交流电机调速器(调速器的工作原理、常见故障、后期维护和运行方式)

调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增加或减少喷油泵的供油量，使柴油机以稳定的转速运行。

该调速器已广泛应用于工业DC电机调速、工业传送带调速、照明调解、电脑散热、DC电风扇等。

变频调速器是将工频电源(50Hz或60Hz)转换成各种频率的交流电源，实现电机变速运行的装置。控制电路控制主电路，整流电路将交流电源转换为DC电源，DC中间电路平滑整流电路的输出，逆变电路将DC电源逆变为交流电源。

电子调速器的工作原理

调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增加或减少喷油泵的供油量，使柴油机以稳定的转速运行。该调速器已广泛应用于工业DC电机调速、工业传送带调速、照明调解、电脑散热、DC电风扇等。

一、电子调速器的定义:

电子调速器是控制发电机转速的控制装置。根据接收到的电信号，通过控制器和执行器改变喷油泵的供油量。

二、电子调速器的应用范围:

广泛应用于包装、印刷、电子、仪器仪表、医疗器械等行业作为生产线的速度控制装置。

三、电子调速器的分类:

1、按控制机制的不同分:

(1)电子化；

(2)液压式；

(3)气动式:

(4)机械类型:

2.根据用途不同，可分为:

(1)单系统:单调速器，也称定速调速器，只能控制柴油机的最高转速。在这种调速器中，调速器弹簧的预紧力是固定的，只有当柴油机转速超过最高额定转速时，调速器才能工作，所以称为恒速调速器。

(2)双型调速器:双型调速器也称为双极调速器，用于控制柴油机的最高转速和最低稳定转速。

(3)一体式:一体式调速器可以控制柴油机在规定的速度范围内以任意速度运动。它的工作原理与恒调速器的区别在于弹簧承压板是活动的，所以弹簧力不是一个固定值，而是由操作杆控制的。随着操纵杆位置的变化，调速器的弹簧力也随之变化，因此可以控制柴油机在任何转速下稳定工作。

电子调速器的基本原理

一、电子调速器的组成

E6-E30电子调速器可分别用于150-5000kW内燃机调速系统。

这种调速器是全电动调速器，不需要机械和液压传动。它由调速电位器、速度传感器、控制器、执行器和安全电路组成。其结构如下图所示:

1.速度传感器

它应该收集尽可能高的信号频率。最高设计信号频率为12000赫兹。发动机转速与频率关系的计算公式如下:f=nz/60。

式中f-频率Hz n -发动机速度r/min；z-感应齿轮齿数(或飞轮外环齿数)。

传感器最好从飞轮开始测量转速，安装时传感器与飞轮齿圈齿顶的间隙为0.4-0.8mm。

2.控制器

其作用是将传感器测得的转速实际值与设定值进行比较，驱动执行器执行。

3.速度调节电位计

它用于根据最大允许发动机转速设置频率。如果订货时说明了发动机的工作频率，工厂将根据要求设定频率。如果订单中未注明装置的工作频率，频率将在工厂设置为2000Hz。如果该设置的频率在空 rpm和发动机的最高rpm之间，启动发动机并调节“speedmax”电位计以获得发动机的最高工作频率。

4.执行机构

执行机构主要由DC电机、传动齿轮、输出轴和反馈元件组成。执行器由DC电机驱动，其扭矩通过中间齿轮传递到输出轴。反馈部件将执行器的工作状态传递给控制器，形成闭环控制系统。执行器输出轴的摇臂通过调节连杆与喷油泵的齿杆连接。5.安全电路

电子调速系统配有安全电路，当感应信号中断时，如发动机因电缆断裂而停止行驶很远时，可以停止执行机构工作，使输出轴摇臂恢复到“0”位置。

二、电子调速器的工作原理

用转速调节电位计设定所需的转速。传感器通过飞轮上的齿圈测量发动机转速的实际值，并将其发送给控制器。在控制器中，实际值与设定值进行比较，实际值与设定值的差值由控制电路整理放大，驱动执行机构的输出轴。通过调节连杆拉动喷油泵的齿杆来调节供油量，从而达到维持这个设定转速的目的。

这种电子调速器还可以根据发动机应用的需要选择不平。进行无级调速时，电控系统会消除负载变化造成的设定转速与实际转速的差异，使发动机保持原来的设定转速。根据机组的需要，还可以调节不均匀度电位器，使调速系统获得满意的静态调速。

电子调速器还配有多种附属装置，可根据机组需要安装相应的附件，满足自动同步、负荷分配和负荷预置的功能要求。

电子调速器的特点是能独立确定调速特性，能与所有附件一起确定最佳的转矩特性、怠速特性和过渡特性。电子调度员可以满足各种型号的要求。

E6-E30电子调度器可用于柴油机、汽油机、燃气轮机、汽轮机、水轮机等调速系统。

变频器怎么设置？

变频调速器可以实现将工频电源(50Hz或60Hz)转换成各种频率的交流电源的功能。因此，它的应用范围很广。但其参数的设置一直是用户的难题。下面为您总结变频调速器制造的六个步骤。

