一种小型柴油发电机电子调速系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型柴油发电机电子调速系统，微处理器通过步进电机驱动电路与步进电机连接，步进电机与柴油机连接，柴油机分别通过柴油位检测电路、机油位检测电路与微处理器连接，柴油机与发电机连接，发电机通过频率检测电路与微处理器连接，发电机与负载连接，负载通过负载功率检测电路与微处理器连接，负载功率检测电路包括电流互感器和电压互感器，微处理器分别与保护电路、油门调节机构连接，本实用新型可以优化柴油机的动力性能、改善燃油使用经济性、控制排放和噪声，延长零件的使用寿命，使柴油机从怠速至额定转速范围内均能获得较佳的工作状态，从而提高小型柴油发电机的工作性能。
【专利说明】
一种小型柴油发电机电子调速系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及柴油发电机调速系统技术领域，具体的说是一种小型柴油发电机电子调速系统。
【背景技术】
[0002]目前，小型柴油发电机上的调速装置是离心式机械调速器。虽然其结构简单、安全可靠、维修方便、成本低廉，但是也存在着明显缺点。首先，从控制角度讲，它相当于一种比例控制器，存在调节静差，当负荷变化时，调速弹簧力和飞块离心力的平衡点也随着变化，稳定后的转速不等于原转速:其次，调速器中存在着机械传动摩擦，运行时，飞块离心力因需克服摩擦力而产生调节滞后，滞后较大时，会造成柴油发电机转速波动较大，从而影响输出电能质量;再次，机械调速器功能单一，不能实现复杂的控制功能，也就不能充分发挥柴油发电机的工作性能。对于柴油机来说，在其燃烧室及进排气系统已确定的情况下，借助于调节控制技术的改进能使柴油机在整个运行范围内都处于较佳的工作状态，提高小型柴油机的工作性能。
[0003]因此，为克服上述技术的不足而设计出一款可以优化柴油机的动力性能、改善燃油使用经济性、控制排放和噪声、延长零件的使用寿命、使柴油机从怠速至额定转速范围内均能获得较佳的工作状态、提高小型柴油发电机的工作性能的一种分离餐厨垃圾中废水制沼气装置，正是发明人所要解决的问题。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种小型柴油发电机电子调速系统，其结构简单，可以优化柴油机的动力性能、改善燃油使用经济性、控制排放和噪声，延长零件的使用寿命，使柴油机从怠速至额定转速范围内均能获得较佳的工作状态，从而提高小型柴油发电机的工作性能。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种小型柴油发电机电子调速系统，其包括微处理器、步进电机、柴油机、发电机、负载，所述微处理器通过步进电机驱动电路与步进电机连接，所述步进电机与柴油机连接，所述柴油机分别通过柴油位检测电路、机油位检测电路与微处理器连接，所述柴油机与发电机连接，所述发电机通过频率检测电路与微处理器连接，所述发电机与负载连接，所述负载通过负载功率检测电路与微处理器连接，所述负载功率检测电路包括电流互感器和电压互感器，所述微处理器分别与保护电路、油门调节机构连接。
[0006]进一步，所述微处理器采用TMS320LF2407 DSP芯片。
[0007]进一步，所述电流互感器选用TA17电流互感器，所述电压互感器选用TV19E电压互感器。
[0008]本实用新型的有益效果是:
[0009]1、本实用新型可以优化柴油机的动力性能、改善燃油使用经济性、控制排放和噪声，延长零件的使用寿命，使柴油机从怠速至额定转速范围内均能获得较佳的工作状态，从而提高小型柴油发电机的工作性能。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型结构框图。
[0011]图2是本实用新型频率检测电路图。
[0012]图3是本实用新型负载功率检测电路图。
[0013]图4是本实用新型步进电机驱动电路图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。
