*CN103184938A*
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103184938 A(43)申请公布日 2013.07.03
(12)发明专利申请
(21)申请号 201110450860.1(22)申请日 2011.12.29
(71)申请人广西玉柴机器股份有限公司
地址537005 广西壮族自治区玉林市天桥西
路88号(72)发明人廖升友 莫宗华
(74)专利代理机构北京中誉威圣知识产权代理
有限公司 11279
代理人丛芳 彭晓玲(51)Int.Cl.
F02D 1/04(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图4页权利要求书1页 说明书4页 附图4页
(54)发明名称
发电机电子调速装置及调速方法(57)摘要
本发明公开了一种发电机电子调速装置及调速方法。该发电机电子调速装置包括：转速控制器、电磁执行器、转速传感器和电源；转速传感器安装在发动机飞轮齿根部，用以检测发动机的转速；电磁执行器安装在喷油泵上，用以调节燃料供给量；转速传感器的输出端和电磁执行器的输入端均连接到转速控制器上，转速控制器根据所述转速传感器的检测信号来控制电磁执行器的运动位移。通过转速控制器和电磁执行器对发动机瞬间负荷变化产生快速和精确的响应，用以控制发动机的转速，提高发动机运转稳定性，提高发动机的动力性和经济性，解决发动机不稳定、游车问题。CN 103184938 ACN 103184938 A
权 利 要 求 书
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1.一种发电机电子调速装置，其特征在于，包括：转速控制器、电磁执行器、转速传感器和电源；所述转速传感器安装在柴油机飞轮齿根部，用以检测发动机的实际转速；所述电磁执行器安装在喷油泵上，用以调节燃料供给量；所述转速传感器的输出端和所述电磁执行器的输入端均连接到所述转速控制器上，所述转速控制器根据所述转速传感器的检测信号来控制所述电磁执行器的运动位移。
2.根据权利要求1所述的发电机电子调速装置，其特征在于，所述转速控制器包括：接收转换模块，用于接收所述转速传感器输出的频率和转速成正比的交流电压信号，并将该信号转换为直流电压信号；
转速设定模块，用于存储设定的柴油机额定转速；执行器位移运算模块，用于将所述接收转换模块的直流电压信号与转速设定模块中的额定转速设定值比较后得到转速偏差量，并将所述转速偏差量运算放大后得出燃料供给量位置值，再与电磁执行器的实际位置值比较后，得到实际位置偏差量，再将该实际位置偏差量运算放大；
执行器驱动模块，用于将所述执行器位移运算模块运算放大后的实际位置偏差量转化成电流控制方式向电磁执行器输出驱动电流，以改变电磁执行器的运动位移。
3.根据权利要求2所述的发电机电子调速装置，其特征在于，所述转速设定模块的柴油机额定转速通过低速设定电位器和高速设定电位器进行调整。
4.根据权利要求3所述的发电机电子调速装置，其特征在于，所述转速设定模块还外接有微调电位器，所述高速设定电位器与所述微调电位器同时对柴油机额定转速进行调整。
5.根据权利要求4所述的发电机电子调速装置，其特征在于，所述高速设定电位器对柴油机额定转速进行粗调，所述外接微调电位器对柴油机额定转速进行细调。
6.根据权利要求3所述的发电机电子调速装置，其特征在于，所述转速设定模块的柴油机额定转速先设定高速值再设定低速值。
7.一种发电机电子调速方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤一，转速传感器检测柴油机的实际转速，并将所述实际转速输送给转速控制器；步骤二，转速控制器根据所述实际转速来控制所述电磁执行器的运动位移，以调节喷油泵的燃料供给量。
8.根据权利要求7所述的发电机电子调速装置，其特征在于，所述步骤二具体包括：首先，设定转速控制器的柴油机额定转速；然后，转速控制器将所述柴油机的实际转速与设定的柴油机额定转速进行比较，得到转速偏差量，并将所述转速偏差量运算放大后得出燃料供给量位置值，再与电磁执行器的实际位置值比较后，得到实际位置偏差量；
最后，将所述电磁执行器的实际位置偏差量运算放大后转化成电流控制方式向电磁执行器输出驱动电流。
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说 明 书
发电机电子调速装置及调速方法
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技术领域
[0001]
本发明涉及发电机领域，特别涉及一种发电机电子调速装置及调速方法。
背景技术
柴油发电机是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动
