EC5000型电子调速器.doc

EC5000型电子调速器性能使用及调整杨永清（兰州电源车辆研究所，甘肃 兰州 730050）摘要：介绍EC5000型电子调速器的系统性能、使用、及调整方法。关键词：电子;调速器;性能;使用调整中图分类号： 文献标识码：A 文章编号:1003-4250（2003）01-1 引言电子调速器是用于发电机转速控制的电子装置。控制器从安装于发电机上的转速磁性传感器（磁头）或其它信号源检测发动机转速，然后给成比例的磁性执行器提供可控电流，由执行器对发动机供油量进行调节，从而实现发动机转速控制。目前用于各种发动机的电子调速器产品类型较多，有国产的，亦有进口的，其工作原理大都采用闭环反馈控制技术。美国AMBAC公司的EC5000型电子调整器在电站行业已得到批量使用，为便于相关人员熟悉该产品，本文着重介绍其性能，使用和调整方法。2 控制系统性能2.1输出输出电流：4A或10A;频率波动率：0.25%。2.2输入输入信号范围：1V30V;调速系统频率控制范围:17.5kHz;工作电压:DC +7V32;接地端极性: 负极;控制系统电源消耗 60mA+执行器电流。2.3环境工作环境温度:-4065;湿度：095%;振动：15g, 102000Hz。3 使用：3.1安装控制器要牢固地安装于控制箱中，控制器不能遭受过热的辐射。如果有可能的水和油雾接触到控制器，就要将其竖直安装，使冷凝水或油滴不能积累到控制器上。3.2接线（见图1）控制器与电瓶和执行器相连的导线线径不能小于1mm2，如果连线较长，则线径要选大一些以减小电压降。在电源正极输入端串接一个外置的快速熔断器。磁性传感器的输出导线 ，可用双绞线或屏蔽线，屏蔽层只能一端接地且只能在控制器端接地。若外接辅助转速电位器，其引线也应该用屏蔽线。4 调整4.1确定系统工作频率频率(Hz)=发动机转速(r/min)飞轮齿数/604.2启动发动机之前的初始设置接通电源或启动发动机之前，在EC5000型控制器上作一些调整是很重要的。图2所示的4极开关用于“调整DEAD TIME”（以下简称D.T）补偿和执行器电流范围，各个极分别以S1、S2、S3和S4识别（标记1、2、3、4）。S1S3调整“DEAD TIME”，S4选择执行器的电流范围，任何一个开关的拔片如在下面位置（如图2所示的S1、S4）就表示“OF”，若拔片在上则表示“ON”（如S2、S3），开关S1S3的初始设置见表2。为了达到最佳特性，个别设置需作微小地变更。表1 开关和执行器设置执行其型号开关初始设置AGL100,AGS50AGB130,AGD130,AGK130AGL202,AGL301,AL3000S3 ON(S1,S2 OFF)AGB200,AGD200,AGK200AGK270,AGK280S2 ON(S1,S3 OFF)AGK505,AGK525,AGK1600S1 ON(S2,S3 OFF)将S1、S2、S3均置于“ON”位，则“DEAD TIME”补偿值最大。S1、S2、S3均置于“OFF”位，则“DEAD TIME”补偿值最小。S1S3可提供的总“DEAD TIME”补偿值的百分比分别为S1-53%，S2-26%、S3-17%，S1、S2、S3均置“OFF”位，则其百分率为4%。每个开关提供的补偿值可以迭加，发动机运行时通过拔动这些开关能得到最佳的D.T补偿。例如置S2、S3于“ON”，S1置于“OFF”则D.T补偿相当于全部补偿的43%。（1）执行器电流范围开关S4控制执行器两种电流范围。S4置于“ON”，执行器电流限定于10A，S4置于“OFF”，则执行器电流限定于4A。开关S4也影响启动电流和下垂量。开关S4的初始设置见图2。（2）开关S4的设置（3）初次启动发动机(a) 控制旋钮当前在下列位置：GAIN、STABILITY、RAMP在中间位置;START FUEL-顺时针满偏;RUN SPEEP 电位器出厂时设置低于怠速位置;断开端子6和7将使初始启动于“RUN”模式。