1. 柴油发电机组机械调速和电子调速的区别
柴油发电机组的机械调速,它在启动好后,一般的油门都需要固定好的,这样,不管发回电机组的负载输出有何变答化,它的输油量还是一样的,永远不会变化.而电子调速的柴油发电机组,它的输油量会随着负载的大小而变化.当负载变小时,发电机组的输油量也会在变小,这时,柴油发电机组的耗油就会减少,当负载输出变大时,柴油发电机的耗油量也会增大.另外,采用电子调速的柴油发电机组,如果加装自动化自动转换功能,它的稳定性也是比较好.所以,一般时候,出厂的发电机,基本上都为电子调速的发电机组.
2. 调速器的主要分类
按其工作原理
按其工作原理的不同,可分为机械式,气动式,液压式,机械气动复合式,机械液压复合式和电子式等多种形式。但目前应用最广的当属机械式调速器,其结构简单,工作可靠,性能良好。
液压调速器在感应元件和油量调节机构之间加入一个液压放大元件(液压伺服器),使感应元件的输出信号通过放大元件再传到油量调节机构上去,因此也叫间接作用式调速器。
液压放大元件有放大兼执行作用,主要由控制和执行两个部分组成。
1、无反馈的液压调速器
其工作原理如下:
当负荷减小时,由曲轴带动的驱动轴转速升高,飞球的离心力增加,推动速度杆右移。于是,摇杆以A点为中心逆时针转动,滑阀右移,压力油进入伺服器油缸的右部空间。与此同时,油缸的左部空间通过油孔与低压油路相通,其中的油被泄放。在压差的作用下,伺服活塞带动喷油泵齿条左移,以减少供油量。当转速恢复到原来数值时,滑阀也回到中央位置,调节过程结束。
当负荷增加,转速降低时,调速过程按相反方向进行。
从上述分析可知,调速器飞球所产生的离心力仅用来推动滑阀,因而飞球的重量尺寸就可以做得较小。而作为放大器的液压伺服器的作用力,则可根据需要,选择不同尺寸的伺服活塞和不同滑油压力予以放大。
但是,在这种调速器中,因为感应元件直接驱动滑阀,无论它朝哪个方向往动,均难准确地回到原来位置而关闭油孔。这样就使柴油机转速不稳定,而产生严重的波动。
为了使调速器能稳定调节,在调速器中还要加入一个装置,其作用是在伺服活塞移动的同时对滑阀产生一个反作用,使其向平衡的位置方向移动,减少柴油机转速波动的可能性。这种装置称为反馈机构。
2、具有刚性反馈机构的液压调速器
它的构造与上述无反馈液压调速器基本相同,只有杠杆义AC的上端A不是装在固定的铰链上,而是与伺服活塞的活塞杆相连。这一改变使感应元件、液压放大元件和油量调节机构之间的关系发生如下的变化。
当负荷减小时,发动机转速升高,飞球向外张开带动速度杆向右移动。此时伺服活塞尚未动作,因此反馈杠杆AC的上端点A暂时作为固定点,杠杆 AC绕A反时针转动,带动滑阀向右移动,把控制孔打开,高压油便进入动力缸的右腔,左腔与低压油路相通。这样高压油便推动伺服活塞带动喷油调节杆向左移动,并按照新的负荷而减少燃油供给量。
在伺服活塞左移的同时,杠杆AC绕C点向左摆动与B点相连接的滑阀也向左移动,从而使滑阀向相反的方向运动。这样在伺服活塞移动时能对滑阀运动产生了相反作用的杠杆装置称为刚性反馈系统。当调节过程终了时,滑阀回到了起始位置,把控制油孔关闭,切断通往伺服油缸的油路。这时伺服活塞就停止运动,喷油泵调节杆随之移动到一个新的平衡位置,发动机就在相应的新负荷下工作。因此,相应于发动机不同的负荷,调速器就具有不同的稳定转速。因为发动机负荷变化时需要改变供油量,所以A点位置随负荷而变。与滑阀相连接的B点在任何稳定工况下均应处于原来的位置,与负荷无关。这样C点的位置必须配合A点作相应的变动,因而导致了转速的变化。假如当负荷减小时,调速过程结束后,滑阀回到中间原来位置时,伺服活塞处于减少了供油量位置,使A点偏左,C点偏右,因C点偏右,弹簧进一步受压,只有在稍高的转速下运转才能使飞球的离心力与弹簧压力平衡。这说明负荷减小时稳定运转后,柴油机的转速比原来稍有升高。同理,当负荷增加时,稳定运转后,柴油机的转速比原来稍有降低。具有 刚性反馈的液压调速器,可以保证调速过程具有稳定的工作特性,但负荷改变后,柴油机转速发生变化,稳定调速率d不能为零。
如果要求负荷变化时即要调速过程稳定,又能保持发动机转速恒定不变(即入就必须采用另一种带有弹性反馈系统的液压调运器。
3、具有弹性反馈的液压调速器
它实际上是在刚性反馈装置中加入一个弹性环节--缓冲器和弹簧。弹簧的一端同固定的支点相连,而另一端则与缓冲器的活塞相连。缓冲器的油缸同伺服器的活塞成刚体联接。
