電子調速器培訓

1、 一、調速器簡介一、調速器簡介 一、工作原理1.1 發(fā)動機調速系統(tǒng)簡介l 發(fā)動機調速系統(tǒng)的l工作過程如圖所示。調速器將設定工作轉速與測速元件 測得的發(fā)動機實際工作轉速進行比較，比較之后將會得到兩部分的偏差信息：1、偏差“正、負”，2、偏差幅度。l 偏差“正、負”：發(fā)動機的實際轉速大于設定工作轉速，偏差為負，調速器將輸出負向控制，通過執(zhí)行元件減小燃料量，發(fā)動機轉速隨之降低；發(fā)動機的實際轉速小于設定工作轉速，偏差為正，調速器將輸出正向控制，通過執(zhí)行元件增加燃料量，發(fā)動機的轉速隨之升高。l 偏差幅度：偏差幅度信息經(jīng)過“運算”機構的處理，確定輸出控制量的大小，即增加或減少燃料量的多少。調速器原理示意圖

2、調速器原理示意圖負 載 阻 力測 速 元 件轉 速 設 定實 際 轉 速發(fā)動機驅動力運 算驅 動 輸 出調節(jié)系數(shù)設定保護或限制燃 料 量執(zhí) 行 元 件電子調速器的組成電子調速器的組成 1.2 電子調速器的基本組成l如圖，電子調速器由轉速控制器、電磁執(zhí)行器、轉速傳感器、怠速額定開關、微調電位器、控制電源和電源開關組成。14電磁執(zhí)行器怠速額定轉換開關控制電瓶電源開關-+12121011136578349試驗測速飛輪遙控電位器停機按鈕轉速傳感器轉速控制器電子調速器工作原理電子調速器工作原理1.3 電子調速器的工作原理l 如圖，發(fā)動機的理想轉速由轉速設定電位器和轉速微調電位器設定，發(fā)動機的實際轉速由安

3、裝在飛輪齒根部位的轉速傳感器所感受，轉速傳感器輸出信號為頻率和轉速成正比的交流電壓信號；該信號經(jīng)F/V電路轉換為直流電壓與轉速設定值比較后得到轉速偏差量；該偏差量經(jīng)過PID調節(jié)器運算放大后得出燃料供給量位置值，即執(zhí)行器的穩(wěn)態(tài)輸出位置指令，該位置指令與與電磁執(zhí)行器的實際位置值比較后，得到實際位置偏差量，該偏差量經(jīng)PID調節(jié)器運算放大后，轉化成電流控制方式向電磁執(zhí)行器輸出驅動電流，從而改變電磁執(zhí)行器的運動位移。孚創(chuàng)電子調速器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖孚創(chuàng)電子調速器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖 12急停按鈕(電源開關)電瓶電源1087911轉 速傳感器13傳感器激勵電源電源處理電路電源指示6斷線保護電路C1000

4、 轉速控制器F/V轉換電路5油量位置反饋電路14延時電路額定轉速設定怠速設定VCC微分、增益穩(wěn)態(tài)調速率調整PID PID 放大驅動124VCC24/12V最大油量調整3負載阻力飛 輪電磁執(zhí)行器發(fā)動機熱力轉換燃 料 量節(jié) 氣 門高壓油泵轉速微調怠速/額定轉速開關狀態(tài)試驗按鈕孚創(chuàng)電子調速器單閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖孚創(chuàng)電子調速器單閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖 C1500 轉速控制器電瓶電源急停按鈕(電源開關)12微分、增益穩(wěn)態(tài)調速率調整電源指示電源處理電路F/V轉換電路VCC怠速設定PID 延時電路額定轉速設定VCC7119810怠速/額定轉速開關停機按鈕轉速微調負載阻力飛 輪斷線保護電路轉 速傳感器65高壓油泵

