調速器(governor)是一種自動調節裝置,它根據柴油機負荷的變化,自動增減噴油泵的供油量,使柴油機能夠以穩定的轉速運行。
調速器已經在工業直流電機調速、工業傳送帶調速、燈光照明調解、計算機電源散熱、直流電扇等、得到廣泛應用。
變頻調速器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源,以實現電機的變速運行的設備,其中控制電路完成對主電路的控制,整流電路将交流電變換成直流電,直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波,逆變電路将直流電再逆成交流電。
電子調速器的工作原理
調速器(governor)是一種自動調節裝置,它根據柴油機負荷的變化,自動增減噴油泵的供油量,使柴油機能夠以穩定的轉速運行。調速器已經在工業直流電機調速、工業傳送帶調速、燈光照明調解、計算機電源散熱、直流電扇等、得到廣泛應用。
一、電子調速器的定義:
電子調速器是一個控制發電機轉速的控制裝置。它是根據接受的電信号,通過控制器和執行器來改變噴油泵供油量的大小。
二、電子調速器的應用範圍:
廣泛應用于包裝、印刷、電子、儀器儀表、醫療器械等行業生産流水線作調速裝置。
三、 電子調速器的分類:
1、根據控制機構的不同分:
(1)電子式;
(2)液壓式;
(3)氣動式:
(4)機械式:
2、據用途的不同分為:
(1)單制式:單置式調速器又稱恒調速器,隻能控制柴油機的最高速度。這種調速器中調速彈簧的預力是固定不變的,隻有當柴油機轉速超過最高标定轉速時,調速器才能起作用,故稱恒速調速器。
(2)雙置式:雙置式調速器又稱兩極式調速器,用來控制柴油機的最高轉速和最低穩定速度。
(3)全置式:全置式調速器可以控制柴油機在規定的轉速範圍内任意轉速下運動。其工作原理與恒調速器的區别在于彈簧承盤做成活動的,因此彈簧的彈力不是固定值,而是由操縱杠杆控制,随操縱杠杆位置的變化,調速器彈簧的彈力也随之變化,故可以控制柴油機在任意轉速下穩定工作。
電子調速器的基本原理
一、電子調速器的組成
E6-E30型電子調速器可分别應用在150一5000kW的内燃機調速系統。
本調速器屬全電式調速器,不需要機械液壓傳動。它由轉速調整電位器、轉速傳感器、控制器、執行器和保險電路等組成。 其結構如下圖所示:
1.轉速傳感器
它應采集盡可能高的信号頻率。設計采用最高的信号頻率為12000Hz發動機轉速與頻率關系的計算公式如下:f=nz/60
式中f--頻率Hz n--發動機的轉速r/min; Z--傳感齒輪齒緻(或飛輪外圈齒數)。
傳感器最好是從飛輪處測量轉速,安裝時傳感器與飛輪齒圈齒頂的間隙為0.4-0.8mm。
2.控制器
它的作用是根據傳感器測出的轉速實際值與其中設定值,進行比較、并驅動執行器執行。
3.轉速調整電位器
它用來根據發動機使用的最高允許轉速來調定頻率。在訂購時若寫明發動機的運行頻率,工廠根據要求調定好頻率。若訂單上未注明機組運行頻率,則出廠時頻率調定為2000Hz。如果此調定的頻率在發動機的空轉和最高轉之間,則可起動發動機并調節“speedmax” (最高轉速)電位器使發動機獲得最高運轉頻率。
4.執行器
執行器主要由直流電機,傳動齒輪,輸出軸及反饋部件組成。 執行器由直流電機驅動,其扭矩通過一個中間齒輪傳至輸出軸。 反饋部件将執行器的工作狀态傳入控制器以形成閉環控制系統。 執行器的輸出軸搖臂通過調節連杆與噴油泵齒杆相連。 5.保險電路
在電子調速系統中設有保險電路,當傳感信号中斷,如因電纜斷裂發動機停止遠行時,它可以使執行器停止工作,并使輸出軸搖臂恢複至“0”位置。
二、電子調速器的工作原理
用轉速調整電位器設定需要的轉速,傳感器通過飛輪上的齒圈測量出發動機轉速實際值,并送至控制器,在控制器中實際值與設定值相比較,其比較的差值經控制線路的整理、放大,驅動執行器輸出軸,通過調節連杆拉動噴油泵齒杆,進行供油量的調節,從而達到保持此設定轉速的目的。
