一種發動機轉速控制器的製作方法

2023-06-03 03:38:21

專利名稱：一種發動機轉速控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及發動機調速裝置，特別是涉及一種發動機電子調速器的轉速控制
O
背景技術：
發動機電子調速器的核心功能是轉速控制，採用PID控制是常見的技術方案，現 有技術採用串聯結構和並聯結構。串聯結構中的微分項和積分項採用先後連接的方式，前 項的輸入端接收偏差信號，前項的輸出是後項的輸入，後項的輸出是控制信號。並聯結構中 的微分項和積分項採用並列連接，兩項的輸入端接收同一偏差信號，兩項的輸出信號疊加 成為控制信號。無論是串聯式的還是並聯式的PID調節器，都存在著相位補償範圍小和對測量信 號噪聲敏感的缺點。相位補償不足將導致無法控制響應延時較大的發動機；對測量信號噪 聲敏感將導致噪聲環境影響控制效果。

實用新型內容本實用新型的目的是為了解決現有的調速器相位補償範圍小、對測量信號噪聲敏 感的問題，提供一種發動機轉速控制器。為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是一種發動機轉速控制器，由殼體和內部電路構成，所述的內部電路包括轉速處理 電路、目標轉速電路、停機電路、加濃電路、調節控制電路、電源電路；所述的轉速處理電路 的失速信號輸出與停機電路和加濃電路的輸入相連，所述的轉速處理電路的發動機轉速輸 出、目標轉速電路的目標轉速和同步轉速輸出、停機電路的停機控制輸出和加濃電路的加 濃控制輸出分別與調節控制電路的輸入相連；所述的調節控制電路的位置反饋輸出與目標 轉速電路的位置反饋輸入相連；所述的調節控制電路的調節控制輸出與加濃電路的輸入相 連；所述的電源電路為各個電路供電。所述的轉速處理電路包括轉速接口電路、調製電路、濾波電路、檢測電路；外接的 轉速傳感器與轉速接口電路相連，所述的轉速接口電路的輸出與調製電路的輸入相連；所 述的調製電路的輸出與濾波電路和檢測電路的輸入相連；所述的檢測電路輸出失速信號； 所述的濾波電路輸出發動機轉速信號。所述的目標轉速電路包括怠速接口電路、斜波電路、微調接口電路、有差率接口電 路、共享接口電路、同步接口電路、求和電路；外接的怠速開關K3與怠速接口電路相連；殼 體上的微調電位器與微調接口電路相連；殼體上的有差率電位器與有差率接口電路相連； 外接的同步控制裝置與同步接口電路相連；外接的負荷共享控制裝置與共享接口電路相 連；所述的怠速接口電路的輸出與斜波電路的輸入相連；所述的斜波電路的輸出、微調接 口電路的輸出、共享接口電路的輸出和有差率接口電路的輸出分別與求和電路的輸入相 連；來自調節控制電路的位置反饋信號與有差率接口電路的輸入相連；所述的求和電路輸出目標轉速信號；所述的同步接口電路輸出同步轉速信號。所述的停機電路包括停機接口電路、保護接口電路、停機控制電路；外接的停機開 關Kl與停機接口電路相連，外接的保護開關K2與保護接口電路相連；所述的停機接口電路 的輸出、保護接口電路的輸出和來自轉速處理電路的失速信號分別與停機控制電路的輸入 相連；所述的停機控制電路輸出停機控制信號。所述的調節控制電路包括選擇電路、偏差積分電路、微分電路、輸出電路；來自轉 速處理電路的發動機轉速信號、來自目標轉速電路的目標轉速信號、同步轉速信號和微分 電路的反饋調節信號分別與偏差積分電路的輸入相連；所述的偏差積分電路輸出調節控制 信號，調節控制信號、來自停機電路的停機控制信號和來自加濃電路的加濃控制信號分別 與選擇電路的輸入相連；所述的選擇電路輸出的位置信號與微分電路和輸出電路的輸入相 連；所述的輸出電路輸出位置反饋信號和位置電流信號，位置電流信號與外接的位置執行 裝置相連，位置反饋信號與微分電路的輸入相連。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是1.本實用新型所述的發動機轉速控制器可提供大範圍的相位補償，滿足響應滯後 的發動機的控制要求，尤其是對於大功率燃氣發動機和慣量較大的大功率柴油機控制效果 突出；2.本實用新型所述的發動機轉速控制器對測量信號噪聲不敏感，適合於噪聲環境 且表現不俗；3.本實用新型所述的發動機轉速控制器提供兩種控制模式——無差模式和有差 模式，無差模式主要用於發動機的恆定轉速控制，適用於發電機組的單機應用；有差模式根 據載荷的大小修正目標轉速，適用於發電機組的並機或併網應用；4.本實用新型所述的發動機轉速控制器提供正常停機功能、怠速/額定直接切換 功能、啟動加濃控制功能、怠速至額定轉速升速時間控制功能、失速保護功能、目標轉速微 調功能、有差率設定功能、同步控制功能和負荷共享控制功能，這些功能可組合選擇，達到 各種形式的應用要求。


