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发动机在作为发电机组、农林机械及其他场合的动力装置时都需要进行速度调节,以便在负载发生变化的情况下能够保持转速基本不变。目前,发电机组上发动机的速度控制系统多采用的是机械式控制系统,存在调速率差、过渡时间长等缺点,已不能适应发电机组对发动机转速稳定性日益提高的要求,因此开发一种实用性强、稳定性高、价格合理、具有通用性和扩展性的机电速度控制系统具有非常重要的意义。
本文以一台由柴油机改装的天然气发动机为控制对象,试验研发了一种广泛适用各种燃气发动机的恒速控制系统。首先选择可编程控制器(Programmable Logic Controller 即PLC)作为本控制系统的核心控制部件,然后根据PLC 确定传感器、步进电机及其驱动器的型号,并为本系统选择合适的算法,依靠软件和硬件共同作用来实现预期的控制效果。
本系统作为一个闭环控制系统,由霍尔转速传感器测量转速,将转速反馈给PLC,再由PLC 进行转速比较,确定调节方向,控制步进电机改变节气门开度,进而控制循环进气量,使发动机在负载突变的情况下,依然能够控制转速在设定值稳定运行。同时利用温度传感器对冷却水温度和机油温度进行实时监控,以保证发动机的稳定运转。
最后在台架上进行了不同转速、不同负荷情况下的发动机恒速控制试验,模拟实际发电外负荷变化时,对发动机转速的影响,考查恒速调节系统的调节效果。分析试验结果,找出其中存在的问题及其原因,并对不合理的部分加以改进,使恒速控制系统更好的达到控制转速恒定的目的。