介紹柴油發(fā)電機組調(diào)速方法 １面向Simulink數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)框圖 　　在建立了柴油發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的各模型后，就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常規(guī)PID控制，變速積分PID控制，不完全微分PID控制和模糊PID控制的調(diào)速系統(tǒng)框圖。 　?。保背Ｒ?guī)PID控制 　　首先看常規(guī)PID控制，下面是它的系統(tǒng)仿真框圖，這是常規(guī)采用的PID控制系統(tǒng)圖，通過對真實控制系統(tǒng)繪制仿真框圖，觀察采用常規(guī)PID控制效果。 　　１．２不完全微分PID控制 　　下面是不完全微分PID控制系統(tǒng)仿真框圖,圖２不完全微分PID控制系統(tǒng)仿真框圖這是在常規(guī)PID基礎上進行了不完全微分，這是用來改善它的控制功能，取得更好的控制效果。 　?。保匙兯俣确e分PID控制　 　　下面是變速度積分PID控制系統(tǒng)仿真框圖。 　?。保茨：齈ID控制　 　　自適應模糊PID控制是將自適應控制的思想和常規(guī)PID控制器結合，吸收了自適應控制和常規(guī)PID控制的優(yōu)點。首先它具備自適應能力，能夠自動識辨被控過程參數(shù)、自動整定控制參數(shù)，能夠適應被控過程模型參數(shù)的變化；其次它又具有常規(guī)PID控制器結構簡單、魯棒性強、可靠性高的優(yōu)點。這使得自適應PID控制成為過程控制中一種較為理想的控制方法?！?　　如果用模糊控制箱設計出模糊控制器，再在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立系統(tǒng)仿真模型，把模糊控制器模塊和我們設計的ＦＩＳ結構連接起來，就可以對它進行仿真研究了，系統(tǒng)仿真框圖的建立關鍵是對ＰＩＤ三個參數(shù)Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，這必須考慮到不同時刻三個參數(shù)的相互作用和它們之間的關系。 　　下面從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來考慮Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的作用，建立模糊規(guī)則表。 　?。ǎ保┍壤禂?shù)Ｋｐ的作用是加快系統(tǒng)的響應速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。Ｋｐ越大，系統(tǒng)的響應速度越快，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高，但容易產(chǎn)生超調(diào)，可能會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。Ｋｐ取值過小，會降低調(diào)節(jié)精度，使響應速度變慢，延長調(diào)節(jié)時間，使系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)特征變壞。 　?。ǎ玻┓e分作用系數(shù)Ｋｉ的作用是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。Ｋｉ越大，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差越快，但Ｋｉ過大，在響應過程的初期會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應過程的較大超調(diào)。但Ｋｉ過小會使系統(tǒng)的靜態(tài)誤差難以，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。 　?。ǎ常┪⒎值淖饔孟禂?shù)Ｋｄ的作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)特征，其主要作用是在響應過程中抑制偏差向任何方向的變化，對偏差變化進行提前預報。但Ｋｄ過大，會使響應過程提前制動，延長了調(diào)節(jié)時間，而且會降低系統(tǒng)的抗干擾性能。下面是進行模糊控制PID控制的系統(tǒng)仿真框圖。 　