【摘要】：面對當前世界范圍內(nèi)的能源危機和日益嚴重的環(huán)境問題。天然氣作為一種高效、安全、儲量豐富的清潔能源現(xiàn)已進入了人們的視野。由于分布式發(fā)電具有體積小、移動方便、成本低等特點,因此對用于分布式發(fā)電的小型天然氣發(fā)電機組的研究具有重要的經(jīng)濟意義和社會效益。本文以小型氣體燃料發(fā)電機組發(fā)動機為研究對象,深入分析研究了小型氣體燃料發(fā)電機組發(fā)動機的運行特點,根據(jù)目前國內(nèi)小型天然氣發(fā)電機組控制過程中存在的點火控制模塊和速度調節(jié)模塊分離的現(xiàn)象進行,設計了包括發(fā)動機的點火控制模塊和速度調節(jié)模塊在內(nèi)的小型氣體燃料發(fā)電機組發(fā)動機的電控系統(tǒng),根據(jù)總體設計方案制定了相應的控制策略,完成了控制系統(tǒng)的硬件、軟件設計開發(fā)和調試試驗。選用英飛凌公司生產(chǎn)的XE164FN單片機作為控制系統(tǒng)的主控芯片。根據(jù)系統(tǒng)中傳感器及執(zhí)行器的特點設計了包括脈沖信號處理電路、模擬信號采集電路、開關量處理電路、點火驅動電路、節(jié)氣門控制電路、CAN通訊電路和電源電路在內(nèi)的硬件單元。由于發(fā)動機工作時所處的環(huán)境非常惡劣,為了保證系統(tǒng)的正常工作提高系統(tǒng)的可靠性,硬件設計時還對系統(tǒng)采取了相應的防干擾措施。軟件方面系統(tǒng)主要由上位機和下位機兩部分組成。其中上位機軟件包括參數(shù)標定軟件及數(shù)據(jù)采集軟件,其中參數(shù)標定軟件能夠對下位機的關鍵控制參數(shù)進行標定,并能夠對發(fā)電機組的狀態(tài)進行監(jiān)測和顯示；數(shù)據(jù)采集軟件基于高速PCI采集卡開發(fā),用于對發(fā)電機組的轉速信號進行采集和處理。下位機軟件根據(jù)功能可以分為啟動工況判斷函數(shù)、凸輪相位判斷函數(shù)、轉速調節(jié)函數(shù)等幾個主要函數(shù)。采用以速度調節(jié)為外環(huán),以節(jié)氣門位置調節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結構,采用增量式PID作為本文的控制算法。最后,本文利用信號模擬裝置和電位器等裝置模擬傳感器產(chǎn)生信號,對所開發(fā)的電控系統(tǒng)進行了調試和模擬驗證試驗。并在由全柴490柴油機改進而來的天然氣發(fā)電機組上對控制系統(tǒng)的控制策略以及控制器的性能進行了測試。結果表明所設計的控制系統(tǒng)基本能夠達到預期的設計要求。
【圖文】：

我國天然氣儲量豐富，根據(jù)第Ｈ次資源評價結果顯示，，常規(guī)天然氣資源量高達５６逡逑萬億立方米，其中可開采資源量達２２萬億立方米，主要分布在四川、塔里木、柴達木逡逑及鄂爾多斯等９個含油氣盆地，各地儲量如圖１中所示。除常規(guī)天然氣資源外，我國非逡逑常規(guī)天然氣資源也較為豐富，其中深埋小于２０００米的煤層氣資源量高達％．８１萬億立方逡逑米，位居世界第Ｈ位，因此用天然氣進行發(fā)電在我國同樣具有可行性。逡逑１逡逑

逑２．１總體設計逡逑發(fā)電機組控制單元的硬件系統(tǒng)的總體設計如圖２．１所示，包括電源轉換模塊、模擬逡逑信號處理電路、脈沖信號處理電路、開關量處理電路、單片機系統(tǒng)、噴油器驅動電路、逡逑點火驅動電路、ＣＡＮ通訊Ｗ及軟件調試接口等。逡逑７逡逑
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM31

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 呂建;天然氣發(fā)電現(xiàn)狀及液化天然氣在廣東的應用[J];熱力發(fā)電;2002年05期

相關博士學位論文 前2條

1 鐘祥麟;基于油膜模型的多點噴射汽油機瞬態(tài)工況控制研究[D];吉林大學;2007年

2 彭雪飛;CNG單燃料多點噴射發(fā)動機電控系統(tǒng)開發(fā)及性能研究[D];吉林大學;2008年

相關碩士學位論文 前2條

1 劉悅;電液驅動可變配氣相位機構設計及仿真研究[D];吉林大學;2006年

2 高磊;468Q汽油機爆震檢測和控制策略的研究[D];吉林大學;2007年

本文編號：2524992