5、燃 料 量發(fā)動機熱力轉換電磁執(zhí)行器最大油量調整放大驅動4324/12V節(jié) 氣 門 二、安裝二、安裝2.1 轉速傳感器 l 轉速傳感器推薦安裝于發(fā)動機齒圈部位，傳感器與齒頂之間的間隙應為0.4mm0.8mm之間，安裝時可先將傳感器旋至齒頂，然后退出約1/3圈（螺距1.5mm）或1/2圈（螺距1mm）,再鎖緊螺母緊固即可。如無飛輪齒圈，也可利用其它傳感齒輪，但材質必須為導磁材料，并要保證在發(fā)動機工作轉速范圍內，傳感器輸出頻率不少于1000Hz，發(fā)動機轉速與傳感器輸出頻率之間的對應關系為： = nz/60(Hz) 式中：、n、z分別表示傳感器輸出頻率、發(fā)動機轉速和測速飛輪齒數(shù)。 l注意：轉速傳感器僅

6、供電子調速器獨用，避免與其它測速系統(tǒng)共用。 轉速傳感器轉速傳感器65L2轉速傳感器電纜外形示意圖： 轉速傳感器結構及原理圖轉速傳感器結構及原理圖 磁鋼導磁探頭 線圈接插件孚創(chuàng)電磁執(zhí)行器結構及原理圖孚創(chuàng)電磁執(zhí)行器結構及原理圖 2.2 電磁執(zhí)行器 l 電磁執(zhí)行器安裝在發(fā)動機上，其安裝位置與安裝方式根據(jù)具體情況確定，孚創(chuàng)電子調速器推薦采用與油泵一體化安裝方式，但在特殊情況下或有特定要求時，也可采用外置式安裝方式。 聯(lián) 接 器線圈繞組位置傳感器復位彈簧銜 鐵電磁執(zhí)行器線纜接線圖電磁執(zhí)行器線纜接線圖2綠黃黑1藍紅3電磁執(zhí)行器五芯接插件外形示意圖 電磁執(zhí)行器的安裝電磁執(zhí)行器的安裝2.2.1一體化安裝 l

7、執(zhí)行器輸出軸與發(fā)動機噴油泵齒條之間直接對接，直線輸出，輸出行程20-30mm。油泵齒條行程與電磁執(zhí)行器工作行程應能良好配合，一般應保證使發(fā)動機斷油至滿載之間的行程為執(zhí)行器工作行程的75%左右。l 聯(lián)接器聯(lián)接方法：聯(lián)接器可繞軸線轉動，上面有腰形銷孔，通過6 (或5)的聯(lián)接銷與油泵齒條（或其附件）安裝聯(lián)接。由于聯(lián)接器的獨特設計，由加工、安裝誤差造成的齒條阻、卡現(xiàn)象均可消除。安裝時，將彈簧壓縮露出整個銷孔，圓柱銷插入腰形銷孔，再插入開口銷防止腰形銷孔滑脫，彈簧復位后將銷壓緊，達到與油泵齒條無間隙傳動的目的。 l 一體化安裝方式應注意的問題：執(zhí)行器輸出端與發(fā)動機噴油泵之間安裝封閉的防護殼體中間體，這樣

8、可以避免污物進入而導致執(zhí)行器軸承卡死或過早磨損。一體化安裝方式首先應注意的問題是電磁執(zhí)行器零位與油泵零位（停機斷油位置）的匹配，即：當電磁執(zhí)行器斷電輸出行程為零時，能保證油泵齒條可靠斷油。 l 對強制潤滑高壓油泵，油泵凸輪軸應加油封，運行過程中滲漏的潤滑油應通過油管導入油底殼，中間體內部不能存油；否則將會嚴重影響電子調速器工作。 l 對非強制潤滑高壓油泵，中間體內部應有存油，設計油位不超過齒條位置。 電磁執(zhí)行器的安裝電磁執(zhí)行器的安裝 對工作溫度較高的應用環(huán)境，執(zhí)行器與中間體之間應涂以適量密封膠后直接安裝，而不應采用密封墊，以改善其導熱性能。 中間體應開設觀查孔，在試驗、調試過程中可通過觀察孔觀

