無刷式充電發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 無刷式充電發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、磁場繞組、定子、端蓋、元件板、調(diào)節(jié)器、風(fēng)扇和帶盤等組成，是一種帶泵無刷交流發(fā)電機(jī)，其發(fā)電機(jī)與普通無刷交流發(fā)電機(jī)完全一樣，不同的是轉(zhuǎn)子軸很長并伸出后端蓋，利用外花鍵與真空泵的轉(zhuǎn)子內(nèi)花鍵相連接，驅(qū)動真空泵給汽車制動系統(tǒng)中的真空筒抽真空)。 (1)轉(zhuǎn)子 無刷式充電發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是充電機(jī)的磁場部分，使用了一個(gè)與普通交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心形狀相同的爪極轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由爪極、轉(zhuǎn)子磁軛組成，但磁場繞組是固定在端蓋的磁軛上。兩組磁爪(又叫鳥嘴形磁極)中每組磁爪的爪數(shù)為6，同組磁爪極性相同，每個(gè)磁爪是一個(gè)磁極。兩個(gè)爪極中的一個(gè)爪極固定在轉(zhuǎn)子軸上，另一個(gè)爪極的后端制成中窄、外用非導(dǎo)磁材料與前者焊接在一起。放置勵(lì)磁繞組的圓柱形磁軛通過螺釘固定在后端蓋上，電流直接由導(dǎo)線引入。安裝時(shí)磁場繞組伸入轉(zhuǎn)子磁軛和爪極的空腔內(nèi)，與兩者都保持有一定的間隙。工作時(shí)轉(zhuǎn)子磁軛和爪極隨電樞軸轉(zhuǎn)動而磁場繞組不動，因而不需要電刷和滑環(huán)、便可輸入勵(lì)磁電流，由于沒有電刷和集電環(huán)等導(dǎo)電元件，克服了接觸火花，不存在集電環(huán)表面污染和電刷磨損造成功率輸出不足等問題，減少了維護(hù)工作，提高了交流發(fā)電機(jī)工作的可靠性，延長了其壽命。 (2)定子 定子由鐵心及定子繞組組成。定子鐵心由內(nèi)圓槽的環(huán)狀硅鋼片疊制而成，固定在后端蓋中。定子槽內(nèi)置有三相繞組，按星形接法聯(lián)結(jié)。每相繞組的尾端聯(lián)接在一起，首端分別與元件板上的硅二極管相接。 (3)端蓋 充電機(jī)的前端蓋和后端蓋都是用鋁合金鑄成，兩個(gè)端蓋上有軸承座。后端蓋內(nèi)裝有元件板和調(diào)節(jié)器，其典型線路。元件板上壓裝有11只二極管，其中6只二極管組成三相橋式整流電路(VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、)，輸出充電機(jī)直流電壓。3只小功率勵(lì)磁二極管(VD7、VD8、VD9)，與發(fā)電機(jī)的3只負(fù)二極管組成另一組三相橋式整流電路，向發(fā)電機(jī)磁場繞組提供勵(lì)磁電流和連接充電指示燈。余下2點(diǎn)二極管(VD10、VD11)并聯(lián)于三相整流橋一側(cè)，可用以提高發(fā)電機(jī)的輸出功率。電子調(diào)節(jié)器與發(fā)電機(jī) 組合安裝，簡化了電路，電子調(diào)節(jié)器有一根檢測線與發(fā)電機(jī)輸出端B相連接，用以測量發(fā)電機(jī)輸出端電壓。并根據(jù)該電壓改變勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)輸出電壓的調(diào)節(jié)。

介紹柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速方法 １面向Simulink數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)框圖 　　在建立了柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的各模型后，就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常規(guī)PID控制，變速積分PID控制，不完全微分PID控制和模糊PID控制的調(diào)速系統(tǒng)框圖。 　　１．１常規(guī)PID控制 　　首先看常規(guī)PID控制，下面是它的系統(tǒng)仿真框圖，這是常規(guī)采用的PID控制系統(tǒng)圖，通過對真實(shí)控制系統(tǒng)繪制仿真框圖，觀察采用常規(guī)PID控制效果。 　?。保膊煌耆⒎諴ID控制 　　下面是不完全微分PID控制系統(tǒng)仿真框圖,圖２不完全微分PID控制系統(tǒng)仿真框圖這是在常規(guī)PID基礎(chǔ)上進(jìn)行了不完全微分，這是用來改善它的控制功能，取得更好的控制效果。 　?。保匙兯俣确e分PID控制　 　　下面是變速度積分PID控制系統(tǒng)仿真框圖。 　?。保茨：齈ID控制　 　　自適應(yīng)模糊PID控制是將自適應(yīng)控制的思想和常規(guī)PID控制器結(jié)合，吸收了自適應(yīng)控制和常規(guī)PID控制的優(yōu)點(diǎn)。首先它具備自適應(yīng)能力，能夠自動識辨被控過程參數(shù)、自動整定控制參數(shù)，能夠適應(yīng)被控過程模型參數(shù)的變化；其次它又具有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。