ESG1000系列电子调速器使用维护说明书

ESG1000系列电子调速器使用维护说明书　上海孚创动力电器有限公司ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司1目录1阅读指南……………………………………………………………22工作原理……………………………………………………………32.1调速系统简介……………………………………………………42.2ESG1000系列电子调速器基本组成……………………………52.3电子调速原理……………………………………………………53调速器部件特性与应用……………………………………………93.1转速控制器………………………………………………………93.2电磁执行器………………………………………………………113.3转速传感器………………………………………………………144安装…………………………………………………………………155初次起动规程………………………………………………………196调试…………………………………………………………………207故障判断与处理……………………………………………………228维护与使用注意事项……………………………………………27ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司21阅读指南为了节省您的时间，可根据您的阅读目的和自身情况(比如：技术专业、工作岗位)有选择或有重点的阅读本说明书，满足您的使用需要。→了解电子调速器一般性知识请阅读第二章→电子调速器应用技术请阅读第二章、第三章、第四章→安装与调试请阅读第四章、第五章、第六章→故障判断与处理请阅读第七章→操作使用与日常维护请阅读第五章、第八章ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司32工作原理阅读并理解本章内容，您需要具备必要的发动机知识；如果您还具备初步的电子和自动控制理论知识，仔细阅读本章有助于您系统了解电子调速器有关知识。2.1调速系统简介发动机调速器是将发动机稳定控制在设定的工作转速下运行的精密控制装置，根据其实现方式的不同可分为机械调速器、液压调速器、电液调速器、电子调速器以及复合式调速器等，在控制原理上，各种调速器都具有转速设定、测速、比较、运算、驱动输出、执行元件、调节系数设定、保护或限制等机构或部件，各机构或部件经过有效组合形成一个闭环控制系统：图2.1调速器原理示意图负载阻力测速元件转速设定实际转速发动机驱动力运算驱动输出调节系数设定保护或限制燃料量执行元件ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司4调速器工作原理是：调速器将设定工作转速与测速元件测得的发动机实际转速进行比较，比较的结果（即偏差）包含两部分信息：偏差“正、负”信息和偏差幅度信息：偏差“正、负”信息的作用是：如果发动机实际转速大于设定的工作转速，偏差为“负”，调速器将输出“负向”控制，通过执行元件减小燃料量，发动机转速随之降低；如果发动机实际转速小于设定的工作转速，偏差为“正”，调速器将输出“正向”控制，通过执行元件增大燃料量，发动机转速随之升高。偏差幅度信息的作用是：偏差幅度经过运算机构的处理，确定输出控制量的大小，即增加或减少燃料量的多少，在偏差幅度一定的情况下，输出控制量的大小必须是合适的，过大或过小都会导致发动机转速不稳或达不到调速精度要求。输出控制量的大小是由下面将要说明的“运算”环节确定的。根据调速器种类的不同，“运算”环节的运算方法具有其特有的物理实现方式：机械调速器：由机械杠杆支点的变化实现简单的“比例调节”运算（P运算）;液压调速器：由机械杠杆支点的变化、具有节流作用的油缸以及针阀实现“比例调节”、“积分调节”和“微分调节”等运算（PID运算）；电子调速器：由模拟电路或计算机软件实现PID运算或更加复杂的智能控制。只有当调速器的各项调节作用与发动机装置的控制特性相适应时，才能使发动机稳定运转；与调速器相关的发动机装置控制特性包括：油门阻力、转动惯量、发火不均匀性、加速性能、负载阻力扰动特性、转动系统固有频率等；调节系数通过人工的方式设定在“运算”环节中，用以加强或减弱调速器某项调节作用，使之与发动机装置特性实现最佳匹配，这个过程就是配机调试。为了得到理想的调速特性，调速器都需要配机调试。对调速器有了系统的初步了解后，有助于进一步理解孚创公司电子调速器产品各部件的原理功能。ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司52.2ESG1000系列电子调速器基本组成图2.2孚创ESG1000系列电子调速器基本系统组成图2.3电子调速原理2.3.1电子调速原理电磁执行器是电子调速器的执行元件，通过控制电磁执行器的线圈电流，可以控制执行器的输出位移。电磁执行器直接驱动柴油机的高压油泵齿条或汽油机节气门，从而控制发动机的燃料供给量。通过热力转换，发动机将化学能转化为动能输出动力扭矩，动力扭矩与负载阻力矩相互作用形成发动机的转速输出。因此，控制电磁执行器的电流大小即可控制发动机的转速。发动机的理想转速由转速设定电位器和外接微调电位器设定，发动机的实际转速由安装于飞轮齿圈部位的磁电式转速传感器所感受，其输出信号为频率与发动机转速成比例的交流电压信号；该信号经F/V电路转换为直流电压，与转速设定值比较后得到转速偏差量；该偏差经PID1调节器运算放大后得出发动机燃料供给量位置值，即执行元件稳态输出指令位置，该指令位置与当前电磁执行器14电磁执行器怠速/额定转换开关控制电瓶电源开关-+12121011136578349测速飞轮转速微调电位器试验按钮转速传感器转速控制器®ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司6实际输出位置比较后，得到位置偏差量，该偏差再经过PID2调节器运算放大后，转化成PWM电流控制方式，向电磁执行器输出驱动电流，以改变电磁执行器的输出位置，驱动发动机喷油泵齿条、节气门或燃料控制阀向减小转速偏差的方向运动，从而控制发动机在所设定的转速下稳定运行。