9、察齒條運動情況，調試完畢后蓋上觀察孔蓋板。 齒條與執(zhí)行器聯(lián)接機構連接后運行應平穩(wěn)、無卡阻現(xiàn)象。 3.2.2外置式安裝 當電磁執(zhí)行器對節(jié)氣門進行控制，或對機械調速器（保留）停油手柄進行控制時，推薦采 用外置式安裝方式。 外置式安裝方式應注意的問題： 調節(jié)擺臂杠桿比，一般應保證使發(fā)動機斷油（或斷氣）至滿載之間的行程為執(zhí)行器工作行 程的75%左右。 連接傳動的中間環(huán)節(jié)應盡量減少，桿系總傳動間隙控制在0.10.2mm以內，以避免引入過大的非線性因素，影響系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)調節(jié)精度。 安裝支架應盡量牢固，減少發(fā)動機振動對其工作產生的影響。轉速傳感器的安裝轉速傳感器的安裝2.3 轉速控制器的安裝 轉速控制器

10、應安裝在無強烈沖擊振動及電磁干擾的保護箱內，并需留有足夠的空間供安裝維 護和散熱之用，其外殼需妥善接地。 轉速控制器的安裝尺寸參見圖3.1，控制器接線參見圖3.2，其中轉速傳感器、轉速微調電位 器與控制器間連線應采用屏蔽電纜，屏蔽層僅在控制器一點接地。 為防止用戶不慎將電源極性接反而損壞控制器電路，控制器內部裝有保護二極管，但該二極 管長時間工作發(fā)熱量較大，因此在系統(tǒng)安裝調試完畢后，可以用短接線將控制器接線端子2、3端 短接起來，這樣對減小控制器發(fā)熱量、提高 系統(tǒng)的可靠性將更為有利。 C1000系列轉速控制器外形安裝尺寸圖系列轉速控制器外形安裝尺寸圖 1.電 源 直 流 從 電 瓶 取 電 ，

11、 不 允 許 直 接 與 充 電 發(fā) 電 機 連 接 。2.注 意 電 源 極 性 ， 按 使 用 說 明 書 調 試 完 畢 后 ， 將 2、 3端 短 接10143276598- +131211144- 5.5通 孔注 意！孚 創(chuàng)FO R TR U ST最 大 油 量大小1000 100 100 100 100 10怠 速 額 定 轉 速 微 分增 益穩(wěn) 態(tài) 調 整 率C1000系列轉速控制器接線圖系列轉速控制器接線圖 電磁執(zhí)行器832+1-電源24V電源開關4576轉速傳感器斷開-怠速139101112+遙控電位器閉和-額定轉速214-停機按鈕電子調速器系統(tǒng)電源電子調速器系統(tǒng)電源 2.4

12、 系統(tǒng)電源 孚創(chuàng)電子調速器的工作電壓為直流24V（特殊訂貨12V），可利用發(fā)動機的控制電瓶、起動電瓶或采用其它穩(wěn)壓及非穩(wěn)壓電源供電，但要保證系統(tǒng)的峰值功耗和電壓波動范圍的要求。當采用起動電瓶供電時，必須設置充電裝置以保證電瓶電量充足。在發(fā)動機起動時，電瓶短時間的輸出電壓跌落不會影響調速器正常工作。 孚創(chuàng)電子調速器電源接線設計注意事項： 1） 孚創(chuàng)電子調速器轉速控制器正電源端（2腳）通過電源開關（或停機開關）、必要時可加保 險絲串連直接接至24V電瓶正極，即直接從電瓶正極取電。 2） 孚創(chuàng)電子調速器轉速控制器負電源端（1腳）必須從電瓶負極直接引線。如果電源負極需接 地，則電源負極在電瓶負極端接大