变频器的设定参数有很多，每个参数都有一定的选择范围。在使用中，由于个别参数设置不当，变频器无法正常工作。因此，必须正确设置相关参数。

1.控制方式:即速度控制、转矩控制、PID控制或其他方式。采用控制方式后，一般根据控制精度进行静态或动态辨识。

2.最低运行频率:即电机运行的最低速度。电机低速运行时，散热性能很差。如果电机长时间低速运转，会导致电机烧坏。而且在低速时，电缆中的电流也会增大，也会造成电缆发热。

3.最高工作频率:普通变频器的最高频率是60Hz，有的甚至是400 Hz。高频会使电机高速运转。对于普通电机来说，它的轴承不可能长时间匀速运转。电机的转子能承受这样的离心力吗？

4.载频:载频设置越高，高次谐波分量越大，与电缆长度、电机发热、电缆发热变频器发热等因素密切相关。

5.电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最高频率，可直接从电机铭牌上获取。

6.跳频:在某个频率点，可能会发生谐振，尤其是整个器件比较高的时候；控制压缩机时，避开压缩机的喘振点。

如果你按照以上六个步骤去做，变频调速器的参数设置就不再阻碍你，让你轻松应对变频调速器。

如何调节变频器的速度？

如何调节变频器的速度？其实这类设备在大多数情况下，调速时是不需要打开机壳的，但也有个别变频调速器需要打开机壳来调速，具体操作如下。

首先，您需要确认设备的接线模式和给定模式。其次，改变最高转速时，先关闭设备，同时修改变频器的最高频率和上限频率。通常，出厂参数50Hz被调整到70-80Hz的范围内。不过这里需要注意的是，有两个参数值，大部分变频器厂家都有提供，所以请检查一下这个设备是否有两个。如果没有，这个要求可以忽略。

然后，在修改给定值时，一般调速器提供三种方式。调节速度时，键盘设置可以直接调节，不需要修改，模拟设置要修改最大设置对应的频率。有的变频调速器直接对应最大或上限频率并检查。最后设备的上位机可以直接修改。

变频器的调速原理是基于n = 60f (1-s)/p。。。。(1)模式形成，其中n代表异步电动机的转速，f代表异步电动机的频率，s代表电动机的转差率，p代表电动机的极对数。

从上面的原理公式可以看出，速度n与频率f成正比，只要改变频率f就可以调节电机的具体速度，也就是说当频率f在0 ~ 50Hz范围内变化时，电机调速范围可以变得很宽，所以变频调速就是通过改变电机工频来实现调速。

变频可控加速是指可以零速起步，根据实际需要均匀加速，其加速曲线特性可以在直线、S和自动模式下进行。变频调速器的应用可以优化工艺流程，也可以根据工艺流程快速变化，通过远程PLC或其他类型的控制器实现速度的改变。

调速器后期维护

1.有关注意事项

在雷雨季节，如果整个车间电网的防雷效果不好，强烈的雷击会造成电网不稳定，容易发生晶闸管模块击穿和熔断器烧毁，这在大功率DC调速器中尤为严重。因此，保证供电电网的稳定是DC调速稳定运行的基本条件。如遇严重雷雨天气或电网不稳定，最好暂时停止使用设备，待电网稳定后再投入使用。

由于压机的启动是重载启动，电机不能频繁启动，次数应限制在每小时不超过4次。机床断电时，必须先停止主电机，待主电机停止后再切断电源。

只有合格人员(具有整流器知识并理解所提供的信息)才能从事整流器的安装、启动、操作、故障排除或维修。电源关闭后，吸收电容继续携带危险电压。因此，在整流器关闭后的至少2分钟内，不得打开整流器。为了避免电弧放电和由此造成的不可挽回的损失，整流器必须彻底保护灰尘入口。根据污染程度，必须定期清洁灰尘和异物，尤其是冷却气流带入的污染物，至少每年一次，并且必须用最大压力为1bar的干燥压缩空气体清洁整流器。

2.后期维护

1)更换风扇

风机的设计工作寿命为30000小时。为了保持晶闸管设备的有效性，使用期满时应及时更换。

2)更换印刷电路板

印刷电路板包含静电敏感元件。在触摸印刷电路板之前，执行人员必须自己进行静电放电。最简单的方法是触摸导电的接地导体，如插座的接地线。

3)晶闸管模块的更换

晶闸管模块通过自攻螺钉安装。更换模块时，必须清洁散热器的支撑表面，并在晶闸管模块上涂上一层新的导热膏。使用与原装长度相同的公制螺钉和紧固件来固定模块。

调速器的常见故障

在生产过程中，由于硬件故障、电机故障、操作使用不规范或DC调速系统参数设置不准确，导致DC调速装置的报警器不能正常工作。出现故障时，维修人员首先需要观察设备操作面板上显示的故障代码，用FXXX表示，查阅西门子6RA70系列DC调速装置使用说明书中的故障信息进行故障排除，并通过查看故障诊断存储器r047的内容进一步判断故障代码。故障原因消除后，必须按下PMU上的P键来消除故障报警。

常见故障代码如下:

