一種柴油機(jī)數(shù)字式調(diào)速控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種柴油機(jī)調(diào)速裝置，屬于控制器領(lǐng)域，具體設(shè)及一種柴油機(jī)數(shù) 字式調(diào)速控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，柴油發(fā)電機(jī)組通常采用模擬式調(diào)速控制器。模擬式調(diào)速控制器主要存在W 下問題：1、由于采用較多的分離元件多，所W造成功耗大、可靠性降低；2、在傳統(tǒng)的模擬型 調(diào)速控制器中，通常采用電位器旋鈕的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定，因此，最終影響到轉(zhuǎn)速的控制精 度，難W實(shí)現(xiàn)速度精確控制；3、通常采用PID參數(shù)固定的控制方法，在柴油機(jī)不同的運(yùn)行區(qū) 間和運(yùn)行狀態(tài)下，不能實(shí)現(xiàn)變參數(shù)控制。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、低功耗、高精度、速度控 制性能好、安全性高、使用方便的柴油機(jī)數(shù)字式調(diào)速控制器。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下： 陽0化]一種柴油機(jī)數(shù)字式調(diào)速控制器，其包括調(diào)速驅(qū)動主電路、整形電路、用于分段PID控制的核屯、處理器和觸摸液晶顯示屏；所述整形電路的輸入信號為轉(zhuǎn)速傳感器信號，其輸 出信號為方波轉(zhuǎn)速信號，所述整形電路的輸出端接核屯、處理器的外部中斷管腳，所述核屯、 處理器的觸摸液晶顯示屏接口與觸摸液晶顯示屏相連接；所述核屯、處理器的PWM輸出腳輸 出的信號接入調(diào)速驅(qū)動主電路，所述調(diào)速驅(qū)動主電路的調(diào)速輸出端子TS輸出調(diào)節(jié)柴油機(jī) 油口的電壓。
[0006] 進(jìn)一步的，所述調(diào)速驅(qū)動主電路包括光電隔離驅(qū)動電路、驅(qū)動電流采集電路、驅(qū)動 電壓采集電路及其外圍驅(qū)動電路元件；所述核屯、處理器的PWM輸出腳接入光電隔離驅(qū)動電 路，所述光電隔離驅(qū)動電路的輸出端輸出控制改變柴油機(jī)油口大小的驅(qū)動電壓，所述驅(qū)動 電壓由外部的調(diào)速輸出端子TS采集；所述驅(qū)動電流采集電路和驅(qū)動電壓采集電路分別采 集光電隔離驅(qū)動電路輸出的電流信號和電壓信號，所述驅(qū)動電流采集電路和驅(qū)動電壓采集 電路的采集輸出端接核屯、處理器的A/D管腳。
[0007] 進(jìn)一步的，所述調(diào)速驅(qū)動主電路的外圍驅(qū)動電路元件包括絕緣柵雙極型晶體管 IGBT、電阻Rk、二極管D2和濾波電容Cl;所述光電隔離驅(qū)動電路的輸出端接絕緣柵雙極型 晶體管IGBT的柵極，所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT的發(fā)射極經(jīng)濾波電容Cl接地，所述絕 緣柵雙極型晶體管IGBT的集電極反向接二極管D2后經(jīng)電阻Rk接地，所述驅(qū)動電流采集電 路的輸入端并聯(lián)在電阻Rk兩端的節(jié)點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)d上，所述驅(qū)動電壓采集電路的輸入端連接 絕緣柵雙極型晶體管IGBT的集電極作為的節(jié)點(diǎn)a和地作為的節(jié)點(diǎn)b;實(shí)際上，不一定只有 絕緣柵雙極型晶體管IGBT能夠用在此處，只要是全控型開關(guān)型電力電子器件都可W。運(yùn)里 只所W選用絕緣柵雙極型晶體管IGBT是由于該類型開關(guān)型器件具有驅(qū)動電流大，功率損 耗小的優(yōu)點(diǎn)。所述驅(qū)動電流采集電路和驅(qū)動電壓采集電路的輸入信號是PWM輸出腳依次經(jīng) 過光電隔離驅(qū)動電路。 陽OO引進(jìn)一步的，所述光電隔離驅(qū)動電路包括電阻Rl~R13、電源隔離模塊U1、光禪U2、NPN型S極管T1-T3、PNP型S極管T4、比較器U3和穩(wěn)壓管D3 ;