13、地，不能從控制器負極（1腳）端接大地。 3） 電源線長如果小于十米，選用電源線應大于等于0.75平方毫米；如果大于十米，電源線還 需相應加粗。 電源接線電源接線4） 正確的電源接線： 1-+2轉速控制器11電瓶繼 電 器啟動電機充電發(fā)電機電源接線電源接線5） 不正確的電源接線： 11轉速控制器2電瓶-+充電發(fā)電機繼 電 器啟動電機系統(tǒng)線路系統(tǒng)線路25 系統(tǒng)線路 如果有安裝空間，可在正電源線與轉速控制器2腳之間串接一個10A的保險絲。 A怠速額定轉換開關電 磁執(zhí)行器主機遙控調速遙 控電位器電源開關轉速傳感器測速飛輪L2保險絲L1試驗按鈕控制電瓶+24V24V116978102345+1-1213

14、14-轉速控制器3 3、調試、調試31 轉速穩(wěn)定性調整 電子調速器與發(fā)動機構成轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性取決于發(fā)動機轉動慣量、系統(tǒng)時間常數(shù)、發(fā)動機環(huán)節(jié)增益、調速器環(huán)節(jié)增益、擾動等因數(shù)。調整電子調速器即調整調速器環(huán)節(jié)增益。任何閉環(huán)控制系統(tǒng)均具有穩(wěn)定域，超出穩(wěn)定域，系統(tǒng)就不穩(wěn)定。 微分調整不穩(wěn)定域增益調整穩(wěn) 定 域低增益穩(wěn)定線高增益穩(wěn)定線高增益穩(wěn)定線低增益穩(wěn)定線調試調試 在穩(wěn)定域示意圖中，微分和增益在陰影區(qū)域時，表示系統(tǒng)穩(wěn)定，小于低增益穩(wěn)定線，系統(tǒng)將發(fā)生低頻游車；大于高增益穩(wěn)定線，系統(tǒng)將發(fā)生高頻游車。在保證系統(tǒng)具有一定穩(wěn)定余度的前提下，微分和增益應接近高增益穩(wěn)定線，確保電子調速器具有優(yōu)良的動穩(wěn)態(tài)調

15、速指標。 一般情況下，若發(fā)動機大幅度劇烈高頻游車，將微分置于11點鐘方向，逆時針適當減小增益；若發(fā)動機緩慢低頻游車，將微分置于12點鐘方向，順時針適當增大增益。 由于控制對象發(fā)動機的特性差異很大，在電子調速器穩(wěn)定性調整時參考下述方法： 1） 對氣缸數(shù)等于或小于四缸的小功率柴油機，微分置于9點至11點鐘方向，將增益從10點鐘方向開始逐漸增大至2點鐘方向，在此范圍內尋找穩(wěn)定工作點。 2） 對氣缸數(shù)等于或大于六缸的柴油機，微分置于11點至1點鐘方向，將增益從11點鐘方向開始逐漸增大至3點鐘方向，在此范圍內尋找穩(wěn)定 工作點。 3） 對氣體發(fā)動機、轉動慣量較大的多缸柴油機、或當負載轉動慣量較大時，微分置

16、于12點至2點鐘方向，將增益從10點鐘方向開始逐漸增大至3點鐘方向，在此范圍內尋找穩(wěn)定工作點。 為檢驗上述調整是否達到系統(tǒng)的穩(wěn)定工作點，應對調速系統(tǒng)施加擾動，視其能否迅速恢復穩(wěn)定，簡單的辦法是：適當用力觸動一下電磁執(zhí)行器輸出端調速手柄，發(fā)動機轉速出現(xiàn)劇烈波動后應能迅速穩(wěn)定。否則，應適當減小增益。 調試調試 發(fā)動機額定轉速調整穩(wěn)定后，將發(fā)動機置于怠速，怠速時的調整方法與額定轉速時相同。穩(wěn)定性調整應兼顧怠速和額定轉速，如不能兼顧，應優(yōu)先保證額定轉速的調速性能。如果怠速轉速過低引起游車，適當將發(fā)動機怠速升高。 32 轉速動態(tài)指標調整 當發(fā)電機組配電子調速器要求達到級或級電站調速指標時，在進行100額

