柴油发电机组转速控制方法研究

张宝城

摘要：柴油机是目前应用最广泛的一个动力系统，在很多领域都有着广泛应用，将其应用在发电机组领域中，必须严格控制转速稳定性，确保输出电能安全稳定，故而加强柴油发电机组转速控制显得尤为重要。但是，在实际应用中，柴油及转速会受到外界负载干扰，且负载干扰无规律、无预警，变化范围广，仅靠人工难以实现有效调控，文章对柴油发电机组转速不稳影响因素进行分析，基于其工作原理深入研究具体转速控制方法，以便受到干扰时能在最短时间内恢复到稳定转速，达到最佳控制效果。

关键词：柴油;发电机组;转速控制;方法研究

随着社会发展和科技进步，自动化、智能化成为社会发展主要趋势，柴油机发电机组电子控制系统逐渐取代传统机械式和模拟电路控制系统，通过自动化控制有效解决以往人工无法实时监控和调节的困境，但是，柴油机电控技术发展至今，在实际应用中仍然存在诸多不足，亟需相关人员进行重点研究和发展，逐渐达到预期控制效果，推动柴油发电机组发展。

1 柴油发电机组转速不稳影响因素

第一，柴油发电机组控制系统是一个以单片机为核心的微控制系统，受其性能影响，在实际应用中，会出现电磁干扰、信号丢失等问题，可靠度十分有限，使用传统机械控制器则不会出现这些问题，必须采取有效措施对其进行优化和完善，确保其达到最佳控制效果[1]。

第二，电控系统是整个柴油机组的核心，其主要目的就是确保被控对象处于最优工作状态，但发电机组实际工作过程中，往往会出现大量不确定干扰因素，导致电控系统无法契合现代控制措施，难以大面积推广和应用[2]。

第三，硬件设备影响，例如，速度控制器灵敏度下降，原因在于调速器个别部件磨损严重，铰接点和齿条运动不灵活;怠速弹簧变形或磨损，稳速弹簧旋入较小，无法发挥稳速作用。柴油发电机输出容量出现变化，具体原因在于个别缸不工作、供油不连续、燃油压力低、喷油提前发生变化、各缸供油不均匀等。

2 柴油发电机组转速控制方法

2.1 优化控制器结构

大量实践资料表明，柴油发电机组电控系统在实际应用中存在一定抖振现象，引入模糊控制算法能够降低抖振对电控系统的影响，确保系统在指定模糊控制规则下对控制器模块结构进行优化，对转速进行自主调控[3-4]。首先，需要设计模糊滑模控制器，将被控量由模糊化转变为精确化，并利用等效替代原则设计模糊滑模控制器;其次，对模糊滑模控制器稳定性进行分析，可以利用 Lyapunov法则来证明系统稳定性，倘若系统属于正定或半正定，则系统不稳定，倘若系统属于负定，则系统稳定，倘若系统属于半负定，则系统趋于稳定，具体证明流程如下：（1）构建一个Lyapunov 函数式， ，式中， ，γ指代不确定常数;（2）进行函数求导后可得到如下公式： ，选择控制律自适应参数 同为正号后，得到方程 ;（3）根据这一方程式，倘若被控系统运动状态属于滑动区域，为确保该系统稳定，就需要对不连续控制进行重新确定，对V进行求导可得到公式： ，式中 ，由此可知，所有参数均大于等于0，Lyapunov 函数，系统属于半负定状态，因此，模糊控制器具有较高稳定性。

2.2 优化执行器模块

若想提升柴油机组转速稳定性，还需要优化设计执行器模块，其中最主要的就是燃油喷射系统的执行模块，确保其在全负荷工作状态中仍然能有效控制喷油规律和压力，提高燃油喷射效率[5]。目前，我国主要采用的燃油喷射系统为高压共轨式燃油喷射系统，在进行优化设计时，除选用高质量先进核心硬件外，还需要对喷油控制部分进行设计，利用控制器将模拟信号转化为数字信号，完成优化工作后，根据速度实时调节喷油量、喷油速度和喷油率。同时，在实现单次喷油策略后，还需要精心设计多次喷射协调系统，应用预喷+主喷+后喷的组合喷射方式，满足不同工况下喷射需求，不仅能提高速度控制精确度，还能减少环境污染，符合新时代绿色环保、节能减排发展要求[6]。

2.3 加强设备日常养护工作

做好柴油发电机组硬件设备日常养护与维修，建立日常和定期巡检机制，对长期使用下的硬件设备，如调速器、各旋转件联接螺栓、排气管等，及时更换清洁空气器滤清器、柴油滤清器、水滤器，检查传送皮带紧张程度等，做好活塞销、气缸套等清洗工作。同时，可制定对应考核机制，确保工作人员严格遵守日常养护、一级保养、二级保养技术规范，提高其工作责任心，确保设备处于最佳运行状态。

3 结束语

总之，柴油发电机组在我国生产中应用越来越广泛，针对其转速不稳的问题，应加大研究力度，积极采取对应措施进行调控，通过优化控制器结构、优化执行器模块、加强设备日常养护工作等对策，充分保障柴油发电机组转速稳定性，从而保障其生产效率和质量。

参考文献

[1]王德朋.柴油发电机组电子调速系统的安装与调试[J].消费导刊，2018，（007）：68.

[2]赵梅，杨敬，权龙.柴油发电机组转速控制方法研究[J].机械设计与制造，2019，338（04）：143-146+150.

[3]李亚玮.柴油发电机组稳定性存在问题及解决方案[J].电子技术与软件工程，2019，（004）：P.209-209.

[4]庄智水.柴油发电机组常见故障分析及处理措施[J].水电站机电技术，2019，42（04）：58-61.

[5]邱明，劉文贝.柴油发电机组概述及其技术发展[J].通信电源技术，2019，v.36;No.188（08）：145-146.

[6]陈路明，贾琦.柴油发动机-发电机组转速控制方法研究[J].内燃机与配件，2020，No.323（23）：40-41.