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新聞主題 |
康明斯發動機電子調速器主要作用和工作原理圖 |
摘要：康明斯S6700H電子調速器是一個全電子裝置。它對于瞬間的負荷變化，能快速和精確的響應，去控制發動機轉速，為閉環控制。其基本特性是調整發動機的“起動燃油”和“速度波動”，這個特性可以在減少排煙煙度的情況下使柴油發電機組達到額定的轉速和輸出功率，并保持穩定。并且S6700H速度控制器有電源反接保護、執行器的故障保護，失轉速傳感器信號保護。還有超速保護和系統故障輸入后的保護。
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圖1 S6700H康明斯電子調速器 |
一、技術參數
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環 境 ：
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工作環境溫度
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-40~80℃
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相對濕度
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95%
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輸入輸出：
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輸入電壓
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24VDC
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執行器電流范圍
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可達10A
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速度傳感器信號
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1-20V
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特 性 ：
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額定頻率范圍
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1k~5kHZ
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頻率微調范圍
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超過±200HZ(外接5kΩ時)
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穩態頻率帶
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<0.5%
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瞬態頻率偏差 突減
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<10%
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瞬態頻率偏差 突加
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>-7%
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頻率恢復時間
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<2S
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頻率降
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0-3%(第10、11腳短接時可調)
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溫度漂移
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±1%(最大)
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二、控制器調整電位器、開關和接線圖
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圖2 康明斯電子調速器功能電路總圖 |
三、功能描述
1、應用性功能
（1）速度閉環控制
（2）并機控制
（3）外部速度微調
（4）外部怠速/額定速度轉換
2、保護功能
（1）電源反接保護
（2）執行器故障保護
（3）失轉速信號的保護
（4）超速和外部高電平輸入報警
四、各電位器作用及調整順序
（1）起動前
首先檢查接線是否正確，然后拆去14腳插座的第1、2端接線，測量執行器的電阻是否正確，如均正常，將這兩根電線碰觸電瓶正負極，執行器應“叭”的一聲推至最大油量位置，斷電時“叭”的一聲回到零油量位；檢查油泵齒條是否自由活動且沒有阻力。
（2）起動燃油的調整（FIRING電位器）∶
此電位器設定發動機點火時供油量的大小，為單圈電位器，最大有效調整角度為270度（如圖3所示）。在出廠時大約調校在中間位置，順時針為增加起動供油量，逆時針為減小起動供油量。在未開機前先順時針旋到底。待發電機組調校好后再調校起動燃油電位器，從順時針的最大值調至逆時針的最小值，再將發動機起動并在起動的同時，將起動燃油電位器作順時針調校至發動機剛能起動運行，反復起動發電機組及調較起動燃油電位器至最小的起動排煙狀態。
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圖3 FIRING電位器調整示意圖 |
（3）速度斜坡的調整（SPEEDRAMPING電位器）∶
此電位器設定發動機從起動速度（怠速）轉換至額定速度的快慢，為單圈電位器，最大有效調整角度為270度。在出廠時大約調校在中間位置，順時針為延長轉換時間（最慢約20秒），逆時針為縮短轉換時間。
（4）額定轉速（RATED SPEED電位器）∶
此電位器設定發動機的額定轉速，為多圈電位器。在出廠時大約調校在3.5kHZ，順時針旋轉為增加轉速，逆時針旋轉為減小轉速（如圖4所示）。
f=nz/60.....................（公式1）
式中，f——脈沖頻率（Hz）
n——轉速（轉/分）
z——發動機飛輪齒數。
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圖4 RATED SPEED電位器調整旋鈕 |
（5）怠速（IDLE電位器）∶
此電位器設定發動機的怠速，為單圈電位器。短接14腳插座的7、12后，進入怠速狀態。順時針旋轉電位器為增加轉速，逆時針旋轉為減小轉速。7、12處可接一開關，讓發動機在怠速與額定轉速間轉換。出廠時設置怠速約為額定轉速的0.6倍，即2.1kHZ。改變額定轉速時，怠速會有跟隨作用，即不用重新設置怠速，仍能保持0.6倍左右的比率不變。
（6）穩定（STAB電位器）∶
為單圈電位器，出廠時調整在中間位置，起動及調好設定的轉速后，將電位器慢慢順時針調整至發動機不穩定，記住該位置A，大幅度逆時針回調至發動機運行穩定，再順時針旋轉電位器到距A位置20度左右，以確定穩定性能（包括在任何負載情況下）。
（7）增益（GAIN電位器）
為單圈電位器，出廠時調整在中間位置，起動及調好設定的轉速后，將電位器慢慢順時針調整至發動機不穩定，記住該位置B，大幅度逆時針回調至發動機運行穩定，再順時針旋轉電位器到距B位置20度左右，以確定穩定性能（包括在任何負載情況下）。
（8）頻率降調整（DROOP電位器）∶
此電位器設定發動機的頻率降特性（并機時使用）。連接14腳插座的10、11后，此電位器有效。順時針旋轉為增加頻率降，逆時針旋轉為減小頻率降。
（9）超速保護調整（SW5開關、SPEED OVER電位器、超速設置范圍開關）∶
