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介绍马鞍山柴油发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了马鞍山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、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、鲁棒性强、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、响应速度、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的作用是消除系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差消除越快,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消除,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马鞍山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,同时更好地消除静差。
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马鞍山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。






发电机组的连杆组由连杆体、连杆盖、螺栓和轴承组成
连杆组由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承组成,有锰合金结构钢锻造而成,并经过淬火、回火和喷丸处理。
连杆小头用来安装活塞销。连杆小头内压有两个衬套,两个衬套之间的间隙行程凹槽,杆身的油道彼此相通,有杆身孔中进入的机油送到小头以润滑活塞销和衬套。小头呈楔形,可减轻连杆的重量,并且可使冷却活塞顶部的机油落下来再次润滑活塞销。
连杆杆身连接着连杆的小头和大头。杆身呈工字形断面,这样既减轻连杆的重量,又保证连杆有足够的刚度和强度。杆身中间有润滑小头的油道,油道在大头一端偏离连杆中心,其目的是提高轴承的承载能力,当活塞在上止点爆发压力 时,曲轴上的压油孔正好对准连杆杆身的油孔,这样能给活塞销以充足的润滑,可延长活塞销的使用寿命。
连杆大头为平切口式,连杆盖和连杆体有两个圆柱销定位,并由螺钉依靠精密加工的螺纹将其紧固在两杆体上(设锁紧装置),连杆螺钉的紧力矩为190~203N·m。
在康明斯柴油机上采用两种不同形式的连杆。这两种形式的连杆式完全能互换的,并能够安装到相同的发动机上。
早期设计的连杆在杆身和盖上装有两个装配定位环。这种连杆在杆身和盖上仅有一处平衡台。现在设计的连杆杆身和连杆盖上则装有四个单位环。这种连杆在杆身和盖上各有一处平衡台。
连杆大头中装有连杆轴承,采用耐磨合金轴瓦。钢背上面为铜铅合金层,其合金厚度为0.5mm。其次是捏层,厚度为0.01mm,用以提高覆盖层的结合性。上面为镀有铜铅合金层,提高了轴承承受负荷的能力和耐疲劳性,还具有良好的减磨性和耐蚀性。所以对于镀有电镀层的轴瓦,应不就行镗削或刮削,否则将镀层搪掉,就完全去原来加覆盖层的意义了。
在康明斯柴油机上采用了两种不同的连杆轴瓦。现在的连杆轴瓦比早期的连杆轴瓦具有更大的承载能力,不要将新的和旧的轴瓦混装在同一连杆上。不同的连杆轴瓦可以从连杆轴瓦背面的零件号来加以识别。永远不要再同一根连杆上混装不同型号的轴瓦。
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发电机电腐蚀情况简介
发电机组发电一般有两种情况
1.局部放电:发电机组中的局部放电主要有绕组主绝缘内部放电。端部电晕放电和槽放电三种,这是因为在电场的作用下,绝缘系统中绝缘体局部区域的电场强度达到击穿场强。在部分区域发生放电,但只是局部发生,并没有贯穿整个绝缘。
定子绕组或接头断裂放电:定子绕组短线街头断裂而引起的电弧放电。为故障放电。这种放电具有很大的危害性。
发电机电腐蚀
电腐蚀是发生在发电机槽部钉子线表面和铁心部位的一种腐蚀,较轻时使电线棒防晕层及主绝缘表面形成粒状白点。严重时会破坏防晕层,主绝缘表面因蚕食而出现麻点,甚至造成线棒及电条烧损。
发电机产生电腐蚀的部分一般有两种:一种是发生在防晕层和定子槽之间,通常称为外腐蚀,另一种是发生在防晕层和主绝缘之间,通常称为内腐蚀。
发电机产生电腐蚀的原因主要有:
1,点子槽在下线前未喷低阻半导体
2.使用的电条不合格,草且为打紧
3.定子线棒的固定方式不规范
4.线棒的尺寸和平直度不标准,碟片公差不符合要求等。
由于上述原因,造成发电机槽部钉子线防晕层表面和定子槽壁之间失去电接触而发生容性放电。又由于其放电量大,在放电是产生电火花和高达几百至上千摄氏度的温度。同时,放电使空气电离产生的臭氧与空气中的氧气,水分产生化学作用,对线棒和铁心产生腐蚀,这种叫做电腐蚀。
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