电子调速器

一.基本组成和工作原理二.典型电子调速器简介第四节电子调速器概述1.定义2.电子调速器的分类–模拟式：其控制器是由模拟电子元件组成–数字式：其控制器是由数字式微处理器及相应的外围芯片组成1)全电子调速器2)电—液或电—气调速器3)液—电双脉冲调速器电子调速器的特点定义是一种电子控制系统。凡转速感测元件或执行机构采用电气方式的调速器，习惯上统称为电子调速器。–信号传递和控制调整是由电信号来完成，彻底摆脱了机械零件的惯性质量和机械摩擦的影响。全电子调速器信号感测与执行机构均采用电气方式–如海因茨曼电子调速器、Woodward8290电子调速器等。–此种电子调速器工作能力较小，多用于小型柴油机。电—液或电—气调速器信号监测采用电子式，而执行机构采用液压式或气力式。–此种调速器的液压或气压伺服器工作能力较大，可满足各种柴油机的使用要求。•电—液调速器：Woodward2301电子调速器，执行机构使用EG3P型液压伺服器•电—气调速器：DGS-8800数字式调速器液—电双脉冲调速器在普通的液压调速器上加装电子式的负载信号感测装置。国产YTD-40型调速器即为此种调速器。单脉冲调节—单纯调频型：调速器仅用测速传感器，以转速变化的信号调节燃油量；双脉冲调节—调载调频型：即将转速变化信号(调频)和负载变化的电脉冲信号（调载）这两个单脉冲信号叠加起来调节燃油量。这种双脉冲调速器能在负载一有变动而转速尚未明显变化之前就开始调节燃油量，具有很高的调节精度—与调频型相比的主要优点适用于对供电要求特别高的柴油发电机组。电子调速器的特点I.动作灵敏，响应速度快，响应时间只有液压调速器的1／10~1／2；II.动态和静态精度很高；III.无调速器驱动机构，装置简单、安装方便；IV.便于实现遥控和自动控制。一、基本组成和工作原理柴油机执行机构转速传感器柴油机负荷负荷传感器M速度控制单元速度设定电位器nu~UU速度控制单元是双脉冲电子式调速器中核心部件：–它接受来自转速传感器和负荷传感器的输出电压信号，并按比例转换成直流电压后与转速设定电位器7的设定转速（电压）进行比较，把比较后的差值作为控制信号送往执行机构1。二、典型电子调速器简介1.Woodward2301型电子调速器①2301型电子控制器②EG3P液压执行器2.DGS8800e型数字式电子调速器①概述②MODE运行模式指示灯I.NORMAL正常模式II.IDLE空闲模式III.SETPOINT设定值模式IV.TEST试验模式V.CALIBRATION校正模式VI.SELFTEST自检模式③运行状态及报警指示灯I.STATUS运行状态指示灯II.ALARM报警指示灯④三种特别控制模式I.CONSTANTFUEL恒定供油量控制模式II.ROUGHSEA恶劣海况控制模式III.FUELSETPOINT燃油设定直接控制模式⑤参数查询与修改I.调速器参数及类型II.调速器参数显示器⑥执行器部分3.DGS8800型数字式电子调速器①功能说明②控制面板2301型电子控制器测速传感器采用磁电式用于单机运行单纯调频型（单脉冲）：1=5%~7%，Ts=3~5s用于并联机组调频调载型（双脉冲）：1≯2%，Ts≯1s怠速调节旋钮速度设定旋钮稳定度调节旋钮增益量调节旋钮用于调节滑油低压，保护运转时的最低转速概述挪威NORCONTROL公司生产，用于低速长行程柴油机的转速控制（范围为300r/min以下）。既适于定距桨又可调距桨系统，转速设定可以从两个不同控制位置实现。还能及时响应外部安全系统送来的减速（SlowDown）和停机（ShutDown）信号等。具有良好的负荷限制的节油性能。DGS8800e是一个具有独立微机系统，能计算和处理所有的测量和控制信号，系统由电动执行机构（包括一个三相无刷伺服电动机）驱动油量调节杆。DGS8800e主要功能DGS8800e位于集控台框架内，内部有电源模块，来自外部的各种信号通过扁平电缆连接到标准的接线端子板上。由两个完全独立的子系统组成：I.