8kw移動式永磁柴油發電機所用的發電原動機為常見的是柴油發電機組。伴隨著柴油機技術的更新與進步，船舶的噸位越來越大以及船舶大功率負載不斷的增多，對于船舶柴油機電子轉速控制器，以及船舶同步發電機勵磁控制系統的控制精度等性能的要求也逐漸變高。傳統的控制器一般都是采用PID控制策略，傳統PID控制器不能對非線性因素的影響以及負載在大范圍內改變的情況做出有效的應對，因此傳統PID控制已很難保證系統具有較好的動態和靜態性能。本文首先對傳統PID控制進行了簡單的介紹，并且詳細地對模糊控制原理以及模糊控制器的設計進行了介紹。在對兩者各自的優點以及缺點進行對比分析的基礎上，為解決兩種控制方法所存在的缺點，將兩種控制方法結合起來，設計了模糊-PID控制方法。模糊-PID控制可以對控制參數進行在線實時自整定。該控制算法保持了傳統PID控制和模糊控制兩者的優點，具有算法的簡單、精度高、魯棒性好的特性。本文通過對船舶電站柴油機調速系統的數學分析，推導出其數學模型，并應用模糊-PID控制器對調速系統進行控制。
詳細參數 8kw移動式永磁柴油發電機
| 8KW永磁柴油發電機 |
| 產品型號 | | YT9500E3 |
| 頻率 | | 50HZ |
| 額定功率 | | 8kw |
| 瞬間zui大功率 | | 10kw |
| 額定轉速 | | 3000 |
| 額定電壓 | | 230V400V |
| 起動方式 | | 手/電啟動 |
| 相數 | | 單相 |
| 發動機型號 | | LD192FA |
| 發動機型式 | | 風冷柴油機 |
| 排量 | | 0.418CC |
| 燃油容積 | | 25L |
| 耗油量 | | 約271g |
| 機油容積 | | 2.1L |
| 結構形式 | | 開架或手推車式 |
| 外形尺寸(MM) | | 800*550*680 |
| 凈重/毛重(KG) | | 148/150KG |
| 冷卻方式 | | 強制風冷
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在MATLAB中建立了柴油機調速系統應用傳統PID和模糊-PID控制的仿真模型，并對應用不同控制策略下的仿真模型進行了在突加以及突減100%額定負載的仿真。仿真結果表明，在抑制超調，縮短調節時間，抑制振蕩等動態特性以及穩態精度方面應用模糊-PID控制將能收到更好的效果。本文對船舶同步發電機進行了數學推導，在派克方程的基礎上，進行了一定的簡化，得到了較為實用的船舶電站同步發電機電磁暫態過程五階模型。在建立調壓系統數學模型后，采用MATLAB仿真軟件對調壓系統建立仿真模型，對突加，突減靜態負載進行了仿真，對兩者的機端電壓進行分析并得到相關結論。對仿真結果分析表明：傳統PID控制應用于非線性、時變復雜系統中時存在局限性，模糊-PID控制并沒有這種局限并且在勵磁調節中表現出良好的控制效果。由于船舶柴油發電機組的柴油機轉速和同步發電機電壓存在耦合關系，為減弱勵磁系統和調速系統的耦合關系，建立了柴油發電機組統一的數學模型，設計了柴油發電機組轉速和電壓綜合控制器。本文在對單機系統研究的基礎上，對雙機并統進行了仿真，并將模糊-PID控制器應用于其中。模糊-PID控制器有效的提高了并統頻率的穩定性并有效保證了雙機間負載功率均勻的分配。
柴油發電機組由于自身調節慣性大，在大負載擾動時出現供電質量下降，嚴重時因調節滯后而導致停機等問題，影響了其應用。本文以提高柴油發電機組在沖擊性負載條件下輸出電壓幅值和頻率的穩定性為目標，為彌補發電機組自身調節能力的不足，對柴油發電機組的數學模型及其功率補償技術進行深入的研究。首先，建立柴油發電機組的數學模型，進而從理論上分析沖擊性負載條件下柴油發電機組的動態性能，并在Matlab中搭建系統的仿真模型對分析結果進行驗證，為后續的功率補償策略的提出提供理論基礎。其次，在交流母線上并聯功率補償系統，以抑制沖擊性負載情況下柴油發電機組輸出電壓幅值和頻率的波動。當出現沖擊性負載時結合儲能系統來提供或吸收系統不足或多余的有功功率，并大限度地利用發電機組自身的調節能力，滿足負載對電壓幅值和頻率的要求。采用以三相橋式電路為拓撲的并聯功率補償系統，建立其數學模型，依據瞬時功率理論推導dq模型下并聯功率補償系統輸出電流與瞬時功率的關系，從而為瞬時功率的控制提供理論依據。為補償柴油發電機組有功功率調節的滯后，提出基于速度閉環的功率補償策略。為進一步提高補償系統的動態響應，提出速度閉環和負載電流前饋的復合控制策略，實現沖擊性負載的功率補償。根據瞬時功率理論對負載有功電流、無功電流和諧波電流進行檢測，實現并聯補償系統的對機組有功功率、無功功率和諧波的補償，以提高柴油發電機組的效率。再次，設計基于三重雙向DC-DC變換器的能量管理系統，以滿足并聯并聯補償裝置對儲能的需求。結合并聯補償系統的工作狀態，提出采用直流母線電壓閉環控制實現負載擾動條件下超級電容能量管理策略和穩態條件下基于超級電容電壓的主動充電策略。后，對并聯功率補償系統進行設計，并在Matlab中搭建系統的仿真模型，對所提出的控制方案進行仿真驗證。
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