DC6型電子調(diào)速器在大功率發(fā)電柴油機(jī)上的應(yīng)用

【摘 要】本文主要介紹了海茵茨曼DC6型電子調(diào)速器的應(yīng)用，并提出了在發(fā)電柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)中遇到的電子調(diào)速器方面的慣性問題的判斷和解決的有效方法。

【關(guān)鍵詞】電子調(diào)速器；發(fā)電柴油機(jī)；應(yīng)用

南車戚墅堰機(jī)車有限公司于2012年研制了8臺(tái)康菱柴油發(fā)電機(jī)組，該柴油機(jī)為16V280ZJA型柴油機(jī)，但裝用的是海茵茨曼DC6型電子調(diào)速器，不是傳統(tǒng)的機(jī)械式調(diào)速器。本文將介紹該電子調(diào)速器在該發(fā)電柴油機(jī)上的應(yīng)用。

一、電子調(diào)速器工作原理

首先在電子調(diào)速器控制器內(nèi)設(shè)定需要的轉(zhuǎn)速，傳感器通過飛輪上的齒圈測(cè)量出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)際值，并送至控制器，在控制器中實(shí)際值與設(shè)定值相比較，其比較的差值經(jīng)控制線路的整理、放大，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器輸出軸，通過調(diào)節(jié)連桿拉動(dòng)噴油泵齒桿，進(jìn)行供油量的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到保持此設(shè)定轉(zhuǎn)速的目的。

二、DC6型電子調(diào)速器基本系統(tǒng)裝置

（一）轉(zhuǎn)速傳感器

轉(zhuǎn)速傳感器是由一個(gè)裝在線圈內(nèi)的磁棒構(gòu)成，安裝在與柴油機(jī)曲軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)的飛輪齒圈緣處，圖2為其安裝示意圖。當(dāng)磁棒頂端與飛輪齒圈輪齒問產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使線圈感應(yīng)出交變脈沖電壓信號(hào)。為了得到最好的測(cè)量結(jié)果，轉(zhuǎn)速信號(hào)應(yīng)該從曲軸飛輪上測(cè)量。最佳位置如：起動(dòng)齒輪。

其頻率計(jì)算公式如下：

f（hz）=

式中z—測(cè)速齒輪齒數(shù)

n—柴油機(jī)轉(zhuǎn)速

f—頻率

傳感器對(duì)齒形的要求：每個(gè)齒頂最小寬度是2.5mm，齒間間隔至少4mm。由于齒間的誤差，磁電式轉(zhuǎn)速傳感器最適合在測(cè)速齒輪的徑向方向上安裝。安裝時(shí)，磁棒頂端與齒圈外緣間應(yīng)有0.5～0.8mm間隙，可先將M16×1.5螺紋旋入，使磁棒頂端與齒頂接觸，再退出l/3～l/2圈，即可達(dá)到間隙要求。注意：安裝傳感器要牢固.使用中應(yīng)經(jīng)常檢查不得松動(dòng)。

圖2轉(zhuǎn)速傳感器的安裝

（二）控制單元DC-6

控制器采用模擬控制系統(tǒng)。其工作原理是：來自轉(zhuǎn)速傳感器的交變脈沖電壓信號(hào)，經(jīng)控制器內(nèi)頻率，電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓信號(hào)。此信號(hào)值與由馬達(dá)電位器給定的電壓信號(hào)比較，差值經(jīng)PID控制與快速響應(yīng)修正，放大后進(jìn)入執(zhí)行器，執(zhí)行器不斷調(diào)整輸出力矩，從而控制柴油機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

電子控制線路均裝在殼體內(nèi)，在線路板外側(cè)設(shè)有增益、快速響應(yīng)、最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速等電位器及開關(guān)。通過這些電位器及開關(guān)的調(diào)節(jié)使柴油機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性滿足要求。

（三）執(zhí)行器工作原理。柴油機(jī)工作時(shí)，執(zhí)行器接受控制器傳來的信號(hào)后，控制殼體內(nèi)的直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，由傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出軸外伸端裝有搖臂，通過連接桿帶動(dòng)噴油泵齒條移動(dòng)。其反饋部件將執(zhí)行器的角位移隨時(shí)反饋給控制器。使用中，輸出軸轉(zhuǎn)角不得超過給定轉(zhuǎn)角范圍的90%。

（四）電源連接?？刂茊卧碾娫淳€必須是由供電電源單獨(dú)引入，不能與其它設(shè)備共用。因?yàn)榭刂茊卧苯优c供電電源相連，所以電源能夠?qū)Τ潆娖鳟a(chǎn)生的波紋電壓起到緩沖作用。