[0009] 所述電阻R2和電阻R3串聯(lián)后并接在所述PWM輸出腳的N腳和M腳上，所述PWM 輸出腳的M腳接地；所述NPN型S極管Tl的基極接電阻R2和電阻R3的節(jié)點(diǎn)，所述NPN型 =極管Tl的發(fā)射極接地，所述NPN型=極管Tl的集電極接光禪U2的陰極，所述光禪U2的 陽極接電源隔離模塊Ul的電源端，所述光禪U2的集電極接電源VPP2，所述光禪U2的集電 極接入NPN型=極管T2的基極，所述光禪U2的集電極依次經(jīng)電阻R7、R8和穩(wěn)壓管D3接 入NPN型S極管T2的發(fā)射極；所述電源VPP2依次經(jīng)電阻R6、R5和R4后接入比較器U3的 負(fù)輸入端，所述電阻R5和R4的節(jié)點(diǎn)接地，所述電阻R6和R5的節(jié)點(diǎn)接入比較器U3的正輸 入端，所述比較器U3的輸出端接電阻R7和R8的節(jié)點(diǎn)；所述NPN型=極管T2的集電極經(jīng)電 阻R9分別接入NPN型S極管T3和PNP型S極管T4的基極，所述NPN型S極管T3的發(fā)射 極接PNP型=極管T4的發(fā)射極，所述PNP型=極管T4的集電極經(jīng)電阻R12接地，所述電阻 Rll和電阻R13串聯(lián)后并接在NPN型S極管T3的發(fā)射極和集電極之間，所述電阻Rll和電 阻R13的節(jié)點(diǎn)接所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極，所述電阻Rll和電阻R13的節(jié)點(diǎn)輸 出作為所述光電隔離驅(qū)動電路1-1的輸出信號，所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT的集電極； 所述NPN型S極管T3的集電極外接勵磁電源輸入端子J15,所述電阻RlO并聯(lián)在NPN型S 極管T3的基極和集電極之間。
[0010] 進(jìn)一步的，所述驅(qū)動電流采集電路包括電阻R18-R24、電位器PR3-PR4、運(yùn)算放大 器U8-U11、線性光禪U12和電容C4-C6 ;所述驅(qū)動電流采集電路的輸入端節(jié)點(diǎn)C經(jīng)電阻R18 接其輸入端節(jié)點(diǎn)山所述輸入端節(jié)點(diǎn)d接地；所述電阻R19和電容C4串聯(lián)后并聯(lián)接在電阻 R18兩端，所述電阻R19和電容C4的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電阻R20接入運(yùn)算放大器U8的正輸入端，所述 運(yùn)算放大器U8的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R21接地，所述電位器PR3的固定端并聯(lián)在運(yùn)算放大器U8 的負(fù)輸入端和輸出端，所述電位器PR3的滑動端接運(yùn)算放大器U8的負(fù)極；所述運(yùn)算放大器 U8的輸出端經(jīng)電阻R22接入運(yùn)算放大器U9的負(fù)輸入端，所述運(yùn)算放大器U9的負(fù)輸入端接 地，所述運(yùn)算放大器U9的正輸出端接線性光禪U12的4腳，所述線性光禪U12的3腳接地， 其2腳接電源VPP2,所述運(yùn)算放大器U9的輸出端經(jīng)電阻R23接線性光禪U12的1腳；所述 電容巧并聯(lián)在運(yùn)算放大器U9的負(fù)輸入端和輸出端；所述線性光禪U12的6腳接運(yùn)算放大器 UlO的負(fù)輸入端，所述運(yùn)算放大器UlO的正輸入端接地，所述運(yùn)算放大器UlO的輸出端接運(yùn) 算放大器Ull的正輸入端，所述運(yùn)算放大器Ull的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R24接地，所述電阻R24 和電容C6均并聯(lián)在運(yùn)算放大器UlO的負(fù)輸入端和輸出端，所述電位器PR4的固定端并聯(lián)在 運(yùn)算放大器Ull的負(fù)輸入端和輸出端，所述電位器PR4的滑動端接運(yùn)算放大器Ull的負(fù)輸 入端；所述線性光禪U12的型號為HCNR200,所述運(yùn)算放大器U8-U11的型號為LM324。 