柴油機卸載調節電控裝置的製作方法
2023-06-02 23:49:31
專利名稱：柴油機卸載調節電控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能在柴油機負載突卸時進行快速調節轉速的電子自動控制裝置，適用於配有以速為感受信號的單脈衝機械—液壓式調速器的柴油機調速系統，屬於柴油機轉速調節技術領域。
現有的柴油機調速系統，一般廣為使用以轉速為感受信號的單脈衝機械—液壓式調速器，柴油機轉速調節過程是扭矩變化後，引起轉速變化Δn，再由Δn去調節供油機構的供油量，由於這類機械液壓式調速器要通過中間參量Δn來實現調節動作，加之調速器轉速感受元件存在著固有慣性和摩擦阻力以及系統的傳動撓性，所以其調節速度比較緩慢，調節滯後時間也較長，因此，其調速系統的動態指標不高，當系統突卸負載時，引起的轉速飛升，有時會使柴油機超速保護裝置動作，造成中途停機，危及設備安全，影響柴油機運行質量，中國專利CN105258u及CN284614u等已作了比較詳細的報導，用於內燃機曲軸轉動及電子控制器指令電磁閥分段進行工作和內燃機電腦綜合檢測控制信號來實現調節電控的，本實用新型在設計上進行了改進。
本實用新型的目的即在改善上述柴油機調速系統在負載突卸時諸項缺點而提供一種能在柴油機負載突卸時對轉速自動進行快速調節的電子控制裝置。
本實用新型的目的是以如下技術方案實現的本實用新型由信號測量元件，檢測控制電路，停車電磁閥及油量調節機構組成，測量控制電路包括信號傳輸迴路，狀態取樣迴路，集成觸發器迴路，功率放大迴路。其中信號測量元件，在發電用柴油機中由連接在發電機輸出電源線上的電流互感器及功率變送器，對於非發電用柴油機則在柴油機曲軸上加裝力矩傳感器及力矩變送器，感知柴油機的負載大小，並將其感受的負荷量轉換成其大小成正比的電信號，經過信號檢測控制電路，進行處理和輸出，由停車電磁閥通過油量調節，自動進行柴油機負載突卸時增速減油調節的電子控裝置。
本實用新型的停車電磁閥與一個電子檢測控制電路輸出端連接，電子檢測控制電路的輸入端與一個可感知柴油機負載信號的測量傳感元件的輸出端電連接，該電子檢測控制電路由負載信號傳輸迴路、狀態取樣迴路、集成觸發器迴路、功率放大迴路組成負載信號傳輸迴路耦合連接信號狀態取樣迴路。
狀態取樣迴路由可調電阻Rw1和電阻R16串聯連接且跨接在電容C5的兩端，取樣控制點A處的電壓經電晶體V3和電阻R17接成的射極跟隨電路跟隨，電晶體V3的射極與電阻R17的連接點B與電容C6相接，由電容C6接至微分控制迴路控制點F。
電容C6和電阻R17、R18和可調電阻Rw2串聯成微分控制迴路，跨接於電源V11和參考地之間，微分控制迴路的控制點F通過二極體VD3正向接到集成觸發器輸入端，在集成觸發器輸入端還設置一個由可調電阻Rw2，電阻R18R20串聯連接的迴路，接在電源Vcc和地線之間組成分壓網絡建立高於集成觸發器門限翻轉電平的參考電壓迴路，電阻R18和電阻R20的接點為參考電壓設定點，與微分控制迴路控制點F相接。
集成觸發器的輸出端接功率放大迴路。
電子檢測控制電路位於專門的機箱內，通過導線接插件與柴油機負載信號傳感測量元件，電源和修車電磁閥電連接。
本裝置的信號測量元件在發電用柴油機上由連接在發電機輸出主電源線上的交流電流互感器組成，在非發電用的柴油機由安裝在柴油機曲軸上的力矩傳感器組成。
本實用新型具有如下優點本實用新型電控裝置，結構簡單合理，安裝使用方便，遠距離遙控運行可靠，易於大量推廣，特別是電站柴油機調速系統，只要在柴油機配套的操作控制屏中新安裝的電流互感器次級繞組上連接幾根導線，接通電源和電磁閥即可投入使用，當調節電阻Rw1後，可使電路對於柴油機負載突卸量≥40％時，都可產生信號輸出，以控制電磁閥完成增速減油控制，具有廣泛的實用性。