?。矊ο到y(tǒng)進行仿真研究 　　建立了系統(tǒng)的仿真框圖后，就可以對系統(tǒng)進行仿真研究，就可以比較采用常規(guī)PID控制和變積分PID控制，不完全微分PID控制，模糊自適應PID控制的比較，并具體分析我們采用的模糊控制系統(tǒng)仿真框圖自適應控制時的仿真效果。對系統(tǒng)進行仿真有助于我們對柴油發(fā)電機組調(diào)速系統(tǒng)的快速理解，并初步地分析出我們需要的控制參數(shù)，對系統(tǒng)的研究有積極作用。 　　系統(tǒng)仿真圖通過ＭＡＴＬＡＢ中的模糊控制箱實現(xiàn)，同時根據(jù)自己控制系統(tǒng)的具體特點和要求來建立的，基本可以反應控制系統(tǒng)的基本情況，可以起到很好的仿真模擬作用。 　　首先，比較常規(guī)PID控制和變積分PID控制，變速積分PID通過改變積分項的累加速度，使得它和偏差大小相適應，偏差大的時候，積分慢；偏差小時，積分快，這就可以減少超調(diào)，同時更好地靜差。 　　下面比較一下常規(guī)PID控制和不完全微分ＰＩＤ控制的區(qū)別。不完全微分就是在PID算法中引入了一個一階慣性環(huán)節(jié)，使得系統(tǒng)性能得到改善，在改善系統(tǒng)動態(tài)特性的時候又盡量減少高頻干擾。 　　 介紹模糊自適應控制和常規(guī)PID的比較，并對模糊自適應控制的仿真進行分析。這些都是基于前面建立的柴油發(fā)電機的系統(tǒng)模型的 　　可見模糊PID控制器和常規(guī)PID控制相比，它使得系統(tǒng)響應的超調(diào)時間減小，曲線更平整，反應時間加快了，控制效果明顯更好了。同時模糊PID控制器在控制過程前期具有模糊控制器的特點，而在控制過程后期具有PID調(diào)節(jié)器的所有優(yōu)勢，是一種性能優(yōu)良的控制器，所以在實際使用中可以選用模糊自適應控制方法。

柴油發(fā)電機組的直流電動機啟動 電動機啟動系統(tǒng)由操作人員通過踏板和杠桿操作啟動開關，使電動機的齒輪嚙入飛輪齒圈或者操作人員撳下啟動按鈕，電磁開關通電吸合，控制啟動機和齒輪嚙入輪齒圈帶動柴油機啟動。 1．啟動電動機的離合機構 啟動電動機軸上的嚙合齒輪在啟動時，才與發(fā)動機曲軸上的飛輪齒圈相嚙合，而當發(fā)動機開始運行后，啟動電動機應立即與曲軸分。否則當發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高，使啟動電動機大大超速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生很大的離心力，造成損壞，甚至使啟動電動機電樞飛散。因此，啟動電動機必須裝離合機構。啟動時保證啟動電動機的動力能傳遞給曲軸，啟動后能切斷啟動電動機與發(fā)動機曲軸的聯(lián)系。 常用的離合機構有以下幾種： (1)彈簧離合機構這種機構套裝在啟動機電樞軸上，驅(qū)動齒輪的右端活套在花鍵套筒的左端的外圓上，兩個扇形塊裝入齒輪右端相應缺口中并伸人花鍵套筒左端的環(huán)檜內(nèi)，這樣齒輪和花鍵套筒可一起作軸向移動，兩者可相對滑轉(zhuǎn)。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內(nèi)徑小于齒輪和套筒相應外圓面的直徑，安裝時緊在外圓面上。啟動機帶動花鍵套筒旋轉(zhuǎn)，有使離合彈簧收縮的趨勢，由于離合彈簧被箍在相應外圓面上，于是，啟動機扭矩靠彈簧與外圓面的摩擦傳給驅(qū)動齒輪，從而帶動飛輪圈轉(zhuǎn)動。當機啟動后，齒輪有比套筒轉(zhuǎn)速快的趨勢，彈簧脹開，離合齒輪在套簡上滑動，從而使齒輪與飛輪齒圈脫開。 該離合機構較簡單，所配用的ST614型啟動機，其電壓為流24V、功率為5.3kW，操作方便，因而得到廣泛應用。 （2）摩擦片式離合機構摩擦片式離合機構。這種離合結構這樣裝配的，內(nèi)花鍵殼9裝在具有右旋外花鍵上，主動片8套在內(nèi)花鍵殼9的導槽中，而從動片6與主動片8相間排列，旋裝在花鍵套10上的螺母2與摩擦片之間，裝有彈性3圈，壓環(huán)4和調(diào)整墊片5。驅(qū)動齒輪右端的形部分有一個導槽，從動片齒形凸緣裝入此導槽之中， 裝卡環(huán)7，以防止啟動機驅(qū)動齒輪1與從動片松脫。離合結構裝好后摩擦片之間無壓緊力。 啟動時，花鍵套10按順時針方向轉(zhuǎn)動，靠內(nèi)花鍵殼9與花鍵套10之間的右旋花鍵，使內(nèi)花鍵殼在花鍵套上向左移動將摩擦片壓緊，從而使離合機構處于接合狀態(tài)，啟動機的扭矩靠摩擦片之間的摩擦傳給驅(qū)動齒輪，帶動飛輪齒圈轉(zhuǎn)動。