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1、上海孚创动力电器有限公司,电子调速器培训大纲,电子调速器总成图,一、调速器简介,一、工作原理 1.1 发动机调速系统简介 发动机调速系统的 工作过程如图所示。调速器将设定工作转速与测速元件 测得的发动机实际工作转速进行比较，比较之后将会得到两部分的偏差信息：1、偏差“正、负”，2、偏差幅度。 偏差“正、负”：发动机的实际转速大于设定工作转速，偏差为负，调速器将输出负向控制，通过执行元件减小燃料量，发动机转速随之降低；发动机的实际转速小于设定工作转速，偏差为正，调速器将输出正向控制，通过执行元件增加燃料量，发动机的转速随之升高。 偏差幅度：偏差幅度信息经过“运算”机构的处理，确定输出控制量的大小
2、，即增加或减少燃料量的多少。,调速器原理示意图,电子调速器的组成,1.2 电子调速器的基本组成 如图，电子调速器由转速控制器、电磁执行器、转速传感器、怠速额定开关、微调电位器、控制电源和电源开关组成。,电子调速器工作原理,1.3 电子调速器的工作原理 如图，发动机的理想转速由转速设定电位器和转速微调电位器设定，发动机的实际转速由安装在飞轮齿根部位的转速传感器所感受，转速传感器输出信号为频率和转速成正比的交流电压信号；该信号经F/V电路转换为直流电压与转速设定值比较后得到转速偏差量；该偏差量经过PID调节器运算放大后得出燃料供给量位置值，即执行器的稳态输出位置指令，该位置指令与与电磁执行器的实际
3、位置值比较后，得到实际位置偏差量，该偏差量经PID调节器运算放大后，转化成电流控制方式向电磁执行器输出驱动电流，从而改变电磁执行器的运动位移。,孚创电子调速器双闭环控制系统原理图,孚创电子调速器单闭环控制系统原理图,二、安装,2.1 转速传感器 转速传感器推荐安装于发动机齿圈部位，传感器与齿顶之间的间隙应为0.4mm0.8mm之间，安装时可先将传感器旋至齿顶，然后退出约1/3圈（螺距1.5mm）或1/2圈（螺距1mm）,再锁紧螺母紧固即可。如无飞轮齿圈，也可利用其它传感齿轮，但材质必须为导磁材料，并要保证在发动机工作转速范围内，传感器输出频率不少于1000Hz，发动机转速与传感器输出频率之间的
4、对应关系为： = nz/60(Hz) 式中：、n、z分别表示传感器输出频率、发动机转速和测速飞轮齿数。 注意：转速传感器仅供电子调速器独用，避免与其它测速系统共用。,转速传感器,转速传感器电缆外形示意图：,转速传感器结构及原理图,孚创电磁执行器结构及原理图,2.2 电磁执行器 电磁执行器安装在发动机上，其安装位置与安装方式根据具体情况确定，孚创电子调速器推荐采用与油泵一体化安装方式，但在特殊情况下或有特定要求时，也可采用外置式安装方式。,电磁执行器线缆接线图,电磁执行器五芯接插件外形示意图,电磁执行器的安装,2.2.1一体化安装 执行器输出轴与发动机喷油泵齿条之间直接对接，直线输出，输出行程2
5、0-30mm。油泵齿条行程与电磁执行器工作行程应能良好配合，一般应保证使发动机断油至满载之间的行程为执行器工作行程的75%左右。 联接器联接方法：联接器可绕轴线转动，上面有腰形销孔，通过6 (或5)的联接销与油泵齿条（或其附件）安装联接。由于联接器的独特设计，由加工、安装误差造成的齿条阻、卡现象均可消除。安装时，将弹簧压缩露出整个销孔，圆柱销插入腰形销孔，再插入开口销防止腰形销孔滑脱，弹簧复位后将销压紧，达到与油泵齿条无间隙传动的目的。 一体化安装方式应注意的问题：执行器输出端与发动机喷油泵之间安装封闭的防护壳体中间体，这样可以避免污物进入而导致执行器轴承卡死或过早磨损。一体化安装方式首先应注