圖1是本實用新型外部接線示意圖； 圖2是本實用新型原理的方框圖 圖3是本實用新型功能的方框圖； 圖4是電源電路的原理圖； 圖5是加濃電路的原理圖； 圖6是轉速接口電路的原理圖； 圖7是調製電路的原理圖； 圖8是濾波電路的原理圖； 圖9是檢測電路的原理圖； 圖10是怠速接口電路的原理圖； 圖11是斜波電路的原理圖； 圖12是微調接口電路的原理圖；[0028]圖13是共享接口電路的原理圖；[0029]圖14是有差率調整電路的原理圖[0030]圖15是求和電路的原理圖；[0031]圖16是同步接口電路的原理圖；[0032]圖17是偏差積分電路的原理圖；[0033]圖18是選擇電路的原理圖；[0034]圖19是輸出電路的原理圖；[0035]圖20是微分電路的原理圖；[0036]圖21是停機接口電路的原理圖；[0037]圖22是保護接口電路的原理圖；[0038]圖23是停機控制電路的原理圖。
具體實施方式
下面結合實施例及其附圖對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1所示，發動機轉速控制器工作時，其殼體M外部要連接以下部件電源、停 機開關K1、保護開關K2、怠速開關K3、轉速傳感器20、位置執行裝置21、微調電位器18、有 差率電位器19、同步控制裝置22、負荷共享控制裝置23 ；殼體M上共有連接線17個，電源 與殼體M上的連接線1、2相連，停機開關Kl的一引腳與殼體M上的連接線3相連，停機 開關Kl的另一引腳與殼體M上的連接線2相連，保護開關K2的一引腳與殼體M上的連 接線4相連，保護開關K2的另一引腳與殼體M上的連接線2相連，怠速開關K3的一引腳 與殼體M上的連接線5相連，怠速開關K3的另一引腳與殼體M上的連接線2相連，殼體 24上的連接線6備用，轉速傳感器20與殼體M上的連接線7、8相連，位置執行裝置21與 殼體M上的連接線9、10相連，微調電位器18與連接線殼體M上的11、12相連，有差率電 位器19與殼體M上的連接線13、14、15相連，同步控制裝置22與殼體M上的連接線16、 15相連，負荷共享控制裝置23與殼體M上的連接線17、15相連。在本實施例使用時，通過與殼體M連接的外部裝置設置該發動機轉速控制器的 工作狀態，通過分布在殼體M面板上的調整電位器設置內部電路參數；採用MV電源為轉速控制器供電。停機開關Kl閉合正常控制；開路停機控制；保護開關K2閉合取消失速保護功 能；開路啟用失速保護功能；怠速開關K3閉合額定轉速控制；開路怠速轉速控制；轉速 傳感器20安裝於發動機的測速齒輪，測試發動機的轉速；位置執行裝置21安裝於發動機， 按比例將位置電流信號轉換成機械擺角或位移，改變發動機的燃料供給量；微調電位器18 調整目標轉速的設置量；有差率電位器19設置穩態調速率；同步控制裝置22通過微量調 節目標轉速自動控制併網或並車；負荷共享控制裝置23調節目標轉速的設置量達到與其 它發電機組均衡的負荷分配。在殼體M面板上的啟動油量電位器設置發動機啟動加濃油量；升速時間電位器 設置發動機由怠速到額定轉速的升速時間；怠速電位器設置發動機的怠速；額定轉速電位 器設置發動機的額定轉速；微分電位器調整發動機轉速控制的微分調節量；積分電位器調 整發動機轉速控制的積分調節量；比例電位器調整發動機轉速控制的比例調節量。[0045]一種發動機轉速控制器，由殼體和內部電路構成。如圖2所示，所述的內部電路包 括轉速處理電路64、目標轉速電路65、停機電路63、加濃電路44、調節控制電路66、電源電 路43 ；外接的電源與電源電路43相連，停機開關Kl和保護開關K2與停機電路63相連， 轉速傳感器20與轉速處理電路64相連，怠速開關K3、微調電位器18、有差率電位器19、同 步控制裝置22和負荷共享控制裝置23與目標轉速電路65相連，位置執行裝置21與調節 控制電路66相連；轉速處理電路64的失速信號輸出與停機電路63和加濃電路44的輸入相連，轉速 處理電路64的發動機轉速輸出、目標轉速電路65的目標轉速和同步轉速輸出、停機電路63 的停機控制輸出和加濃電路44的加濃控制輸出分別與調節控制電路66的輸入相連，調節 控制電路66的位置反饋輸出與目標轉速電路65的反饋輸入相連，調節控制電路66的調節 控制輸出與加濃電路44的復位輸入相連；電路的工作機理為停機電路63受停機開關K1、保護開關K2和轉速處理電路64 