F001电子板电源故障。

F004电枢电源的相电压故障。

F005励磁电路故障。

F030换向失败或过电流。

在F040的激活故障状态下，电子板的电源被切断。

F042转速表故障。

F050的优化操作是不可能的。

调速器调速参数的设定

图为机械压力机应用中装置的外部接线图。此外，还应在电枢电源前端安装快速熔断器、电抗器和滤波器，以保护DC调速装置，稳定电网，减少电磁干扰。DC电源的输出与电机之间还应装一个快速熔断器，当电机一侧短路时能快速熔断，以保护DC调速装置。

图中DC调速装置上的1U、1V、l W端子为电枢可控整流电路的三相交流电源引入端子，KMl为主接触器，5U1、5W1端子为装置电子板的电源输入端子，4U1、4V1、4W1端子为装置的冷却风扇，3Ul、3Wl为电机励磁可控整流电路的交流电源引入端子。为了限制供电系统中的换相压降，安装三相进线电抗器L2和励磁进线单相电抗器L1。DC电机电枢短路保护采用快速熔断器FU4、FU5，v1为电枢电压表，装置端子3C、3D输出至电机励磁绕组，端子1C1、lD1输出至电机电枢绕组，装置端子4、5为给定输入模拟输入端子，端子103、104为DC转速表反馈电压输入端子。端子109和110是进线接触器的闭合信号。设备的端子46和47、48和54都是可设置的输出开关。46和47控制继电器K1，检测装置正常。48和54控制继电器K2来检测主电机的零速度。器件的14和15、16和17是可选的模拟输出端子。14、15实际编程为电枢电流，16、17实际编程为磁场电流，均引至主操作面板电流表进行现场监控。

查看西门子DC调速说明书，通过设备的简单操作控制面板将P051设置为40。首先输入负载电机的基本参数(额定电压、额定电流、励磁电压、励磁电流等。)进入DC调速装置，然后根据速度反馈的信号类型选择P083的值，根据励磁控制类型选择P082的值，根据基本过程功能的选择设置电流限制器、转矩限制器和斜坡函数发生器等数据。

对于第一次使用DC调速装置或第一次使用电机或电机维修后，应优化装置和电机之间的匹配。装置运行状态为07.0时，应进行优化运行:P051=25电枢和励磁预控及电流调节器优化(电机轴空载，或电机机械闭锁时)，持续时间约40S秒；P051=26调速器优化(最终有效机械负载必须接电机轴)，持续约6s；P051=27弱磁优化(此优化必须在无机械负荷下进行)，持续时间约1min；P051=28摩擦和惯性矩补偿的优化(根据需要)，持续40S左右；；P051=29调速器优化带回转机构的传动系统，持续10分钟左右。优化过程完成后，将自动设置每个优化过程对应的参数。

首次手动设置设备参数并优化成功后，您可以通过Drive Monitor软件连接PC和DC调速装置，打开软件的所有参数并显示出来，然后您可以在线查看、设置和调整参数。也可以将参数下载保存到PC上进行备份，更换新的DC调速装置后可以直接上传参数，无需逐个手动设置。

调速器的运行方式

调速器是一种自动调节装置，用于减少某些机器的非周期性速度波动。

机器速度可以保持恒定或接近设定值。不同于电动机、水轮机、汽轮机、燃气轮机、内燃机等。，它们的输出转矩不能自动适应自身负载的变化，所以当负载变化时，它们所驱动的机组就会失去稳定性。这类机组必须配有调速器，能随着负荷和其他条件的变化，随时建立负荷和能量供应的适应关系，以保证机组的正常运行。调速器的理论和设计是机械动力学的研究内容。州长有很多种。机械离心调速器是应用最广泛的一种。然而，利用发电机或速度其他电子设备作为传感器的调速器已经广泛应用于各种工业部门。

调速器必须满足稳定性条件:

(1)当机组转速偏离设定值时，调速器能作出相应的反应，同时必须有一个回复力经常作用，使调速器回到初始状态。离心调速器中的弹簧是产生回复力的部件。这样的调速器称为静态稳定调速器。但是，静态稳定的调速器在调整过程中也可能出现动态不稳定。当调整动作过度，出现反向调整时，实际调整动作会形成振荡过程。能迅速衰减振荡的调速器称为动态稳定调速器，否则就是动态不稳定调速器，不能保证机器的正常运行。

②给调节系统增加阻尼是提高动态稳定性的一种方法。调节系统中的阻尼，如运动副中的摩擦，使调速器不灵敏，即当被控轴转速稍微偏离设定值时，调速器不产生相应的动作。机械调速器的不灵敏性一般为其设定值的1%左右。由于机组正常运行中的周期性速度波动，灵敏度过高的调速器也会导致不适当的调节动作。

调速器用来保持柴油机的转速稳定。柴油机在负荷变化的过程中，其转速也会随之变化。转速降低时，如果调速器不调整，柴油机最终会停机；当转速升高时，如果调速器不起作用，柴油机最终将无法承受过大的离心力而损坏。调速器的作用是保持柴油机的转速稳定。此外，调速器还能保持柴油机的最低和最高转速，防止低速熄火和高速“飞转”造成的机械损伤。