[发明专利]调节柴油机恒功的电子控制装置

说明书

本装置是一种属于内燃机驱动发电机组的控制调节装置，特别适用于解决铁道电传动内燃机车的柴油机和牵引发电机组及其辅助传动装置的配合，控制柴油机功率为恒定目标的电子恒功励磁调节，以保证柴油机始终在经济工况下工作。

根据铁道电传动内燃机车的运用特点，在不同工况时柴油机均需在经济区域内工作，因此设置了各种转速与功率的联合调节装置，现今有机械式调节与电子式调节两大类。机械式调节装置由于机械传动结构的限制，在低档位时功率偏离经济工况，且不能进行恒功调节。传统的电子恒功调节装置如《内燃机车》1984年第2期中“内燃机车的电子恒功励磁”中介绍的那样，它是检测牵引发电机的电流、电压，通过乘法器乘得牵引发电机的输出功率与给定功率值比较，通过闭环调节，从而控制牵引发电机输出功率恒定，这样的闭环调节只恒定牵引发电机输出功率，不能恒定柴油机功率。

为了保证柴油机在整个转速范围内始终运行的经济工况和进行柴油机的恒功调节，本发明提出了一种电传动内燃机车恒功励磁调节的新的技术方案。

本发明的技术方案包括有根据柴油机转速信号来确定的柴油机功率给定环节和具有特色的柴油机功率检测环节，以及依柴油机实际功率和给定功率的比较结果，通过包括柴油机在内的闭环调节，以调节牵引发电机功率的方法来达到柴油机功率恒定的目的。本发明电子恒功装置的根本特征在于，以柴油机供油拉杆装置的动作，推动位移传感器活动杆的相对位移而得到的电信号变化值作为反映柴油机供油量的检测信号，在一定的柴油机转速下，该检测信号能直接反映柴油机的功率。

传统的电子恒功装置是检测牵引发电机的电流，电压通过乘法器乘得牵引发电机的输出功率，所以传统的电子恒功装置是以控制牵引发电机输出功率恒定为目标的闭环调节系统，而本发明的技术方案是以控制柴油机功率恒定为目标的闭环调节系统。这一方法的改进，从根本上解决了柴油机恒功的问题。而无需再借助于其他辅助装置来进行功率修正。

图1为本装置装设在电传动内燃机车上的部位与作用系统示意图。

（1）为位移传感器;（2）为电子恒功装置控制箱;（3）为调节励磁电流控制信号;其余为电传动内燃机车上原有部件。（1）位移传感器接受柴油机喷油拉杆装置推动的活动杆位移量，其相应电位变量作为柴油机喷油量信号f（h）输出。（2）电子恒功装置控制箱接受柴油机喷油量信号f（h）和机车上原有的柴油转速信号n，经处理后其输出（3）即为调节励磁电流控制信号。

图2为（2）电子恒功装置控制箱原理框图。（4）为柴油机功率给定环节;（5）柴油机功率给定信号;（6）为柴油机功率检测环节;（7）为柴油机功率检测信号;（8）为比较积分环节。电子恒功装置控制箱的输入分别来自柴油机转速信号n和柴油机喷油信号f（h）;输出（3）为调节励磁电流控制信号。

图3为柴油机功率给定环节（4）的原理图，其输入来自柴油机转速信号n;其输出（5）为柴油机功率给定信号，通向图2的比较积分环节（8）。（9）、（10）为三极管。（11）、（12）、（13）、（14）为电位器。（15）为运算放大器。

图4为图2柴油机功率检测环节（6）的原理图，其输入来自件（1）位移传感器反映柴油机喷油量的电位变量f（h）。（16）为调整电位器。（17）为运算放大器。其输出（7）为柴油机功率检测信号，通向图2的比较积分环节（8）。

图5为图2比较积分环节（8）的原理图，这是一只比例积分器，接受处理来自柴油机功率给定信号（5）和柴油机功率检测信号（7）。（18）为运算放大器。（19）为电位器。其输出为调节励磁电流控制信号（3）。

本装置装设在电传动内燃机车上所处部位及作用如图1所示，它由一只市售的位移传感器（1）和一只 电子恒功装置控制箱（2）所组成。电子恒功装置控制箱接受位移传感器随柴油机的喷油拉杆装置位置变动而得到的电信号变化值作为柴油机喷油量的检测信号f（h）和机车上原有的柴油机转速信号n，二者经过电子恒功装置控制箱（2）调整、比较积分后，其输出就作为调节励磁电流控制信号（3）。如果对应柴油机某一转速下测到的柴油机喷油量信号f（h）不符合原定的柴油机经济工况的喷油量信号，电子恒功装置就不断改变励磁电流控制信号，使得牵引发电机功率也不断改变，柴油机功率也随负载功率的改变而改变，直到检测的柴油机喷油量信号f（h）符合事先确定的该柴油机转速下的经济工况喷油量信号，调节作用停止，此时包括柴油机在内的闭环调节系统处于相对平衡状态。这样，无论机车运行状态改变、还是柴油机辅助功率的变化，自动调节系统将立即起作用，最终保证柴油机恒定在经济工况工作。