康明斯电子调速板作业机理与故障实例

摘要：康明斯柴发机组详细由康明斯柴油发电机，斯坦福无刷同步发电机和PCC3.3控制界面等部分结构。本文以采用了以ESD5500E型电子调速控制面板（以下简称电子调速器）为核心的电子调速机构为例，该电子速度控制器具有瞬时转速变化小、调速精度高等优点。在引荐其工作原理的基础上，对一例非易发损坏进行了解析，供同行参考。

      电子调速装置具体由电子速度控制器、直流比例电磁铁、控制继电器和速度传感器等部分构成，接线所示。速度传感器安装在飞轮壳上，具体由永久磁铁和线所示。由于齿顶和齿谷与传感器下端的间隙不同，飞轮旋转时，通过线圈的磁通量产生变化，线圈上就会产生一个频率与飞轮速度成正比的正弦信号，电子调速系统就是根据该信号来调整柴油发电机的转速。

      飞轮旋转时，速度传感器感应发生的正弦信号经频率电压变换后切换成与柴油发电机速度相对应的电压信号U∫，该信号与设定的速度信号Ure∫，进行比较，得到的误差信号△U经判断和前向调整放大后，电子调速器就会输出相应驱动电流Ic，至直流比例电磁铁的线圈，衔铁在电磁力的作用下动作，再通过转轴切换成杠杆装置的拉力，较终将柴油泵中的油量控制齿杆稳定在与设定转速对应的位置（此时驱动电流I.产生的电磁力与直流比例电磁铁内部复位弹簧的张力保持平衡）。

      当柴油发电机组所带负载加重时，转速随之下降，U∫减轻，△U升高，Ic就会增大，直流比例电磁铁中的衔铁通过杠杆系统将油量控制齿杆向增加油量的方向拉动，速度就会升高至设定值（电磁力与复位弹簧的张力达到新的平衡）；而负载减小，转速升高时（△U为负值），Ic就会减小，此时油量控制齿杆在复位弹簧的功能下向减油方向运动，较终使速度稳定在设定值。如果电子调速器没有检验到速度传感器的反馈信号，驱动电流Ic为零，油量控制齿杆在复位弹簧的作用下被拉至停机位置。

      电子调速控制屏可以进行柴油发电机启动时的供油量、转速控制的稳定度和响应转速、怠速的整定等方面的调整，提高了柴油发电机的经济性和动力性。

图1  柴油发电机电子调速机构接线  柴油发电机转速传感器组成图

      某部一台发电机组空载全速运转时作业正常，带载运转时也正常，但卸掉负载后，出现频率不平衡的损坏现状，此时调整电子速度控制器不起功能，通过紧固各接线端子后重新开机和更替电子速度控制器也没有清除问题。

      引起转速时快时慢的损坏部位具体有燃油装置和电子调速系统等方面，因为该发电机组空载和带载运行时作业正常，而且速度探头工作正常，因此基本解除了燃油机构的故障。另外，更换新的电子速度控制器后损坏依旧，故而电子调速板也没有损坏。

      仔细严查发现，直流比例电磁铁中的复位弹簧的上端断了一截（约为其长度的1/10）。由电子调速板的作业机理可知，衔铁的运动行程直接决定供油量发电机组。因为复位弹簧始终处于压缩状态，断了一截后，张力减轻，对于相同电磁力而言，衔铁的实际运动行程变长了。发电机组空载全速以及带载运行时，电磁铁的吸力较大，衔铁的运动行程较长，弹簧减轻的张力对其危害很小，因此转速基本稳定；而卸掉负载后，衔铁受到的电磁吸力迅速减小，而衔铁复位的响应时间延长，从而使电磁吸力与弹簧张力的平衡关系被破坏康明斯中国官网，致使衔铁上下波动较大，故而发生本例中的故障现象。对于不一样发电机组，因为电子速度控制器江苏康明斯柴油发电机、直流比例电磁铁等部件的性能差异，弹簧断了后，发生的损坏状况可能不尽相同，而弹簧折断的程度也会引起不同的故障。

      查看另外三台同规格发电机组的直流比例电磁铁时，未发现有裂痕或异常情形。由于四台发电机组是同时配发的，而且工作时间基础相同，于是基础解除了弹簧的材料和加工工艺等问题。进一步严查故障的弹簧时发现，断裂处周围有钳子夹过的痕迹。从断口处的颜色也可以看出弹簧不是突然断裂的。因此，初步判断是由于装配时用钳子夹过弹簧，造成弹簧外表有剪切伤，磨损后的弹簧的疲劳寿命大幅度降低。在弹簧的工作过程中，引起其外表损坏处应力集中，当集中的应力大于材料所承受的极限应力时，弹簧产生疲劳裂痕，较终产生早期疲劳断裂。

      通过以上分析，更替弹簧后问题得到清除。 

 （1）通常情况下，直流比例电磁铁的复位弹簧是不允许拆卸的。如果确需更替，在安装时应注意步骤，预防其受到“硬伤”。

（4）转速传感器的安装不当会致使探头损坏或者发电机组无法起动。其安装措施如下：首先用盘车工具将飞轮转至齿顶正对传感器装配孔的中间位置，然后用手将传感器拧入安装孔（禁止用扳手），直到传感器底部碰到齿顶；再反转1/2～3/4圈后用扳手将其固定，再用锁紧螺母锁紧。另外，为了预防干扰，应避免强磁场靠近速度传感器。 

     当电子调速系统发生损坏时，发电机组可能发生无法启动，喘息，自动停机，甚至飞车等故障，从而严重影响用电设备以及发电机组的正常作业和安全。因此，在平常作业中应加强对该装置的验看和保养。----------------