W11] 進(jìn)一步的，所述驅(qū)動電壓采集電路包括電阻R13-R17、電位器PR1-PR2、運(yùn)算放大 器U4-U6、線性光禪U7和電容C1-C3 ;所述驅(qū)動電壓采集電路的輸入端節(jié)點(diǎn)a依次經(jīng)電阻R13和R14接入運(yùn)算放大器U4的負(fù)輸入端，所述驅(qū)動電壓采集電路的輸入端節(jié)點(diǎn)b接地， 所述運(yùn)算放大器U4的負(fù)輸入端接地，所述電容Cl一端接入電阻R13和R14的節(jié)點(diǎn)，其另一 端接地，所述電位器PRl的固定端并聯(lián)在電容Cl兩端，所述電位器PRl的滑動端接入電阻 R13和R14間的節(jié)點(diǎn)；所述運(yùn)算放大器U4的正輸入端接線性光禪U7的4腳，所述線性光禪 U7的的3腳接地，其2腳接電源VPP2,所述運(yùn)算放大器U4的輸出端經(jīng)電阻R15接線性光禪U7的1腳，所述電容C2并聯(lián)在運(yùn)算放大器U4的負(fù)輸入端和其輸出端，所述線性光禪U7的 6腳接入運(yùn)算放大器呪的負(fù)輸入端，所述運(yùn)算放大器呪的正輸入端接地，所述運(yùn)算放大器 呪的輸出端接運(yùn)算放大器U6的正輸入端，所述電阻R16和電容C3均并聯(lián)接在運(yùn)算放大器 呪的負(fù)輸入端和輸出端，所述運(yùn)算放大器U6的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R17接地，所述電位器PR2 的固定端并聯(lián)在運(yùn)算放大器U6的負(fù)輸入端和其輸出端，所述電位器PR2的滑動端接運(yùn)算放 大器U6的負(fù)輸入端，所述運(yùn)算放大器U6的輸出端接入A/D管腳；所述線性光禪U7的型號 為HCNR200 ;所述運(yùn)算放大器U4-U6的型號為LM324。
[0012] 進(jìn)一步的，所述整形電路包括二極管D1、電阻R18、R27、R36、R37、R41、R44、電容 C14、C15、C30和比較器IC3 ;所述轉(zhuǎn)速傳感器信號作為整形電路的輸入信號，所述整形電路 的輸入端子A經(jīng)電阻R37和電阻R18接電源Vcpu3. 3,其輸入端子B依次經(jīng)電阻R36、二極 管Dl和電阻R41接電源Vcpu3. 3,所述二極管Dl和電阻R41的節(jié)點(diǎn)接入比較器IC3的正 輸入端，所述電阻R37和電阻R18的節(jié)點(diǎn)接入比較器IC3的負(fù)輸入端；所述輸入端子B經(jīng)電 容C30接地；所述比較器IC3的輸出端接入外部中斷管腳；所述比較器IC3的輸出端經(jīng)電阻 R44接電源Vcpu3. 3 ;所述電阻R27的一端接在所述二極管Dl和電阻R41的節(jié)點(diǎn)上，所述電 阻R27的另一端接輸入端子B，所述電容C14并聯(lián)在電阻R27兩端，所述電容C15并聯(lián)在電 阻R37兩端。
[0013] 進(jìn)一步的，所述核屯、處理器3選用STM32型ARM忍片。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果如下：
[001引 （1)本實(shí)用新型采用低功耗的核屯、處理器集成了觸摸液晶顯示屏接口，該接口內(nèi) 含驅(qū)動和響應(yīng)接口，同時集成了PWM控制器、A/D轉(zhuǎn)換器等內(nèi)部資源，簡化了數(shù)字式調(diào)速控 制器的外圍電路，通過PWM輸出腳、A/D管腳、外部中斷管腳連接外部電路，同時核屯、處理器 采用了 3. 3V供電的低功耗結(jié)