(b) 给控制器提供直流电流，执行器摆臂会瞬间摆动但保持在非供油位置（如果执行器摆臂在供油位置，需着手检查故障，此时决不能启动发动机）。(c) 启动发动机，执行器摆臂会转动到最大供油位置，一旦启动成功，发动机将被控制在怠速状态运行。(d) 若发动机启动后出现不稳定现象，逆时针旋转“GAIN”和“STABILITY”电位器，直到发动机稳定为止。(4)调速控制器转速整定顺时针旋转“RUN SPEE”电位器，发动机转速会上升到预期数，一旦发动机调速系统变得不稳定，可逆时针调节“GAIN”和“STABILITY”电位器直至稳定。4.3 特性调节发动机在预期转速和空载下运行时，就可以按下面的步骤进行特性调节。(a)顺时针旋转“GAIN”电位器，直到发动机转速不稳定现象出现为止。然后再轻微地逆时针旋转该电位器，到转速稳定。为了保证这种稳定状态需将该电位器沿逆时针方向再转1/8圈。(b)对“STABILITY”电位器重复上述过程。(c)如果发动机转速出现波动且频率较低（0.53Hz），就需增加D.T补偿，如果波动频率较高，则减小D.T补偿。(d)现在就可以加载了，如需要，重复(a)、(b)过程可获得最佳特性。一般地，电位器“GAIN”和“STABILITY”的临界状态是在空载下调节得到。注意：在各种工况下，两个电位器顺时针调到最大时，会获得最佳响应和稳定状态。从电位器的最佳位置轻轻的往回调一点，以改变发动机的动态特性是允许的。图3所示为参照运用加载记录仪测定是否达到了最佳特性，若达不到稳定状态，可按故障排除方法进行排除。 图3中调整电位器得到三种调节特性：（1）为最初的增益、稳定调整得到的瞬态偏差的轨迹，突加、突减负载后转速超调较大;（2）为增大增益，减小了瞬态偏差;（3）再次调整增益和稳定电位器得到理想的轨迹曲线，表明调速器在满载工况下有良好的稳定性和瞬态特性。4.4 怠速调整高速调节完成后再进行怠速调节，在端子6和7之间接一开关，通过“IDLE”电位器设置怠速值。4.5 加速特性调节此项调整决定着发动机从怠速过渡到高速状态所占的时间。在怠速时断开开关（即断开端子6和7之间的连接）,发动机将加速运行到高速状态。顺时针旋转“RAMP”电位器，加速过程会变长。4.6 启动模式(a)在怠速模式下（短接端子6和7），执行器电流恒定，电流大小取决于电位器“STAR FUEL”的设置。发动机启动后，控制器控制发动机在怠速下运行。(b)在高速运行模式下（断开端子6和7），执行器电流大约在2.5s内保持稳定，之后执行器电流上升，上升速率取决于电位器“RAMP”的设置，这样发动机就会加速到预期转速运行。4.7 下垂模式在下垂模式下，负载增加,发动机转速会下降。下垂环节主要用于发电机组并联运行，下垂量以执行器电流变化为基础，而执行器电流变化又与负载变化和电位器“DROOP”设置相对应。顺时针调节电位器“DROOP”会增加下垂量，如图1所示，外置一下垂开关。分别在空载和满载工况下，调整电位器“DROOP”以便得到理想的下垂量。4.8 下垂偏移调节在下垂模式下，调节“DROOP”电位器通常会改变空载转速。调节“DROOP OFFSET”电位器能将空载转速调整到预定值，这种调整不会影响同步运行转速，它在从同步到下垂状态切换时很有效，加载工况下垂速度应与同步设定转速相等，在垂下模式下，顺时针调节电位器“DROOP OFFSET”能增加空载转速。5 电磁兼容性大多数AMBAC公司的电控产品不受电磁干扰的影响，然而安装时对较强的电磁干扰加以考虑是必要的。强干扰对控制系统十分有害，干扰信号沿导线或以直接辐射进入控制电路。应用的磁电机、固体点火系统，无线电发射装置，稳压器或蓄电池充电器都应作为可能的干扰源加以考虑。建议控制器外部连线都用屏蔽线，磁头信号输入导线用绞合线，所有屏蔽线的屏蔽层要在控制器端单点共地。控制器要安装在金属板或密封的金属盒中，金属板和密封盒要接地，以确保控制器外壳能良好接地。当干扰信号来自于空间辐射时，需用接地的屏蔽线和外壳接地的金属盒隔离控制系统的电子元件。当干扰信号是通