汽油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的研究及設(shè)計.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組正得到日益廣泛的應(yīng)用。在10KW以下的發(fā)電機(jī)組中，小巧輕便的汽油發(fā)電機(jī)組占有大部分的市場。目前，國內(nèi)外采用機(jī)械式調(diào)速器控制發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速，在負(fù)載變化時存在轉(zhuǎn)速超調(diào)大等缺陷，影響發(fā)電機(jī)輸出電源的穩(wěn)定，限制了發(fā)電機(jī)性能的進(jìn)一步提高。近年來，為適應(yīng)發(fā)電機(jī)組“輕型化”和“小型化”的要求，采用高速汽油機(jī)、永磁中頻發(fā)電機(jī)和逆變技術(shù)成為小型便攜式汽油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展方向。 本文的研究對象為蘇

2、州泰格動力機(jī)器有限公司提供的汽油發(fā)電機(jī)，該汽油發(fā)電機(jī)單個功率較小，但相對設(shè)備具有的功率負(fù)載變化很大，導(dǎo)致在負(fù)載出現(xiàn)較大的變化時，汽油調(diào)節(jié)閥門波動較大，交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)定，影響發(fā)電機(jī)性能指標(biāo)。 本文針對蘇州泰格動力機(jī)器有限公司所生產(chǎn)的汽油發(fā)電機(jī)目前存在的這些問題，進(jìn)行了汽油機(jī)-發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計，獲得了如下成果： （1）在對汽油發(fā)電機(jī)工作原理以及其交-直-交功率變換方式進(jìn)行研究分析后，確定了控制系統(tǒng)框圖，明確

3、可以測量和控制的變量，最終的輸出變量。研究了各種控制方案。 （2）探討了適用于小型汽油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的控制算法。在對控制系統(tǒng)模型的分析基礎(chǔ)上，通過對汽油發(fā)電機(jī)實(shí)際應(yīng)用中帶載情況的分析，設(shè)計了以轉(zhuǎn)速反饋為主，以反映負(fù)荷變化的電流補(bǔ)償為輔的控制方案，可使發(fā)電機(jī)組在負(fù)載不斷變化的情況下，能夠迅速自動調(diào)節(jié)汽油機(jī)節(jié)氣門的開度，使得輸出電源保持恒定。在負(fù)荷不變時，使汽油機(jī)穩(wěn)定在一定的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，減小節(jié)氣門的波動，提高輸出電壓的穩(wěn)定性。

4、 （3）上述控制方案已在實(shí)際的汽油發(fā)電機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)輸出電壓在各種負(fù)載變化情況下能夠保持穩(wěn)定，并且具有超調(diào)小，穩(wěn)定時間短的特點(diǎn)，從而可以大大提高汽油發(fā)電機(jī)的電源品質(zhì)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力。 （4）此外，通過對汽油機(jī)的特殊工況的分析，進(jìn)行了控制方案的進(jìn)一步改進(jìn)，采取了模糊-PID控制算法，并在MATLAB-Simulink仿真環(huán)境下對選取的控制算法進(jìn)行了仿真研究，驗(yàn)證了本控制算法在本研究中的可行性。