輸出的失速信號的控制，當停機開關Kl開路、或者保護開關K2開路和失速信號有效時，停 機電路63輸出有效的停機控制信號，否則輸出無效的停機控制信號；加濃電路44受轉速處理電路64輸出的失速信號和調節控制電路66輸出的調節 控制信號的控制，當失速信號有效時置位加濃電路44，加濃電路44按啟動油量電位器的設 置輸出有效的加濃控制信號，當發動機啟動後，調節控制電路66輸出有效的調節控制信號 復位加濃電路44，加濃電路44輸出無效的加濃控制信號；目標轉速電路65輸出的目標轉速與轉速處理電路64輸出的發動機轉速在調節 控制電路66中相比較，求出目標轉速與發動機轉速的偏差，偏差信號經過積分電路調節輸 出調節控制信號，調節控制信號、停機控制信號和加濃控制信號進行比較，選擇最大的控制 信號作為位置調節信號由調節控制電路66內的輸出電路輸出位置電流信號，位置電流信 號控制位置執行裝置，位置調節信號和輸出電路輸出的位置反饋信號經過微分電路調節作 為積分電路的反饋信號校正轉速偏差信號，形成反饋型比例、微分、積分調節電路的工作過 程。如圖3所示，所述的轉速處理電路64包括轉速接口電路48、調製電路49、濾波電 路50、檢測電路51 ；轉速傳感器20與轉速接口電路48相連，轉速接口電路48的輸出與調 制電路49的輸入相連，調製電路49的輸出與濾波電路50和檢測電路51的輸入相連，檢測 電路51輸出失速信號，濾波電路50輸出發動機轉速信號。目標轉速電路65包括怠速接口電路52、斜波電路53、微調接口電路M、有差率接 口電路56、共享接口電路55、同步接口電路58、求和電路57 ；怠速開關K3與怠速接口電路52相連，微調電位器18與微調接口電路M相連，有 差率電位器19與有差率接口電路56相連，同步控制裝置22與同步接口電路58相連，負荷 共享控制裝置23與共享接口電路55相連；怠速接口電路52的輸出與斜波電路53的輸入相連，斜波電路53的輸出、微調接 口電路M的輸出、共享接口電路55的輸出和有差率接口電路56的輸出分別與求和電路57 的輸入相連，來自調節控制電路66的位置反饋輸入與有差率接口電路56的輸入相連，求和 電路57輸出目標轉速信號，同步接口電路58輸出同步轉速信號。[0055]停機電路63包含停機接口電路46、保護接口電路45、停機控制電路47 ；停機開關 Kl與停機接口電路46相連，保護開關K2與保護接口電路45相連，停機接口電路46的輸 出、保護接口電路45的輸出和來自轉速處理電路64的失速信號分別與停機控制電路47的 輸入相連，停機控制電路47輸出停機控制信號。調節控制電路66包括選擇電路61、偏差積分電路60、微分電路59、輸出電路62 ； 位置執行裝置21與輸出電路62相連，來自轉速處理電路64的發動機轉速信號、來自目標 轉速電路65的目標轉速信號、同步轉速信號和微分電路59的輸出分別與偏差積分電路60 的輸入相連，來自停機電路63的停機控制信號、來自加濃電路44的加濃控制信號和偏差積 分電路60的輸出分別與選擇電路61的輸入相連，選擇電路61的輸出與微分電路59和輸 出電路62的輸入相連，輸出電路62的位置反饋輸出與微分電路59的輸入相連，偏差積分 電路60輸出調節控制信號，輸出電路62輸出位置反饋信號。如圖4所示，電源電路43包含脈寬調製器Ul、三端穩壓器U15、變壓器T3、扼流圈 T2、電感T4、三極體Q5、二極體Dll D20、電阻器R68 R82、電容器C36 C62 ；脈寬調製 器、三極體、二極體、電阻器、電容器連接成脈寬控制電路，三端穩壓器、二極體、電容器連接 成三端穩壓電路，電感、電容器連接成η形濾波電路，來自電源的供電輸入經過扼流圈、電 磁濾波電容器、二極體、η形濾波電路與變壓器輸入繞組的一端相連同時再經過RC低通濾 波電路與脈寬控制電路的輸入端相連，脈寬控制電路的輸出端與變壓器輸入繞組的另一端 相連，變壓器反饋繞組與脈寬控制電路的反饋輸入端相連，變壓器正電源繞組的輸出經過 二極體整流、電容器濾波輸出一正電源電壓，再經過RC低通濾波電路、三端穩壓電路輸出 另一正電源電壓，變壓負電源繞組的輸出經過二極體整流和電容器濾波輸出負電源電壓。 