發(fā)動機啟動后，驅(qū)動齒輪相對于花鍵套轉(zhuǎn)速加快，內(nèi)花鍵殼在花鍵套上右移，于是摩擦片便松開，離合機構處于分離狀態(tài)。 該離合機構摩擦力矩的調(diào)整，即調(diào)整墊片5可改變內(nèi)花鍵殼端部與彈性墊圈之間的間隙，以控制彈性墊圈的變形量，從而調(diào)整離合機構所能傳遞的 摩擦力矩。 摩擦片式的離合機構由于可傳動的扭矩較大。因此，通常用于較大啟動扭矩的柴油機上。 2.啟動機電嵫操機構 為柴油機所用的ST614型啟動機的結構圖。它由串激式直流電動機作啟動機，其功率為5.3kW，電壓為24V，此外，還有電磁開關和離合機構等部件組成。 為電磁操縱機構啟動機電氣接線圖。 啟動時，打開電路鎖鑰（即電路開關），然后，撳下啟動按鈕4，電路接通，于是電流通入牽引電磁鐵兩個線圈：即牽引電磁鐵線圈和保持線圈，兩個線圈產(chǎn)生同一方向的磁場吸力，吸引鐵心左移，并帶動驅(qū)動杠桿8擺動，使啟動機的齒輪與飛輪齒圈進行嚙合。鐵心1繼續(xù)向左移，于是，啟動開關5觸點閉合，啟動直流電動機電路接通，直流電動機開始運轉(zhuǎn)工作，同時與啟動開關與并聯(lián)的牽引線圈被短路失去作用，牽引繼電器由保持線圈所產(chǎn)生磁場吸力保持鐵心位置不動。 啟動后，應及時松開啟動按鈕，使其回到斷開位置，并轉(zhuǎn)動電路鎖鑰，切斷電源，以防啟動按鈕卡住，電路切不斷，牽引繼電器繼續(xù)通電。此時，由于電路已切斷，保持線圈磁場消失，在復位彈簧的作用下，鐵心右移復原位，直流電動機斷電停轉(zhuǎn)。同時，齒輪驅(qū)動杠桿也在復位彈簧的作用下，使齒輪退出嚙合。

柴油發(fā)電機組因鉛酸蓄電池極樁氧化無法起動 (1)故障現(xiàn)象 某柴油機電站額定功率為50kW，采用東風康明斯柴油機為原動力，起動電動機功率為2.2kW，起動電壓為DC 24V，采用兩塊風帆蓄電池廠的68025 D低溫起動鉛酸蓄電池串聯(lián)作為柴油機的起動電源。JDK為電源總開關(接地開關)，節(jié)為起動電源開關，SA1為點火開關，M、Q為起動電動機和電磁開關線圈，TJ為直流繼電器，正常起動過程為臺上電源總開關JDK及起動電源開關QF，將點火開關SA1打至。起動“位置”，這時直流繼電器ZJ線圈得電，其常開觸點閉合，電磁開關線圈Q得電從而接通起動電動機M，起動電動機帶動柴油機起動。 而該電站接通起動回路給起動電動機供電后，聽見起動電動機周圍發(fā)出固定頻率的“噠噠”聲，起動電動機不動作，柴油機不能起動。 (2)故障查找 分析因起動電動機未動作，先檢査起動時電動機是否上電，且電壓是否在24V左右。用萬用表測起動電動機兩端電壓，發(fā)現(xiàn)萬用表指針(指針式萬用表)按固定頻率不停擺動。反復幾次起動，發(fā)現(xiàn)“噠噠”聲是起動繼電器ZJ的常開觸點不停的斷開和閉合時發(fā)出的，和前面起動電動機兩端的電壓時有時無的現(xiàn)象一致，因而判斷故障是由于起動電源供電不正常造成的。分析認為，當起動電鑰匙SA1打開并起動瞬間，蓄電池電壓全部加在起動繼電器線圈兩端，起動繼電器常開觸點閉合，起動電動機加上電，整個回路瞬間產(chǎn)生大電流。這時，如果起動回路的某一點阻值很大，則大部分電壓將降在該點，從而使起動繼電器線圈兩端電壓降低。當?shù)陀诶^電器的吸合電壓時，常開觸點會斷開，整個起動回路斷電，電流消失，該點沒有電壓降；起動電源電壓又全部加在起動繼電器線圈兩端。重復剛才過程，回路斷開、閉合循環(huán)進行，起動繼電器“嗒嗒”聲也就不斷產(chǎn)生。為了找到影響回路的這個點，逐步檢查了回路中各元器件及其接線，元器件完好，接線可靠；用蓄電池檢測儀檢測蓄電池電量，電量充足對蓄電池進一步檢查發(fā)現(xiàn)，在蓄電池的卡子與蓄電池接線端頭的接觸處周圍有白色真菌，同時發(fā)現(xiàn)其端頭周圍有黑色氧化物。根據(jù)以上現(xiàn)象進行分析，初步判斷是蓄電池接線端頭接觸故障導致柴油機無法起動。因為，在南方寒冷潮濕地區(qū)，電氣元件及各接線端頭很容易因真菌腐蝕形成一層氧化膜，這層氧化膜電阻較大，當回路接通產(chǎn)生電流后，在該端頭上產(chǎn)生較大壓降，使起動接觸器線圈兩端電壓低于吸合電壓，造成柴油機無法起動。 (3)故障排除 由于是真菌腐蝕造成的接線端頭表面產(chǎn)生氧化膜，只要將氧化膜除去即可，先用開水清洗蓄電池接線端頭和蓄電池卡子，直到接線端頭和蓄電池卡子顯現(xiàn)材料本色，然后用毛巾將其擦拭干凈，重新接好蓄電池卡子并開機，柴油機順利起動。