17、定負載至0額定負載突卸時，應通過對微分、增益的精細調整，尋找系統(tǒng)最佳工作點。尋找該工作點時，可參考下述方法： 先將微分置于10點鐘方向，將增益置于2點至3點鐘方向，發(fā)動機很可能出現(xiàn)高頻游車現(xiàn)象，此時，逆時針逐漸減小微分，直至發(fā)動機穩(wěn)定為止。 如果上述調整仍然不能達到調速指標要求，可適當再增大增益，重復上述步驟。 33 穩(wěn)態(tài)調速率調整 發(fā)電機組的穩(wěn)態(tài)調速率通過轉速控制器上的“穩(wěn)態(tài)調速率”電位器調節(jié)，其順時針方向為穩(wěn)態(tài)調速率增大方向。在調節(jié)時，可將該電位器預調至一定位置，然后分別觀察發(fā)動機空載與滿載時的轉速變化，按照圖示穩(wěn)態(tài)調速率計算公式，計算穩(wěn)態(tài)調速率，如不符合要求，按照其趨勢調整“穩(wěn)態(tài)調速率”

18、電位器，重復上述加載試驗，反復數(shù)次直到滿足要求為止穩(wěn)態(tài)調速率特性曲線穩(wěn)態(tài)調速率特性曲線故障判斷與處理故障判斷與處理 發(fā)動機不能啟動發(fā)動機不能啟動如果執(zhí)行器動作，說明轉速傳感器無信號，應檢查轉速傳感器是否故障、安裝是否正確以及電纜是否斷線。檢查燃油供給管路濾器是否堵塞增大控制器最大油量檢查燃油管路是否存在空氣檢查發(fā)動機進排氣系統(tǒng)或供油正時是否異常檢查起動電瓶電量是否充足控制器故障應更換檢查執(zhí)行器傳動桿條是否卡孔檢查執(zhí)行器及其電纜是否斷線，如果斷線應更換。控制器最大油量設置至零油量位置檢查電調供電電源(電瓶)電量是否充足檢查控制器9.10腳接線微調電位器是否短線檢查調速器是否有電，電源極性是否接反

19、。如果執(zhí)行器不動作，采取下述方法逐項排查如果執(zhí)行器有動作，觀察其行程是否達到起動油量達到起動油量 短接控制器試驗觸頭，觀察執(zhí)行器是否動作沒有達到起動油量執(zhí)行器不動作按起動按鈕起動發(fā)動機，觀察執(zhí)行器是否動作發(fā)動機不能起動發(fā)動機轉速不穩(wěn)發(fā)動機轉速不穩(wěn)將電磁執(zhí)行器拆下來，檢查高壓油泵齒條或節(jié)氣門運動是否靈活，傳動機構連接是否有松動現(xiàn)象，并作相應處理。電子調速器安裝在高電壓、強干擾環(huán)境,如不能避開干擾,應加強屏蔽措施發(fā)動機與發(fā)電機安裝對中不準，對中偏差引起發(fā)動機機械擾動檢查執(zhí)行器在發(fā)動機最大負載時工作行程應小于最大行程的80%，否則，通過杠桿比調整其有效工作行程。對高壓油泵進行均勻性核準，并且檢查噴油

20、嘴霧化是否正常，如有異常，應作相應處理或換泵。如果上述步驟均無問題，則逐項排查下述可能性，因為下述諸項均可使發(fā)電機組游車或波動率超標。發(fā)電機組高彈硬度不夠發(fā)電機組AVR故障或負載呈容性特性更換整套電子調速器檢查發(fā)動機各缸氣門間隙檢查轉速傳感器是否是孚創(chuàng)公司配套產品或指定產品，若不是請更換。轉速波動率0.5%轉速仍然不穩(wěn)發(fā)動機轉速不穩(wěn)按照6.1節(jié)方法調整微分、增益發(fā)動機運行中自動停機故障分析與處理流程發(fā)動機運行中自動停機故障分析與處理流程檢查電調電源是否有偶發(fā)斷電現(xiàn)象,例如,機組控制系統(tǒng)報警保護繼電器是否有誤報警動作;電源供電回路是否有接觸不良現(xiàn)象.在正常情況下應確保電調連續(xù)供電.檢查執(zhí)行器電纜