数字调速器：REGULATORII.数字执行机构：ACTUATOR，与其配套的设备是数字伺服装置DSU001和电动执行机构ELACT001或ELACT002DGS8800e的主要作用是控制燃油伺服机构的位置，使主机转速保持在设定的转速上。本调速器可输出两种对应于主机燃油刻度指示和执行机构位置的输出信号：4~20mA电流信号和0~10V直流电压信号。DSU001单元是一个标准的可挂式数字伺服装置控制箱，安装于机舱内，与DGU之间没有距离限制。由两个单元组成：–ABS电源单元–SBS伺服放大单元：控制电动执行机构速度电动执行机构ELACT001通常安装在主机机旁应急操纵台的上方。它包括：–一个三相无刷伺服电机LS620EL：由伺服放大器SBS15/30A控制，•内部装有一个刹车装置，在故障时，例如系统故障、电源故障时，执行机构将保持燃油齿条在当前位置上，假如这是一个故障/安全状态，则主机会按先前的速度运行。•伺服电机内部设置有一个热保护装置。•燃油齿条位置或执行机构输出位置通过一个直接安装在伺服电机内部的绝对编码器进行测量，该测量信号非常准确也非常重要，它既是转速调节器的反馈信号，又是电动执行机构的反馈信号。–一个减速齿轮CYCLOFAB25/69转速检测装置可安装于机内或机外，视主机而定。装置采用感应式接近开关原理，有A、B两套。每套有两个感应式接近开关，可检测主机的转速和转向，A、B两套检测的信号供DGU择优选用，也互为备用。检测最高转速为300rpm。MODE运行模式控制面板左上方有六个“运行模式”指示灯，同一时刻，系统只能在一种模式下工作。NORMAL正常模式NORMAL指示灯亮，表示系统在正常模式下工作。该模式的进入是由备车和各种有效的遥控操纵而自动实现的。–在这种模式下，主机处在遥控系统的正常控制之中，并且所有的系统参数和数据都可以利用相应的参数代码进行查询、监视或修改（调整），所有调整后的系统参数都将被存储下来，关掉电源后这些参数仍保留在存储器中。IDLE空闲模式也可以说是“运行就绪”模式或“STOP”模式，在系统通电以后，车钟手柄放在“STOP”位置时，系统会自动进入该模式，此时IDLE指示灯亮。在空闲模式下，可以进行参数查询和重新输入。SETPOINT设定值模式又称直接燃油控制模式，是一种由车钟手柄发出的“车令转速设定信号”，直接发送电动执行机构，直接控制主机油门开度的操作模式。通常在主机遥控系统发生故障时才运行该模式，在该模式下运行时，系统会给出“SYSTEMINTEST”报警从NORMAL和IDLE都能进入SETPOINT，方法是：在ACTUATOR面板上，将“CHANGELOCK”钥匙开关置于“OPEN”，然后按下“REGULATOR面板上的“CONTROLMODE”区域中的“FUELSETPOINT”按钮，系统便自动进入SETPOINT模式，SETPOINT指示灯亮。TEST试验模式实验模式。被模拟的参数：–CMD（转速指令输入）–RPM（转速测量值，在NORMAL方式下不能使用）–PITCH（螺距，用于CPP系统）–SCAV（扫气压力）–CAL（校正信号）。在此模式下，可以从控制面板上直接进行设置，以代替某些外部传感器的输入信号，如按下CMD，TEST指示灯亮系统给出“SYSTEMINTEST”报警信号。信号的大小用“+”、“-”按钮进行增减，信号变化的快慢则用“RATE”按钮进行选择。–这一功能用于判别是外部传感器故障还是DGS系统内部部件故障，以及进一步判断DGS系统内部哪个部件故障，都是非常有效和实用的。CALIBRATION校正模式该模式可以从NORMAL和IDLE都能进入。如果在NORMAL状态按TEST区域中“CAL”按钮，系统将启动CALIBRATION程序，自动调用一个相应的转速值，将实际输入的转速测量值覆盖，从而产生一个“转速扰动”信号，这个扰动信号作用在调速器上应当引起调速器输出的迅速响应，以此来检验调速器的灵敏度和调节精度。