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柴油发电机的控制系统原理如何分析 6BT型柴油机中冷型采用的是水对空中冷类型。它由中冷器壳及中冷器芯等组成。中冷器壳由铝板模压而成。中冷器壳分为中冷器盖和中冷器体两部分。中冷器盖通过进气岐管与空气压缩机相连，中冷器还进气岐管与气缸盖进气口相连。中冷却芯由铜合金管子组成。发电机冷却液从中冷器后端的进水街头进入中冷器芯中，然后由前端出口流向节温器。空气由增压器压送到中冷器，流过中冷器受到冷却液的冷却，降温后而进入气缸。现在智能控制系统的使用已经大大提高了柴油发电机组的运行，保障了柴油发电机组的稳定工作，柴油发电机组的控制系统就像发电机组的心脏，那么控制系统是通过何种原理和算法来实现的呢？ 一、数字励磁控制器软件实现与算法研究 主要是对数字式励磁控制器的软件和所采用的控制算法进行论述。首先对数字励磁控制器的主程序进行设计，然后对电量参数采集算法和智能励磁控制算法进行研究，并在CPU上进行实现。为了实现的数字励磁控制，需要得到实时、的电量数据，而要获得实时、的电量数据，则需要采用交流采样方法，并推导出交流采样下各个电量的计算公式，终编写计算出电量数据的算法程序。交流采样是按一定的规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按照一定的数学算法求出被测电量参数的测量方法。下面给出交流电压，交流电流，有功功率，无功功率，功率因素的各种算法中的离散公式。 二、数字式励磁控制器总体设计方案 工作电源：由于微处理器的工作电源要求，我们需要一个5V的稳定直流电源，信号调理电路的运算电路的供电需要一组±12V的直流电源，另外，开关量输出需要驱动继电器，所以需要一个+24V的直流电源，为此我们需要设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组DC电源。 三、交流采样锁相环电路 要进行交流采样，通常需要进行同步采样，目前交流采样方式主要有硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种。硬件同步由硬件同步电路向CPU提出中断实现同步。硬件同步电路有多种形式，常见的如锁相环同步电路等。硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。它能克服软件同步采样法存在截断误差等缺点，测量精度高。利用锁相频率跟踪原理实现同步等间隔采样的原理图，在相位比较器PD、低通滤波器LP、压控振荡器VCO构成的锁相环内加入n分频器，输入为被测信号的频率，作为锁相环的基准频率，输出 为采样频率。经n分频后与相比较，根据锁相环工作原理，锁定时/n=，即：=n。由于锁相环的时跟踪性，当被测信号频率变化时，电路能自动快速跟踪并锁定，始终满足=n的关系，即采样频率为被测信号频率的整数n倍，从而实现一周内等间隔采样n点。此外，还可将分频系数n为程序控制，则可根据不同频率的被测信号及CPU、A/D转换器的速度，动态改变n值，以达到 的效果。 柴油发电机组控制系统的工作原理和算法很复杂，每个电路的设计都有其特定的算法来实现。柴油发电机组的控制部分，数字式励磁控制器较传统的模拟电路，励磁控制器具有精度高，反应快，控制算法适应性强，对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应，甚至可以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。 四、对继电保护装置的要求 继电保护装置是确保供电，保护电气设备而装设的，因此，对它的要求是：动作要迅速当供电系统或电气设备发生故障时，继电保护装置动作时限应短，迅速切除故障，以减轻被保护设备的损坏程度，阻止故障的蔓延。对于电气元件，如果短路电流通过时，产生的热量与短路电流的平方和电流通过的时间成正比，因此，保护装置切除得越快，产生的热量就越小，设备就不易损坏。灵敏度要高灵敏度是指保护装置对其保护范围内的故障或工作状态不正常的反应能力。灵敏度越高，故障发觉和切除就越早，从而对系统和设备的破坏就越小。可靠性要高可靠性是指装置本身应能可靠地工作。在正常运行或不属于它保护范围的故障，不应误动作，而属于它保护范围内的故障，不应拒绝动作。因此，保护装置的可靠性很重要，否则，它本身就可能是产生和扩大事故的根源。

