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发电机进气门的配气相位
(1)进气提前角 在排气冲程接近终了,活塞到达上止点前,进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角,一般为10°~30°。进气门早开,使得活塞到达上止点开始向下移动时,因近期门已有一定开度,所以可较快的获得进气通道截面积,减少进气阻力。
(2)进气滞后角 在进气冲程下止点过后,活塞重又上一行一段进气门才关闭。从下止点到气门关闭所对应的曲轴转角称为进气滞后角,一般为40°~80°。进气门晚关,是因为活塞到达下止点时,由于进气阻力的影响,气缸内的压力仍然低于大气压,且气流还有相当大的惯性,仍能继续进气。下止点过后,随着活塞的上行,气缸内压力逐渐增大,、宜昌猇亭当地进气气流速度也逐渐减小,至流速等于零时,进气门关闭的滞后角适合。若滞后角过大会将进入气缸的气体重新又压回进气管。
由上可见,进气门开启持续时间内的曲轴转角,即进气持续角,它等于提前角、宜昌猇亭当地滞后角之和加180°曲轴转角。
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柴油发电机组保护系统
一、宜昌猇亭本地温度及压力保护系统
1.系统简介
温度及压力的控制在柴油机运行中非常关键。
润滑油压力、宜昌猇亭本地燃油压力不足,柴油机将无法运行。目前的大功率中速柴油机大都有一套比较完整的监控检测系统,对柴油机的一些重要参数(如温度、宜昌猇亭本地压力等)进行监控,一旦这些参数超出设定范围就声光报警或自动停机。
柴油机组设有气缸排气、宜昌猇亭本地透平排气、宜昌猇亭本地主轴承、宜昌猇亭本地发电机定子、宜昌猇亭本地缸套水、宜昌猇亭本地润滑油等温度监测及燃油、宜昌猇亭本地起动空气、宜昌猇亭本地润滑油、宜昌猇亭本地生水、宜昌猇亭本地缸套水、宜昌猇亭本地油嘴水、宜昌猇亭本地进气等压力监测。这些温度及压力监测、宜昌猇亭本地报警及停机系统主要由装在控制屏上的CMR424、宜昌猇亭本地CMR524单元组成。
2.优缺点。这套系统体积小、宜昌猇亭本地元件少(每一种信号由一个独立的电路板转化)、宜昌猇亭本地布局集中、宜昌猇亭本地便于监视,而且有一部分温度(如缸套水温度、宜昌猇亭本地润滑油温度等)的控制采用PLC微电脑控制,自动化程度比较高。润滑油压力和缸套水压力的控制就地直接采用压力开关作用于跳机。尽管如此,该系统仍有一定的局限性。对于排气温度而言,只有单缸和平均温度的差值报警,没有单缸温度超过设定值的报警,温度无法实时显示。传统的自动记录仪需要大量的打印纸,打印间隔太长,多种曲线挤在一起不易辩别,且无法数字化等。几次涡轮增压器损坏就是因为没有及时发现温度上升趋势致使气阀损坏而打坏涡轮增压器的。
3.常见故障及防范改进对策。温度显示波动且幅度大,有时显示-1或1该故障原因有: ,连接插头接触不良,可以拧紧,当插头松脱时CMR424显示-1;第二,探头特性变坏,可以更换探头,特别当热电阻探头短路时CMR424显示1;第三,电子板需要重新调整。
二、宜昌猇亭本地全自动保护系统
1.工作原理
柴油发电机组油雾保护系统的主要保护元件是油雾探测器,它能及时检测出有否因轴承过热或活塞环损伤造成过量漏气等故障而导致在曲轴箱内形成油雾,从而监视柴油机的主要运行部件——曲轴和气缸的工作状况是否正常。在柴油机运行过程中它通过采样管系不停地抽出曲轴箱内的油气,并送至一个灵敏且准确的浓度测量装置。该浓度测量装置包括一个红外线发射二极管和对侧一个光电接收二级管。光电二级管感受红外线产生的光强度,并将光强度信号转换为电信号送至电子鉴定装置。
2.优缺点
该保护装置的快速性、宜昌猇亭本地灵敏性无可厚非,但经过几年的运行检修发现,由于外界或装置自身的原因,使得其选择性和可靠性大大降低。比如由于润滑油冷却器的泄漏(水进入并污染了润滑油),油雾探测器将会感受到由于水份的增加而引起的不透明度的增加,继而发生跳机。油雾探测器的电子元件属于高精度元件,但因其安装在柴油机本体上,温度高、宜昌猇亭本地振动大,工作环境极为恶劣,由此使得电子元件的老化加剧,产生温度漂移,跳机的灵敏度增加,误动率也增加。而且该保护有时出现指示灯全无指示,使得保护经常处于脱离状态等。频繁的保护误动及保护的无法就绪,不仅会造成因甩负荷而引起的材质疲劳,寿命缩短,而且会使生产人员产生麻痹心理,认为该装置不可靠,是误动,这样大大限制并误导了生产人员的思维,而在真正出现“高油雾”时就会发生事故。
3.常见故障及防范改进对策
元件老化,温度漂移等引起灵敏度改变,结合电厂的实际并经有关专家同意,将报警阀值S开关调至第4级,运行至今未发生跳机现象。
4.电子板故障
当油雾探测器出现红、宜昌猇亭本地绿指示灯全部熄灭的现象,且检查24VDC电源正常、宜昌猇亭本地插头无松动时,基本上就可判断为电子板故障,也可以采用对换其它机组的电子板来进行判断。如确属电子板故障,就应该及时检修或更换。