這種電子調速器還可根據發動機使用場合的需要選擇不均勻度的大小。當進行無差調速時,電子控制系統會将負荷變化而引起的設定轉速與實際轉速之間的差值消除,使發動機保持原設定的轉速。根據機組需要,也可調節不均勻度電位器,以使調速系統獲得滿意的靜态調速率。
該電子調速器還配有多種附件裝置,根據機組需要,裝上相應附件,可以實現自動同步、負荷分配及負荷預置等功能要求。
電子調速器的特點是可分别獨立的決定調速特性,在裝有全部附件的情況下能夠确定最佳的扭矩特性、怠速特性和過渡特性等。用電子調運器能适應各種不同機型的要求。
E6-E30型電子調運器可分别應用在柴油機、汽油機、燃氣輪機、蒸汽輪機及水輪機等的調速系統上。
變頻調速器怎麼設置
變頻調速器可以實現将工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源的功能,因此,适用範圍廣,然而,其參數的設置一直是用戶困擾的地方,下面合能變頻調速器廠家為您總結變頻器參數設置6大步驟。
變頻器的設定參數較多,每個參數均有一定的選擇範圍,使用中常常遇到因個别參數設置不當,導緻變頻器不能正常工作的現象,因此,必須對相關的參數進行正确的設定。
1 、控制方式:即速度控制、轉距控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式後,一般要根據控制精度進行靜态或動态辨識。
2 、最低運行頻率:即電機運行的最小轉速,電機在低轉速下運行時,其散熱性能很差,電機長時間運行在低轉速下,會導緻電機燒毀。而且低速時,其電纜中的電流也會增大,也會導緻電纜發熱。
3 、最高運行頻率:一般的變頻器最大頻率到 60Hz ,有的甚至到 400 Hz ,高頻率将使電機高速運轉,這對普通電機來說,其軸承不能長時間的超額定轉速運行,電機的轉子是否能承受這樣的離心力。
4 、載波頻率:載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大,這和電纜的長度,電機發熱,電纜發熱變頻器發熱等因素是密切相關的。
5 、電機參數:變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率,這些參數可以從電機銘牌中直接得到。
6 、跳頻:在某個頻率點上,有可能會發生共振現象,特别在整個裝置比較高時;在控制壓縮機時,要避免壓縮機的喘振點。
按照上述6個步驟進行的話,變頻調速器參數設置再也不會阻撓你了,讓你輕松應對變頻調速器。
變頻調速器怎麼調快慢
變頻調速器怎麼調快慢?其實相此類設備絕大多數的情況下在進行調速的時候是不用打開機器殼體的,但是也存在一些個别的變頻調速器是需要通過打開機殼來進行調節速度的快慢,具體操作如下。
首先需要确認您的設備接線方式和給定方式,其次在對改變最大速度的時候先關掉設備,同時修改變頻調速器的最大頻率與上限頻率,通常是将出廠參數50Hz調整到70至80Hz範圍,不過在這裡需要注意的是具有兩個參數值,絕大部分的變頻調速器生産廠家都是提供了兩個參數值,所以請查看一下這台設備是不是存在兩個,若是沒有那可忽視這條要求。
然後在修改給定值,一般調速器都是提供了三種方式。在調節速度的時候鍵盤給定是不用做出修改的可采用直接調整,而且模拟量給定應該修改最大給定對應的頻率,部分變頻調速器是直接和最大或者是上限頻率相互對應以及校驗,最後設備的上位機給地直接進行修改就可以了。
變頻調速器速度調節快慢的原理是根據n=60f(1-S)/P.。。。。。(1)方式形成,其中n代表了異步電動機的轉速,f代表異步電動機的頻率,s代表電動機轉差率,p代表電動機極對數。
