便攜式8KW小型柴油發(fā)電機(jī)柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程是電站運(yùn)行的重要組成部分。并聯(lián)運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組數(shù)量決定了船舶電站的容量。并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性與船舶電站的穩(wěn)定性密切相關(guān)。建立能準(zhǔn)確反映柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型對(duì)電站的運(yùn)行控制、仿真和性能分析都具有重要意義。柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行過程的研究涉及到柴油發(fā)電機(jī)的模型、并聯(lián)運(yùn)行控制模型、電力負(fù)荷模型等的建立。其中,柴油發(fā)電機(jī)模型盡管存在一些不同的建模方法,但大多數(shù)僅限于單臺(tái)模型仿真。本文以柴油發(fā)電機(jī)模型為核心,建立了多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。本文以“育鯤”輪的船舶電站為參考對(duì)象,分別建立了柴油發(fā)電機(jī)模型、電力負(fù)荷模型,并聯(lián)運(yùn)行控制系統(tǒng)模型。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了并聯(lián)運(yùn)行過程的仿真模型,Matlab/simulink為仿真工具,進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果與實(shí)船測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。同步發(fā)電機(jī)模型是柴油發(fā)電機(jī)組模型的重要組成部分,對(duì)計(jì)算精度和仿真實(shí)時(shí)性有很大影響。本文充分考慮定子暫態(tài)對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響,改進(jìn)同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,引入七階狀態(tài)方程組,提高了動(dòng)態(tài)仿真精度。對(duì)柴油發(fā)電機(jī)加載、卸載及壓縮空氣起動(dòng)過程進(jìn)行仿真,結(jié)果符合實(shí)際情況,也驗(yàn)證了模型的正確性。

詳細(xì)參數(shù) 便攜式8KW小型柴油發(fā)電機(jī)

在簡化參數(shù)的條件下,建立對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性影響大的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型。在統(tǒng)一坐標(biāo)下,采用派克變換,將變阻抗方法運(yùn)用到柴油發(fā)電機(jī)組狀態(tài)方程組中,避免求解微分代數(shù)方程組,提高運(yùn)算速度。采用simulink組件進(jìn)行了仿真,得到了滿意的結(jié)果。分析了并聯(lián)運(yùn)行過程中同步的物理規(guī)律和特點(diǎn),根據(jù)并聯(lián)運(yùn)行控制原理,提出了并聯(lián)運(yùn)行過程中負(fù)載轉(zhuǎn)移仿真方法。定義了“并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定度”來表示并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定程度,并分析了并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定性?？紤]計(jì)算精度與仿真實(shí)時(shí)性的矛盾,進(jìn)一步簡化模型,并將其運(yùn)用到船舶電站模擬器上。柴油發(fā)電機(jī)組的建模與運(yùn)行仿真是船舶電站研究的一個(gè)重要領(lǐng)域,文中改進(jìn)了同步發(fā)電機(jī)模型,引入了變阻抗方法建立電動(dòng)機(jī)負(fù)荷模型,提出了柴油發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行過程的數(shù)學(xué)模型,*提出并定義了并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定度的新概念,給出發(fā)電機(jī)組搖擺角曲線參數(shù)求解方法。上述對(duì)于電站的控制、仿真和性能分析有重要意義,并為研制電站模擬器奠定了重要基礎(chǔ)。

柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的控制質(zhì)量直接影響柴油發(fā)電機(jī)組的電力質(zhì)量，本文針對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速控制進(jìn)行了如下研究：(1)研究了柴油發(fā)電機(jī)組硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)的原理框架，在此基礎(chǔ)上完成了系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)。在柴油發(fā)電機(jī)組硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)中，柴油機(jī)、同步發(fā)電機(jī)等復(fù)雜部件整體以數(shù)學(xué)模型的形式在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，作為“虛擬柴油發(fā)電機(jī)組”參與仿真；電磁執(zhí)行器、電子調(diào)速器等其他部件則以實(shí)物形式安裝在仿真系統(tǒng)中，與“虛擬柴油發(fā)電機(jī)組”通過傳感器及數(shù)據(jù)采集卡相互聯(lián)接，配合“虛擬柴油發(fā)電機(jī)組”進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。為了增強(qiáng)仿真過程與實(shí)際柴油發(fā)電機(jī)組工作過程的相似性，柴油發(fā)電機(jī)組硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)使用三相交流伺服電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)還原“虛擬柴油發(fā)電機(jī)組”的轉(zhuǎn)速，電機(jī)的轉(zhuǎn)速再反饋至電子調(diào)速器進(jìn)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。柴油發(fā)電機(jī)組硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)的加載、卸載仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)*可用于電子調(diào)速器的開發(fā)與測(cè)試。(2)通過采集實(shí)際柴油發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、電磁執(zhí)行器的齒條位移和用電負(fù)載的輸入輸出數(shù)據(jù)，基于建模理論建立了適用于柴油發(fā)電機(jī)組硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)模型，該模型準(zhǔn)確描述了柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和執(zhí)行器的齒條位移以及用電負(fù)載的輸入輸出關(guān)系。由于NARX模型為簡單的多項(xiàng)式函數(shù)形式，所以還具有運(yùn)算時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。柴油發(fā)電機(jī)組硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)的加載、卸載試驗(yàn)結(jié)果表明，本文建立的柴油發(fā)電機(jī)組模型可以準(zhǔn)確描述實(shí)際柴油發(fā)電機(jī)組加載、卸載時(shí)的轉(zhuǎn)速特性。(3)設(shè)計(jì)了柴油發(fā)電機(jī)組的數(shù)字式電子調(diào)速器。本文首先介紹了數(shù)字式電子調(diào)速器關(guān)鍵功能模塊的硬件設(shè)計(jì)原理，并對(duì)硬件進(jìn)行了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，數(shù)字式電子調(diào)速器的硬件功能符合設(shè)計(jì)要求。然后，闡述了主要軟件功能的實(shí)現(xiàn)思想并進(jìn)行了ADC采集精度和測(cè)頻精度的測(cè)試。后，進(jìn)行了柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速PID控制的優(yōu)化改進(jìn)并完成了仿真研究，仿真結(jié)果表明：采用分段PI控制和不*微分PD的并聯(lián)PID控制算法可以顯著改善轉(zhuǎn)速控制效果。