出廠時為超速保護功能無效（SW5為OFF，即向下方向）。當SW5為ON，并且輸入頻率達到超速設置值或者系統故障輸入端變成高電平時，報警燈亮，控制器停止向執行器提供電能輸出，并且報警開關閉合（標"ALARM"處）。調節SPEED OVER電位器，可調節超速報警頻率的設置值。逆時針方向為易于報警，即報警頻率降低。出廠時設置在4.6kHZ左右。超速設置范圍開關用于確定SPEED OVER電位器所能設置的脈沖頻率范圍。開關調整示意圖如圖5所示。
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圖5 電子調速器超速保護開關調整示意圖 |
其對應關系如下表所示。
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OFF
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OFF
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ON
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ON
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OFF
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ON
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OFF
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ON
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3.5kHZ~4.1kHZ
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4.1kHZ~4.7kHZ
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4.7kHZ~5.5kHZ
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5.2kHZ~6.1kHZ
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（10）超前/滯后電路開關（SW1）∶
出廠在OFF位置。如果執行器反應遲緩，可設置為ON。如果調速器性能良好，但執行器快速跳動，可設置為OFF。
（11）剩余頻率抑制線路（SW2、SW3）∶
出廠為ON/OFF組合，表明此線路不接入。若執行器因為軟連接引致不正常擺動，將開關打到OFF/ON組合。
（12）微分時間補償（SW4）∶
如果發動機增益小時快速油車，請將SW4置于OFF；如果發動機慢速游車，請將SW4置于ON。出廠為OFF。
五、關于并機
并機時功率分配有兩種方式∶
1、利用“DROOP”電位器設置頻率/功率曲線，并機時，每臺發電機組的頻率相同，各自對應的功率可在曲線上找到。如圖6所示，A發電機組與B發電機組在輸出功率80kW時，分別出力30kW和50kW。若A、B發電機組型號一樣，可設置兩者曲線一致，各自出力一半。
2、在第13腳接負載分配器，由分配器自動分配功率。第13腳可輸入電壓范圍為0~9V。單機時，輸入4V，與輸入斷開時，發動機的轉速是一樣的。增加電壓會減少轉速。
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圖6 發電機組并機功率輸出曲線圖 |
六、使用和維護
● 接線方法
S6700H是非常堅固的，可安裝在發動機的控制柜內，如果有水、霧水、凝結水等，應將控制器以垂直方式安裝，以便水分排出；應避開非常高溫的放射熱的地方；如有很大的電磁場則需要有特別的屏蔽裝置。
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端子
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6米以下
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6米以上
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1-2接執行器
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2.5mm²
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4.0 mm²
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3-4接速度傳感器
(3、4間最低運行信號為交流2.5V)
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2×0.75mm²或2×1mm²帶屏蔽網，異蔽網在控制器的一端連接在第5腳。
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5-6接電瓶(24V)
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2.5 mm²
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4.0 mm²
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7-9接轉速微調電位器
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因只是毫安的電流，所以可用1mm²的線來連接。在有強的電磁場的環境，應用帶有屏蔽的線來連接，屏蔽網須連接在第7腳端子上。
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7-12接開關(怠速額定轉換)
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10-11接開關(頻率降調整)
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13為同步器、負載分配、斜坡發生器等輸入信號點，并車或超常整定用
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14接出(穩定的10V電源輸出)
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FAULT IN
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ALARM
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為開關觸點輸出，最大可通過5A。 連線與負載大小有關。
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控制器與電子調速器內部接線圖 |
● 調試技巧
主要的調試在于“GAIN”與“STAB”電位器調整。它們的位置決定了發動機在不同負載下的頻率波動大小，還決定負載突加和突卸時頻率波動大小和恢復時間。主要規律是
1、兩個電位器互相影響。以發動機達到穩定為前提，如果一個電位器往順時針方向調整，則另一個電位器往順時針方向的最大可調整角度會變小。
2、“GAIN”電位器對負載突變時的頻率變化幅度影響較大。3、"STAB"電位器對負載突變時的頻率恢復時間影響較大。
● 超速保護的調整步驟與方法∶
1、根據額定轉速選取報警轉速，一般是額定轉速的115%左右。
2、根據發動機飛輪齒數和公式5-1計算報警時的脈沖頻率。
3、斷電狀態下按表5-1對超速設置范圍開關進行設定；SW5置于ON；SPEED OVER電位器順時針方向轉動到最大。
4、通電，給14腳接插件的第3、4腳加入穩定的報警頻率脈沖。可由通用儀器——信號發生器提供，如果系統允許，也可由發動機轉動到超速狀態后提供。
5、逆時針慢慢轉動SPEED OVER電位器，到報警燈亮時停止轉動，再順時針回調10度。
注∶SPEED OVER電位器為單圈電位器，一圈對應的頻率范圍不寬，因此很容易憑經驗設置。
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