由以上原理式子我們可以看出轉速n和頻率f成正比,隻要改變頻率f就能夠調整電動機的具體轉速,也就是說當頻率f範圍在0至50Hz之内産生變化的時候,而電動機轉速調節範圍就可以變得十分的廣,因此變頻調速說白了就是利用更改電動機電源頻率來實現速度的調節。
變頻調速器可控加速就是能在零速啟動并根據實際需要進行均勻的加速,同時它的加速曲線特性可選擇直線、S以及自動等方式進行。應用變頻調速器可以做到優化工藝過程,而且還可以按照工藝過程迅速改變,通過遠程PLC或者其它類型的控制器來實現速度變化。
調速器的後期維護
1、注意事項
在雷雨季節,如果整個車間電網防雷效果不好,強烈雷擊會造成電網不穩定,容易發生晶閘管模塊擊穿、熔斷器燒壞現象,這在大功率直流調速器上表現的尤為嚴重。因此保證供電電網的穩定是直流調速穩定運行的基礎條件,若遇到強烈雷雨天氣或電網不穩定時,最好暫時停止使用設備,待電網穩定後再重新投入使用。
由于壓力機的啟動為重載啟動,因此,電機不能頻繁啟動,次數限制在每小時不超過4次為宜,機床斷電時,必須首先停主電機,等主電機停穩後,再切斷電源。
隻有經過審定合格的人員(具備有關整流器的知識,并理解所提供的資料的内容)才能從事整流器的安裝、啟動、操作、故障排除或修理工作。在電源斷開後,吸收電容器上繼續攜帶危險電壓,出于這個原因,在整流器切斷至少2分鐘内一定不要打開整流器。為了避免飛弧和由此引起的不可挽回的損失,整流器必須對塵埃入口做徹底的保護,根據污染等級,塵埃和外來物體,特别是通過冷卻氣流帶入的污染物必須定期清理,至少每年一次,整流器必須以幹燥壓縮空氣來清掃,最大壓力1bar。
2、後期維護
1)風扇的更換
風扇軸承的設計工作壽命為30000小時,為了維護晶閘管設備的有效性,在使用期滿時應及時更換。
2)印刷電路闆的更換
印刷電路闆包含靜電敏感元件,在觸摸一塊印刷電路闆之前,執行工作人員必須自己進行靜電放電,做到這一點最簡單的方法是觸摸一下一個導電接地導體,例如插座的接地線。
3)晶閘管模塊的更換
晶閘管模塊是通過自攻螺絲安裝的,當一個模塊更換時,散熱器支撐表面必須清掃并且在晶閘管模塊上塗上一層新的導熱膏。使用和原來長度相同的公制螺釘和固定件去固定模塊。
調速器的常見故障
生産過程中,直流調速裝置通常會因為直流調速系統硬件故障、電機故障、操作使用不規範或參數設置不準确等原因,造成裝置報警無法正常運行,出現故障時,維修人員首先需要觀察裝置操作面闆上顯示的故障代碼,用FXXX表示,參考西門子6RA70系列直流調速裝置使用說明書中的故障信息進行故障排查,也可通過查看故障診斷存貯器r047中的内容對故障代碼做進一步判斷。在故障原因消除後,必須按下PMU上的P鍵消除故障報警。
常見故障代碼如下:
F001 電子闆電源故障。
F004 電樞電源中的相電壓故障。
F005 勵磁回路故障。
F030 換向故障或産生過電流。
F040 在激活了的故障狀态下,電子闆電源被切斷。
F042 測速機故障。
F050 優化運行不可能。
調速器的調速參數設置
圖為該裝置在機械壓力機應用中的外部接線圖,另外需在電樞電源前端加裝快速熔斷器、電抗器及濾波器,以起到保護直流調速裝置、穩定電網、減少電磁幹擾等作用,在直流電源輸出和電機之間也要加裝快速熔斷器,電機一側短路時可以快速熔斷以保護直流調速裝置。
圖上直流調速裝置上的1U、1V、l W端子為電樞可控整流電路三相交流電源引入端,KMl為主接觸器,5U1、5W1端子是裝置電子闆供電電源輸入端,4U1、4V1、4W1端子為裝置散熱風扇,3Ul、3Wl為電機勵磁可控整流電路交流電源引入端,為了限制電源系統中的換相電壓降,加裝三相進線電抗器L2及勵磁進線單相電抗器L1,直流電機電樞短路保護采用快速熔斷器FU4、FU5,v1為電樞電壓表,裝置3C、3D端子為輸出至電機勵磁繞組,1C1、lD1端子為輸出至電機電樞繞組,裝置4、5端子為模拟量輸入端子,用作給定輸入,103、104端子是直流測速機反饋電壓輸入端,109、110端子是進線接觸器合閘信号,裝置的46和47,48和54端子都是可設置的輸出開關量,46和47控制繼電器K1,檢測裝置正常;48和54控制繼電器K2,檢測主電機零速,裝置的14和15,16和17都是可選擇的模拟量輸出端子,14和15實際編程為電樞電流,16和17實際編程為磁場電流,都引至主操作面闆電流表,作現場監視用。