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介绍柴油发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了柴油发电机组调速系统的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制,变速积分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
1.1常规PID控制
首先看常规PID控制,下面是它的系统仿真框图,这是常规采用的PID控制系统图,通过对真实控制系统绘制仿真框图,观察采用常规PID控制效果。
1.2不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图2不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分,这是用来改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
1.3变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
1.4模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合,吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力,能够自动识辨被控过程参数、宜昌猇亭同城自动整定控制参数,能够适应被控过程模型参数的变化;其次它又具有常规PID控制器结构简单、宜昌猇亭同城鲁棒性强、宜昌猇亭同城可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器,再在Simulink中建立系统仿真模型,把模糊控制器模块和我们设计的FIS结构连接起来,就可以对它进行仿真研究了,系统仿真框图的建立关键是对PID三个参数Kp,Ki,Kd的整定,这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、宜昌猇亭同城响应速度、宜昌猇亭同城超调量和稳态精度等各方面来考虑Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊规则表。
(1)比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但容易产生超调,可能会导致系统不稳定。Kp取值过小,会降低调节精度,使响应速度变慢,延长调节时间,使系统动态和静态特征变坏。
(2)积分作用系数Ki的作用是系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。但Ki过小会使系统的静态误差难以,影响系统的调节精度。
(3)微分的作用系数Kd的作用是改善系统的动态特征,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd过大,会使响应过程提前制动,延长了调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
2对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后,就可以对系统进行仿真研究,就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自适应PID控制的比较,并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对柴油发电机组调速系统的快速理解,并初步地分析出我们需要的控制参数,对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过MATLAB中的模糊控制箱实现,同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的,基本可以反应控制系统的基本情况,可以起到很好的仿真模拟作用。
首先,比较常规PID控制和变积分PID控制,变速积分PID通过改变积分项的累加速度,使得它和偏差大小相适应,偏差大的时候,积分慢;偏差小时,积分快,这就可以减少超调,同时更好地静差。
下面比较一下常规PID控制和不完全微分PID控制的区别。不完全微分就是在PID算法中引入了一个一阶惯性环节,使得系统性能得到改善,在改善系统动态特性的时候又尽量减少高频干扰。
介绍模糊自适应控制和常规PID的比较,并对模糊自适应控制的仿真进行分析。这些都是基于前面建立的柴油发电机的系统模型的
可见模糊PID控制器和常规PID控制相比,它使得系统响应的超调时间减小,曲线更平整,反应时间加快了,控制效果明显更好了。同时模糊PID控制器在控制过程前期具有模糊控制器的特点,而在控制过程后期具有PID调节器的所有优势,是一种性能优良的控制器,所以在实际使用中可以选用模糊自适应控制方法。