CN219980676U - 一种智能转速控制仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能转速控制仪，涉及发电机组领域，包括控制器、步进电机、调速装置，转速监测装置以及发电机组，控制器、步进电机以及调速装置依次电连接，调速装置与介质管道连接，转速监测装置设置于发电机组的转轴处，并且转速监测装置与控制器电连接，通过转速监测装置对发电机组进行实时转速监测，并将转速信号输入控制器，控制器对输入信号进行干扰补偿后控制步进电机对调速装置进行调节，从而控制介质管道的开度，使发电机组的转速能够迅速平稳地跟踪负载的变化，达到提升整个发电机组的工作效率和输出电源的品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机组领域，具体涉及一种智能转速控制仪。
背景技术
发电机向外部负载供电，要求发电机产生的交流电压和频率越稳定越好，而电压和频率直接和发动机转速有关，发动机转速忽高忽低会造成发电机输出电压不稳定。传统的发动机转速控制系统，一般采用机械控制的手段，转速的测量、误差信号的放大以及执行机构的调节动作都通过机械元件来实现，控制的响应速度和精度都很有限，无法满足高性能的要求。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种智能转速控制仪，该转速控制仪采用控制器、步进电机、调速装置，转速监测装置以及发电机组共同组成，通过转速监测装置对发电机组进行实时转速监测，并将转速信号输入控制器，控制器对输入信号进行干扰补偿后控制步进电机对调速装置进行调节，从而控制介质管道的开度，使发电机组的转速能够迅速平稳地跟踪负载的变化，达到提升整个发电机组的工作效率和输出电源的品质。
为达到上述技术目的，本实用新型通过下述技术方案实现：
一种智能转速控制仪，包括控制器、步进电机、调速装置，转速监测装置以及发电机组；
所述控制器、所述步进电机以及所述调速装置依次电连接，所述调速装置与介质管道连接；
所述转速监测装置设置于所述发电机组的转轴处，所述转速监测装置与所述控制器电连接。
作为所述智能转速控制仪的优化方案，所述控制器包括动态补偿线性化模块，所述动态补偿线性化模块估计补偿所述控制器以及所述步进电机的总和扰动。
作为所述智能转速控制仪的优化方案，所述动态补偿线性化模块包括跟踪微分器模块、非线性反馈控制律模块以及扩张状态观测器模块，所述踪微分器模块的电连接所述非线性反馈控制律模块，用于安排过渡过程并提取其微分信号，并将最大效率点对应的转速作为参考输入非线性反馈控制律模块，所述非线性反馈控制律模块分别电连接所述步进电机与所述扩张状态观测器模块输入端，对输入信号的状态误差进行非线性组合配置，所述步进电机电连接所述扩张状态观测器模块输入端，所述扩张状态观测器模块输出端反馈于所述非线性反馈控制律模块，对整个系统的状态和扰动进行实时估计与补偿。
作为所述智能转速控制仪的优化方案，所述调速装置为阀门机构或变量马达。
作为所述智能转速控制仪的优化方案，所述转速监测装置包括机身、齿轮测速传感器、测速齿轮以及转动轴，所述转动轴转动设置于所述机身上，所述齿轮测速传感器设置于所述机身上，所述测速齿轮设置于所述转动轴上，所述测速齿轮随所述转动轴同步转动，所述齿轮测速传感器正对所述测速齿轮的齿部，在本方案中齿轮测速传感器采用光电传感器，与转动轴连接的测速齿轮上设置有不同的齿、槽结构，当测速齿轮的齿部挡住光电传感器的光路时，光电开关输出高电平，反之输出低电平，转速监测装置即可根据光电传感器发出的电平信号精确得到转动轴的转速。
从以上技术方案可以看出，本申请提供的一种智能转速控制仪，包括控制器、步进电机、调速装置，转速监测装置以及发电机组，控制器、步进电机以及调速装置依次电连接，调速装置与介质管道连接，转速监测装置设置于发电机组的转动轴处，并且转速监测装置与控制器电连接，通过转速监测装置对发电机组进行实时转速监测，并将转速信号输入控制器，控制器对输入信号进行干扰补偿后控制步进电机对调速装置进行调节，从而控制介质管道的开度，使发电机组的转速能够迅速平稳地跟踪负载的变化，而且控制器包括动态补偿线性化模块，能够估计补偿控制器以及步进电机的总和扰动，大幅提升整个发电机组的工作效率和输出电源的品质。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型提供的一种智能转速控制仪的控制原理图；
图2为图1中控制器的控制原理图；
图3为图1中转速监测装置的结构图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-控制器，2-步进电机，3-调速装置，4-转速监测装置，5-发电机组，6-动态补偿线性化模块，7-跟踪微分器模块，8-非线性反馈控制律模块，9-扩张状态观测器模块，10-机身，11-齿轮测速传感器，12-测速齿轮，13-转动轴。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
