柴油发电机电子调速器的设计与实现.pdf

Microcomputer Applications Vol. 25, No.11, 2009 技术交流 微型电脑应用 2009 年第 25 卷第 11 期 文章编号：1007-757X(2009)11-0028-03 柴油发电机电子调速器的设计与实现 冯 军，田作华 摘 要：该文针对某柴油发电机的模拟电子调速器进行改进采用，基于 S3C2440 ARM9 硬件平台和嵌入式操作系统 Linux 软件平台，运用 Linux 设备驱动技术和 Qt/Embedded 设计了一种具有综合功能的电子调速器。试验表明，该电子调速器能可 靠地实现对柴油发电机的调速控制、运行监控和数据管理三大功能。 关键词：柴油发电机；电子调速器；S3C2440 ARM9 ；Linux 中图分类号：TP273 文献标志码：B 通道采集，送监控界面以便显示和监控。 0 引言 2 系统硬件设计 柴油发电机作为重要的主电源或备用电源在军事、船 舶、航空等领域得到了越来越广泛的应用，而输出电能的质 系统中模拟电路调速板、执行器、喷油泵和柴油发电机 量取决于柴油机转速是否稳定。柴油机调速器经历了离心式 采用现成设备，需要自行设计的部分包括：数字电位器继电 机械调速器、机械液压调速器、模拟电子调速器、数字电子 器转接板和转速测量板。 调速器几个发展阶段[1] ，目前国内用得较多的是模拟电子调 2.1 模拟电路调速板 速器。但模拟电子调速器功能单一，除了调速，难以实现其 模拟电路调速板可以分为以下几个模块：负载的前馈回 他功能。国内数字电子调速器的研发又大多停留在实验样机 路模块，转速采集检测模块，速度调节模块，怠速/额定转 或实验室阶段，实际应用稳定性和可靠性差，基于此，设计 速切换模块，单机/并机切换模块，控制输出限制模块，功 了模拟和数字相结合的柴油发电机电子调速器。既能实现柴 率输出模块。在模拟电路调速板上设置接口，实现与数字电 油机转速稳定可靠的调节，又能利用图形界面进行可视化监 位器继电器转接板、S3C2440 ARM9 上 GPIO 口的连接，上 控，运行数据管理。 位机 ARM 通过这些接口调节电路参数，控制柴油机的转速 1 系统整体设计方案 和开关机，并控制柴油机的怠速/额定转速模式、单机/并机 模式切换。 系统控制方案如图 1 所示。 2.2 数字电位器继电器转接板 模拟电路调速板上共有 9 个参数可以调节，分别是：负 载增益，负载分配不均匀度，运行速度，怠速到额定速度的 升速时间，怠速速度，执行器补偿程度，执行器增益，启动 燃油限制水平，速度微调。正是通过对这些参数的调节，实 现对柴油机转速稳定可靠的控制，为了实现这些参数的数字 化调整，采用数字电位器设计了该转接板，从而可以在 ARM 图 1 系统整体架构 板界面上对各参