单片机在船舶电站中的应用

【摘要】为了保持船用柴油机的恒定转速，传统的做法是在柴油机组上安装调速器或测速发电机、发电或电磁发讯装置。本文介绍一种将单片机用于柴油发电机，实属结构简单，控制方便，行之有效的方法。对安装单片机的工作原理、硬件结构、软件设计等，本文均作了较为精炼的介绍。

【关键词】船用柴油机；恒定转速；单片机

1.引言

为了提高供电质量，我们要求渔轮上的柴油发电机组在外界负荷变动的情况下，能使柴油机保持稳定的转速，为此，在大型渔轮的柴油发电机组上，都安装了调速器，这种调速器，可以根据负荷的大小来调整柴油机的喷油量，以使柴油机的转速保持稳定。

为了取得柴油机的转速信号，有的就大机组的同一轴上安装了测速发电机，有的则采用光電或电磁发亡装置，利用f—V变换得一与转速成正比的直流电压，根据直流电压的大小来确定转速的大小，再与给定量作比较，进行闭环控制。上述方案只有在柴油发电机组的轴上安装了附加设备的条件下才能实施，这样就使机组的结构复杂化了，而且对于转速控制的适时性较差，在低频段，f—V变换的精度也较低。如果在机组上安装一套用来控制伺服电机的单片机控制装置，那就不必在轴上安装附加设备了。这种装有单片控制装置的柴油发电机组，具有结构简单、控制方便的优点，而且低频段的测试精度也可提高。下面就介绍单片控制装置的工作原理和软、硬件设计。

2.工作原理

由于发电机组发出的交流电的频率与柴油机的转速是成正比的，因此可将交流电的频率变换为数字脉冲输入计算机进行处理，以控制伺服电机。而伺服电机能改变调速器弹簧的预紧力，使柴油机可根据同负荷的变化而自动调整喷油量，从而使机组发电的频率为50Hz。若频率小于50Hz，计算机就会输出使伺服电机正转的信号，以增大喷油量，使柴油机的转速增加，频率上升；若频率大于500Hz，计算机就输出使伺服电机反转的信号，以减少喷油量，使柴油机的转速减小，频率下降。特别是频率达到或超过57Hz（飞车）时，计算机就会使柴油机的转速迅速下降，以确保机组的安全运行。

3.硬件结构

4.软件设计

单片机复位后，经过初始化，便可启动计数器，通过读取计数器C的值，可显示出电流频率，再对频率进行相应的处理，就会输出相应的信号去控制伺服电机，从而能使柴油要的喷油量适应负荷的变化，以保证电流频率符合规定的值，其框图如图2所示。

5.结束语

本装置不但可使单台机组发电的电压和频率保持额定值，而且可控制具有相同调速特性的两台机组的并联运行，还能控制两台机组并联运行中有效功率的合理分配，具有一定的使用价值。

作者简介：罗锡伟（1959—），男，高级工程师，研究方向：船舶液压工程机械。