具體連接方式是輸入連接線1、2分別與Τ2的輸入引腳相連，Τ2的一輸出引腳與GND相連，C47的 一引腳與GND相連，C47的另一引腳與殼體相連，Τ2的另一輸出引腳與C48的一引腳和Dll 的陽極相連，C48的另一引腳與殼體相連，Dll的陰極與D12的陰極、T4、C49和C50的一引 腳相連，D12的陽極、C49和C50的另一引腳與GND相連，T4的另一引腳與C51、C52、R71和 T3輸入繞組的一引腳相連，C51和C52的另一引腳與GND相連，R71的另一引腳與Ul的電源 引腳、D16和D18的陰極、C53、C54、C55和R78的一引腳相連，D16的陽極、C53、C54和C55 的另一引腳與GND相連，R78的另一引腳與Ul的電流反饋引腳、C60、C61和R79的一引腳相 連，C60的另一引腳與R74的一引腳相連，R74和C61的另一引腳與Ul的定時引腳、C58和 R76的一引腳相連，C58的另一引腳和Ul的地引腳與GND相連，R76的另一引腳與Ul的電 壓參考引腳相連，R79的另一引腳與Q5的源極、R82和C62的一引腳相連，R82的另一引腳 與GND相連，C62的另一引腳與D20的陰極和R81的一引腳相連，R81的另一引腳、D20的陽 極和T3輸入繞組的另一引腳與Q5的漏極相連，Ul的輸出引腳與D19的陰極和R80的一引 腳相連，D19的陽極與GND相連，R80的另一引腳與Q5的柵極相連，T3反饋繞組的一引腳與 GND相連，T3反饋繞組的另一引腳與D18和D17的陽極相連，D17的陰極與R72、R73和C59 的一引腳相連，R72和C59的另一引腳與GND相連，R73的另一引腳與Ul的電壓反饋引腳、 R75、R77和C56的一引腳相連，R77的另一引腳與GND相連，R75的另一引腳與C57的一引 腳相連，C57和C56的另一引腳與Ul的比較引腳相連，T3輸出正電源繞組的一引腳與COM 相連，T3輸出正電源繞組的另一引腳與D15的陽極相連，D15的陰極與輸出電壓VCC、C43、C44、C45、R68、R69和R70的一引腳相連，C43、C44和C45的另一引腳與COM相連，R68、R69 和R70的另一引腳與U15的輸入引腳、D13的陰極和C41的一引腳相連，C41的另一引腳和 U15的地引腳與COM相連，U15的輸出引腳和D13的陽極與輸出電壓VDD、C42和C46的一引 腳相連，T3負電源繞組的一引腳與D14的陽極相連，D14的陰極與COM相連，T3負電源繞組 的另一引腳與輸出負電壓VEE、C36、C37、C38、C39和C40的一引腳相連，C36、C37、C38、C39 和C40的另一引腳與COM相連。如圖5所示，加濃電路44包括D型觸發器U10B、反相器U9B、啟動油量電位器RV7、 三極體Q4、二極體D8、電阻器R61、R62、R63 ；三極體、二極體、電阻器連接成共發射極電路， 來自偏差積分電路的調節控制信號經過電阻器與三極體的基極相連，三極體的集電極經過 反相器與觸發器的時鐘端相連，來自檢測電路的失速信號與觸發器的置位端相連，觸發器 的數據輸入端與低電位相連，觸發器的數據輸出端經過串聯的電阻器和啟動油量電位器的 分壓輸出加濃控制信號。具體連接方式是輸入連接線33與R62的一引腳相連，R62的另一引腳與Q4的基極和D8的陰極相 連，Q4的發射極和D8的陽極與COM相連，Q4的集電極與R61的一引腳和U9B的輸入引腳相 連，R61的另一引腳與VDD相連，U9B的輸出引腳與UlOB的時鐘引腳相連，輸入連接線40與 UlOB的置位引腳相連，UlOB的數據輸出引腳與R63的一引腳相連，R63的另一引腳與RV7 的一固定端相連，RV7的另一固定端與COM相連，RV7的滑動端與輸出連接線34相連，UlOB 的數據輸入引腳和復位引腳與COM相連；如圖6所示，轉速接口電路48包括隔離變壓器Tl、反相器U9C、三極體Ql、電阻器 Rl R5、電容器Cl、C2、C3 ；三極體連接成共發射極電路，來自轉速傳感器的正弦轉速信號 經過隔離變壓器、電磁濾波電容器、RC低通濾波電路與三極體的基極相連，集電極經過反相 器整形後輸出方波轉速信號，該信號經過並聯RC網絡反饋到三極體的基極。具體連接方式 是輸入連接線7、8與Tl的輸入引腳相連，Tl的一輸出引腳與COM相連，Tl的另一輸 出引腳與Rl、R2、R3和Cl的一引腳相連，R2、R3的另一引腳與COM相連，Cl的另一引腳與 殼體相連，Rl的另一引腳與Ql的基極、C3、C2、R4的一引腳相連，Ql的發射極和C3的另一 引腳與COM相連，C2和R4的另一引腳與U9C的輸出引腳和輸出連接線38相連，Ql的集電 極與上拉電阻器R5和U9C的輸入引腳相連。