柴油發電機組電子調速系統的安裝與調試

王德朋 山東省青州市火箭軍士官學校

引言

柴油機發電機組多采用電子調速系統對柴油機進行轉速控制，電子調速系統相對于機械調速器系統來說使用靈活方便、調速精度高，對各種復雜控制適應性好，在各種不同型號、不同功率的發電機組中得到了廣泛的應用，本文以康明斯NTA855柴油機的電子調速系統為例，探討電子調速系統的使用調試方法。

一、柴油機調速系統的組成與基本原理

柴油機調速系統原理如圖1所示，其主要包括電子調速器、轉速傳感器和油門執行器組成，轉速傳感器把柴油機轉速傳送給電子調速器，電子調速器通過控制油門執行器來控制轉速，作者使用的康明斯NTA855柴油機驅動的是一個四極發電機，根據發電機的要求，柴油機應把轉速控制在1500r/min。當機組負載增加時，電子調速器自動加油，當機組負載較少時，電子調速器自動減油，始終使柴油機準轉速保持穩定。

圖1 柴油機電子調速系統原理圖

二、康明斯NTA855柴油機電子調速系統安裝

電子調速器是電子調速系統的核心，其內部采用PID算法來控制轉速恒定，并有手動調速、遠程調速、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號端子為電源端子，連接24V直流電源；3、4號端子為執行器輸出端子，控制油門執行器；7、8、9號端子之間接一個5kΩ的電位器，可對柴油機轉速進行微調，其微調范圍為±100 r/min；7、10號端子為怠全速控制端子，閉合為怠速，斷開為全速；11號端子為公共端。IDLE SPD為怠速調整旋鈕，用來調整柴油機的怠速；RUN SPD為全速調整旋鈕，用來調整柴油機的全速； GAIN為增益調整旋鈕，用來改變控制器的增益，也就是PID中“P”，DROOP為下垂調節電位器用來調節轉速的下垂。

圖2 柴油機電子調速器

而轉速傳感器安裝在柴油機的飛輪殼上，當飛輪轉動時，飛輪上齒在傳感器中感應出頻率信號，頻率信號通過電子調速器的5、6號端子輸入到電子調速器內部，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為止，注意操作時用力不要過大，再把電磁傳感器擰回（ 退出）1/2～3/4圈即可。

三、康明斯NTA855柴油機電子調速系統調試

康明斯NTA855柴油機電子調速系統的主要調試工作就是調試其電子調速器，主要包含啟動前預調和運轉后的調整。

（一）啟動前預調

（1）將調速板上的7、10端子連接在一起，機組處于怠速狀態，在調速板上將IDLE SPD怠速調整旋鈕調到中間位置，即將該電位器逆時針方向旋轉20圈，再順時針方向旋轉10圈即可。

（2）將RUN SPD運行速度調整旋鈕調到中間位置，先逆時針旋20圈，再順時針方向旋10 圈即可。

（3）將GAIN增益電位器調到中間位置，即指針指到50。

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

（二）運轉后調整

（1）將怠速運行開關扳向怠速位置，啟動柴油機。

（2）調整調速板上的怠速調整旋鈕，將轉速調到600～650r/min。

（3）將怠速運行開關扳向全速位置，根據轉速降的要求調整空載轉速，空載轉速為：

n空載=n額定×（1+k）

上式中k為轉速降，機組額定轉速應為1500r/min。

（4）合上供電開關，加上額定功率負荷，如果頻率小于（大于）50Hz，則逆（順）時針方向緩慢轉動調速板上的DROOP電位器，直至頻率調至50Hz。

（5）斷開供電開關卸去全部負載，檢查空載轉速是否符合要求，若不符要求，調整調速板上的RUN SPD運行電位器至空載轉速為額定值。

（6）反復進行步驟（4）、（5），直到空載和滿載轉速達到要求。

（7）通過上述調整之后，合上供電開關，給機組加上1/4額定負荷，經過觀察確認柴油機的轉速是穩定的，按順時針方向緩慢轉動DROOP增益電位器，直到發動機運轉不穩定為止，然后反時針方向轉動電位計，慢慢轉動直到轉速穩定為止，再繼續反時針方向把增益電位器多轉1/2格。

通過上述各項調整后，柴油機在正常運行時，上面已調定的電位器就不要再動，若在使用過程中需要調整轉速至額定值（通常為1500r/min。） 僅需調整調速板上外接的微調電位器，可調范圍為±100 r/min。

（三）調試過程中的注意事項

（1）在系統進行調試前，必須保證各部件的安裝符合標準要求；

（2）增益、下垂的調整必須通過反復調整和檢驗，不能只調整而不去檢驗；

（3）在調整完成后，不要再對調速器進行隨意調整，以免引起參數的改變。