如果在IDLE状态下进入，需要选择PARAMETERNO.1，并选该参数点的数值VALUE等于3，这时，一个漂移信号覆盖到选择的数值上。CALIBRATION指示灯亮表示系统在校验模式下工作。SELFTEST自检模式该模式必须在IDLE模式或车钟手柄处于“STOP”位置时才能进入。是一个专用用于检测计算机存储器的模式。进入方法：选择PARAMETERNO.1，VALUE等于5，然后按下“LAMPTEST”，则计算机存储器检验程序被调用，自动进行存储器检验，显示器显示REG-UP表示正常，显示ERROR有故障。执行器部分1.指示灯①MODE含义与调节器部分相同②STATUS状态指示灯SERVOON—伺服电机处于正常执行时亮MANUALCONTE—通过“+”、“-”对执行器进行手动控制。EXTERNALSTOP---外部停车SERVOBLOCKED—由于严重的系统错误导致伺服执行机构阻塞OTHER—选择相应相应的参数可以显示附加信息③ALARM报警指示灯LOWVOLTAGE—电源电压偏低。FEEDBACKFAIL—由执行器位置测量装置故障导致的反馈故障。IN-DATAERROR—通过对输入数据的定时自检发现的故障SERVOAMPLFAIL—伺服放大器有故障SYSTEMINTEST—系统处于试验或校正方式OTHER2.PARAMETERNO&DATAVALUE参数和数据区3.操作按钮①SERVOON—LED发光，表示伺服机构投入工作②TEST试验按钮SET—在CALIBRATE方式和LOCALCAL方式下按下“SET”可以形成模拟的步进信号作为执行器的输入指令。此时，必须按下“SERVOON”按钮，LED发光，使执行机构动作。FUEL—在执行器的PARAMETERNO.3（FUELOUTPUT），按下FUEL按钮，将产生一个执行机构的模拟输出信号，并在VALUE下显示，用于试验执行机构的好坏或在故障情况下分辨是执行器还是油门齿条机构有问题。AUTO---在CALIBRATE方式下按下“AUTO”，启用执行器的自动校正（包括零点和量程）程序。在LOCALCAL方式下按下，执行零位调整。运行状态STATUS指示灯REGULATORON–灯亮表示系统在运行中，主机燃油受调节器控制。START–该灯亮表示在启动阶段，油门开度固定在启动供油位置。STOP–该灯亮表示主机在停机状态，转速车令设定值为零。RPMLIMITON–灯亮表示至少一种车令转速处在被限制的状态，例如手动转速限制，或临界转速限制（闪光）等。FUELLIMITON–亮表示调速器的给油输出在在受限状态，例如，手动给油量限制，负荷加速程序限制，或扫气空气限制等OTHER–该指示灯用来反映一种通过PARAMETER9选择的参数状态。ALARM报警指示灯LOWVOLTAGE–指示+5V、+15V、-15V、+24V电源的某一电压太低，详细信息由适配器板上的LED予以指示。RPMDETECT.FALL–转速传感器测速系统硬件故障。详细信息由适配器板上的LED予以指示。或通过参数查找。IN-DATDERROR–来自于集控室调速手柄、驾驶台车钟或扫气压力传感器的模拟量输入信号有故障。OUT-DATAERROR–调节器和执行器之间的数据通信有故障。SYSTEMINTEST–系统处于TEST或CALIBRATE模式OTHER–该灯亮时，用户通过PARAMETER16或17在显示器上查询到出现过报警信息。CONSTANTFUEL恒定供油量控制模式是一种当主机转速维持在预设的转速盲区（PRMDEADBANDLIMIT）范围内时燃油供油量维持恒定不变的控制模式。目的主要是为了减少调速器的频繁动作。在正常海况航行时，可按下此按钮，LED灯亮，控制模式被激活。此时，若主机转速在预定的死区范围内时，调速器输出不变，燃油注油泵燃油齿条的位置将不发生变化，调速器和齿条机构工作更加稳定。系统中默认（预置）的盲区限值为±2rpm，用户可以在PARAME