专利名称：机电复合式柴油机调速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种柴油机用的，特别是柴油机电站用的机电复合式柴油机调速装置。
在现有技术中，为了使柴油机能够稳定工作，需要采用调速装置来实现。目前使用的有机械式调速器或电子调速器。机械式调速器具有动态响应慢和调速精度低的问题。电子调速器所存在的问题是，当其意外失效后会造成严重后果，从而影响整体可靠性。
本实用新型的任务是提供一种响应快、调速精度高、易于远程控制和可靠性高的机电复合式柴油机调速装置。
本实用新型的任务是通过如下方案实现的机电复合式柴油机调速装置包括调速杠杆(31)、飞铁(32)、调速弹簧(33)、转速传感器(41)、位移传感器(42)、控制器(43)和电磁执行器；电磁执行器包括衔铁(44)、线圈(45)、电磁执行器外壳(46)和电磁执行器输出轴(47)；调速杠杆(31)的端点与喷油泵(1)的调速齿条(2)联接；电磁执行器输出轴(47)顶压在调速杠杆(31)上。
控制器(43)包括频率-电压转换器(431)、转速设定电路(432)、转速PID调节器(433)、位移PID调节器(434)、脉宽调制功率驱动器(435)和保护电路(436)。
本实用新型采用的是机电复合式结构方案，所以在工作时具有动态响应快、调速精度高和可靠性高的优点；当转速传感器(41)、位移传感器(42)、控制器(43)和电磁执行器组成的电子调速部分意外失效时，仍能靠包括调速杠杆(31)、飞铁(32)和调速弹簧(33)的机械调速部分维持工作；同时本实用新型还具有易于实现远程控制的特点。
图1总体结构原理框图；图2结构原理图；图3控制器电路原理图。
实施例如
图1、2所示，机电复合式柴油机调速装置包括调速杠杆(31)、飞铁(32)、调速弹簧(33)、转速传感器(41)、位移传感器(42)、控制器(43)和电磁执行器；电磁执行器包括衔铁(44)、线圈(45)、电磁执行器外壳(46)和电磁执行器输出轴(47)；调速杠杆(31)的端点与喷油泵(1)的调速齿条(2)联接；调速弹簧(33)连接在调整摇臂(34)和调速杠杆(31)之间，调整摇臂(34)的摆角即可改变调速弹簧(33)的拉力，从而使飞铁(32)的顶轴与调速杠杆(31)有效接触，同时达到调节机械设定转速的目的；电磁执行器输出轴(47)顶压在调速杠杆(31)上。转速传感器(41)、位移传感器(42)、控制器(43)和电磁执行器组成电子调速部分；调速杠杆(31)、飞铁(32)和调速弹簧(33)构成机械调速部分。转速传感器(41)装在柴油机飞轮齿圈的外壳上。
如图3所示，控制器(43)包括频率-电压转换器(431)、转速设定电路(432)、转速PID调节器(433)、位移PID调节器(434)、脉宽调制功率驱动器(435)和保护电路(436)。频率-电压转换器(431)由晶体管T1、门电路U1:A、门电路U1:B、门电路U1:C、D触发器U2:A、D触发器U2:B、计数器U3、门电路U4:B、门电路U4:C、六个电阻R1-R6、三个电容C1-C3和石英晶体Q1组成，门电路U1:A、门电路U1:B和门电路U1:C为一体化结构，D触发器U2:A和D触发器U2:B为一体化结构。转速设定电路(432)由电阻R26、电阻R27、电阻R22、电位器W3和电容C11组成。转速PID调节器(433)由运算放大器U5:A、运算放大器U5:B、电位器W1、电位器W2、电位器W5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R25、电容C4、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9组成，运算放大器U5:A和运算放大器U5:B为一体化结构。位移PID调节器(434)由运算放大器U8:B、电阻R15、电阻R31、电阻R32、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电容C12、电容C21、电容C22、电容C26组成。脉宽调制功率驱动器(435)由脉宽调制器U7、V-MOS功率管T3、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C18和二极管D1组成。保护电路(436)由门电路U4:A、晶体管T2、晶体管T4、电阻R10、电阻R11、电阻R22、电阻R30、电容C5组成。门电路U4:A、门电路U4:B和门电路U4:C为一体化结构。
在工作时，控制器(43)的频率-电压转换器(431)将转速传感器(41)输出的信号频率转换为直流电压，与转速设定电路(432)的转速设定电压相比较后得出当前的转速偏差，经转速PID调节器(433)调节放大后得出柴油机喷油泵(1)的调速齿条(2)的当前位置设定值，再与位移传感器(42)输出的调速齿条(2)的实际位置信号比较，并经位移PID调节器(434)调节放大，再经脉宽调制功率驱动器(435)进行脉宽调制和功率放大后驱动电磁执行器，通过改变线圈(45)中的电流大小，从而改变电磁执行器的衔铁(44)的位置，使电磁执行器输出轴(47)推动调速杆(31)移动，进而带动柴油机喷油泵(1)的调速齿条(2)向减小柴油机转速偏差的方向运动。这时，电子调速部分和机械调速部分进行复合调速，保证了柴油机在所设定的转速下稳定运转。保护电路(436)作用是一旦转速传感器失效时，立即关闭脉宽调制功率驱动器(435)，从而使电磁执行器退出工作，柴油机在机械调速部分的调速控制下怠速运行。
本实用新型可广泛应用于柴油机，特别是柴油机电站的调速控制。
权利要求1．一种机电复合式柴油机调速装置，其特征是它包括调速杠杆(31)、飞铁(32)、调速弹簧(33)、转速传感器(41)、位移传感器(42)、控制器(43)和电磁执行器；电磁执行器包括衔铁(44)、线圈(45)、电磁执行器外壳(46)和电磁执行器输出轴(47)；调速杠杆(31)的端点与喷油泵(1)的调速齿条(2)联接；电磁执行器输出轴(47)顶压在调速杠杆(31)上。
2．如权利要求1所述的机电复合式柴油机调速装置，其特征是控制器(43)包括频率-电压转换器(431)、转速设定电路(432)、转速PID调节器(433)、位移PID调节器(434)、脉宽调制功率驱动器(435)和保护电路(436)。
专利摘要本实用新型属于一种机电复合式柴油机调速装置,它包括调速杠杆(31)、飞铁(32)、调速弹簧(33)、转速传感器(41)、位移传感器(42)、控制器(43)和电磁执行器。控制器((43)包括频率－电压转换器(431)、转速设定电路(432)、转速PID调节器(433)、位移PID调节器(434)、脉宽调制功率驱动器(435)和保护电路(436)。本实用新型具有动态响应快、调速精度高、可靠性高和易于实现远程控制的优点。可广泛应用于柴油机,特别是柴油机电站的调速控制。
文档编号F02D41/40GK2320799SQ9722350
公开日1999年5月26日 申请日期1997年6月9日 优先权日1997年6月9日
发明者陆平, 孙军, 滕万庆 申请人:哈尔滨工程大学