電渦流測功機(jī)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)什么原因

　　電渦流測功機(jī)的常見故障之一就是發(fā)動機(jī)方面的問題，今天來來說說電渦流測功機(jī)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)什么原因

　　一、測功機(jī)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的恒轉(zhuǎn)速控制

　　測功機(jī)恒轉(zhuǎn)速控制就是通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制來改變電渦流測功機(jī)的自然特性，使它的負(fù)荷特性變?yōu)楹戕D(zhuǎn)速特性，如果系統(tǒng)偏離平衡點(diǎn)，由于轉(zhuǎn)速閉環(huán)的控制，使得測功機(jī)勵磁電流相應(yīng)發(fā)生變化，即測功機(jī)負(fù)荷特性從一條自然特性曲線跳轉(zhuǎn)到另外一條自然特性曲線，進(jìn)而使系統(tǒng)返回平衡點(diǎn)。

　　二、低轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定點(diǎn)的原因分析

　　根據(jù)測功機(jī)恒轉(zhuǎn)速控制的分析，可以發(fā)現(xiàn)，雖然通過恒轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制對測功機(jī)自然特性進(jìn)行改造，但測功機(jī)發(fā)動機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時，如果發(fā)動機(jī)瞬時扭矩轉(zhuǎn)速波動率大于電渦流測功機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)率，測功機(jī)仍然是通過它的自然特性曲線與發(fā)動機(jī)保持平衡的。

　　此時，如果在某些工況點(diǎn)下發(fā)動機(jī)的扭矩特性與測功機(jī)自然特性存在不穩(wěn)定或半穩(wěn)定點(diǎn)，則系統(tǒng)將在該點(diǎn)附近進(jìn)行頻繁地調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速閉環(huán)雖然可以在一定程度上使系統(tǒng)回復(fù)到平衡點(diǎn)，但由于測功機(jī)勵磁電流加載的滯后，使得系統(tǒng)在這種工況點(diǎn)上的穩(wěn)定性不如其它穩(wěn)定工況點(diǎn)。

　　三，同時，一般的汽油機(jī)在低轉(zhuǎn)速、中高負(fù)荷工作時，由于氣缸內(nèi)燃燒很不充分，使輸出扭矩波動過大，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)扭矩轉(zhuǎn)速曲線在小范圍內(nèi)呈現(xiàn)無規(guī)則變化。當(dāng)dMe/dn，即扭矩轉(zhuǎn)速變化率接近或者大于測功機(jī)的扭矩調(diào)解率時，將導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的不穩(wěn)定。

　　從上述理論分析中可以得出，對于這種現(xiàn)象最根本的解決辦法就是盡可能地提高系統(tǒng)的扭矩調(diào)節(jié)響應(yīng)速度，即提高dMe/dn。對于系統(tǒng)來說需要從測功機(jī)和控制器兩個方面分別考慮。測功機(jī)方面可以考慮選取勵磁響應(yīng)即扭矩加載響應(yīng)更快的測功機(jī);控制器方面應(yīng)該進(jìn)一步改進(jìn)勵磁電流回路以及相應(yīng)程序的控制算法。由于條件限制，只進(jìn)行了控制器方面的改進(jìn)。

　　四、控制器改進(jìn)及試驗結(jié)果

　　考慮控制器電路板布局方面的改進(jìn)，減少對信號的干擾。設(shè)計中優(yōu)先考慮電磁兼容問題，在對MCU進(jìn)行模塊劃分后，對帶噪聲和不帶噪聲信號的功能模塊進(jìn)行了有效的隔離，能夠滿足嚴(yán)格的電磁兼容性要求。為了在保證電磁兼容性要求下提高控制核心的通用性，采用了數(shù)字核心電路與母板分離的模塊化方案，經(jīng)過電磁兼容考慮優(yōu)化的測控部分電路布局。

　　同時對勵磁電流回路進(jìn)行改進(jìn)。由于本系統(tǒng)采用大功率MOSFET作為直流斬波器件，通過MC9S12DP256輸出的PWM信號進(jìn)行勵磁電流控制，因此測功機(jī)勵磁線圈中為脈沖電流。系統(tǒng)采用LEM公司電流傳感器LA58-P進(jìn)行電流信號的測量，LA58-P為霍爾型電流傳感器，采用非接觸方式測量，具有無插入損失、精度高、響應(yīng)頻帶寬和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)控制現(xiàn)場應(yīng)用。LA58-P將脈沖電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓信號，在進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換模塊前，需要對脈沖信號進(jìn)行有效值計算。為了提高系統(tǒng)響應(yīng)時間及測量精度，設(shè)計中采用了真有效值芯片MX536，此芯片自帶低通濾波器，應(yīng)用簡單方便。MX536輸出信號再通過一級電壓跟隨增強(qiáng)其驅(qū)動能力，最后進(jìn)入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換模塊。

　　在上述硬件改進(jìn)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行PID的重新整定。系統(tǒng)采用分段PID控制，整定的順序由低差值段到高差指段。

　　整定的原則如下：

　　(1)低差值段的PID參數(shù)要求動態(tài)響應(yīng)速度足夠快，在控制對象發(fā)生擾動時能快速控制回到目標(biāo)設(shè)定值。

　　(2)最低差值段的PID參數(shù)即為穩(wěn)態(tài)控制的PID參數(shù)，要求穩(wěn)態(tài)控制精度高，在此基礎(chǔ)上響應(yīng)速度越快越好。

　　(3)高差值段的PID參數(shù)要求超調(diào)盡量小，保證階躍調(diào)整過程中不引發(fā)振蕩。

　　(4)每一段的參數(shù)之間相互承接，每一段的PID參數(shù)都要參與系統(tǒng)的調(diào)整。這可根據(jù)調(diào)整周期、PID輸出的計算公式以及每段的最大差值進(jìn)行計算得出參數(shù)上限。在具體調(diào)試中，可根據(jù)實際控制對象以及所需目標(biāo)控制效果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

　　五、結(jié)論

　　從上述試驗結(jié)果分析可知，所選配的國產(chǎn)扭振減振器與發(fā)動機(jī)曲軸軸系匹配合理，能起到很好的扭振減振作用。

　　相關(guān)閱讀：電力測功機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩操控