查看西門子直流調速使用說明書,通過裝置簡易操作控制面闆,将P051設置為40,先将負載電機的基本參數(額定電壓、額定電流、勵磁電壓、勵磁電流等)輸入直流調速裝置内,然後根據速度反饋的信号類型選擇P083的數值,根據勵磁控制類型選擇P082的數值,根據基本工藝功能的選擇設置電流限幅、轉矩限幅、斜坡函數發生器等數據。
對于直流調速裝置首次使用或者電機首次使用或電機維保之後應該對裝置和電機匹配進行優化,在裝置運行狀态為07.0時,進行最優化運行:P051=25電樞和勵磁的預控制和電流調節器的優化(電機軸上無負載時進行,或将電機機械鎖死),持續大約40S;P051=26速度調節器的優化(在電機軸上必須接上最終有效的機械負載),持續大約6S;P051=27勵磁減弱的優化(此優化必須在無機械負載下執行),持續大約1min;P051=28摩擦和轉動慣量補償的優化(根據需要),持續大約40S;P051=29具有擺動機構的傳動系統的速度調節器優化,持續大約10分鐘。優化過程完成後,每個優化過程所對應的參數将被自動設置。
首次手動設置裝置參數并優化成功後,可以通過Drive Monitor軟件連接PC和直流調速裝置,打開軟件所有參數将件中顯示,然後即可在線進行參數查看、設置、調整。也可将參數下載保存到PC中備份,以後換了新的直流調速裝置可直接上傳參數,不必再手動一一設置。
調速器的運轉方式
調速器用于減小某些機器非周期性速度波動的自動調節裝置。
可使機器轉速保持定值或接近設定值。水輪機、汽輪機、燃氣輪機和内燃機等與電動機不同,其輸出的力矩不能自動适應本身的載荷變化,因而當載荷變動時,由它們驅動的機組就會失去穩定性。這類機組必須設置調速器,使其能随着載荷等條件變化,随時建立載荷與能源供給量之間的适應關系,以保證機組作正常運轉。調速器的理論和設計問題,是機械動力學的研究内容。調速器的種類很多。其中應用最廣泛的是機械式離心調速器。而以測速發電機或其他電子器件作為傳感器的調速器,已在各個工業部門中廣為應用。
調速器必須滿足穩定性條件:
①當機組轉速與設定值出現偏差時,調速器能做出相應的反應動作,同時又必須有一經常作用的恢複力使調速器回複初始狀态。離心調速器中的彈簧就是産生恢複力的零件。這樣的調速器稱靜态穩定的調速器。但是靜态穩定的調速器也可能在調節過程中出現動态不穩定性,當調節動作過度而出現反向調節時,實際調節動作會形成一個振蕩過程。使振蕩能很快衰減的調速器,稱為動态穩定的調速器,否則是動态不穩定的調速器,後者不能保證機器正常工作。
②在調節系統中增加阻尼是提高動态穩定性的一種方法。調節系統中的阻尼,例如運動副中的摩擦,使調速器具有一定的不靈敏性,即當被控制軸的轉速稍微偏離設定值時,調速器不産生相應的動作。機械式調速器的不靈敏性一般約為其設定值的1%。靈敏性過高的調速器,也會由于機組正常運轉中周期性的速度波動而産生不應有的調節動作。
調速器是用來保持柴油機的轉速穩定的。在柴油機的負載變化的過程中,它的轉速是會相應發生變化的。當轉速降低時,如果調速器不調節,柴油機最終将停掉;當轉速升高時,如果調速器不作用,柴油機最終将無法承受過大的離心力而損壞。調速器的作用就是保持柴油機的轉速穩定。另外,調速器還可以保持柴油機的最低轉速和最高轉速,防止,低轉速運轉時熄火和高轉速運轉時“飛車”,造成機械損壞。
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