下邊結合附圖及實施便對本實用新型作進一步說明
圖1，是本實用新型用於電站柴油機實施例的檢測控制電路原理圖。
圖2，是表示
圖1所示電路各點處電壓波形。
電路包括由電阻R1-R6，電容C1和集成運算放大器N1連接的電路網絡組成交流耦合反相比例放大器，此控制電路經導線接在電站柴油機控制屏中的控制測量元件A相電流互感器次級繞組上和電晶體V1組成的射級跟隨器電路之間形成一條支路，以放大來自A相電流互感器與柴油機負載成比例對應關係的電流信號，以放大來自A相電流互感器與柴油機負載成比例對應關係的電流信號，將電晶體V1的射級和電阻R13連接處經電容C3接在二級管VD1正級上，實現A相電流信號放大和整流。
電路還包括由電阻R17-R12，電容C2和集成運算放大器N2連接的電路網絡組成的交流耦合反相比例放大器，此控制電路接在控制屏上B相電流互感器次級繞組上和由晶體V2組成的射級跟隨器電路之間形成一條支路，以放大來自B相電流互感器的電流信號，將電晶體V2的射級和電阻R14連接處經電容C4接在二級管VD2正級上，實現B相信號電流放大和整流。
電路還包含由電阻R15和電容C5組成的RC網絡對來自二級管VD1和VD2的整流電壓進行濾波以減小脈動電壓。
電路還包括由電阻R16和可調電阻Rw1串連跨接在電阻R15和電容C5的連接點與設備地線之間組成負載狀態取樣迴路，三級管V3接成射級跟隨器，可調阻Rw1的取樣控制點A，接在三級管V3的基級上，射極與地之間跨接電阻R17，射級和電阻R17，射級和電阻R17連接點B接電容C6。
電路還包括帶有一個輸入端(7)和一個輸出端(2)的多功能觸發器D，它可以是集電極開路或未開路之類的產品，有常見的電源Vcc和接地線引線。
電路還包括由電阻R18、R20、可調電阻Rw2串聯連接的電路網絡接在電源Vcc和地線之間組成分壓網絡，R18和R20的連接點，通過二級管VD3與觸發器D的輸入端(7)相接以給觸發器D的輸入端(7)建立高於觸發器D翻轉門限電壓值的參考電壓。
電路還包括由電阻R18可調電阻Rw2電容C6串聯連接的電路網絡組成的微分控制迴路，此控制電路接在電源Vcc和電晶體V3的射極與電阻R17的連接處之間形成一條支路，以改變觸發器D輸入端(7)的電壓，將位於R18、R22，電容C6連接處的控制點F經二級管VD3接到觸發器D輸入端(7)上，二級管正極接控制點F，負極接至輸入端(7)上。
電路還包括由電晶體V4、V5、V6接成複合管，構成觸發器D輸出的功放級，以提高負載能力。電晶體V4的集電極經電阻R20與電源Vcc連接，電晶體V5、V6集電極與電源之間跨接停車電磁閥或繼電器，二極體VD5，其正級接在電晶體V5和V6的集電極連接處，負極接在電源V上，為在電感性負載斷電時短接自感電動勢，起到保護電晶體的作用，觸發器D的輸出端(2)與功放級之間含有一個穩壓管，VD4其正級接在電晶體V4的基極，負極接在觸發器輸出端(2)上，為保證觸發器輸出電壓從第二狀態(高電平)翻轉到第一狀態(低電平狀態)使前置功放管V4可靠的載止，提高電路抗幹擾能力。
本實用新型的電路工作過程如下電源接通在柴油機負載沒有變化時，由可調電阻Rw2、電R18、R20串聯連接的網絡建立的參考電壓，使觸發器D輸出端(2)處於第一狀態，這裡，第一狀態代表觸發器輸出端處於低電平狀態，第二狀態代表觸發器輸出端處於高電平狀態。
當觸發器D採用集電極開路型的產品，可以利用電阻R19使觸發器D輸出端達到Vcc的電壓，如果集成電路觸發器D是集電極未開路型的，可以去掉電阻R19。
本新型最佳實施例中，可調電阻RW2、電阻R18和電阻R22的比例為R12＋R18≤R22，由於柴油機負載沒有變化，取樣可調電阻A點電位不變，電晶體V3射極跟隨作用B點電位不變，電容C6的隔直作用，對觸發器D輸入控制點F不發生影響，因此，在觸發器輸入控制點F處參考電壓是≥1/2Vcc，此時觸發器輸出端處於第一狀態(低電平)。