[0015]参见图1是本实用新型结构框图，该结构一种小型柴油发电机电子调速系统，包括微处理器、步进电机、柴油机、发电机、负载，微处理器通过步进电机驱动电路与步进电机连接，步进电机与柴油机连接，柴油机分别通过柴油位检测电路、机油位检测电路与微处理器连接，柴油机与发电机连接，发电机通过频率检测电路与微处理器连接，发电机与负载连接，负载通过负载功率检测电路与微处理器连接，负载功率检测电路包括电流互感器和电压互感器，微处理器分别与保护电路、油门调节机构连接。
[0016]参见图1是本实用新型结构框图，柴油机输出转矩带动发电机旋转，发电机输出交流电供负载使用。控制电路主要由微处理器、频率检测电路、负载功率检测电路、油门调节机构、柴油位检测电路、机油位检测电路和保护电路组成。微处理器将频率检测电路测得的数据进行计算得到柴油机实际转速，通过检测到的负载功率确定柴油机目标转速，对两者进行比较计算之后输出油门调节指令，油门调节机构按照指令调整油门开度，使柴油机在目标转速下稳定工作。当负载发生变化时，电子调速系统能够自动设定柴油机新的目标转速，并采取调整油门的方式来调整柴油机转速，使之工作在新的目标转速下；当负载稳定时，电子调速系统会保持柴油机的转速稳定。如果缺少机油或者柴油机工作异常，微处理器会将柴油机紧急停机并输出故障信号，以保证柴油机的安全;如果检测电路检测到柴油不足，微处理器会输出缺柴油信号。
[0017]微处理器采用TMS320LF2407 DSP芯片，该芯片采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗；30MIPS的执行速度使得指令周期缩短到33ns(30MHz)，提高了控制器的实时控制能力。
[0018]参见图2是本实用新型频率检测电路图，频率检测电路用于检测永磁同步发电机的输出电压频率。通过整形电路把发电机辅助绕组输出的中频交流电压信号整形成方波信号，输入微处理器的计数器I的输入口，通过微处理器在单位时间内计数，实现对机端输出电压频率的检测。通过检测得到的频率值可以计算出发电机的转速，而发电机与柴油机是同轴的，它们的转速相等，从而得到柴油机的实际工作转速。
[0019]参见图3是本实用新型负载功率检测电路图，本系统只需要测量有功功率，因此选择电流互感器和电压互感器分别测量电流和电压。选用TA17电流互感器和TV19E电压互感器。它们都采用坡膜合金铁芯，线性度优于0.1%，穿线孔大，可以直接焊在印刷线路板上。为了得到较高的测量精度和较高的输出电压，在输出端加上一级运放。其中Ql为电压互感器，Q2为电流互感器。
[0020]参见图4是本实用新型步进电机驱动电路图，选用两相步进电动机，在工作时要求定子磁极的极性交变，要采用双极性驱动电路驱动，即绕组电流能够正反向流动。由于系统只有单极性电源，需要采用全桥式驱动电路，而双极性桥式驱动电路较为复杂，因此选用了双极性专用驱动芯片L298来驱动步进电机。
[0021]本实用新型可以优化柴油机的动力性能、改善燃油使用经济性、控制排放和噪声，延长零件的使用寿命，使柴油机从怠速至额定转速范围内均能获得较佳的工作状态，从而提高小型柴油发电机的工作性能。
【主权项】
1.一种小型柴油发电机电子调速系统，其特征在于:其包括微处理器、步进电机、柴油机、发电机、负载，所述微处理器通过步进电机驱动电路与步进电机连接，所述步进电机与柴油机连接，所述柴油机分别通过柴油位检测电路、机油位检测电路与微处理器连接，所述柴油机与发电机连接，所述发电机通过频率检测电路与微处理器连接，所述发电机与负载连接，所述负载通过负载功率检测电路与微处理器连接，所述负载功率检测电路包括电流互感器和电压互感器，所述微处理器分别与保护电路、油门调节机构连接。2.根据权利要求1所述的一种小型柴油发电机电子调速系统，其特征在于:所述微处理器采用TMS320LF2407 DSP芯片。3.根据权利要求1所述的一种小型柴油发电机电子调速系统，其特征在于:所述电流互感器选用TA17电流互感器，所述电压互感器选用TV19E电压互感器。
【文档编号】F02B63/04GK205663517SQ201620549424
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】粘克威
【申请人】齐齐哈尔市绿源农业机械有限责任公司