发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。[0003] 现有柴油发电机，由于受到市场及成本等影响，往往都是采用机械式离心调速器。机械式离心调速器的工作原理是通过飞锤的离心作用驱动柴油机油泵的供油量调节机构的供油齿条来调节油泵的供油量，由于作为感应元件的飞锤直接驱动供油量调节机构的供油齿条，很难准确地根据发动机瞬间负荷变化产生快速和精确的响应，以控制柴油机的转速，从而造成柴油机运转的不稳定，进而影响发电机输电的稳定性；另外，柴油机运转不稳定会增加氮氧化物和烟度的排放，污染环境。
[0002]
发明内容
[0004] 本发明解决的技术问题是提供一种能够提高发电机输电稳定性的发电机电子调速装置及调速方法。
[0005] 为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发电机电子调速装置，包括：转速控制器、电磁执行器、转速传感器和电源；所述转速传感器安装在柴油机飞轮齿根部，用以检测发动机的实际转速；所述电磁执行器安装在喷油泵上，用以调节燃料供给量；所述转速传感器的输出端和所述电磁执行器的输入端均连接到所述转速控制器上，所述转速控制器根据所述转速传感器的检测信号来控制所述电磁执行器的运动位移。[0006] 进一步地，转速控制器包括：[0007] 接收转换模块，用于接收所述转速传感器输出的频率和转速成正比的交流电压信号，并将该信号转换为直流电压信号；[0008] 转速设定模块，用于存储设定的柴油机额定转速；[0009] 执行器位移运算模块，用于将所述接收转换模块的直流电压信号与转速设定模块中的额定转速设定值比较后得到转速偏差量，并将所述转速偏差量运算放大后得出燃料供给量位置值，再与电磁执行器的实际位置值比较后，得到实际位置偏差量，再将该实际位置偏差量运算放大；
[0010] 执行器驱动模块，用于将所述执行器位移运算模块运算放大后的实际位置偏差量转化成电流控制方式向电磁执行器输出驱动电流，以改变电磁执行器的运动位移。[0011] 进一步地，转速设定模块的柴油机额定转速通过低速设定电位器和高速设定电位器进行调整。
进一步地，转速设定模块还外接有微调电位器，所述高速设定电位器与所述微调
电位器同时对柴油机额定转速进行调整。
[0012]
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说 明 书
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进一步地，高速设定电位器对柴油机额定转速进行粗调，所述外接微调电位器对
柴油机额定转速进行细调。[0014] 进一步地，转速设定模块的柴油机额定转速先设定高速值再设定低速值。[0015] 根据本发明的另一个方面，提供了发电机电子调速方法，具体步骤包括：[0016] 步骤一，转速传感器检测柴油机的实际转速，并将所述实际转速输送给转速控制器；
[0017] 步骤二，转速控制器根据所述实际转速来控制所述电磁执行器的运动位移，以调节喷油泵的燃料供给量。[0018] 进一步地，步骤二具体包括：[0019] 首先，设定转速控制器的柴油机额定转速；[0020] 然后，转速控制器将所述柴油机的实际转速与设定的柴油机额定转速进行比较，得到转速偏差量，并将所述转速偏差量运算放大后得出燃料供给量位置值，再与电磁执行器的实际位置值比较后，得到实际位置偏差量；[0021] 最后，将所述电磁执行器的实际位置偏差量运算放大后转化成电流控制方式向电磁执行器输出驱动电流。
[0022] 根据本发明的技术方案，通过把电磁执行器安装在喷油泵上，根据发动机飞轮齿圈信号，通过转速控制器和电磁执行器对发动机瞬间负荷变化产生快速和精确的响应，用以控制发动机的转速，提高发动机运转稳定性，提高发动机的动力性和经济性，解决发动机不稳定、游车问题；另外，喷油泵喷射量与发动机转速之间协调，能够降低氮氧化物和烟度的排放，使得发动机更加的环保。附图说明
[0023] 图1为根据本发明的发电机电子调速装置的结构示意图；
[0024] 图2为根据本发明的发电机电子调速装置的转速控制器的方框示意图；[0025] 图3为根据本发明的发电机电子调速装置的转速控制器端子连线示意图；[0026] 图4为根据本发明的发电机电子调速装置的工作原理示意图；[0027] 图5为根据本发明的发电机电子调速方法的流程图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。[0029] 参看图1，该发电机电子调速装置包括：转速控制器1、电磁执行器2、转速传感器3和电源4。其中，转速传感器3作为测速元件，安装在柴油机飞轮5齿根部，用以检测柴油机的转速。电磁执行器2作为执行元件，安装在喷油泵6上，并与喷油泵6的供油量调节机构的供油齿条连接(图中未示出)，通过电磁执行器2带动喷油泵6的供油量调节机构的供油齿条移动来调节喷油泵的燃料供给量。电源4为该发电机电子调速装置供电。[0030] 如图2所示，转速控制器1包括：接收转换模块、转速设定模块、执行器位移运算模块和执行器驱动模块。[0031] 其中，接收转换模块与转速传感器3连接，用于接收转速传感器3输出的频率和转
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说 明 书
