電渦流測功機發(fā)動機轉速不穩(wěn)什么原因

　　電渦流測功機的常見故障之一就是發(fā)動機方面的問題，今天來來說說電渦流測功機發(fā)動機轉速不穩(wěn)什么原因

　　一、測功機發(fā)動機系統(tǒng)的恒轉速控制

　　測功機恒轉速控制就是通過轉速閉環(huán)控制來改變電渦流測功機的自然特性，使它的負荷特性變?yōu)楹戕D速特性，如果系統(tǒng)偏離平衡點，由于轉速閉環(huán)的控制，使得測功機勵磁電流相應發(fā)生變化，即測功機負荷特性從一條自然特性曲線跳轉到另外一條自然特性曲線，進而使系統(tǒng)返回平衡點。

　　二、低轉速不穩(wěn)定點的原因分析

　　根據(jù)測功機恒轉速控制的分析，可以發(fā)現(xiàn)，雖然通過恒轉速閉環(huán)控制對測功機自然特性進行改造，但測功機發(fā)動機系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，如果發(fā)動機瞬時扭矩轉速波動率大于電渦流測功機轉速閉環(huán)調(diào)節(jié)率，測功機仍然是通過它的自然特性曲線與發(fā)動機保持平衡的。

　　此時，如果在某些工況點下發(fā)動機的扭矩特性與測功機自然特性存在不穩(wěn)定或半穩(wěn)定點，則系統(tǒng)將在該點附近進行頻繁地調(diào)節(jié)。轉速閉環(huán)雖然可以在一定程度上使系統(tǒng)回復到平衡點，但由于測功機勵磁電流加載的滯后，使得系統(tǒng)在這種工況點上的穩(wěn)定性不如其它穩(wěn)定工況點。

　　三，同時，一般的汽油機在低轉速、中高負荷工作時，由于氣缸內(nèi)燃燒很不充分，使輸出扭矩波動過大，進而導致發(fā)動機扭矩轉速曲線在小范圍內(nèi)呈現(xiàn)無規(guī)則變化。當dMe/dn，即扭矩轉速變化率接近或者大于測功機的扭矩調(diào)解率時，將導致系統(tǒng)轉速控制的不穩(wěn)定。

　　從上述理論分析中可以得出，對于這種現(xiàn)象最根本的解決辦法就是盡可能地提高系統(tǒng)的扭矩調(diào)節(jié)響應速度，即提高dMe/dn。對于系統(tǒng)來說需要從測功機和控制器兩個方面分別考慮。測功機方面可以考慮選取勵磁響應即扭矩加載響應更快的測功機;控制器方面應該進一步改進勵磁電流回路以及相應程序的控制算法。由于條件限制，只進行了控制器方面的改進。

　　四、控制器改進及試驗結果

　　考慮控制器電路板布局方面的改進，減少對信號的干擾。設計中優(yōu)先考慮電磁兼容問題，在對MCU進行模塊劃分后，對帶噪聲和不帶噪聲信號的功能模塊進行了有效的隔離，能夠滿足嚴格的電磁兼容性要求。為了在保證電磁兼容性要求下提高控制核心的通用性，采用了數(shù)字核心電路與母板分離的模塊化方案，經(jīng)過電磁兼容考慮優(yōu)化的測控部分電路布局。

　　同時對勵磁電流回路進行改進。由于本系統(tǒng)采用大功率MOSFET作為直流斬波器件，通過MC9S12DP256輸出的PWM信號進行勵磁電流控制，因此測功機勵磁線圈中為脈沖電流。系統(tǒng)采用LEM公司電流傳感器LA58-P進行電流信號的測量，LA58-P為霍爾型電流傳感器，采用非接觸方式測量，具有無插入損失、精度高、響應頻帶寬和抗干擾能力強等特點，非常適合于工業(yè)控制現(xiàn)場應用。LA58-P將脈沖電流信號轉變?yōu)槊}沖電壓信號，在進入A/D轉換模塊前，需要對脈沖信號進行有效值計算。為了提高系統(tǒng)響應時間及測量精度，設計中采用了真有效值芯片MX536，此芯片自帶低通濾波器，應用簡單方便。MX536輸出信號再通過一級電壓跟隨增強其驅(qū)動能力，最后進入系統(tǒng)A/D轉換模塊。

　　在上述硬件改進的基礎上，再進行PID的重新整定。系統(tǒng)采用分段PID控制，整定的順序由低差值段到高差指段。

　　整定的原則如下：

　　(1)低差值段的PID參數(shù)要求動態(tài)響應速度足夠快，在控制對象發(fā)生擾動時能快速控制回到目標設定值。

　　(2)最低差值段的PID參數(shù)即為穩(wěn)態(tài)控制的PID參數(shù)，要求穩(wěn)態(tài)控制精度高，在此基礎上響應速度越快越好。

　　(3)高差值段的PID參數(shù)要求超調(diào)盡量小，保證階躍調(diào)整過程中不引發(fā)振蕩。

　　(4)每一段的參數(shù)之間相互承接，每一段的PID參數(shù)都要參與系統(tǒng)的調(diào)整。這可根據(jù)調(diào)整周期、PID輸出的計算公式以及每段的最大差值進行計算得出參數(shù)上限。在具體調(diào)試中，可根據(jù)實際控制對象以及所需目標控制效果進行相應的調(diào)整。

　　五、結論

　　從上述試驗結果分析可知，所選配的國產(chǎn)扭振減振器與發(fā)動機曲軸軸系匹配合理，能起到很好的扭振減振作用。

　　相關閱讀：電力測功機轉速及轉矩操控