21、、轉速傳感器電纜、微調電位器電纜是否有接觸不良現(xiàn)象。如果上述步驟不能解決問題，建議逐項排查如下可能性：供油管路是否密封不良，有氣泡產生。日用油箱如果沒呼吸口，可能引發(fā)供油管內抽真空，致使發(fā)動機供電暫時中斷或供油不足。發(fā)動機運行中自動停機供油管路或燃油濾器堵塞，在發(fā)動機高負載情況下，供油不足引起停機。發(fā)動機加載后轉速急劇下跌發(fā)動機加載后轉速急劇下跌發(fā)動機運行時，逐漸加大負載，當轉速下跌時，觀察執(zhí)行器是否在最大供油位。如果執(zhí)行器已達到最大供油位置，應排除電調原因，并逐項檢查下述項目：檢查油泵齒條、節(jié)氣門是否有限位機構，限制了高負載時的燃料供給，并給予調整。燃油管路和燃油濾器有堵塞、節(jié)流現(xiàn)象引起供油

22、不足發(fā)動機排氣管有堵塞、節(jié)流現(xiàn)象，引起排氣不暢。發(fā)動機進氣口有堵塞、節(jié)流現(xiàn)象，或增壓器故障引起供氣不足，此時，排氣管應有大量黑煙校核功率儀表，檢查是否有超載現(xiàn)象。發(fā)動機加載后轉速急劇下跌在發(fā)動機停機狀態(tài),短接控制器試驗觸頭，執(zhí)行器應輸出最大油位，請調整控制器最大油量。發(fā)動機超速發(fā)動機超速發(fā)動機齒數(shù)確認有誤，額定轉速設置過高執(zhí)行器與油泵供油零位不匹配，執(zhí)行器斷電后仍不能關斷油泵供油。對非強制潤滑油泵，當發(fā)動機冷機時，油泵齒條運動阻尼過大。轉速控制器故障，應更換轉速傳感器不匹配或轉速傳感器電纜有接觸不良現(xiàn)象執(zhí)行器電纜破損，有搭鐵頭現(xiàn)象微分、增益設置過小，靈敏性差，在起動或負載突卸時引起轉速瞬間升高

23、轉速傳感器、執(zhí)行器電纜破損,有偶發(fā)搭鐵現(xiàn)象。轉速控制器故障，應更換油泵齒條在某個位置有卡、阻現(xiàn)象超速現(xiàn)象是偶發(fā)性的還是每次起動均超速？偶發(fā)性超速可能由以下原因引發(fā)，請逐項排查發(fā)動機運行或超速時，關斷電子調速器電源，發(fā)動機能否停機？油泵齒條或傳動機構卡死或傳動機構連接松脫不能停機非偶發(fā)性超速可能由以下原因引發(fā)，請逐項排查能 停 機發(fā)動機超速四、維護與使用注意四、維護與使用注意4.1 電子調速器維護4.11日常維護1）檢查電纜是否有破損現(xiàn)象，并及時處理。電纜沿布置路線應捆扎緊固，避免電纜晃動與）2）機體發(fā)生磨損，布置電纜時應避免電纜靠近高溫部件（如增壓器、排氣管等）3）檢查執(zhí)行器安裝緊固是否松動，有松動現(xiàn)象應及時處理。4）檢查執(zhí)行器接插件、傳感器插件以及電纜緊固螺絲是否有油污或松動，并作相應處理。5）檢查電瓶電量是否充足，充電裝置是否正常。6）對非強制潤滑油泵、應檢查高低油泵潤滑油位