電渦流測功機發(fā)動機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)什么原因

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

　　一、測功機發(fā)動機系統(tǒng)的恒轉(zhuǎn)速控制

　　測功機恒轉(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的自然特性，使它的負荷特性變?yōu)楹戕D(zhuǎn)速特性，如果系統(tǒng)偏離平衡點，由于轉(zhuǎn)速閉環(huán)的控制，使得測功機勵磁電流相應發(fā)生變化，即測功機負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，進而使系統(tǒng)返回平衡點。

　　二、低轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定點的原因分析

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

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

　　三，同時，一般的汽油機在低轉(zhuǎn)速、中高負荷工作時，由于氣缸內(nèi)燃燒很不充分，使輸出扭矩波動過大，進而導致發(fā)動機扭矩轉(zhuǎn)速曲線在小范圍內(nèi)呈現(xiàn)無規(guī)則變化。當dMe/dn，即扭矩轉(zhuǎn)速變化率接近或者大于測功機的扭矩調(diào)解率時，將導致系統(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)響應速度，即提高dMe/dn。對于系統(tǒng)來說需要從測功機和控制器兩個方面分別考慮。測功機方面可以考慮選取勵磁響應即扭矩加載響應更快的測功機;控制器方面應該進一步改進勵磁電流回路以及相應程序的控制算法。由于條件限制，只進行了控制器方面的改進。

　　四、控制器改進及試驗結(jié)果

　　考慮控制器電路板布局方面的改進，減少對信號的干擾。設計中優(yōu)先考慮電磁兼容問題，在對MCU進行模塊劃分后，對帶噪聲和不帶噪聲信號的功能模塊進行了有效的隔離，能夠滿足嚴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行改進。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信號進行勵磁電流控制，因此測功機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、響應頻帶寬和抗干擾能力強等特點，非常適合于工業(yè)控制現(xiàn)場應用。LA58-P將脈沖電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓信號，在進入A/D轉(zhuǎn)換模塊前，需要對脈沖信號進行有效值計算。為了提高系統(tǒng)響應時間及測量精度，設計中采用了真有效值芯片MX536，此芯片自帶低通濾波器，應用簡單方便。MX536輸出信號再通過一級電壓跟隨增強其驅(qū)動能力，最后進入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換模塊。

　　在上述硬件改進的基礎上，再進行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設定值。

　　(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，在此基礎上響應速度越快越好。

　　(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控制效果進行相應的調(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)動機曲軸軸系匹配合理，能起到很好的扭振減振作用。

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