第4-6节 冷却风扇及发电机控制系统

Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 105【关键词】PWM 控制 冷却风扇控制系统 发动机发动机是汽车系统中的核心部件，其运作效果好坏对车辆动力性和油料排放性有直接影响，因此，有必要设计并运用功能性强的冷却风扇系统，从而在系统正常作用下，控制发动机工作环境温度较低。

实际设计冷却风扇系统时，需要考虑车速、气压等因素对工作条件的影响，加大PWM 控制技术在冷却系统中的应用，以节约能耗和合理调节发动机温度等目的为主，设计智能化冷却系统。

1 PWM介绍PWM 控制指的是借助半导体开关的关断和导通作用，促使直流电压转变为电压脉冲列，能在控制脉冲宽度及脉冲列周期的基础上，实现冷却风扇系统运行状态的有效控制，避免冷却系统运行过程中受到其他因素影响。

PWM控制系统包括控制器和控制对象。

冷却风扇控制系统实际运行时，首先设置既定的控制参数期望值，之后对比分析期望值和系统实测值，能进一步分析得出误差信号。

为了保证冷却风扇系统运行性能较好，需要将误差控制在规定范围内，将误差信号和三角波信号导入比较器中，当误差信号相较于三角波信号要大时，表明这时比较器将输出脉冲波。

因此，比较器输出的矩形波脉冲宽度受到误差信号影响，两者成线性关系。

当发动机工作环境温度较高时，则传感器实际测量值和期望值间有较大差异，误差信号随之增大，这时脉冲波脉冲宽度有所增加，并且线圈中电流加大，在大电流影响下，液压马达转动效率加大，能通过PWM 控制技术的使用，将发动机工作环境温度降低到设定范围内。

当温度低于设定值时，会出现误差信号，要想保证冷却系统功能的实现，需要冷却系统基于PWM 控制的发动机冷却风扇控制系统文/戴茜处于不工作状态。

在冷却系统控制系统中增加监测程序，可实现冷却水温度值和预期值的实时比较，能对系统运行状态进行控制。

第四节发电机噪声及其控制案例发电机是将其它形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其它动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。

发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。

在我国，随着工业化及第三产业的不断发展，在一定时期内电力供应不足的矛盾变得较为尖锐，由于柴油发电机组具备了其它发电机组所不具备的突出优点：(l)热效率高，燃油消耗率低；(2)运行费用低，可使用多种燃料，对燃料品质要求低，适于燃用粘度较高的重油，而重油的价格远低于轻柴油；(3)可靠性较高，通常发电功率按额定功率的90%运行；(4)负荷适应能力强；(5)机组起动迅速，并能很快达到全功率；(6)单机容量较小，运行操作技术较简单，便于一般运行人员掌握，维护简单，保养方便；(7)对匹配高增压，中速柴油机的发电机组而言，其结构紧凑(单位体积功率大)；(8)易于实现自动化，振动、噪声等能得到有效控制。

因此，柴油发电机组广泛应用于工矿企业、电信、银行、酒店、度假村、娱乐场等单位作为备用电源。

本小节将以柴油发电机为例讲解发电机噪声的产生与控制。

一、发电机噪声源分析（一）柴油发电机组主要噪声源柴油发电机的主要噪声源是柴油机的排气噪声、进气噪声、冷却风扇噪声、燃烧噪声、机械噪声和发电机的电磁噪声等。

1、机械噪声柴油机的机械噪声是由于气体压力及机件的惯性作用，使相对运动零件之间产生撞击和振动而激发的噪声。

机械噪声主要包括活塞的敲击噪声、齿轮机构噪声、配气机构噪声、轴承噪声、高压油泵噪声、不平衡惯性力引起的机体振动和噪声等。

柴油机机械噪声随转速的提高而迅速增加。

低速运转时，机械噪声和其他噪声相比并不重要；但高速运转时，机械噪声往往是主要的噪声源。

2、进气噪声进气噪声是柴油机的主要空气动力噪声源之一，它是由进气门的周期性开闭而产生的进气管内压力起伏变化所形成的。