关于柴油发电机组的探讨 　　一、发电机组主要参数 　　当前,性能优良的柴油发电机是一个功能完善、功率容量范围大、对环境和场地条件要求低、安装使用方便的小型发电设备。其使用相对广泛,输出容量从数KVA到数兆VA。柴油发电机组主体主要由发动机、发电机和控制系统三部分组成。其中与现代柴油发电机组配套的同步交流发电机由于性能及结构的特点，普遍采用自励恒压型,通常选用自激式同步交流发电机和PMG永磁式激励式同步交流发电机。发电机组包括以下几项主要性能参数。 　　电压调整率：在负载功率因数为0.8-1、负载空载至满载变化、从冷机到满机及转速下跌4.5%以内等情况下,电压调整率可以控制在±1%以内。 　　频率调整率：负载从0-范围内变化,频率稳定不变。 　　随机频率波动：负载处于0-功率之间任何值,随机频率波动率 值±0.25%。 　　电压波形：电路开路空载, 总波形畸变1.5%,只相平衡负载 总波形畸变5%。 　　金融业机房一般采用“市电——发电机——UPS”并机系统组成的供电系统。系统中,发电机的负载主要包括UPS、机房专用空调、应急照明、消防电梯等,这些负载启动或运行时都会对发电机产生振荡和干扰。尽管在组成“市电——发电机——UPS”供电系统时,发电机的负载量在其额定输出容量范围内，但在实际情况中，市电中断而发电机投人运行过程中却经常发生工作不稳定，产生多种使“发电机——UPS”系统不能正常工作的现象。 　　1、负载反馈的波动电压造成发电机输出电压稳定度较差，常出现发电机组输出电压振荡现象。UPS整流器允许的输人电压范围一般在±15%巧或更宽,发电机的输出电压不稳定对其影响较小。 　　2、UPS整流器的输人谐波造成多个过零点。 　　3、发电机的频率（转速）振荡一般情况下，频率振荡比电压、电流振荡范围小，但影响比较大，导致UPS处于频繁切换及非正常工作状态。频率振荡一般在±5%以内，由于负载有规律地忽大忽小，造成发电机组工作也忽强忽弱，加剧机组振动，加速机械磨损,甚至引起机件严重损坏。频率振荡明显的特征之一，即柴油机工作噪声有规律地忽大忽小，因此必须引起高度重视。 　　　　4、工作不正常空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生±Hz频率漂移,造成UPS频繁切换。当频率、电压振荡变化超出UPS输入工作范围时，UPS由蓄电池供电,而发电机在无UPS负载时恢复正常，随即UPS又自动投人，这样交错进行。频率漂移会对UPS正常运行产生两方面影响。一方面是不能旁路，另一方面是电池寿命缩短。 　　二、发电机运行不稳定原因分析 　　在“市电——发电机——UPS”供电系统中，UPS电路结构决定了其输人非线性的特性。典型的是传统双变换在线式UPS，由于其输人端AC/DC变换器是整流滤波电路，它的输入电流是脉动电流，不仅输入功率因数低（0.7一0.8），还包括大量的高次谐波电流（30%一40%）。低输人功率因数和谐波电流都会通过发电机定子线圈的感性内阻，由于发电机组定子线圈内阻大于电力变压器的短路阻抗，因此发电机更易受到非线性负载的影响,即在同样的负载电流波形失真度（THDI）情况下，其电压波形失真度（THDI）大于变压器。同时的谐波电流使发电机损耗明显增大（磁滞损耗正比于电流频率,涡流损耗比于电流频率的平方及导线的电流趋肤效应），并使得发电机的输出电压波形失真度明显增大，严重影响发电机的正常工作。 　　此外，负载的阶跃变化、UPS前端滤波器提供的容性电流都是造成发电机组不能正常工作的主要原因。 　　三、发电机组的使用与维护 　　为确保发电机组的运行,日常运行维护和快速的故障排除至关重要。根据发电机组的不同,维护和检修的内容、步骤、方法有所区别，一般应按照发电机组保养要求和本单位制定的维护计划进行。 　　(1)定期检查项目定期测量发电机电池组的电压及内阻情况,并进行记录定期检查空气过滤器、冷却液位、驱动皮带、排烟系统、燃油液位、机油液位、各种控制器及工作环境等情况。 　　(2)须按照发电机组保养要求及时更换机油、三滤、启动电池及冷却液。 　　(3)定期由供应商对发电机组进行检测,并出具报上口 　　(4)定期(至少一个季度一次)进行发电机组空载、带载测试。 　　针对柴油发电机组出现的故障，应该有步骤有目的地进行检查与分析，切不可盲目检查，胡乱拆卸。应根据故障的异常征兆、迹象、响声、出现时机、变化规律来寻找故障产生的部位，从原理与结构层面进行细致的分析推理，做出正确判断来寻找产生故障原因。查找故障时,应从简到繁、由表及里,按系统部位分段分步骤进行。