本实施例1提供一种智能转速控制仪，如图1所示，包括控制器1、步进电机2、调速装置3，转速监测装置4以及发电机组5，而控制器1、步进电机2以及调速装置3依次电连接，调速装置4与介质管道连接，在本实施例中，调速装置4可以是阀门机构或变量马达，使调速装置4可以根据负载的变化，相应地调整介质管道的开度，改变进入发电机组5的介质流量，转速监测装置4设置于发电机组5的转动轴13处，并且转速监测装置4与控制器1电连接，通过转速监测装置4对发电机组5进行实时转速监测，并将转速信号输入控制器1，控制器1对输入信号进行干扰补偿后控制步进电机2对调速装置3进行调节，从而控制介质管道的开度，使发电机组5的转速能够迅速平稳地跟踪负载的变化。
在本实施例中，控制器1包括动态补偿线性化模块6，该动态补偿线性化模块6估计补偿控制器1以及步进电机2的总和扰动，具体地，如图2所示，该动态补偿线性化模块6包括跟踪微分器模块7、非线性反馈控制律模块8以及扩张状态观测器模块9，踪微分器模块7的电连接非线性反馈控制律模块8，用于安排过渡过程并提取其微分信号，并将最大效率点对应的转速作为参考输入非线性反馈控制律模块，在此处最大效率点对应的转速可根据发电机组的效率曲线得出，非线性反馈控制律模块8分别电连接步进电机2与扩张状态观测器模块9输入端，对输入信号的状态误差进行非线性组合配置，步进电机2电连接扩张状态观测器模块9输入端，扩张状态观测器模块9输出端反馈于非线性反馈控制律模块8，对整个系统的状态和扰动进行实时估计与补偿，避免控制器1与步进电机2中的累计干扰对转速调节产生不利影响，从而大幅提升整个发电机组5的工作效率和输出电源的品质。
在本实施例中，为了能实时准确的获取发电机组5的转速信息，如图3所示，转速监测装置4包括机身10、齿轮测速传感器11、测速齿轮12以及转动轴13，转动轴13转动设置于机身10上，齿轮测速传感器11设置于机身10上，测速齿轮12设置于转动轴13上，测速齿轮12随转动轴13同步转动，并且齿轮测速传感器11正对测速齿轮12的齿部，上述齿轮测速传感器11采用光电传感器，而与转动轴13连接的测速齿轮12上设置有不同的齿、槽结构，当测速齿轮12的齿部挡住光电传感器的光路时，光电开关输出高电平，反之输出低电平，转速监测装置4即可根据光电传感器发出的电平信号精确得到转动轴13的转速，从而为转速调节提供可靠信息。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种智能转速控制仪，其特征在于，包括控制器(1)、步进电机(2)、调速装置(3)，转速监测装置(4)以及发电机组(5)；
所述控制器(1)、所述步进电机(2)以及所述调速装置(3)依次电连接，所述调速装置(3)与介质管道连接；
所述转速监测装置(4)设置于所述发电机组(5)的转轴处，所述转速监测装置(4)与所述控制器(1)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能转速控制仪，其特征在于，所述控制器(1)包括动态补偿线性化模块(6)，所述动态补偿线性化模块(6)估计补偿所述控制器(1)以及所述步进电机(2)的总和扰动。
3.根据权利要求2所述的一种智能转速控制仪，其特征在于，所述动态补偿线性化模块(6)包括跟踪微分器模块(7)、非线性反馈控制律模块(8)以及扩张状态观测器模块(9)，所述踪微分器模块(7)的电连接所述非线性反馈控制律模块(8)，所述非线性反馈控制律模块(8)分别电连接所述步进电机(2)与所述扩张状态观测器模块(9)输入端，所述步进电机(2)电连接所述扩张状态观测器模块(9)输入端，所述扩张状态观测器模块(9)输出端反馈于所述非线性反馈控制律模块(8)。
4.根据权利要求1所述的一种智能转速控制仪，其特征在于，所述调速装置(3)为阀门机构或变量马达。
5.根据权利要求1所述的一种智能转速控制仪，其特征在于，所述转速监测装置(4)包括机身(10)、齿轮测速传感器(11)、测速齿轮(12)以及转动轴(13)，所述转动轴(13)转动设置于所述机身(10)上，所述齿轮测速传感器(11)设置于所述机身(10)上，所述测速齿轮(12)设置于所述转动轴(13)上，所述测速齿轮(12)随所述转动轴(13)同步转动，所述齿轮测速传感器(11)正对所述测速齿轮(12)的齿部。
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2023
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