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，使柴油机以稳定的速度运行。


(资料图片仅供参考)

该调速器已广泛应用于工业DC电机调速、工业输送机调速、照明调节、计算机功耗、直流风机等。

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，整流电路将交流电转换为DC，DC中间电路平滑整流电路的输出，逆变电路将DC逆变为交流电。

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，使柴油机以稳定的速度运行。该调速器已广泛应用于工业DC电机调速、工业输送机调速、照明调节、计算机功耗、直流风机等。

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。

二、电子调速器的应用范围:

广泛用作包装、印刷、电子、仪器仪表、医疗器械等行业生产线的调速装置。

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)单模式:单模式调速器，也称定速调速器，只能控制柴油机的更高转速。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更大额定转速时，调速器才能工作，所以称为恒速调速器。

(2)双联式:双联式调速器又称两极调速器，用于控制柴油机的更高转速和更低稳定转速。

(3)全装式:全装式调速器可以控制柴油机在规定的转速范围内以任意速度运动。其工作原理与恒调速器的区别在于，弹簧承载板是活动的，所以弹簧的弹力不是一个固定值，而是由操纵杆控制的。随着操纵杆位置的变化，调速器弹簧的弹力也发生变化，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电子调速器可分别应用于150-5000kW内燃机调速系统。

该调速器属于全电动调速器，不需要机械液压传动。它由转速调节电位器、转速传感器、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。更高信号频率为12000Hz时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 -发动机转速r/min；z感应齿轮齿(或飞轮外环的齿数)。

传感器的转速更好从飞轮开始测量，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实际速度与设定值进行比较，驱动执行器执行。

3.速度调节电位计

它用于根据发动机使用的更大允许速度设置频率。如果订货时说明了发动机的运行频率，工厂将根据要求调整频率。如果订单中未注明装置的工作频率，出厂时频率将设置为2000Hz。如果设定频率在空 rpm和发动机的更高rpm之间，启动发动机并调节“speedmax”电位计以获得发动机的更高运行频率。

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

电子调速系统中有一个安全电路，当感应信号中断时，如发动机因电缆断裂而停止行驶时，可以停止执行机构，使输出轴摇臂恢复到“0”位置。

二、电子调速器的工作原理

所需速度由速度调节电位计设定。该传感器通过飞轮上的齿圈测量实际发动机转速，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。比较差值经控制电路排序放大，驱动执行器输出轴，通过调节连杆拉动喷油泵齿杆，调节供油量，从而达到保持设定转速的目的。

这种电子调速器还可以根据发动机的需要选择高低不平的大小。当转速调节无误后，电控系统会消除负荷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。

电子调速器还配备了各种辅助设备。根据机组需要，可安装相应的附件，实现自动同步、负荷分配、负荷预置等功能要求。

电子调速器的特点是能独立确定调速特性，能确定所有附件安装时的更佳转矩特性、怠速特性和瞬态特性。本发明可以满足不同型号的要求。

E6-E30电子调度器可应用于柴油机、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，因此应用范围广。但其参数的设置一直是用户的难题。在此，恒能变频调速器厂家为您总结了变频器参数设置的六个步骤。

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: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.更低运行频率:即电机的更低转速。电机在低转速运行时，散热性能很差。长时间低转速运转会导致电机烧坏。而且低速时，电缆中的电流也会增大，也会造成电缆发热。

3.更高工作频率:一般变频器的更高频率可达60Hz，有的甚至达到400 Hz。高频会使电机高速运转。对于普通电机来说，其轴承不能长时间以过大的固定转速运行。电机的转子能承受这样的离心力吗？

4.载频:载频设置越高，谐波成分越高，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:变频器在参数中设置电机的功率、电流、电压、转速和更高频率，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，应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。

首先你需要确认你的设备的连接方式和给定方式。其次，改变更高转速时，先关闭设备，同时修改变频调速器的更高频率和上限频率。通常，工厂参数50Hz被调整到70到80Hz的范围内。但这里需要注意的是，有两个参数值，大部分变频调速器厂家都有提供，所以请检查本设备中是否有两个。如果没有，可以忽略这个要求。

