移動式5KW三相汽油發(fā)電機(jī)380V汽油發(fā)電機(jī)組以其靈活、方便、穩(wěn)定的特點被廣泛地作為常用、備用和應(yīng)急的交流電源使用。特別是近年來，我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國各地都出現(xiàn)了不同程度的電力緊缺現(xiàn)象，使汽油發(fā)電機(jī)組的作用更加突顯出來。傳統(tǒng)的汽油發(fā)電機(jī)組直流輸出發(fā)電機(jī)電壓，輸出電壓、頻率都不夠穩(wěn)定。汽油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展趨勢是汽油發(fā)電機(jī)組和電力電子變換器的結(jié)合以及電子調(diào)速器的使用，也就是將發(fā)電機(jī)輸出的原始電壓經(jīng)過電力電子變換器凈化處理，然后再輸出給負(fù)載，電子調(diào)速器調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。這種新型的發(fā)電機(jī)組一般稱之為數(shù)碼發(fā)電機(jī)。本文的研究主要是為了實現(xiàn)1kW數(shù)碼式汽油發(fā)電機(jī)，主要工作包括兩個部分：一是電能處理環(huán)節(jié)；二是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。全文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容如下：*章介紹了汽油發(fā)電組的概況和課題的背景和意義，然后分別介紹了發(fā)動機(jī)電子調(diào)速器和電力電子逆變器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。第二章介紹了汽油發(fā)電機(jī)組的組成機(jī)構(gòu)，對汽油發(fā)動機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的工作原理進(jìn)行了描述，并推導(dǎo)了發(fā)動機(jī)工作的數(shù)學(xué)模型。第三章主要研究了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制的方法，介紹了模糊控制和PID控制的特點，提出了模糊和PID混合控制的策略，設(shè)計了基于單片機(jī)的模糊—PID混合控制器。第四章主要研究了電能轉(zhuǎn)換部分也就是逆變環(huán)節(jié)的設(shè)計，介紹了單相SPWM逆變器的原理和控制方法，對逆變環(huán)節(jié)的軟硬件設(shè)計做了詳細(xì)的說明。第五章是實驗結(jié)果和實驗波形。

詳細(xì)參數(shù) 移動式5KW三相汽油發(fā)電機(jī)380V

調(diào)速器作為發(fā)動機(jī)的控制中心,能根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)載變化情況自動地調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)循環(huán)供油量,保持發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,從而保證發(fā)動機(jī)具有良好的工作性能。目前,小型汽油發(fā)電機(jī)組上的調(diào)速器普遍采用的是機(jī)械式調(diào)速器,由于機(jī)械調(diào)速器存在慣性滯后及摩擦阻力大等固有缺陷,因此它在調(diào)速時必然存在瞬時調(diào)速率和穩(wěn)定調(diào)速率差、過渡時間長等缺點,已不能適應(yīng)在發(fā)電機(jī)組中對汽油機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性日益提高的要求。為了解決機(jī)械調(diào)速器在調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組時存在的固有缺陷,提高汽油發(fā)電機(jī)組的自動化水平、可靠性和汽油發(fā)電機(jī)組的發(fā)電品質(zhì),開發(fā)一種價格低廉、可靠性高、具有通用性和擴(kuò)展性的數(shù)字式電子調(diào)速器具有非常重要的意義。本文在分析研究國內(nèi)外有關(guān)電子調(diào)速器的基礎(chǔ)分析方法及其研究狀況的基礎(chǔ)上,針對電子調(diào)速器在汽油機(jī)的過渡過程中,如何提高電子調(diào)速器的動態(tài)特性進(jìn)行了研究。通過對汽油機(jī)自動調(diào)節(jié)過程的分析,得出裝有數(shù)字電子調(diào)速器的汽油發(fā)電機(jī)組是一個一階慣性環(huán)節(jié)與一個二階欠阻尼環(huán)節(jié)的串聯(lián)。分析了汽油機(jī)在過渡過程中轉(zhuǎn)速變化與節(jié)氣門開度變化之間的關(guān)系以及節(jié)氣門的調(diào)節(jié)量對電子調(diào)速器的動態(tài)特性的影響。

以三鼎汽油發(fā)電機(jī)(SDQF2-II)為研究對象,針對常規(guī)PID控制器所表現(xiàn)出的局限性,提出了一種模糊控制改進(jìn)算法,對汽油機(jī)發(fā)電機(jī)電子調(diào)速器PID參數(shù)按調(diào)速系統(tǒng)過渡過程進(jìn)行在線實時模糊自整定。仿真結(jié)果和汽油機(jī)調(diào)速性能試驗表明,模糊自適應(yīng)PID電子調(diào)速器改善了汽油發(fā)電機(jī)全工況條件下的動態(tài)響應(yīng),從而提高汽油發(fā)電機(jī)的發(fā)電質(zhì)量,提高了系統(tǒng)的綜合性能。本文給出了汽油發(fā)電機(jī)組數(shù)字電子調(diào)速器的軟硬件設(shè)計過程與方法。本數(shù)字電子調(diào)速器依靠控制軟件和硬件的共同作用來實現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制功能的,使發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速在負(fù)載不斷變化的情況下,能夠自動調(diào)節(jié)汽油機(jī)節(jié)氣門的開度,給汽油機(jī)提供適量的燃油,讓汽油機(jī)穩(wěn)定在額定的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn),解決了機(jī)械調(diào)速器瞬時調(diào)速率和穩(wěn)定調(diào)速率差、過渡時間長等缺點,具有很強(qiáng)的通用性和功能擴(kuò)展能力。對不同型號的汽油發(fā)電機(jī)組,只要根據(jù)具體機(jī)型選用對應(yīng)的控制參數(shù),編制出相應(yīng)的控制程序,就可以使用此數(shù)字電子調(diào)速器對其進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。在對SDQF2-II汽油機(jī)進(jìn)行了大量試驗后結(jié)果表明:在標(biāo)定轉(zhuǎn)速3000 rpm時,該電子調(diào)速器可以達(dá)到1.0%的穩(wěn)態(tài)調(diào)速率和6.2%的瞬態(tài)調(diào)整率,優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。整個調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,具有一定的推廣應(yīng)用價值。

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)輸出電源頻率的穩(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。 本文以小型高速汽油發(fā)電機(jī)組為被控對象,對電子調(diào)速系統(tǒng)和電源逆變系統(tǒng)進(jìn)行研究。做了如下工作: 通過對汽油發(fā)電機(jī)組主要組成部分的結(jié)構(gòu)、原理分析,得到了發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為控制系統(tǒng)的開發(fā)提供了理論依據(jù)。 為了滿足控制系統(tǒng)對速度和器件資源的要求,選擇CYGNAL公司C8051F040作為控制系統(tǒng)的主控芯片,進(jìn)行數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計,并設(shè)計了RS-232接口,實現(xiàn)與上位機(jī)的串口通信,實時傳遞實驗數(shù)據(jù)。