如圖7所示，調製電路49包括D觸發器U7A、U7B、分頻計數器U8、二輸入或非門 U6A、TOB、晶振Yl、四位開關SWl、電阻器R6、R7、R8、電容器C4、C5 ；來自轉速接口電路的方 波轉速信號與觸發器B的時鐘端相連，觸發器B的數據輸出端與觸發器A的數據輸入端相 連，觸發器A的數據輸出端與觸發器B的復位端和分頻計數器的清零端相連，反相器、晶振、 電阻器、電容器連接成振蕩電路，振蕩電路的輸出與觸發器A的時鐘端和二輸入或非門的 一輸入端相連，分頻計數器的多位分頻輸出端分別與一組開關的一端相連，各個開關的另 一端和二輸入或非門的另一輸入端連接在一起輸出調製轉速信號。具體連接方式是輸入連接線38與U7B的時鐘引腳相連，U7B的數據輸出引腳與U7A的數據輸入引 腳相連，U7A的數據輸出引腳與R8的一引腳相連，R8的另一引腳與U7B的復位引腳和U8 的清零引腳相連，冊8、￥1、1 6、1 7、(4丄5連接成振蕩電路，其時鐘輸出與U7A的時鐘引腳和 U6A的一輸入引腳相連，U8的多位分頻輸出引腳分別與SWl的輸入引腳相連，SWl的輸出引腳連接在一起與TOA另一輸入引腳和輸出連接線39相連。如圖8所示，濾波電路50包括反相器U9A、U9E、U9F、放大器U11B、額定轉速電位器 RVl、電阻器R9 R14、電容器C6、C7、C8 ；來自調製電路的調製轉速信號與反相器的輸入端 相連，反相器的輸出端與放大器、額定轉速電位器、電阻器、電容器連接成的反相型多重反 饋濾波電路的輸入端相連，放大器的輸出端輸出發動機轉速信號。具體連接方式是輸入連接線39與U9A、U9E、U9F的輸入引腳相連，U9A、U9E、U9F的輸出引腳與RVl 的一固定端相連，RVl的另一固定端經過R12與COM相連，RVl的滑動端與R9和RlO的一引 腳相連，R9的另一引腳與VDD相連，RlO的另一引腳與C6、R14、R15的一引腳相連，C6的另 一引腳與COM相連，R15的另一引腳與UllB的反相輸入引腳和C7的一引腳相連，R14的另 一引腳與C7的另一引腳、UllB的輸出引腳和輸出連接線32相連，UllB的同相輸入引腳與 R11、R13、C8的一引腳相連，Rll的另一引腳與VDD相連，R13、C8的另一引腳與COM相連。如圖9所示，檢測電路51包括反相器U9D、D型觸發器U10A、三極體Q2、電阻器R16、 R17、電容器C9 ；來自調製電路的調製轉速信號與反相器的輸入端相連，反相器的輸出端與 串聯於三極體基極的電阻器和觸發器的時鐘端相連，觸發器的數據輸入端和置位端連接在 一起並與三極體的集電極、上拉電阻器和定時電容器相連，觸發器的數據輸出端輸出失速 信號。具體連接方式是輸入連接線39與U9D的輸入引腳相連，U9D的輸出引腳與串聯於Q2基極的R17和 UlOA的時鐘引腳相連，UlOA的數據輸入引腳和置位引腳連接在一起並與Q2的集電極、R16 的一引腳和C9的一引腳相連，R16的另一引腳與VDD相連，C9的另一引腳、Q2的發射極和 UlOA的復位引腳與COM相連，UlOA的數據輸出引腳與輸出連接線40相連。如圖10所示，怠速接口電路52包括光電耦合器TO、二極體Dl、電阻器R18、R19、 R20、電容器ClO ；來自怠速開關的狀態信號經過電磁濾波電容器、電阻器與光電耦合器的 輸入二極體相連，光電耦合器的輸入二極體反向並聯保護二極體，光電耦合器的輸出光敏 三極體的集電極與電源相連，發射極經過分壓電阻分壓輸出怠速信號。具體連接方式是輸入連接線5與C10、R18的一引腳相連，ClO的另一引腳與殼體相連，R18的另一 引腳與Dl的陰極和U5的輸入二極體陽極相連，Dl的陽極和U5的輸入二極體陰極與GND相 連，U5的輸出光敏三極體的集電極與VDD相連，發射極與R19的一引腳相連，R19的另一引 腳與R20的一引腳和輸出連接線27相連，R20的另一引腳與COM相連。如圖11所示，斜波電路53包括放大器U12、升速時間電位器RV2、額定電位器RV3、 二極體02、電阻器1 21、1 22、1 23、電容器(11、(12、(13 ；放大器連接成積分電路，放大器的同 相輸入端由分壓電阻固定偏置，升速時間電位器與二極體並聯作為積分電路的定時電阻， 來自怠速接口電路的怠速信號與積分電路的輸入端相連，怠速電位器作為放大器的負載， 怠速電位器的滑動端輸出設置轉速信號。具體連接方式是輸入連接線27與D2的陰極、RV2的一固定端和滑動端相連，RV2的另一固定端和 D2的陽極與R21、C11、C13的一引腳相連，R21的另一引腳與U12的反相輸入引腳相連，C11、 C13的另一引腳與U12的輸出引腳和RV3的一固定端相連，RV3的另一固定端與COM相連， RV3的滑動端與輸出連接線觀相連，U12的同相輸入引腳與R22、R23的一引腳相連，R22的 另一引腳與VDD相連，R23的另一引腳與COM相連，U12的補償引腳與C12相連。