然后，在修改给定值后，一般调速器提供三种方式。调整速度时，键盘设置可以直接调整，不需要修改，需要修改模拟设置对应的更大频率。有些变频调速器是直接对应更大或上限频率进行校验的。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优优资源网(1-S)/P。。。。(1)形成模式，其中n代表异步电机的转速，f代表异步电机的频率，s代表电机的转差率，p代表电机的极数。

从上面的原理公式可以看出，转速N与频率F成正比，通过改变频率F可以调节电机的具体转速，也就是说，当频率F范围从0到50Hz变化时，电机转速调节范围可以变得很宽。所以，变频调速说白了就是通过改变电机供电频率来调节速度。

变频器的可控加速是指可以零速启动，根据实际需要匀速加速。同时其加速曲线特性可以直线、S和自动方式进行。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，如果整个车间电网防雷效果不好，强烈的雷击会造成电网不稳定，容易造成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 *** 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，更好暂时停止使用设备，待电网稳定后再投入使用。

由于压机在重负荷下启动，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(具备整流器知识并理解所提供信息的内容)才能从事整流器的安装、启动、操作、故障排除或维修。切断电源后，吸收电容上继续承载危险电压。因此，在整流器关闭后的至少2分钟内，不得打开整流器。为了避免闪络及其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，灰尘和异物，尤其是冷却气流带入的污染物，必须定期清理，至少一年一次。整流器必须用更大压力为1bar的干燥压缩空气体进行清洁。

2.后期维护

1)更换风扇

风机的设计使用寿命为30000小时。为了保持晶闸管设备的有效性，使用寿命到期时应及时更换。

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，例如插座的接地线。

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。使用相同长度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，DC调速装置通常会因硬件故障、电机故障、操作不规范或DC调速系统参数设置不准确而无法正常运行。如果出现故障，维护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排除故障，或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键才能消除故障报警。

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。

优化F050的操作是不可能的。

调速器调速参数的设定

显示了机械压力机中该装置的外部接线图。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电源输出与电机之间还应装设快速熔断器，当电机一侧短路时能快速熔断，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输入端子，KMl为主接触器，端子5U1、5W1为装置电子板的电源输入端子，端子4U1、4V1、4W1为装置的冷却风扇，端子3Ul、3Wl为电机励磁可控整流电路的交流电源输入端子。为了限制供电系统中的换向压降，增加三相进线电抗器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，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09、110为进线接触器合闸信号，装置端子46、47、48、54均为可设定输出开关，继电器K1由46、47控制，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都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。

查西门子DC调速的使用说明书，通过设备的简单操作控制面板设置P051到40，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、转矩限制和斜坡函数发生器的数据。

对于之一次使用DC调速装置，或在之一次使用电机或维修电机后，应优化装置和电机之间的匹配。当装置运行状态为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)，持续约40S；P051=26调速器优化(最终有效机械负载必须接电机轴)，持续时间约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带摆动机构的传动系统调速器的优化，约10分钟。优化过程完成后，将自动设置每个优化过程对应的参数。

之一次手动设置设备参数并优化成功后，您可以通过驱动监控软件连接PC和DC调速装置，打开软件显示软件中的所有参数，然后您可以在线查看、设置和调整参数。您也可以将参数下载并保存到您的电脑中进行备份。您可以在更换新的DC调速装置后直接上传参数，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，用来减小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。与电动机不同，水轮机、汽轮机、燃气轮机、内燃机都不能自动适应自身的负荷变化，所以当负荷变化时，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，使其能随着负荷和其他条件的变化，随时建立起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。以测速发电机或其他电子器件作为传感器的调速器已经广泛应用于各个工业部门。

调速器必须满足稳定性条件:

①当机组转速偏离设定值时，调速器能做出相应的响应动作，同时必须有一个恒定的恢复力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。然而，静态稳定的调速器在调节过程中也可能出现动态不稳定。当调节作用过度，发生反向调节时，实际调节作用会形成振荡过程。能使振荡迅速衰减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在调节系统中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，使调速器具有一定的不灵敏性，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。灵敏度过高的调速器，在机组正常运行时，还会因油油资源网周期性的转速波动而造成不应有的调节动作。

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，其转速也会相应变化。当转速降低时，如果不调整调速器，柴油机最终会停机；当转速升高时，如果调速器不起作用，柴油机最终会因离心力过大而损坏。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更低转速和更高转速，防止低速运转熄火，高速运转“滑行”，造成机械损坏。

关键词： 调速器