6、意的问题是电磁执行器零位与油泵零位（停机断油位置）的匹配，即：当电磁执行器断电输出行程为零时，能保证油泵齿条可靠断油。 对强制润滑高压油泵，油泵凸轮轴应加油封，运行过程中渗漏的润滑油应通过油管导入油底壳，中间体内部不能存油；否则将会严重影响电子调速器工作。 对非强制润滑高压油泵，中间体内部应有存油，设计油位不超过齿条位置。,电磁执行器的安装,对工作温度较高的应用环境，执行器与中间体之间应涂以适量密封胶后直接安装，而不应采用密封垫，以改善其导热性能。 中间体应开设观查孔，在试验、调试过程中可通过观察孔观察齿条运动情况，调试完毕后盖上观察孔盖板。 齿条与执行器联接机构连接后运行应平稳、无卡阻现象。
7、 3.2.2外置式安装 当电磁执行器对节气门进行控制，或对机械调速器（保留）停油手柄进行控制时，推荐采 用外置式安装方式。 外置式安装方式应注意的问题： 调节摆臂杠杆比，一般应保证使发动机断油（或断气）至满载之间的行程为执行器工作行 程的75%左右。 连接传动的中间环节应尽量减少，杆系总传动间隙控制在0.10.2mm以内，以避免引入过大的非线性因素，影响系统的动态和稳态调节精度。 安装支架应尽量牢固，减少发动机振动对其工作产生的影响。,转速传感器的安装,2.3 转速控制器的安装 转速控制器应安装在无强烈冲击振动及电磁干扰的保护箱内，并需留有足够的空间供安装维 护和散热之用，其外壳需妥善接地。
8、转速控制器的安装尺寸参见图3.1，控制器接线参见图3.2，其中转速传感器、转速微调电位 器与控制器间连线应采用屏蔽电缆，屏蔽层仅在控制器一点接地。 为防止用户不慎将电源极性接反而损坏控制器电路，控制器内部装有保护二极管，但该二极 管长时间工作发热量较大，因此在系统安装调试完毕后，可以用短接线将控制器接线端子2、3端 短接起来，这样对减小控制器发热量、提高 系统的可靠性将更为有利。,C1000系列转速控制器外形安装尺寸图,C1000系列转速控制器接线图,电子调速器系统电源,2.4 系统电源 孚创电子调速器的工作电压为直流24V（特殊订货12V），可利用发动机的控制电瓶、起动电瓶或采用其它稳压及非
9、稳压电源供电，但要保证系统的峰值功耗和电压波动范围的要求。当采用起动电瓶供电时，必须设置充电装置以保证电瓶电量充足。在发动机起动时，电瓶短时间的输出电压跌落不会影响调速器正常工作。 孚创电子调速器电源接线设计注意事项： 1） 孚创电子调速器转速控制器正电源端（2脚）通过电源开关（或停机开关）、必要时可加保 险丝串连直接接至24V电瓶正极，即直接从电瓶正极取电。 2） 孚创电子调速器转速控制器负电源端（1脚）必须从电瓶负极直接引线。如果电源负极需接 地，则电源负极在电瓶负极端接大地，不能从控制器负极（1脚）端接大地。 3） 电源线长如果小于十米，选用电源线应大于等于0.75平方毫米；如果大于十米
10、，电源线还 需相应加粗。,电源接线,4） 正确的电源接线：,电源接线,5） 不正确的电源接线：,系统线路,25 系统线路 如果有安装空间，可在正电源线与转速控制器2脚之间串接一个10A的保险丝。,3、调试,31 转速稳定性调整 电子调速器与发动机构成转速闭环控制系统，其稳定性取决于发动机转动惯量、系统时间常数、发动机环节增益、调速器环节增益、扰动等因数。调整电子调速器即调整调速器环节增益。任何闭环控制系统均具有稳定域，超出稳定域，系统就不稳定。,调试,在稳定域示意图中，微分和增益在阴影区域时，表示系统稳定，小于低增益稳定线，系统将发生低频游车；大于高增益稳定线，系统将发生高频游车。在保证系统具
11、有一定稳定余度的前提下，微分和增益应接近高增益稳定线，确保电子调速器具有优良的动稳态调速指标。 一般情况下，若发动机大幅度剧烈高频游车，将微分置于11点钟方向，逆时针适当减小增益；若发动机缓慢低频游车，将微分置于12点钟方向，顺时针适当增大增益。 由于控制对象发动机的特性差异很大，在电子调速器稳定性调整时参考下述方法： 1） 对气缸数等于或小于四缸的小功率柴油机，微分置于9点至11点钟方向，将增益从10点钟方向开始逐渐增大至2点钟方向，在此范围内寻找稳定工作点。 2） 对气缸数等于或大于六缸的柴油机，微分置于11点至1点钟方向，将增益从11点钟方向开始逐渐增大至3点钟方向，在此范围内寻找稳定
