故障檢修與技術(shù)維護(hù) |
康明斯發(fā)動機(jī)電子調(diào)速器的檢查與維修 |
電子調(diào)速器故障將引起柴油發(fā)電機(jī)性能下降以至于不能運行,如果能明確判斷為電子調(diào)速器故障采取更換新品即可;如果是柴油機(jī)本身及其輔助系統(tǒng)問題,有可能通過轉(zhuǎn)速不穩(wěn)現(xiàn)象表現(xiàn)出來,即便更換電子調(diào)速器也不能解決問題,因此,轉(zhuǎn)速類故障原因應(yīng)通過對調(diào)速系統(tǒng)的綜合性分析,逐項驗證排查來判斷故障真實原因。康明斯發(fā)電機(jī)公司在本文簡述了電子調(diào)速器的工作原理及功能說明,并重點介紹了由電子調(diào)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(diào)速器控制柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,而發(fā)電機(jī)頻率正比于柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。電子燃油控制調(diào)速器(EFO)是由磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、電子控制器和執(zhí)行器組成。磁傳感器在飛輪處感應(yīng)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,并將感應(yīng)到的柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速饋送到電子控制器,電子控制器將感應(yīng)到的轉(zhuǎn)速與給定值相比較。如果兩個信號之間有差,控制器則改變輸往執(zhí)行器的電流。執(zhí)行器線圈中電流的改變引起執(zhí)行器的動作并帶動燃油泵油門軸的轉(zhuǎn)。油門軸轉(zhuǎn)動后,燃油流量和柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速以及柴油發(fā)電機(jī)輸出功率都相應(yīng)變化。
調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 |
二、電子調(diào)速控制器說明
控制器上有四個電位器用丁系統(tǒng)調(diào)整,在調(diào)整過程中,要用頻率表或轉(zhuǎn)速表檢測柴油發(fā)電機(jī)實際轉(zhuǎn)速。
1、增益(GAIN)
它主要調(diào)整調(diào)速器的靈敏度。它是一個從0-100%順時針旋轉(zhuǎn)的電位器。順時針旋轉(zhuǎn)將縮短負(fù)載變化時調(diào)速器的響應(yīng)時間。
2、下垂(DROOP)
此功能調(diào)整柴油發(fā)電機(jī)下垂特性,它是一個從0—100%順時針旋轉(zhuǎn)的電位器。
3、轉(zhuǎn)速(SPEED)
它是調(diào)整柴油發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的 20轉(zhuǎn)電位器,順時針旋轉(zhuǎn)升高柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
4、怠速(IDLESPEED)
它是調(diào)整柴油發(fā)電機(jī)怠速所需轉(zhuǎn)速的20轉(zhuǎn)電位器,順時針旋轉(zhuǎn)升高柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
5、積分(I)
此功能調(diào)整調(diào)速器的動態(tài)響應(yīng)特性,它是一個從0-100%順時針旋轉(zhuǎn)的電位器
6、微分(D)
此功能調(diào)整調(diào)速器的動態(tài)響應(yīng)特性,它是一個從0—100%順時針旋轉(zhuǎn)的電位器。
康明斯電子調(diào)速器功能說明圖 |
三、調(diào)速器性能仿真技術(shù)測試
傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速器的測試,往往需要將調(diào)速器安裝到柴油發(fā)電機(jī)上,通過對柴油發(fā)電機(jī)的啟動、穩(wěn)定運行、并網(wǎng)以及停止實現(xiàn)調(diào)速器的測試,該測試過程不但需要消耗大量的燃油,且測試周期較長,靈活性較差,如果出現(xiàn)故障或參數(shù)改變,則將導(dǎo)致測試周期延長,增加了測試成本,嚴(yán)重的還會威脅到測試人員的人身安全。繼而誕生了數(shù)學(xué)仿真測試方法,通過建立柴油發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)所需測試性能在計算機(jī)上編寫程序,以對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制以及分析研究,相較于傳統(tǒng)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(fù)性上具有很大優(yōu)勢,但是,該方法具有局限性,對于一些復(fù)雜的系統(tǒng)難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,或者數(shù)學(xué)模型過于復(fù)雜難以求解等,從而導(dǎo)致具有較大的測試誤差。
現(xiàn)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(jī)上建立柴油發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并將柴油發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)中一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易建立數(shù)學(xué)模型,同時對控制效果影響較大的關(guān)鍵部件,通過接口板與計算機(jī)連接,從而實現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速器的開發(fā)和測試。這種方法雖然可以實現(xiàn)調(diào)速器的測試,但是關(guān)鍵部件和計算機(jī)需要通過專用接口板連接,導(dǎo)致在實際應(yīng)用中通用性較差,限制了應(yīng)用場景,不能滿足實際測試需求。
柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速器的測試裝置包括通信連接的實時仿真機(jī)和數(shù)據(jù)信息交互裝置;其中,數(shù)據(jù)信息交互裝置用于與調(diào)速器連接;實時仿真機(jī)包括存儲模塊、信息管理模塊、仿真運行模塊和人機(jī)交互模塊;存儲模塊用于存儲柴油機(jī)參數(shù)、發(fā)電機(jī)參數(shù)、仿真設(shè)置信息及柴油機(jī)的運行狀態(tài)信息;信息管理模塊用于實現(xiàn)實時仿真機(jī)與數(shù)據(jù)信息交互裝置的信息交互,該信息交互包括經(jīng)數(shù)據(jù)信息交互裝置讀取調(diào)速器的控制信息,以及將柴油機(jī)的運行狀態(tài)信息經(jīng)數(shù)據(jù)信息交互裝置發(fā)送給調(diào)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(jī)和發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)調(diào)速器的控制信息輸出仿真運行狀態(tài)信息;人機(jī)交互模塊用于在調(diào)速器測試開始與結(jié)束過程中的人機(jī)交互,以及用于實現(xiàn)柴油機(jī)和/或發(fā)電機(jī)的運行參數(shù)設(shè)置;數(shù)據(jù)信息交互裝置包括通信連接的數(shù)據(jù)采集器、端口擴(kuò)展板和實時仿真觸發(fā)器;數(shù)據(jù)采集器用于在實時仿真機(jī)與調(diào)速器通信連接后,采集調(diào)速器輸出的控制信息并發(fā)送到實時仿真機(jī);端口擴(kuò)展板用于接收實時仿真機(jī)輸出的柴油機(jī)的運行狀態(tài)信息,并將運行狀態(tài)信息按照信息類型發(fā)送到對應(yīng)的端口,以供調(diào)速器讀?。粚崟r仿真觸發(fā)器內(nèi)置有mhz或mhz以上頻率的時鐘,按照實時仿真機(jī)的仿真步長產(chǎn)生觸發(fā)脈沖并發(fā)送給實時仿真機(jī)。
柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速器檢測裝置功能圖 |
四、調(diào)速器故障總結(jié)
1、柴油發(fā)電機(jī)啟不動
(1) 電池電壓
