[发明专利]一种电子调速方法及其调速装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子调速方法及其调速装置，特别是关于一种内燃机车柴油机 的电子调速方法及其调速装置。

背景技术

数字式电子调速器是发展电控柴油机，特别是发展电控喷油系统的一项关键技 术。目前国外在内燃机车柴油机的控制上已经推出了三代电控燃油喷射系统，即第 一代位置控制式、第二代时间控制式和第三代时间控制和共轨电喷式系统。时间控 制和共轨电喷式系统的工作性能、技术指标和控制自由度等都有了很大的提高。在 国内由于执行器和传感器的研究和应用水平较低，到目前为止尚无机车柴油机的电 子调速器的开发和研制的相关报道，电喷系统完全从国外进口。

目前电传动机车上柴油机所需的转速由调速器控制柴油机的循环供油量来获 得并保持，该转速下的柴油机输出功率由另一套柴油机功率控制装置控制。而柴油 机转速与输出功率是相互耦合的，因此一旦柴油机偏离稳态工作点后，柴油机的动 态调节周期很长，严重地影响了柴油机的运行经济性。目前常采用有两种方法，第 一种是：首先将柴油机的转速稳定为所需值，然后减慢柴油机功率调节的步长，使 其在功率调节过程中功率值的变化减小，减小到不影响转速为止。第二种是：当功 率调节影响了转速时，先将转速恢复为所需值，然后再继续调节功率，最终使得转 速维持为所需值。这样柴油机转速虽然稳定了，但功率值到达所需值的调整时间变 长，如现有机车柴油机由最低工作转速430转/分至最高标定1000转/分所需调整 时间已从原来的13～14秒，延长至20秒，这样恶化了柴油机运行的经济性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于位置控制的柴油机电子调速方法 及其调速装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电子调速方法，其特征在于： 它包括以下步骤：1)设置一包括控制盒、执行机构、转速传感器和电源的电子调 速器，将转速传感器安装在柴油机盘车齿圈部位，将控制盒的输入端分别连接司机 控制器的输出端和柴油机辅助器件，将控制盒的输出端分别与执行机构的输入端和 主发电机上的励磁线圈的输入端连接；2)预设柴油机转速量Vp；3)采集柴油机反 馈转速量Vm；4)计算柴油机预设转速量Vp与柴油机实际转速量Vm之差ΔV；5) 利用IPD转速控制方法，计算柴油机喷油泵上齿条的位移控制量Sp；6)采集齿条 的反馈位移量Sm；7)计算齿条的位移控制量Sp与反馈位移量Sm之差ΔS；8)利 用PID齿条控制方法，生成一输送给执行机构的PWM信号和一控制励磁线圈输出励 磁电流的PWM信号。

控制周期采用以柴油机盘车齿圈的转角变化为调节基准的曲轴转角域计算方 法。

一种实现电子调速方法的电子调速装置，其特征在于：它包括一控制盒、一执 行机构、一安装在柴油机盘车齿圈部位的转速传感器和一电源；所述控制盒采集所 述司机控制器预设的柴油机转速量Vp、转速传感器测得的柴油机转速量Vm、执行 机构反馈的齿条位移量Sm和柴油机辅助器件输出的柴油机运行状态量，并依序利 用IPD转速控制方法和PID齿条控制方法，计算出所述执行机构输送给齿条的位移 控制量Sp和励磁线圈产生励磁电流的控制量，并将所述二控制量转化相应的PWM 信号输出；所述电源将外界110V直流电转化为48V直流电，为所述控制盒提供稳 定的工作电源。

所述控制盒内分仓设置有一控制线路板、一显示屏和一电源板；所述控制线路 板的输入端，其通过连接器一连接所述转速传感器、司机控制器和柴油机辅助器件， 同时通过连接器二分别连接所述执行机构和励磁线圈的输出端，还依次连接所述电 源板、连接器三和电源；所述控制线路板的输出端，其通过连接器四分别连接所述 执行机构和励磁线圈的输入端，同时连接所述显示屏的输入端。

所述控制盒的盒体采用铝镁合金。