王德朋 山東省青州市火箭軍士官學(xué)校

引言

柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組多采用電子調(diào)速系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，電子調(diào)速系統(tǒng)相對(duì)于機(jī)械調(diào)速器系統(tǒng)來(lái)說(shuō)使用靈活方便、調(diào)速精度高，對(duì)各種復(fù)雜控制適應(yīng)性好，在各種不同型號(hào)、不同功率的發(fā)電機(jī)組中得到了廣泛的應(yīng)用，本文以康明斯NTA855柴油機(jī)的電子調(diào)速系統(tǒng)為例，探討電子調(diào)速系統(tǒng)的使用調(diào)試方法。

一、柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的組成與基本原理

柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理如圖1所示，其主要包括電子調(diào)速器、轉(zhuǎn)速傳感器和油門執(zhí)行器組成，轉(zhuǎn)速傳感器把柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳送給電子調(diào)速器，電子調(diào)速器通過(guò)控制油門執(zhí)行器來(lái)控制轉(zhuǎn)速，作者使用的康明斯NTA855柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的是一個(gè)四極發(fā)電機(jī)，根據(jù)發(fā)電機(jī)的要求，柴油機(jī)應(yīng)把轉(zhuǎn)速控制在1500r/min。當(dāng)機(jī)組負(fù)載增加時(shí)，電子調(diào)速器自動(dòng)加油，當(dāng)機(jī)組負(fù)載較少時(shí)，電子調(diào)速器自動(dòng)減油，始終使柴油機(jī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。

圖1 柴油機(jī)電子調(diào)速系統(tǒng)原理圖

二、康明斯NTA855柴油機(jī)電子調(diào)速系統(tǒng)安裝

電子調(diào)速器是電子調(diào)速系統(tǒng)的核心，其內(nèi)部采用PID算法來(lái)控制轉(zhuǎn)速恒定，并有手動(dòng)調(diào)速、遠(yuǎn)程調(diào)速、怠全速控制、下垂控制燈多種功能，其外形如圖2所示。其1、2號(hào)端子為電源端子，連接24V直流電源；3、4號(hào)端子為執(zhí)行器輸出端子，控制油門執(zhí)行器；7、8、9號(hào)端子之間接一個(gè)5kΩ的電位器，可對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行微調(diào)，其微調(diào)范圍為±100 r/min；7、10號(hào)端子為怠全速控制端子，閉合為怠速，斷開(kāi)為全速；11號(hào)端子為公共端。IDLE SPD為怠速調(diào)整旋鈕，用來(lái)調(diào)整柴油機(jī)的怠速；RUN SPD為全速調(diào)整旋鈕，用來(lái)調(diào)整柴油機(jī)的全速； GAIN為增益調(diào)整旋鈕，用來(lái)改變控制器的增益，也就是PID中“P”，DROOP為下垂調(diào)節(jié)電位器用來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的下垂。

圖2 柴油機(jī)電子調(diào)速器

而轉(zhuǎn)速傳感器安裝在柴油機(jī)的飛輪殼上，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛輪上齒在傳感器中感應(yīng)出頻率信號(hào)，頻率信號(hào)通過(guò)電子調(diào)速器的5、6號(hào)端子輸入到電子調(diào)速器內(nèi)部，必須保證傳感器頂端與齒圈上齒頂端的距離為0.71～1.07mm，安裝的方法是先把電磁傳感器擰到與飛輪齒圈接觸時(shí)為止，注意操作時(shí)用力不要過(guò)大，再把電磁傳感器擰回（ 退出）1/2～3/4圈即可。

三、康明斯NTA855柴油機(jī)電子調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試

康明斯NTA855柴油機(jī)電子調(diào)速系統(tǒng)的主要調(diào)試工作就是調(diào)試其電子調(diào)速器，主要包含啟動(dòng)前預(yù)調(diào)和運(yùn)轉(zhuǎn)后的調(diào)整。

（一）啟動(dòng)前預(yù)調(diào)

（1）將調(diào)速板上的7、10端子連接在一起，機(jī)組處于怠速狀態(tài)，在調(diào)速板上將IDLE SPD怠速調(diào)整旋鈕調(diào)到中間位置，即將該電位器逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)20圈，再順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)10圈即可。

（2）將RUN SPD運(yùn)行速度調(diào)整旋鈕調(diào)到中間位置，先逆時(shí)針旋20圈，再順時(shí)針?lè)较蛐?0 圈即可。

（3）將GAIN增益電位器調(diào)到中間位置，即指針指到50。

（4）將DROOP調(diào)速率調(diào)整旋鈕逆時(shí)針旋到底，即調(diào)速率為0，若調(diào)速率要求3%時(shí)，預(yù)先調(diào)到指針指向40位置，若調(diào)速率要求5%時(shí)，則預(yù)先調(diào)到指針指向80位置上，如果要求其它調(diào)速率，則按此比例預(yù)先調(diào)到相應(yīng)位置上。

（二）運(yùn)轉(zhuǎn)后調(diào)整

（1）將怠速運(yùn)行開(kāi)關(guān)扳向怠速位置，啟動(dòng)柴油機(jī)。

（2）調(diào)整調(diào)速板上的怠速調(diào)整旋鈕，將轉(zhuǎn)速調(diào)到600～650r/min。

（3）將怠速運(yùn)行開(kāi)關(guān)扳向全速位置，根據(jù)轉(zhuǎn)速降的要求調(diào)整空載轉(zhuǎn)速，空載轉(zhuǎn)速為：

n空載=n額定×（1+k）

上式中k為轉(zhuǎn)速降，機(jī)組額定轉(zhuǎn)速應(yīng)為1500r/min。

（4）合上供電開(kāi)關(guān)，加上額定功率負(fù)荷，如果頻率小于（大于）50Hz，則逆（順）時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速板上的DROOP電位器，直至頻率調(diào)至50Hz。

（5）斷開(kāi)供電開(kāi)關(guān)卸去全部負(fù)載，檢查空載轉(zhuǎn)速是否符合要求，若不符要求，調(diào)整調(diào)速板上的RUN SPD運(yùn)行電位器至空載轉(zhuǎn)速為額定值。

（6）反復(fù)進(jìn)行步驟（4）、（5），直到空載和滿載轉(zhuǎn)速達(dá)到要求。

（7）通過(guò)上述調(diào)整之后，合上供電開(kāi)關(guān)，給機(jī)組加上1/4額定負(fù)荷，經(jīng)過(guò)觀察確認(rèn)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定的，按順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)DROOP增益電位器，直到發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定為止，然后反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)電位計(jì)，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)直到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定為止，再繼續(xù)反時(shí)針?lè)较虬言鲆骐娢黄鞫噢D(zhuǎn)1/2格。

通過(guò)上述各項(xiàng)調(diào)整后，柴油機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，上面已調(diào)定的電位器就不要再動(dòng)，若在使用過(guò)程中需要調(diào)整轉(zhuǎn)速至額定值（通常為1500r/min。） 僅需調(diào)整調(diào)速板上外接的微調(diào)電位器，可調(diào)范圍為±100 r/min。

（三）調(diào)試過(guò)程中的注意事項(xiàng)

（1）在系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試前，必須保證各部件的安裝符合標(biāo)準(zhǔn)要求；

（2）增益、下垂的調(diào)整必須通過(guò)反復(fù)調(diào)整和檢驗(yàn)，不能只調(diào)整而不去檢驗(yàn)；

（3）在調(diào)整完成后，不要再對(duì)調(diào)速器進(jìn)行隨意調(diào)整，以免引起參數(shù)的改變。