偏右,彈簧進一步受壓,只有在稍高的轉速下運轉才能使飛球的離心力與彈簧壓力平衡。這說明負荷減小時穩定運轉後,柴油機的轉速比原來稍有升高。同理,當負荷增加時,穩定運轉後,柴油機的轉速比原來稍有降低。具有 剛性反饋的液壓調速器,可以保證調速過程具有穩定的工作特性,但負荷改變後,柴油機轉速發生變化,穩定調速率d不能為零。
如果要求負荷變化時即要調速過程穩定,又能保持發動機轉速恆定不變(即入就必須採用另一種帶有彈性反饋系統的液壓調運器。
3、具有彈性反饋的液壓調速器
它實際上是在剛性反饋裝置中加入一個彈性環節--緩沖器和彈簧。彈簧的一端同固定的支點相連,而另一端則與緩沖器的活塞相連。緩沖器的油缸同伺服器的活塞成剛體聯接。
當發動機負荷減小時,轉速增大,飛球的離心力增加。同樣,滑閥右移,而伺服活塞則左移,減少噴油泵的供油量。當活塞的運動速度很高時,緩沖器和緩沖活塞就象一個剛體一樣地運動。隨著伺服活塞5的左移,緩沖器和AC杠桿上的A點也向左移動。這一過程和上述剛性反饋系統的調速器完全相同。但當調速過程接近終了時,滑閥已回到原來的位置,遮住了通往伺服油缸的油路,此時緩沖器和伺服活塞已停留在新負荷相應的位置上。被壓縮的彈簧由於有彈性復原的作用,因此使A點帶動緩沖器活塞相對於緩沖器油缸移向右方,回到原來位置。緩沖活塞右方油缸中的油經節流閥流到左方。於是,AC杠桿上的各點都恢復到原來的位置,此時調速器的套筒亦因轉速復原而回到原來的位置。這樣,發動機的轉速就保持不變,當負荷增加時,動作過程相反。這種調速器的穩定調速率d為零。
3. 調速器主要分類有哪些
調速器發展至今各式各樣,從不同的角度大致有五種分類方法:
(1)按元件結構的不同,調速器可分為機械液壓型和電氣液壓型兩大類。機械液壓型調速器也稱機械調速器(或機調);電氣液壓型又可分為模擬電氣液壓型和數字電氣液壓型,模擬電氣液壓型調速器也稱電氣調速器(或電調),數字電氣液壓型也稱為微機調速器(或微機調)。機械調速器的測量元件、反饋元件、比較元件均是機械的;電氣調速器的測量元件、反饋元件、比較元件均是模擬電氣的;微機調速器的測量元件、反饋元件、比較元件均是數字的。
機械液壓型調速器
(2)按系統結構的不同,調速器可分為輔助接力器型、中間接力器型和調節器型三種類型。輔助接力器型調速器系統其框圖中有跨越反饋。即第二級液壓放大輸出信號反饋到比較元件,形成調速器的控制調節規律,這種系統結構的第一級液壓放大的接力器稱為輔助接力器,大多是機械型和模擬電氣型調速器;中間接力器型調速器系統採用逐級反饋形式,第一級液壓放大輸出信號反饋到比較元件,形成調速器的控制調節規律。第二級液壓放大輸出信號反饋到自身的輸入端,構成機械液壓隨動放大系統。
這種系統結構的第一級液壓放大的接力器就稱為中間接力器,多用於模擬電氣液壓型調速器中;調節器型調速器系統結構與前兩種結構不同,形成調速器的控制調節規律部分不包含有液壓放大,全部由模擬電子電路或微機軟硬體實現,功率放大也完全由電氣液壓隨動系統承擔,這種結構也稱為「調節器+電液隨動系統」。模擬電子電路實現的調節器叫「電子調節器」,微機軟硬體實現的調節器叫「微機調節器」,微機調速器基本上都採用這種結構形式。
(3)按控制策略的不同,調速器可分為PI(比例+積分)調節型、PID(比例+積分+微分)調節型及智能控制型PI調節規律是通過軟反饋並聯校正實現的;PID調節型還可分為串聯PID調節型和並聯PID調節型;智能控制調速器是利用微機技術並結合現代先進的控制策略完成的,大都以常規PID調節為基礎發展而來,包括有自適應變結構PID、模糊白適應PID以及人工神經網路PID等。
(4)按執行機構數目的不同,調速器可分為單調節調速器和雙調節調速器。雙調節調速器的協聯裝置有機械協聯(凸輪)、機電協聯(凸輪+位移感測器)、電氣協聯(電子電路實現的協聯函數發生器)及數字協聯(微機程序)等幾種類型。調節器型雙調節調速器有兩種協聯方式,串列協聯和並行協聯。
(5)按工作容量的不同,調速器可分為大型、中型、小型和特小型。大型調速器用主配壓閥直徑表示工作容量,主配壓閥直徑為80mm、100mm、150ram、200mm、250mm,其餘調速器用調速功來表示工作容量,中型調速器的調速功為18000Nm、30000Nm,小型調速器的調速功為3000Nm、6000Nm、10000Nm,特小型調速器的調速功為350Nm、500Nm、750Nm、1500Nm。
4. 電子調速與機械調速的區別
電子調速器與機械調速器主要差別是用電流和電壓取代了離心飛塊和調速彈簧的作專用力。現有的電子調速系屬統都採用永磁單柱電磁感應式轉速感測器(MPS)該感測器安裝在發動機的曲軸齒輪旁,感測器觸頭與齒輪齒頂之間只有非常小的氣隙。當齒輪上的個齒經過感測器的觸頭時,轉速感測器的磁場受到干擾,因而在感測器中就產生了與發動機轉速相對的交流電壓脈沖信號。該交流電壓信號被輸送車載計算機控制系統(ECM)中,控制系統按預先設定的數值自動調整噴油量和最佳供油時間。
電壓脈沖數等於齒輪齒數乘以發動機轉速,在齒輪的齒數一定時,在不同的轉速下單位時間內產生的電磁脈沖是不同的。例如:齒輪的齒數為80個齒,發動機轉速為2100r/min,此時感測器在1min內產生的電壓脈沖數為個/min或2800個/s,用電學表示即為:電磁感應式感測器的信號頻率為2800Hz。此數值被輸入車載計算機控制系統中,並以此為基準信號來調節噴入發動機燃燒室的燃油量。