壓縮機轉速探頭測量原理及測量回路的改進

黃曉天

摘 要：某煉油廠蠟油加氫裂化裝置循環氫壓縮機采用6 支AI-TEK 磁電式傳感器轉數探頭，三支進Wooward 超速保護器用于超速聯鎖，2 支進tricon 系統用于轉速控制（高選控制），1 支用于現場指示。試車階段，曾發生過如下問題：機組實際轉速3000 轉左右時，用于轉速控制的2 支探頭測量值波動，測量值大致是實際值的2 倍左右。對這2支探頭的測量回路進行適當改進后，測量值恢復正常，具有一定的推廣價值。

關鍵詞：循環氫壓縮機；轉速探頭；電容器；抗干擾

中圖分類號：TH7

循環氫壓縮機無異于加氫裂化裝置的心臟，而控制循環氫壓縮機運行的最重要參數則是轉速，因此，轉速探頭測量的準確度直接關系到整套裝置能否正常運行。但是由于部分業主對轉速探頭測量原理及回路等方面的了解不夠深入或者安裝調試時的疏忽，造成其在實際使用中測量值誤差大。轉速測量偏高會造成裝置處于低負荷運行，停車、浪費能源、損壞裝置。轉速測量偏低更是會造成爆炸等嚴重后果。筆者以實際試車中遇到的問題及解決方法為依據，對轉速探頭測量原理及回路進行闡述，并重點談一下對測量回路的改進。

一、轉速探頭測量原理及回路

轉速探頭測量回路如圖一。磁電式傳感器運用電磁感應原理，當測速盤轉動時，因測速盤具有導磁性，通過傳感器線圈的磁通量發生周期變化，在傳感器線圈中產生周期性的電壓，通過對該電壓處理計數，測出齒輪的轉速。即測速齒輪每轉過一個齒，磁鐵的磁路磁阻就變化一次（如圖二），磁通也就變化一次，當齒輪靠近磁頭，磁阻就減小，齒輪偏離磁頭，磁阻就增大。這樣，磁通量呈周期性變化，便產生了感應電動勢（如圖三）。

感應電動勢的頻率和幅值均隨齒輪的通過頻率而變化，即與齒輪的轉速成正比。

關系式如下：n=60f/Z 式一

其中n 為轉速；f 為電動勢變化頻率；Z 為測速盤齒數

二、干擾因素

首先先明確下分布電容的概念，分布電容的存在往往都是無形的，例如線圈的相鄰匝之間，兩個分立元件之間，兩根相鄰的導線之間，都具有一定的電容。它對電路的影響等于給電路并聯一個電容器，這個電容值就是分布電容。在低頻交流電路中，分布電容的容抗很大，對電路的影響很小，一般不考慮分布電容的影響。但當線路很長，分布電容足夠大的時候，就不容忽略。經檢查發現轉速探頭連接線從現場到控制室長度為560m，查線纜的資料得到線纜電容為120pf/米，這樣整條線纜的電容就比較大了。

試車過程中，發現轉速在3000Rpm 時，轉速探頭的輸出沒有波動，當大于3000Rpm才出現波動，由磁電探頭的原理可知，轉速越高探頭產生的交流電壓越大，頻率越高。可初步判斷干擾和電壓值及頻率的高低有關。當探頭產生的高頻電勢經過電容時，會對電容進行充電，當電容的電勢超過探頭產生的最低電勢時，電容會進行放電，當電容的電勢放電至低于探頭的電勢值時又進行下一輪的充放電，該過程導致了導線中產生干擾，影響了測量。

三、解決措施

由以上分析可知只要降低Tricon 卡件的接收電壓即可降低干擾，因此在浪涌保護器側并聯了一個2000 歐姆電阻，降低了卡件的接收電壓，卡件自身的抗干擾電路有能

力將分布電容產生的干擾消除。檢查電阻的發熱程度正常，滿足使用要求。

四、總結

線圈相鄰導線之間具有一定的電容，線路很長、轉速很快的情況下，探頭產生的高頻電勢經過電容時，會對電容進行充電，當電容的電勢超過探頭產生的最低電勢時，電容會進行放電，當電容的電勢放電至低于探頭的電勢值時又進行下一輪的充放電，該過程導致了導線中產生干擾，影響了測量。因此在浪涌保護器側并聯了一個2000 歐姆電阻，降低了卡件的接收電壓，卡件自身的抗干擾電路有能力將分布電容產生的干擾消除。

可見，轉速探頭的正確安裝只是探頭測量準確的其中一個條件，要想讓測量誤差控制在

允許范圍內，需要對測量回路進行研究和優化。經過改造后，此轉速探頭在機組的運行中，測量準確，誤差極小，滿足測量需求。

另外，該測量回路按設計要求在線路的卡檢側配置了浪涌保護器，按機組轉速儀表的常規設計，線路間通常不設置浪涌保護器，如設置該保護器可能會由于浪涌保護器的故障導致機組轉速測量故障，不利于機組的正常運行，建議取消該設備。