● 檢查調(diào)速板上“E”“F“之間的電壓
最低電壓值如下:
○ 8V DC(12V系統(tǒng))
○ 17V DC(24V系統(tǒng))
● 檢查調(diào)速板電源的快速熔斷器是否完好。
(2) 執(zhí)行器
斷開調(diào)速板電源并斷開執(zhí)行器連線,用萬用表測量執(zhí)行器線圈阻值,執(zhí)行器阻值應(yīng)符合以下值:
● GAC ACB275執(zhí)行器:
○ A-B:3±1ohms
○ C-D:3±1ohms
● CUMMINS EFC執(zhí)行器:
○ A-B:6.8—7.6ohms
將調(diào)速板“A”端子至執(zhí)行器連線拆下,串聯(lián)一電流表后接“E”,然后接通電源,此時執(zhí)行器應(yīng)動作至最大燃油位,且電流表讀數(shù)應(yīng)在4A左右(12V系統(tǒng))或2.5A左右(24V系統(tǒng))。
(3) 傳感器
啟動發(fā)電機(jī)組同時用電壓表測量調(diào)速板“C”、“D”間的電壓,電壓值應(yīng)不小于1.0V AC。
● 如果無電壓:
拆開調(diào)速板‘C“、”D“連線,再次啟動發(fā)電機(jī)組并測量傳感器兩線間的電壓,如果有電壓,則調(diào)速板壞。
● 如果傳感器仍無電壓:
測量調(diào)速板“C”和 ”D“間的阻值,阻值應(yīng)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(qiáng)。
(4)調(diào)速板
● 檢查設(shè)定
○ 檢查“G‘和“P”之間電壓,正確的電壓應(yīng)為10V DC,無論是12V還是24V系統(tǒng)。錯誤的值說明“SPEED”電位器壞。
○ 檢查“A“與”F“之間的電壓:斷開燃油并啟動發(fā)電機(jī)組,測量其電壓,應(yīng)在1.5—2.5V DC之間。
● 錯誤的值可能為:
○ “SPEED“電位器設(shè)置太低。
○ 到執(zhí)行器的線路故障。
○ “SPPED“電位器壞。
測量時注意極性。
電子調(diào)速器電壓檢查圖 |
2、柴油發(fā)電機(jī)超速
(1)接通調(diào)速板電源,執(zhí)行器擺動至最大燃油位。
(2)測量調(diào)速板“A”“F”間電壓。
注:不要啟動柴油發(fā)電機(jī)組
● 如果電壓在1.5—2.5V DC,則:
○ “SPEED”設(shè)定太高
○ 調(diào)速板壞
● 如果電壓大于2.5V DC,則:執(zhí)行器或機(jī)械連接摩擦太大
● 如果電壓小于1.5V DC,則:調(diào)速板壞
(3)拆開調(diào)速板“C”“D”連線
○ 如果執(zhí)行器仍保持在最大燃油位,調(diào)速板壞
○ 如果執(zhí)行器回到最小燃油位,則柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號出問題,檢查傳感器與調(diào)速板之間連線,并要求屏蔽。
電子調(diào)速器正確測試方法 |
3、柴油發(fā)電機(jī)達(dá)不到要求轉(zhuǎn)速
(1) 啟動發(fā)電機(jī)組的同時測量電池電壓,電池電壓應(yīng)不小于8V(12V系統(tǒng))、17V(24V系統(tǒng))。
○ 充電或更換電池,確保電池電量充足
○ 執(zhí)行器接線錯誤
(2) 臨時短接調(diào)速板“A“”F“端子,執(zhí)行器應(yīng)動作至最大位,否則為以下情況之一:
○ 調(diào)速板至電源或調(diào)速板至執(zhí)行器之間的接線錯誤
○ 執(zhí)行器或連接臂卡死
○ 執(zhí)行器故障
(3)當(dāng)發(fā)電機(jī)組運行在所達(dá)到的轉(zhuǎn)速時,在調(diào)速板端子“A“”B“間測量執(zhí)行器兩端電壓:
○ 如果電壓大于電源電壓2V或更多,則是機(jī)械調(diào)速器問題。
○ 如果以上問題解決后仍有達(dá)不到要求轉(zhuǎn)速,請嘗試調(diào)節(jié)“SPEED”電位器。
(4)電磁干擾
如果發(fā)電機(jī)組附近有強(qiáng)的電磁場或無線電干擾源,會引起調(diào)速板產(chǎn)生錯誤的下垂調(diào)節(jié),這樣就要求調(diào)速板至執(zhí)行器、傳感器的連線必須使用屏蔽線,且屏蔽層必須在調(diào)速板側(cè)接地,而不能在執(zhí)行器端或傳感器端接地。
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