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速成正比的交流电压信号，并将该信号转换为直流电压信号。[0032] 转速设定模块用于存储设定的柴油机额定转速，该额定转速通过低速设定电位器和高速设定电位器调整。低速设定电位器用于调整柴油机的“怠速”值。高速设定电位器用于调整柴油机的“高速”值。另外，高速设定电位器与外接微调电位器7可同时对柴油机额定转速进行调整。通常高速设定电位器作为粗调，外接微调电位器7作为细调；还有，应先设定高速值再设定低速值。[0033] 结合图4所示，执行器位移运算模块用于将接收转换模块的直流电压信号与转速设定模块中的额定转速设定值比较后得到转速偏差量，并将该转速偏差量运算放大后得出燃料供给量位置值，即电磁执行器2的稳态输出位置指令，再与电磁执行器2的实际位置值比较后，得到实际位置偏差量，再将该实际位置偏差量运算放大。执行器位移运算模块将接收转换模块的直流电压信号与转速设定模块中的额定转速设定值进行比较，比较之后将会得到两部分的偏差信息：即偏差“正、负”和偏差幅度。其中，偏差“正、负”：柴油机的实际转速大于设定额定转速，偏差为负；发动机的实际转速小于设定工作转速，偏差为正；偏差幅度：偏差幅度信息经过“运算”机构的处理，确定输出控制量的大小，即增加或减少燃料量的多少。
[0034] 执行器驱动模块与电磁执行器2连接，用于将执行器位移运算模块运算放大后的实际位置偏差量转化成电流控制方式向电磁执行器2输出驱动电流，从而改变电磁执行器2的运动位移，进而带动喷油泵6的供油量调节机构的供油齿条移动来调节喷油泵的燃料供给量，最终调整发动机的转速。当执行器位移运算模块的实际位置偏差为负时，则将向电磁执行器2输出负向控制，减小燃料量，柴油机转速随之降低；当执行器位移运算模块的实际位置偏差为正时，则将向电磁执行器2输出负向控制，增加燃料量，柴油机的转速随之升高。执行器驱动模块还具有保护或限制功能。[0035] 如图3所示，转速控制器1具有十四个外接端子，其中：[0036] 端子(1)、(2)接电磁执行器2；[0037] 端子(5)、(6)接电源4，这两组线要求截面1.3mm或更粗的线.线越长要求线径越粗，以减小压降.电源4正极[即端子(6)]应串接15A的保险丝；[0038] 端子(3)、(4)接转速传感器3，转速传感器3必须用屏蔽线缆，线缆的屏蔽部分应接到端子(4)上，但不可与其它部分相连接，否则干扰信号可能进入转速控制器1；[0039] 端子(7)、(9)接微调电位器7，微调电位器7阻值为4.7K，调速范围可达到2400HZ；
[0040] 端子(10)、(11)接稳态调速率开关，断开稳态调速率为0，闭合后通过调整控制器上稳态调速率电位器可将稳态调速率设定在0-5％范围内；[0041] 端子(7)、(12)接高/低速开关，闭合时为怠速，断开后升至额定转速；[0042] 端子(13)接电压调速装置，可直接接入同步控制器和负载分配器完成自动并车和自动负载分配功能，单机运行时可不接；[0043] 端子(14)接外供10V/20mA电源，但在使用中如发生短路或超负荷使用将损坏控制器。
[0044] 如图5所示，应用该发电机电子调速装置的调速方法为：[0045] 首先，设定转速控制器1的柴油机额定转速。
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该额定转速通过低速设定电位器和高速设定电位器调整。低速设定电位器用于调
整柴油机的“怠速”值。高速设定电位器用于调整柴油机的“高速”值。另外，高速设定电位器与外接微调电位器7可同时对发动机额定转速进行调整。通常高速设定电位器作为粗调，外接微调电位器7作为细调；还有，应先设定高速值再设定低速值。[0047] 然后，转速传感器3检测柴油机的实际转速，并将该实际转速输送给转速控制器1。
接下来，转速控制器1将柴油机的实际转速与设定的柴油机额定转速进行比较，得到转速偏差量，并将该转速偏差量运算放大后得出燃料供给量位置值，即电磁执行器2的稳态输出位置指令，再与电磁执行器2的实际位置值比较后，得到实际位置偏差量，再将该实际位置偏差量运算放大后转化成电流控制方式。[0049] 最后，转速控制器1将根据该电流控制方式向电磁执行器2输出驱动电流，从而改变电磁执行器2的运动位移，进而带动喷油泵6的供油量调节机构的供油齿条移动来调节喷油泵的燃料供给量，最终调整发动机的转速。[0050] 通过把电磁执行器2安装在喷油泵6上，根据柴油机飞轮5齿圈信号，通过转速控制器1和电磁执行器2对发动机瞬间负荷变化产生快速和精确的响应，用以控制发动机的转速，提高发动机运转稳定性，提高发动机的动力性和经济性，解决发动机不稳定、游车问题；另外，喷油泵喷射量与发动机转速之间协调，能够降低氮氧化物和烟度的排放，使得发动机更加的环保。
[0051] 以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
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说 明 书 附 图
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