三、實(shí)際應(yīng)用

DC6電子調(diào)速器在發(fā)電柴油機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用中常遇到如下幾個(gè)問題：

（一）柴油機(jī)不能起機(jī)：1.首先檢查曲軸轉(zhuǎn)速傳感器安裝是否正確，所有電氣接線是否正確，電子調(diào)速器控制單元的電源是否接通；2.檢查柴油機(jī)燃油系統(tǒng)是否有氣體，若有氣體，應(yīng)在起動(dòng)燃油泵后，打開燃油精濾器上的放氣閥進(jìn)行放氣，排盡燃油管路內(nèi)的氣體；3.上述檢查確認(rèn)無誤后，如果柴油機(jī)起動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，柴油機(jī)仍然不能發(fā)火，此時(shí)，需將控制單元連接上電腦，確認(rèn)是否已經(jīng)將參數(shù)發(fā)送至控制單元，看是否有故障顯示，需將控制單元復(fù)位，同時(shí)檢查參數(shù)設(shè)置中的飛輪齒數(shù)是否正確。

（二）柴油機(jī)運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)速大幅度波動(dòng)

柴油機(jī)運(yùn)行過程中，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大幅度波動(dòng)，功率也伴隨著波動(dòng)。出現(xiàn)這種問題，應(yīng)重點(diǎn)檢查以下幾個(gè)方面。

1.檢查轉(zhuǎn)速傳感器。如果傳感器在運(yùn)行過程中，傳感器插頭插座之間接觸不良，或者插頭的接線與插針之間的焊接處出現(xiàn)虛接，會(huì)導(dǎo)致短時(shí)間信號(hào)丟失，控制器因不能確定準(zhǔn)確的噴油定時(shí)，電子調(diào)速器將停止工作，當(dāng)下一個(gè)循環(huán)，重新獲得同步信號(hào)，繼續(xù)工作，這樣造成柴油機(jī)間隙爆發(fā)工作，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速因此大幅度波動(dòng)。

2.檢查電源系統(tǒng)。檢查工作電源供電是否正常。有時(shí)電源損壞后，內(nèi)阻非常大，在柴油機(jī)未啟動(dòng)時(shí)，靜態(tài)工作電流很小，電源電壓看似正常，柴油機(jī)運(yùn)行后，工作電流急增，造成電源電壓下降，導(dǎo)致控制單元供電不足，無法輸出足夠的電流驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器，噴油泵不能噴油，控制單元停止工作后，電源電壓會(huì)恢復(fù)，執(zhí)行器又重新投入工作，隨后電壓又下降，噴油泵又停止噴油。所以電源的不穩(wěn)定，極易造成柴油機(jī)斷續(xù)工作，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速也會(huì)大幅波動(dòng)。

3.檢查拉桿系統(tǒng)。檢查電子調(diào)速器輸出端與彈性拉桿連接的軸承套座是否松脫，拉桿系統(tǒng)是否存在卡滯，電子調(diào)速器轉(zhuǎn)臂銷子是否松脫等現(xiàn)象。

4.通過PID調(diào)節(jié)改善齒條波動(dòng)。我們可以將轉(zhuǎn)速加至1000r/min，不加任何負(fù)載，觀察轉(zhuǎn)速和齒條波動(dòng)的情況，若齒條波動(dòng)很大，可認(rèn)定為傳感器方面受到很大的干擾，則需更換傳感器。若齒條波動(dòng)平穩(wěn)，則可排除傳感器原因，可通過調(diào)整PID參數(shù)來改善轉(zhuǎn)速波動(dòng)情況，即逐漸增大比例參數(shù)100Gain的參數(shù)值，直至轉(zhuǎn)速出現(xiàn)波動(dòng)，再緩慢地減小參數(shù)值，直至波動(dòng)消失或減小到適當(dāng)?shù)某潭?。同時(shí)也可以運(yùn)用Map圖用作調(diào)節(jié)，將相應(yīng)的油泵刻線和轉(zhuǎn)速下的參數(shù)值適當(dāng)調(diào)大，也能起到和好的調(diào)節(jié)作用。

四、結(jié)語

實(shí)踐證明，海茵茨曼DC6型電子調(diào)速器在大功率發(fā)電柴油機(jī)上的應(yīng)用是良好的，同時(shí)上述故障處理總結(jié)在實(shí)際過程中也是可行的。