如圖12所示，微調接口電路討包括電阻器1 24、1 25、1 26、電容器(14、(15、(16 ；來自微調電位器的微調信號經過電磁濾波電容器、上拉電阻器和RC低通濾波電路輸出微 調轉速信號。具體連接方式是輸入連接線11與C15、R24、R26的一引腳相連，C15的另一引腳與殼體相連，R24 的另一引腳與R25、C14的一引腳相連，R25的另一引腳與VDD相連，C14的另一引腳與COM 相連，R26的另一引腳與C16的一引腳和輸出連接線26相連，C16的另一引腳與COM相連， 輸入連接線12與COM相連。如圖13所示，共享接口電路55包括電阻器R27、R28、電容器C17、C18、二極體D3、
D4 ；來自負荷共享控制裝置的共享信號經過電磁濾波電容器、RC低通濾波電路和二極體保 護電路輸出負荷轉速信號。具體連接方式是輸入連接線17與C17、R27、R28的一引腳相連，C17的另一引腳與殼體相連，R28 的另一引腳與COM相連，R27的另一引腳與C18的一引腳、D3的陰極、D4的陽極、輸出連接 線25相連，C18的另一引腳和D3的陽極與COM相連，D4的陰極與VDD相連，輸入連接線15 與COM相連。如圖14所示，有差率接口電路56包括電阻器似9 1 32、電容器C19、C20、C21 ； 來自輸出電路的位置反饋信號經過RC低通濾波電路和電磁濾波電容器輸出位置電壓信 號，位置電壓信號經過有差率電位器分壓後成為有差率信號，有差率信號經過電磁濾波電 容器、下拉電阻器、串聯電阻器輸出負荷轉速信號。具體連接方式是輸入連接線37經過R30與R29、C20的一引腳相連，C20的另一引腳與COM相連， R29的另一引腳與C19的一引腳和輸出連接線14相連，C19的另一引腳與殼體相連，輸入連 接線13與C21、R31、R32的一引腳相連，C21的另一引腳與殼體相連，R31的另一引腳與COM 相連，R32的另一引腳與輸出連接線25相連。如圖15所示，求和電路57包括放大器U11A、電阻器R33 R38、電容器C22 ；放大 器、電阻器、電容器連接成反相加法電路，來自斜波電路的設置轉速信號、微調接口電路的 微調轉速信號、共享接口電路和有差率接口電路的負荷轉速信號分別與反相加法電路的相 加輸入端相連，反相加法電路輸出目標轉速信號。具體連接方式是輸入連接線25與R35的一引腳相連，輸入連接線沈與R34的一引腳相連，輸入連 接線28與R33的一引腳相連，R35、R34和R33的另一引腳與R36、R37的一引腳相連，R37 的另一引腳與UllA的反相輸入引腳和C22的一引腳相連，C22和R36的另一引腳與UllA的 輸出引腳和輸出連接線四相連，UllA的同相輸入引腳經過R38與COM相連。如圖16所示，同步接口電路58包括電阻器R39 R42、電容器C23、C24 ；來自同步 控制裝置的同步信號經過電磁濾波電容器、下拉電阻器、RC低通濾波電路和分壓電路輸出 同步轉速信號。具體的連接方式是輸入連接線16與C23、R41、R39的一引腳相連，C23的另一引腳與殼體相連，R41 的另一引腳與COM相連，R39的另一引腳與C24、R40的一引腳相連，C24的另一引腳與COM 相連，R40的另一引腳與R42的一引腳和輸出連接線30相連，R42的另一引腳與COM相連。如圖17所示，偏差積分電路60包括放大器U13B、積分電位器RV6、電阻器R49 R52、電容器C28、C29 ；放大器、積分電位器、電阻器、電容器連接成反相加法積分電路，來自 濾波電路的發動機轉速信號、求和電路的目標轉速信號和微分電路的反饋調節信號分別與 積分電路的輸入端相連，來自同步接口電路的同步轉速信號與放大器的同相輸入端相連，放大器的輸出端輸出調節控制信號。具體的連接方式是輸入連接線30與UUB的同相輸入引腳相連，輸入連接線四與R52的一引腳相連， 輸入連接線32與R5UC28的一引腳相連，C28的另一引腳與R49的一引腳相連，R51和R52 的另一引腳與RV6的一固定端和滑動端相連，RV6的另一固定端和R49的另一引腳與R50的 一引腳和輸入連接線31相連，R50的另一引腳與UUB的反相輸入引腳和以9的一引腳相 連，C29的另一引腳與UUB的輸出引腳和輸出連接線33相連。如圖18所示，選擇電路61包括二極體D5、D6、D7、電阻器R53 ；來自偏差積分電路 的調節控制信號、加濃電路的加濃控制信號和停機控制電路的停機控制信號分別與三隻二 極管的陽極相連，三隻二極體的陰極和下拉電阻器連接在一起輸出位置調節信號。