故障檢修與技術(shù)維護

康明斯發(fā)動(dòng)機電子調速器的檢查與維修

 

電子調速器故障將引起柴油發(fā)電機性能下降以至于不能運行，如果能明確判斷為電子調速器故障采取更換新品即可；如果是柴油機本身及其輔助系統問(wèn)題，有可能通過(guò)轉速不穩現象表現出來(lái)，即便更換電子調速器也不能解決問(wèn)題，因此，轉速類(lèi)故障原因應通過(guò)對調速系統的綜合性分析，逐項驗證排查來(lái)判斷故障真實(shí)原因?？得魉拱l(fā)電機公司在本文簡(jiǎn)述了電子調速器的工作原理及功能說(shuō)明，并重點(diǎn)介紹了由電子調速器控制板引起的故障檢修和性能測試方法。

 

一、工作原理

調速器控制柴油發(fā)電機的轉速，而發(fā)電機頻率正比于柴油發(fā)電機轉速。電子燃油控制調速器（EFO）是由磁電式轉速傳感器、電子控制器和執行器組成。磁傳感器在飛輪處感應柴油發(fā)電機轉速，并將感應到的柴油發(fā)電機轉速饋送到電子控制器，電子控制器將感應到的轉速與給定值相比較。如果兩個(gè)信號之間有差，控制器則改變輸往執行器的電流。執行器線(xiàn)圈中電流的改變引起執行器的動(dòng)作并帶動(dòng)燃油泵油門(mén)軸的轉。油門(mén)軸轉動(dòng)后，燃油流量和柴油發(fā)電機轉速以及柴油發(fā)電機輸出功率都相應變化。

 

調速系統結構圖

 

二、電子調速控制器說(shuō)明

 

控制器上有四個(gè)電位器用丁系統調整，在調整過(guò)程中，要用頻率表或轉速表檢測柴油發(fā)電機實(shí)際轉速。

1、增益（GAIN）

它主要調整調速器的靈敏度。它是一個(gè)從0-100%順時(shí)針旋轉的電位器。順時(shí)針旋轉將縮短負載變化時(shí)調速器的響應時(shí)間。

2、下垂（DROOP）

此功能調整柴油發(fā)電機下垂特性，它是一個(gè)從0—100%順時(shí)針旋轉的電位器。

3、轉速（SPEED）

它是調整柴油發(fā)電機額定轉速的 20轉電位器，順時(shí)針旋轉升高柴油發(fā)電機轉速。

4、怠速（IDLESPEED）

它是調整柴油發(fā)電機怠速所需轉速的20轉電位器，順時(shí)針旋轉升高柴油發(fā)電機轉速。

5、積分（I）

此功能調整調速器的動(dòng)態(tài)響應特性，它是一個(gè)從0-100%順時(shí)針旋轉的電位器

6、微分（D）

 

此功能調整調速器的動(dòng)態(tài)響應特性，它是一個(gè)從0—100%順時(shí)針旋轉的電位器。

 

康明斯電子調速器功能說(shuō)明圖

 

三、調速器性能仿真技術(shù)測試

傳統柴油發(fā)電機調速器的測試，往往需要將調速器安裝到柴油發(fā)電機上，通過(guò)對柴油發(fā)電機的啟動(dòng)、穩定運行、并網(wǎng)以及停止實(shí)現調速器的測試，該測試過(guò)程不但需要消耗大量的燃油，且測試周期較長(cháng)，靈活性較差，如果出現故障或參數改變，則將導致測試周期延長(cháng)，增加了測試成本，嚴重的還會(huì )威脅到測試人員的人身安全。繼而誕生了數學(xué)仿真測試方法，通過(guò)建立柴油發(fā)電機的數學(xué)模型，并根據所需測試性能在計算機上編寫(xiě)程序，以對數學(xué)模型進(jìn)行控制以及分析研究，相較于傳統測試方法，這種測試方法雖然在靈活性、測試速度以及可重復性上具有很大優(yōu)勢，但是，該方法具有局限性，對于一些復雜的系統難以建立精確的數學(xué)模型，或者數學(xué)模型過(guò)于復雜難以求解等，從而導致具有較大的測試誤差。

 

現有的測試方法主要采用硬件在環(huán)仿真技術(shù)，即在計算機上建立柴油發(fā)電機的數學(xué)模型，并將柴油發(fā)電機的控制系統中一些結構復雜、不易建立數學(xué)模型，同時(shí)對控制效果影響較大的關(guān)鍵部件，通過(guò)接口板與計算機連接，從而實(shí)現柴油發(fā)電機調速器的開(kāi)發(fā)和測試。這種方法雖然可以實(shí)現調速器的測試，但是關(guān)鍵部件和計算機需要通過(guò)專(zhuān)用接口板連接，導致在實(shí)際應用中通用性較差，限制了應用場(chǎng)景，不能滿(mǎn)足實(shí)際測試需求。