當柴油機負載突加時，引起可調電阻取樣點A的電位升高躑V、電晶體V3的跟隨作用B點電壓也一樣升高ΔV，由於E點電位的升高通過電容C6的微分作用傳遞到觸發器輸入控制點F處，產生一個電壓與參考電壓相迭加為ΔV＋1/2Vcc，大於輸入觸發電平，對觸發器不發生影響，觸發器輸出端仍處於第一狀態。
當柴油機負載突卸時，設置的參考電壓在可調電阻Rw1取樣點A和B點處的電位由高變低，產生一個負的階躍跳變，電容器兩端電壓不能突變，要通過電阻R17，R18，R20和可調電阻Rw2，按指數規律進行充電，在控制點F處產生一個負的尖脈衝電壓，此脈衝電壓與已建立的參考電壓進行迭加合成1/2Vcc-ΔV小於觸發門限電壓時，觸發器輸出就從第一狀態變到第二狀態，通過功放電路控制調速器停車電磁閥帶動供油調節機構進行減油動作，隨著電容C6放電，使得控制點F處的電壓逐漸上升，當F處電壓高於觸發器門限電平時，觸發器輸端電壓就從第二狀態變恢復到初始狀態即第一狀態，通過功放電路控制停車電磁閥減油動作結束，產生圖2所示的輸出電壓。
圖2中(a)表示取樣點A處電壓波形，其100％代表柴油機額定滿載時取樣電壓值。50％代表柴油機50％額定負載時取樣電壓值。
(b)表示觸發器輸入端控制點F處的電壓波行，其中E表示觸發器輸入端控制點觸發門限電平。
(c)表示觸發器輸出端2處的電壓皮形。
對非發電用柴油機調速系統，本實用新型測量控制電路其原理大致相同，只有信號傳輸放大迴路略有差異。
權利要求1.一種柴油機卸載調節電控裝置，具有控制柴油機轉速的油量調節機構，在油量調節機構上裝有停車電磁閥，其特徵在於停車電磁閥與一個電子檢測控制電路輸出端連接，電子檢測控制電路的輸入端與一個可感知柴油機負載信號的測量傳感元件的輸出端連接，該電子檢測控制電路由負載信號傳輸迴路、狀態取樣迴路、集成觸發器迴路、功率放大迴路組成負載信號傳輸迴路耦合連接信號狀態取樣迴路；信號狀態取樣迴路由可調電阻Rw1和電阻R16串聯連接，且跨接在電容C5的兩端，取樣控制點A處的電壓經電晶體V3和電阻R17接成的射極跟隨電路跟隨，電晶體V3的射極與電阻R17的連接點B與電容C6相接，由電容C6接至微分控制迴路的控制點F；電容C6、電阻R17、R18和可調電阻Rw2串聯成微分控制迴路，跨接於電源V11和參考地之間，微分控制迴路的控制點F通過二極體VD3正向接到集成觸發器輸入端，在集成觸發器輸入端還設置一個由可調電阻Rw2、電阻R18、R20串聯連接的迴路，接在電源Vcc和地線之間組成分壓網絡，建立高於集成觸發器門限翻轉電平的參考電壓迴路，電阻R18和電阻R20的接點為參考電壓點，與微分控制電路控制點F相接，集成觸發器的輸出端接功率放大迴路。
2.根據權利要求1所述的調節電控裝置，其特徵在於，信號測量元件在發電用柴油機上由連接在發電機輸出主電源線上的交流電流互感器組成，在非發電用的柴油機由安裝在柴油機曲軸上的力矩傳感器組成。
專利摘要本實用新型涉及一種能在柴油機負載突卸時進行快速調節轉速的電控裝置，它在柴油機油量調節機構上裝有的停車電磁閥，與一個電子檢測控制電路連接，電子檢測控制電路的輸入端與一個負載信號測量傳感元件的輸出端連接，該電子檢測控制電路由負載信號傳輸迴路、信號狀態取樣迴路、集成觸發器迴路，功率放大迴路依次電連接而成。該裝置能有效抑制柴油機卸載變化時的轉速飛升，結構簡單、安裝使用方便，遠距離遙控運行可靠。
文檔編號F02D45/00GK2244622SQ9422991
公開日1997年1月8日 申請日期1994年11月24日 優先權日1994年11月24日
發明者宋畢春 申請人:四川紅江機械廠