具體連 接方式是輸入連接線33、34、35分別與D7、D6、D5的陽極相連，D7、D6、D5的陰極與R53的 一引腳和輸出連接線36相連，R53的另一引腳與COM相連。如圖19所示，輸出電路62包括放大器U14A，三極體Q3、自恢復保險F1、電阻器 RM R60、電容器C30 C33 ；放大器連接成反相放大電路，放大器同相輸入端由分壓電阻 固定偏置，來自選擇電路的位置調節信號與反相放大電路的反相輸入端相連，反相放大電 路的輸出端經過電阻器與三極體柵極相連，三極體的源極與採樣電阻器和反相放大電路的 反饋輸入端相連輸出位置反饋信號，三極體的漏極經過限流電阻器、電磁濾波電容器、濾波 電容器、自恢復保險輸出位置電流信號。具體的連接方式是U14A的同相輸入引腳與R55、R56的一引腳相連，R55的另一引腳與VDD相連，R56 的另一引腳與COM相連，輸入連接線36經過R57與U14A的反相輸入引腳、R58和C30的一 引腳相連，R58的另一引腳與Q3的源極、R60的一引腳和輸出連接線37相連，C30的另一引 腳與U14A的輸出引腳、R59的一引腳相連，R59的另一引腳與Q3的柵極相連，Q3的漏極經 過肪4與輸出連接線10、C31和C33的一引腳相連，C33的另一引腳與殼體相連，C31的另一 引腳與Fl的一引腳和VCC相連，Fl的另一引腳與C32的一引腳和輸出連接線9相連，C32 的另一引腳與殼體相連。如圖20所示，微分電路59包括放大器U13A、比例電位器RV5、微分電位器RV4、 電阻器R43 R48、電容器C25、C26、C27 ；放大器連接成反相放大電路，分壓電路設置放大 器的正相輸入端的直流偏置，來自選擇電路的位置調節信號經過串聯的電阻器和電容器與 放大器的同相輸入端相連，來自輸出電路的位置反饋信號與反相放大電路的反相輸入端相 連，放大器的輸出經過串聯的比例電位器和電阻器的分壓，由比例電位器的滑動端輸出，經 過串聯的微分電位器和電容器輸出反饋調節信號。具體的連接方式是輸入連接線36經過串聯的R48和以6與U13A的同相輸入引腳、R43和R44的一引 腳相連，R43的另一引腳與VDD相連，R44的另一引腳與COM相連，輸入連接線37經過R47 與U13A的反相輸入引腳、C27和R46的一引腳相連，C27和R46的另一引腳與U13A的輸出 引腳和RV5的一固定端相連，RV5的另一固定端經過R45與COM相連，RV5的滑動端與RV4 的一固定端和滑動端相連，RV4的另一固定端與C25的一引腳相連，C25的另一引腳與輸出 連接線31相連。如圖21所示，停機接口電路46包括光電耦合器U2、二極體D10、電阻器R67、電容器C35;來自停機開關的狀態信號經過電磁濾波電容器、電阻器與光電耦合器的輸入二極 管相連，光電耦合器的輸入二極體反向並聯保護二極體，光電耦合器的輸出光敏三極體的 集電極輸出停機信號。具體連接方式是輸入連接線3與C35、R67的一引腳相連，C35的另一引腳與殼體相連，R67的另一 引腳與DlO的陰極和U2的輸入二極體陽極相連，DlO的陽極和U2的輸入二極體陰極與GND 相連，U2的輸出光敏三極體的集電極與輸出連接線42相連，發射極與COM相連。如圖22所示，保護接口電路45包括光電耦合器U3、二極體D9、電阻器R64、電容器 C34;來自保護開關的狀態信號經過電磁濾波電容器、電阻器與光電耦合器的輸入二極體相 連，光電耦合器的輸入二極體反向並聯保護二極體，光電耦合器的輸出光敏三極體的集電 極輸出保護信號。具體連接方式是輸入連接線4與C34、R64的一引腳相連，C34的另一引腳與殼體相連，R64的另一 引腳與D9的陰極和U3的輸入二極體陽極相連，D9的陽極和U3的輸入二極體陰極與GND相 連，U3的輸出光敏三極體的集電極與輸出連接線41相連，發射極與COM相連。如圖23所示，停機控制電路47包括二輸入或非門U6C、U6D,電阻器R65、R66 ；來 自檢測電路的失速信號經過電阻器和來自保護接口電路的保護信號與二輸入或非門的一 輸入端相連，來自停機接口電路的停機信號與上拉電阻器和二輸入或非門的另一輸入端相 連，二輸入或非門的輸出端經過反相器輸出停機控制信號。具體連接方式是輸入連接線40經過R66和輸入連接線41與U6C的一輸入引腳相連，輸入連接線 42與R65的一引腳和U6C的另一輸入引腳相連，R65的另一引腳與VDD相連，U6C的輸出引 腳與TOD的兩個輸入引腳相連，U6D的輸出引腳與輸出連接線35相連。