柴油發(fā)電機調速器的測試裝置包括通信連接的實(shí)時(shí)仿真機和數據信息交互裝置；其中，數據信息交互裝置用于與調速器連接；實(shí)時(shí)仿真機包括存儲模塊、信息管理模塊、仿真運行模塊和人機交互模塊；存儲模塊用于存儲柴油機參數、發(fā)電機參數、仿真設置信息及柴油機的運行狀態(tài)信息；信息管理模塊用于實(shí)現實(shí)時(shí)仿真機與數據信息交互裝置的信息交互，該信息交互包括經(jīng)數據信息交互裝置讀取調速器的控制信息，以及將柴油機的運行狀態(tài)信息經(jīng)數據信息交互裝置發(fā)送給調速器；仿真運行模塊用于在觸發(fā)脈沖觸發(fā)下運行柴油機和發(fā)電機的數學(xué)模型，并根據調速器的控制信息輸出仿真運行狀態(tài)信息；人機交互模塊用于在調速器測試開(kāi)始與結束過(guò)程中的人機交互，以及用于實(shí)現柴油機和/或發(fā)電機的運行參數設置；數據信息交互裝置包括通信連接的數據采集器、端口擴展板和實(shí)時(shí)仿真觸發(fā)器；數據采集器用于在實(shí)時(shí)仿真機與調速器通信連接后，采集調速器輸出的控制信息并發(fā)送到實(shí)時(shí)仿真機；端口擴展板用于接收實(shí)時(shí)仿真機輸出的柴油機的運行狀態(tài)信息，并將運行狀態(tài)信息按照信息類(lèi)型發(fā)送到對應的端口，以供調速器讀??；實(shí)時(shí)仿真觸發(fā)器內置有mhz或mhz以上頻率的時(shí)鐘，按照實(shí)時(shí)仿真機的仿真步長(cháng)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖并發(fā)送給實(shí)時(shí)仿真機。

柴油發(fā)電機組調速器檢測裝置功能圖

 

四、調速器故障總結

 

1、柴油發(fā)電機啟不動(dòng)

 

（1） 電池電壓

● 檢查調速板上“E”“F“之間的電壓

最低電壓值如下：

○ 8V DC（12V系統）

○ 17V DC（24V系統）

● 檢查調速板電源的快速熔斷器是否完好。

（2） 執行器

斷開(kāi)調速板電源并斷開(kāi)執行器連線(xiàn)，用萬(wàn)用表測量執行器線(xiàn)圈阻值，執行器阻值應符合以下值：

● GAC ACB275執行器：

○ A-B：3±1ohms

○ C-D：3±1ohms

● CUMMINS EFC執行器：

○ A-B：6.8—7.6ohms

將調速板“A”端子至執行器連線(xiàn)拆下，串聯(lián)一電流表后接“E”，然后接通電源，此時(shí)執行器應動(dòng)作至最大燃油位，且電流表讀數應在4A左右（12V系統）或2.5A左右（24V系統）。

（3） 傳感器

啟動(dòng)發(fā)電機組同時(shí)用電壓表測量調速板“C”、“D”間的電壓，電壓值應不小于1.0V AC。

● 如果無(wú)電壓：

拆開(kāi)調速板‘C“、”D“連線(xiàn)，再次啟動(dòng)發(fā)電機組并測量傳感器兩線(xiàn)間的電壓，如果有電壓，則調速板壞。

● 如果傳感器仍無(wú)電壓：

測量調速板“C”和 ”D“間的阻值，阻值應在50—250歐姆之間，如正確，檢查傳感器與飛輪齒之間的距離0.7—1.0mm(0.028—0.039英寸)之間。

注：距離越小信號越強。

（4）調速板

● 檢查設定

○ 檢查“G‘和“P”之間電壓，正確的電壓應為10V DC，無(wú)論是12V還是24V系統。錯誤的值說(shuō)明“SPEED”電位器壞。

○ 檢查“A“與”F“之間的電壓：斷開(kāi)燃油并啟動(dòng)發(fā)電機組，測量其電壓，應在1.5—2.5V DC之間。

● 錯誤的值可能為：

○ “SPEED“電位器設置太低。

○ 到執行器的線(xiàn)路故障。

○ “SPPED“電位器壞。

測量時(shí)注意極性。

 

電子調速器電壓檢查圖

 

2、柴油發(fā)電機超速

 

（1）接通調速板電源，執行器擺動(dòng)至最大燃油位。

（2）測量調速板“A”“F”間電壓。

注：不要啟動(dòng)柴油發(fā)電機組

● 如果電壓在1.5—2.5V DC，則：

○ “SPEED”設定太高

○ 調速板壞

● 如果電壓大于2.5V DC，則：執行器或機械連接摩擦太大

● 如果電壓小于1.5V DC，則：調速板壞

（3）拆開(kāi)調速板“C”“D”連線(xiàn)

○ 如果執行器仍保持在最大燃油位，調速板壞

○ 如果執行器回到最小燃油位，則柴油發(fā)電機轉速信號出問(wèn)題，檢查傳感器與調速板之間連線(xiàn)，并要求屏蔽。

 

電子調速器正確測試方法

 

3、柴油發(fā)電機達不到要求轉速

 

（1） 啟動(dòng)發(fā)電機組的同時(shí)測量電池電壓，電池電壓應不小于8V（12V系統）、17V（24V系統）。

○ 充電或更換電池，確保電池電量充足

○ 執行器接線(xiàn)錯誤

（2） 臨時(shí)短接調速板“A“”F“端子，執行器應動(dòng)作至最大位，否則為以下情況之一：

○ 調速板至電源或調速板至執行器之間的接線(xiàn)錯誤

○ 執行器或連接臂卡死

○ 執行器故障

（3）當發(fā)電機組運行在所達到的轉速時(shí)，在調速板端子“A“”B“間測量執行器兩端電壓：

○ 如果電壓大于電源電壓2V或更多，則是機械調速器問(wèn)題。

○ 如果以上問(wèn)題解決后仍有達不到要求轉速，請嘗試調節“SPEED”電位器。

（4）電磁干擾

如果發(fā)電機組附近有強的電磁場(chǎng)或無(wú)線(xiàn)電干擾源，會(huì )引起調速板產(chǎn)生錯誤的下垂調節，這樣就要求調速板至執行器、傳感器的連線(xiàn)必須使用屏蔽線(xiàn)，且屏蔽層必須在調速板側接地，而不能在執行器端或傳感器端接地。

 

 

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