当发动机负荷减小时,转速增大,飞球的离心力增加。同样,滑阀右移,而伺服活塞则左移,减少喷油泵的供油量。当活塞的运动速度很高时,缓冲器和缓冲活塞就象一个刚体一样地运动。随着伺服活塞5的左移,缓冲器和AC杠杆上的A点也向左移动。这一过程和上述刚性反馈系统的调速器完全相同。但当调速过程接近终了时,滑阀已回到原来的位置,遮住了通往伺服油缸的油路,此时缓冲器和伺服活塞已停留在新负荷相应的位置上。被压缩的弹簧由于有弹性复原的作用,因此使A点带动缓冲器活塞相对于缓冲器油缸移向右方,回到原来位置。缓冲活塞右方油缸中的油经节流阀流到左方。于是,AC杠杆上的各点都恢复到原来的位置,此时调速器的套筒亦因转速复原而回到原来的位置。这样,发动机的转速就保持不变,当负荷增加时,动作过程相反。这种调速器的稳定调速率d为零。
3. 调速器主要分类有哪些
调速器发展至今各式各样,从不同的角度大致有五种分类方法:
(1)按元件结构的不同,调速器可分为机械液压型和电气液压型两大类。机械液压型调速器也称机械调速器(或机调);电气液压型又可分为模拟电气液压型和数字电气液压型,模拟电气液压型调速器也称电气调速器(或电调),数字电气液压型也称为微机调速器(或微机调)。机械调速器的测量元件、反馈元件、比较元件均是机械的;电气调速器的测量元件、反馈元件、比较元件均是模拟电气的;微机调速器的测量元件、反馈元件、比较元件均是数字的。
机械液压型调速器
(2)按系统结构的不同,调速器可分为辅助接力器型、中间接力器型和调节器型三种类型。辅助接力器型调速器系统其框图中有跨越反馈。即第二级液压放大输出信号反馈到比较元件,形成调速器的控制调节规律,这种系统结构的第一级液压放大的接力器称为辅助接力器,大多是机械型和模拟电气型调速器;中间接力器型调速器系统采用逐级反馈形式,第一级液压放大输出信号反馈到比较元件,形成调速器的控制调节规律。第二级液压放大输出信号反馈到自身的输入端,构成机械液压随动放大系统。
这种系统结构的第一级液压放大的接力器就称为中间接力器,多用于模拟电气液压型调速器中;调节器型调速器系统结构与前两种结构不同,形成调速器的控制调节规律部分不包含有液压放大,全部由模拟电子电路或微机软硬件实现,功率放大也完全由电气液压随动系统承担,这种结构也称为“调节器+电液随动系统”。模拟电子电路实现的调节器叫“电子调节器”,微机软硬件实现的调节器叫“微机调节器”,微机调速器基本上都采用这种结构形式。
(3)按控制策略的不同,调速器可分为PI(比例+积分)调节型、PID(比例+积分+微分)调节型及智能控制型PI调节规律是通过软反馈并联校正实现的;PID调节型还可分为串联PID调节型和并联PID调节型;智能控制调速器是利用微机技术并结合现代先进的控制策略完成的,大都以常规PID调节为基础发展而来,包括有自适应变结构PID、模糊白适应PID以及人工神经网络PID等。
(4)按执行机构数目的不同,调速器可分为单调节调速器和双调节调速器。双调节调速器的协联装置有机械协联(凸轮)、机电协联(凸轮+位移传感器)、电气协联(电子电路实现的协联函数发生器)及数字协联(微机程序)等几种类型。调节器型双调节调速器有两种协联方式,串行协联和并行协联。
(5)按工作容量的不同,调速器可分为大型、中型、小型和特小型。大型调速器用主配压阀直径表示工作容量,主配压阀直径为80mm、100mm、150ram、200mm、250mm,其余调速器用调速功来表示工作容量,中型调速器的调速功为18000Nm、30000Nm,小型调速器的调速功为3000Nm、6000Nm、10000Nm,特小型调速器的调速功为350Nm、500Nm、750Nm、1500Nm。
4. 电子调速与机械调速的区别
电子调速器与机械调速器主要差别是用电流和电压取代了离心飞块和调速弹簧的作专用力。现有的电子调速系属统都采用永磁单柱电磁感应式转速传感器(MPS)该传感器安装在发动机的曲轴齿轮旁,传感器触头与齿轮齿顶之间只有非常小的气隙。当齿轮上的个齿经过传感器的触头时,转速传感器的磁场受到干扰,因而在传感器中就产生了与发动机转速相对的交流电压脉冲信号。该交流电压信号被输送车载计算机控制系统(ECM)中,控制系统按预先设定的数值自动调整喷油量和最佳供油时间。
电压脉冲数等于齿轮齿数乘以发动机转速,在齿轮的齿数一定时,在不同的转速下单位时间内产生的电磁脉冲是不同的。例如:齿轮的齿数为80个齿,发动机转速为2100r/min,此时传感器在1min内产生的电压脉冲数为个/min或2800个/s,用电学表示即为:电磁感应式传感器的信号频率为2800Hz。此数值被输入车载计算机控制系统中,并以此为基准信号来调节喷入发动机燃烧室的燃油量。