權利要求1.一種發動機轉速控制器，其特徵在於該控制器由殼體和內部電路構成，所述的內 部電路包括轉速處理電路(64)、目標轉速電路(6 、停機電路(6 、加濃電路04)、調節控 制電路(66)、電源電路03)；所述的轉速處理電路(64)的失速信號輸出與停機電路(63) 和加濃電路G4)的輸入相連，所述的轉速處理電路(64)的發動機轉速輸出、目標轉速電路 (65)的目標轉速和同步轉速輸出、停機電路(6 的停機控制輸出和加濃電路G4)的加濃 控制輸出分別與調節控制電路(66)的輸入相連；所述的調節控制電路(66)的位置反饋輸 出與目標轉速電路(6 的位置反饋輸入相連；所述的調節控制電路(66)的調節控制輸出 與加濃電路G4)的輸入相連；所述的電源電路G3)為各個電路供電。
2.根據權利要求1所述的一種發動機轉速控制器，其特徵在於所述的轉速處理電路 (64)包括轉速接口電路(48)、調製電路(49)、濾波電路(50)、檢測電路(51)；外接的轉速 傳感器與轉速接口電路G8)相連，所述的轉速接口電路G8)的輸出與調製電路的G9)輸 入相連；所述的調製電路G9)的輸出與濾波電路(50)和檢測電路(51)的輸入相連；所述 的檢測電路(51)輸出失速信號；所述的濾波電路(50)輸出發動機轉速信號。
3.根據權利要求1或2所述的一種發動機轉速控制器，其特徵在於所述的目標轉速 電路(6 包括怠速接口電路(52)、斜波電路(53)、微調接口電路(M)、有差率接口電路(56)、共享接口電路(55)、同步接口電路(58)、求和電路(57)；外接的怠速開關K3與怠速 接口電路(5 相連；殼體04)上的微調電位器與微調接口電路(54)相連；殼體04)上的 有差率電位器(19)與有差率接口電路(56)相連；外接的同步控制裝置0 與同步接口電 路(58)相連；外接的負荷共享控制裝置與共享接口電路(5 相連；所述的怠速接口 電路(52)的輸出與斜波電路(53)的輸入相連；所述的斜波電路(53)的輸出、微調接口電 路(54)的輸出、共享接口電路的(55)輸出和有差率接口電路(56)的輸出分別與求和電路(57)的輸入相連；來自調節控制電路(66)的位置反饋信號與有差率接口電路(56)的輸入 相連；所述的求和電路(57)輸出目標轉速信號；所述的同步接口電路(58)輸出同步轉速 信號。
4.根據權利要求1或2所述的一種發動機轉速控制器，其特徵在於所述的停機電路 (63)包括停機接口電路(46)、保護接口電路(45)、停機控制電路07)；外接的停機開關Kl 與停機接口電路G6)相連，外接的保護開關K2與保護接口電路G5)相連；所述的停機接 口電路G6)的輸出、保護接口電路G5)的輸出和來自轉速處理電路(64)的失速信號分別 與停機控制電路G7)的輸入相連；所述的停機控制電路G7)輸出停機控制信號。
5.根據權利要求1或2所述的一種發動機轉速控制器，其特徵在於所述的調節控制 電路(66)包括選擇電路(61)、偏差積分電路(60)、微分電路(59)、輸出電路(62)；來自轉 速處理電路(64)的發動機轉速信號、來自目標轉速電路(6 的目標轉速信號、同步轉速信 號和微分電路(59)的反饋調節信號分別與偏差積分電路(60)的輸入相連；所述的偏差積 分電路(60)輸出調節控制信號，調節控制信號、來自停機電路(6 的停機控制信號和來自 加濃電路G4)的加濃控制信號分別與選擇電路(61)的輸入相連；所述的選擇電路(61)輸 出的位置信號與微分電路(59)和輸出電路(62)的輸入相連；所述的輸出電路(62)輸出位 置反饋信號和位置電流信號，位置電流信號與外接的位置執行裝置相連，位置反饋信 號與微分電路(59)的輸入相連。
專利摘要本實用新型提供的轉速控制器屬於發動機電子調速技術領域，其目的是為了解決現有的調速器相位補償範圍小、對測量信號噪聲敏感的問題。控制器由殼體和內部電路構成，內部電路包括轉速處理電路、目標轉速電路、停機電路、加濃電路、調節控制電路、電源電路；轉速處理電路的輸出與停機電路和加濃電路的輸入相連；轉速處理電路的輸出、目標轉速電路的轉速輸出、停機電路的停機控制輸出和加濃電路的輸出分別與調節控制電路的輸入相連；調節控制電路的反饋輸出與目標轉速電路的反饋輸入相連；調節控制電路的輸出與加濃電路的輸入相連。本實用新型所述的發動機轉速控制器可提供大範圍的相位補償，滿足響應滯後的發動機的控制要求，控制效果突出。
文檔編號F02D1/04GK201851220SQ20102059351
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者劉宏, 呂田有, 張少飛, 胡錫梅, 賈帥儒, 趙昌周, 邢寶喜, 陳志瑞, 陳艾君, 高仲山 申請人:大同北方天力增壓技術有限公司