柴油发电机组电子调速系统的安装与调试

王德朋 山东省青州市火箭军士官学校

引言

柴油机发电机组多采用电子调速系统对柴油机进行转速控制，电子调速系统相对于机械调速器系统来说使用灵活方便、调速精度高，对各种复杂控制适应性好，在各种不同型号、不同功率的发电机组中得到了广泛的应用，本文以康明斯NTA855柴油机的电子调速系统为例，探讨电子调速系统的使用调试方法。

一、柴油机调速系统的组成与基本原理

柴油机调速系统原理如图1所示，其主要包括电子调速器、转速传感器和油门执行器组成，转速传感器把柴油机转速传送给电子调速器，电子调速器通过控制油门执行器来控制转速，作者使用的康明斯NTA855柴油机驱动的是一个四极发电机，根据发电机的要求，柴油机应把转速控制在1500r/min。当机组负载增加时，电子调速器自动加油，当机组负载较少时，电子调速器自动减油，始终使柴油机准转速保持稳定。

图1 柴油机电子调速系统原理图

二、康明斯NTA855柴油机电子调速系统安装

电子调速器是电子调速系统的核心，其内部采用PID算法来控制转速恒定，并有手动调速、远程调速、怠全速控制、下垂控制灯多种功能，其外形如图2所示。其1、2号端子为电源端子，连接24V直流电源；3、4号端子为执行器输出端子，控制油门执行器；7、8、9号端子之间接一个5kΩ的电位器，可对柴油机转速进行微调，其微调范围为±100 r/min；7、10号端子为怠全速控制端子，闭合为怠速，断开为全速；11号端子为公共端。IDLE SPD为怠速调整旋钮，用来调整柴油机的怠速；RUN SPD为全速调整旋钮，用来调整柴油机的全速； GAIN为增益调整旋钮，用来改变控制器的增益，也就是PID中“P”，DROOP为下垂调节电位器用来调节转速的下垂。

图2 柴油机电子调速器

而转速传感器安装在柴油机的飞轮壳上，当飞轮转动时，飞轮上齿在传感器中感应出频率信号，频率信号通过电子调速器的5、6号端子输入到电子调速器内部，必须保证传感器顶端与齿圈上齿顶端的距离为0.71～1.07mm，安装的方法是先把电磁传感器拧到与飞轮齿圈接触时为止，注意操作时用力不要过大，再把电磁传感器拧回（ 退出）1/2～3/4圈即可。

三、康明斯NTA855柴油机电子调速系统调试

康明斯NTA855柴油机电子调速系统的主要调试工作就是调试其电子调速器，主要包含启动前预调和运转后的调整。

（一）启动前预调

（1）将调速板上的7、10端子连接在一起，机组处于怠速状态，在调速板上将IDLE SPD怠速调整旋钮调到中间位置，即将该电位器逆时针方向旋转20圈，再顺时针方向旋转10圈即可。

（2）将RUN SPD运行速度调整旋钮调到中间位置，先逆时针旋20圈，再顺时针方向旋10 圈即可。

（3）将GAIN增益电位器调到中间位置，即指针指到50。

（4）将DROOP调速率调整旋钮逆时针旋到底，即调速率为0，若调速率要求3%时，预先调到指针指向40位置，若调速率要求5%时，则预先调到指针指向80位置上，如果要求其它调速率，则按此比例预先调到相应位置上。

（二）运转后调整

（1）将怠速运行开关扳向怠速位置，启动柴油机。

（2）调整调速板上的怠速调整旋钮，将转速调到600～650r/min。

（3）将怠速运行开关扳向全速位置，根据转速降的要求调整空载转速，空载转速为：

n空载=n额定×（1+k）

上式中k为转速降，机组额定转速应为1500r/min。

（4）合上供电开关，加上额定功率负荷，如果频率小于（大于）50Hz，则逆（顺）时针方向缓慢转动调速板上的DROOP电位器，直至频率调至50Hz。

（5）断开供电开关卸去全部负载，检查空载转速是否符合要求，若不符要求，调整调速板上的RUN SPD运行电位器至空载转速为额定值。

（6）反复进行步骤（4）、（5），直到空载和满载转速达到要求。

（7）通过上述调整之后，合上供电开关，给机组加上1/4额定负荷，经过观察确认柴油机的转速是稳定的，按顺时针方向缓慢转动DROOP增益电位器，直到发动机运转不稳定为止，然后反时针方向转动电位计，慢慢转动直到转速稳定为止，再继续反时针方向把增益电位器多转1/2格。

通过上述各项调整后，柴油机在正常运行时，上面已调定的电位器就不要再动，若在使用过程中需要调整转速至额定值（通常为1500r/min。） 仅需调整调速板上外接的微调电位器，可调范围为±100 r/min。

（三）调试过程中的注意事项

（1）在系统进行调试前，必须保证各部件的安装符合标准要求；

（2）增益、下垂的调整必须通过反复调整和检验，不能只调整而不去检验；

（3）在调整完成后，不要再对调速器进行随意调整，以免引起参数的改变。