12、工作点。 3） 对气体发动机、转动惯量较大的多缸柴油机、或当负载转动惯量较大时，微分置于12点至2点钟方向，将增益从10点钟方向开始逐渐增大至3点钟方向，在此范围内寻找稳定工作点。 为检验上述调整是否达到系统的稳定工作点，应对调速系统施加扰动，视其能否迅速恢复稳定，简单的办法是：适当用力触动一下电磁执行器输出端调速手柄，发动机转速出现剧烈波动后应能迅速稳定。否则，应适当减小增益。 ,调试,发动机额定转速调整稳定后，将发动机置于怠速，怠速时的调整方法与额定转速时相同。稳定性调整应兼顾怠速和额定转速，如不能兼顾，应优先保证额定转速的调速性能。如果怠速转速过低引起游车，适当将发动机怠速升高。 32
13、转速动态指标调整 当发电机组配电子调速器要求达到级或级电站调速指标时，在进行100额定负载至0额定负载突卸时，应通过对微分、增益的精细调整，寻找系统最佳工作点。寻找该工作点时，可参考下述方法： 先将微分置于10点钟方向，将增益置于2点至3点钟方向，发动机很可能出现高频游车现象，此时，逆时针逐渐减小微分，直至发动机稳定为止。 如果上述调整仍然不能达到调速指标要求，可适当再增大增益，重复上述步骤。 33 稳态调速率调整 发电机组的稳态调速率通过转速控制器上的“稳态调速率”电位器调节，其顺时针方向为稳态调速率增大方向。在调节时，可将该电位器预调至一定位置，然后分别观察发动机空载与满载时的转速变化，按
14、照图示稳态调速率计算公式，计算稳态调速率，如不符合要求，按照其趋势调整“稳态调速率”电位器，重复上述加载试验，反复数次直到满足要求为止,稳态调速率特性曲线,故障判断与处理 发动机不能启动,发动机转速不稳,发动机运行中自动停机故障分析与处理流程,发动机加载后转速急剧下跌,发动机超速,四、维护与使用注意,4.1 电子调速器维护 4.11日常维护 1）检查电缆是否有破损现象，并及时处理。电缆沿布置路线应捆扎紧固，避免电缆晃动与） 2）机体发生磨损，布置电缆时应避免电缆靠近高温部件（如增压器、排气管等） 3）检查执行器安装紧固是否松动，有松动现象应及时处理。 4）检查执行器接插件、传感器插件以及电缆紧
15、固螺丝是否有油污或松动，并作相应处理。 5）检查电瓶电量是否充足，充电装置是否正常。 6）对非强制润滑油泵、应检查高低油泵润滑油位，并按时更换油泵润滑油。 7）在低温环境启动发动机，应先用手推行执行器摇臂数次，感觉运行平滑。 4.12 运行2000小时维护1 1）转速传感器探头部位可能形成积垢，应拆下清理。 2）打开中间体上的观察孔盖板，检查执行器联结器与油泵齿条的连接固件、销是否松动或松脱，有松动现象应及时处理。 4.13 运行6000小时维护 从高压油泵上拆下执行器，检查油泵齿条是否灵活。,维护与使用注意,4.2使用注意事项 1. 转速传感器仅供孚创电子调速器独用，不能与其他测速装置共用。
16、 2. 为了确保发动机系统安全，电子调速器的调速功能不能代替超速保护功能，必须安装独立的超速保护装置。 3. 超速保护装置的紧急停机执行机构必须独立，不能用电磁执行器代替。 4. 每次启动发动机前，需确认“怠速/额定”转速开关处于“怠速”位置。 5. 控制器各调节电位器已经出厂整定，非专业人员不得随意调整。 6. 不能在发动机停机状态调整（尤其是增大）转速控制器额定转速设定电位器以及转速微调电位器，避免在启动时由于转速设置过高而引起超速。 7. 发动机封存较长时间后重新起用，或在低温环境启动发动机时，应先用手推动执行器摇臂数次，感觉运行平滑，无卡滞现象。在有卡滞现象情况下，不能启动发动机。 8. 发动机封存较长时间后重新起用，在启动发动机之前短接控制器“实验”触头，执行器输出至最大油量，断开“实验”触头执行器输出应速回复零位，如有异常，应及时处理不能贸然启动发动机。,THANK YOU!,上海孚创动力电器有限公