這使得自適應(yīng)PID控制成為過程控制中一種較為理想的控制方法?！?　　如果用模糊控制箱設(shè)計(jì)出模糊控制器，再在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立系統(tǒng)仿真模型，把模糊控制器模塊和我們設(shè)計(jì)的ＦＩＳ結(jié)構(gòu)連接起來，就可以對它進(jìn)行仿真研究了，系統(tǒng)仿真框圖的建立關(guān)鍵是對ＰＩＤ三個(gè)參數(shù)Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，這必須考慮到不同時(shí)刻三個(gè)參數(shù)的相互作用和它們之間的關(guān)系。 　　下面從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來考慮Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的作用，建立模糊規(guī)則表。 　?。ǎ保┍壤禂?shù)Ｋｐ的作用是加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。Ｋｐ越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高，但容易產(chǎn)生超調(diào)，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。Ｋｐ取值過小，會降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度變慢，延長調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)特征變壞。 　?。ǎ玻┓e分作用系數(shù)Ｋｉ的作用是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。Ｋｉ越大，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差越快，但Ｋｉ過大，在響應(yīng)過程的初期會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過程的較大超調(diào)。但Ｋｉ過小會使系統(tǒng)的靜態(tài)誤差難以，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。 　?。ǎ常┪⒎值淖饔孟禂?shù)Ｋｄ的作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)特征，其主要作用是在響應(yīng)過程中抑制偏差向任何方向的變化，對偏差變化進(jìn)行提前預(yù)報(bào)。但Ｋｄ過大，會使響應(yīng)過程提前制動，延長了調(diào)節(jié)時(shí)間，而且會降低系統(tǒng)的抗干擾性能。下面是進(jìn)行模糊控制PID控制的系統(tǒng)仿真框圖。 　?。矊ο到y(tǒng)進(jìn)行仿真研究 　　建立了系統(tǒng)的仿真框圖后，就可以對系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，就可以比較采用常規(guī)PID控制和變積分PID控制，不完全微分PID控制，模糊自適應(yīng)PID控制的比較，并具體分析我們采用的模糊控制系統(tǒng)仿真框圖自適應(yīng)控制時(shí)的仿真效果。對系統(tǒng)進(jìn)行仿真有助于我們對柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的快速理解，并初步地分析出我們需要的控制參數(shù)，對系統(tǒng)的研究有積極作用。 　　系統(tǒng)仿真圖通過ＭＡＴＬＡＢ中的模糊控制箱實(shí)現(xiàn)，同時(shí)根據(jù)自己控制系統(tǒng)的具體特點(diǎn)和要求來建立的，基本可以反應(yīng)控制系統(tǒng)的基本情況，可以起到很好的仿真模擬作用。 　　首先，比較常規(guī)PID控制和變積分PID控制，變速積分PID通過改變積分項(xiàng)的累加速度，使得它和偏差大小相適應(yīng)，偏差大的時(shí)候，積分慢；偏差小時(shí)，積分快，這就可以減少超調(diào)，同時(shí)更好地靜差。 　　下面比較一下常規(guī)PID控制和不完全微分ＰＩＤ控制的區(qū)別。不完全微分就是在PID算法中引入了一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，使得系統(tǒng)性能得到改善，在改善系統(tǒng)動態(tài)特性的時(shí)候又盡量減少高頻干擾。 　　 介紹模糊自適應(yīng)控制和常規(guī)PID的比較，并對模糊自適應(yīng)控制的仿真進(jìn)行分析。這些都是基于前面建立的柴油發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)模型的 　　可見模糊PID控制器和常規(guī)PID控制相比，它使得系統(tǒng)響應(yīng)的超調(diào)時(shí)間減小，曲線更平整，反應(yīng)時(shí)間加快了，控制效果明顯更好了。同時(shí)模糊PID控制器在控制過程前期具有模糊控制器的特點(diǎn)，而在控制過程后期具有PID調(diào)節(jié)器的所有優(yōu)勢，是一種性能優(yōu)良的控制器，所以在實(shí)際使用中可以選用模糊自適應(yīng)控制方法。