图2.3孚创ESG1000系列电子调速器控制系统原理图2.3.2电磁执行器原理电磁执行器是孚创电子调速器的执行元件。根据其输出力矩大小、输出运动方式(直线运动或旋转运动)等因数可分为多个系列和型号，以实现与发动机的最佳匹配和性价比。孚创电磁执行器结构及工作原理参见图2.4。12急停按钮(电源开关)电瓶电源1087911转速传感器13传感器激励电源电源处理电路电源指示6断线保护电路C1000系列转速控制器F/V转换电路5油量位置反馈电路14延时电路额定转速设定怠速设定VCC微分、增益稳态调速率调整PIDⅡPIDⅠ放大驱动124VCC24/12V最大油量调整3负载阻力飞轮电磁执行器发动机热力转换燃料量节气门高压油泵转速微调怠速/额定转速开关状态试验按钮ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司7联接器线圈绕组位置传感器复位弹簧衔铁磁钢导磁探头线圈接插件图2.4孚创电磁执行器结构及原理图电磁执行器为铠装式直流比例电磁铁，其加油方向驱动力与线圈绕组内控制电流成比例，减油方向复位力由复位弹簧产生，当二力相等时，输出轴位于相应平衡位置；如果增大控制电流，则输出轴向加油方向运动；反之则向减油方向运动；对双闭环控制方式的转速控制器，电磁执行器的实际输出位置可通过位置传感器反馈给转速控制器。2.3.3转速传感器原理电子调速器采用的转速传感器是磁电式转速传感器，内部结构由导磁探头、线圈、磁钢组成，转速传感器结构及原理参见图2.5。图2.5孚创转速传感器结构及原理图ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司8磁钢产生的磁力通过导磁探头形成闭合的磁力线，线圈缠绕在导磁探头上，当发动机飞轮齿圈上的一个齿切割导磁探头前的磁力线时，引起通过线圈的磁通量的变化，并在线圈上形成感生电势，该感生电势近似于正弦波信号。当发动机飞轮齿圈连续运转通过转速传感器的导磁探头时，即在线圈两端产生连续的正弦波转速信号。感生电势的大小取决于磁钢产生的磁场强度、线圈匝数、飞轮齿圈的线速度以及导磁探头至齿顶的距离（转速传感器安装间隙）。注意：z转速传感器电缆不宜过长，并需采用屏蔽电缆。否则，可能产生信号衰减和干扰。z转速传感器是电子调速器至关重要的传感元件，供调速器独用，不能同时连接其它测速装置。ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司93电子调速器部件特性与应用阅读并理解本章内容，您将全面了解孚创电子调速器各部件的详细特性，有助于您进行电子调速器的选型和应用设计。3.1转速控制器ESG1000系列转速控制器可分为C1000A板和C1000B板。其转速范围、A/B板、气体机、高低速切换时间可在同一块控制板上通过跳线选择。ESG1000系列转速控制器通过双闭环控制电路设计；转速滤波电容冗余设计，使其调速性能更好，功能更多，安装维护方便，可靠性高。1）线路板跳线及插针说明¾TP1:转速设定电压监测点，采集电压为V1，V1应等于V2；¾TP2:反馈转速电压监测点，采集电压为V2；¾J1:转速频率跳线N1:≦1700Hz;N2:≦3400Hz;N3:≦7800Hz;N4:≦13000Hz;¾J2:A/B板选择跳线A：C1000A转速控制器；B：C1000B转速控制器；¾J3:气体机控制器选择跳线C:C1000A或C1000B转速控制器；D:C1000*-Q转速控制器（气体机用）；¾J4:高低速切换时间选择跳线E:延时增加约3秒；F:延时增加约10秒；2）基本电气特性¾电源电压：DC24V（范围16～32V）；DC12V(作为特殊订货)；¾电源消耗：＜0.1A（不包括执行器）；¾控制频率：1000～13000Hz；¾转速波动率：≤0.25%；¾稳态调速率：0～5%可调；¾环境温度：-40℃～+70℃；ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司10¾环境湿度：＜95%；¾重量：0.68kg。3）外形安装尺寸图3.1C1000A转速控制器外形安装尺寸图图3.2C1000B转速控制器外形安装尺寸图100Becarefulthepolarityofthepower,wheninstallingorservicingrefertoproductpublication.9+-24V267854311011121413SPEEDCONTROLUNITSTABILITYIDLERATEDSPEED微分怠速额定转速!注意CAUTION电源直接从电瓶取电,不允许直接与充电发电机连接注意电源极性,安装与维护请参阅产品说明书进行Thepowermustbesuppliedbythebatteryandcan'tbesuppliedbythegenerator.010010010DROOPGAIN增益稳态调速率C1000B100010®MAX大MAXFUEL最大油量MIN小100Becarefulthepolarityofthepower,wheninstallingorservicingrefertoproductpublication.9+-24V267854311011121413SPEEDCONTROLUNITSTABILITYIDLERATEDSPEED微分怠速额定转速!注意CAUTION电源直接从电瓶取电,不允许直接与充电发电机连接注意电源极性,安装与维护请参阅产品说明书进行Thepowermustbesuppliedbythebatteryandcan'tbesuppliedbythegenerator.010010010DROOPGAIN增益稳态调速率C1000A100010®MAX大MAXFUEL最大油量MIN小ESG1000系列电子调速器使用说明书上海孚创动力电器有限公司114）C1000系列转速控制器接线图图3.3C1000系列转速控制器接线图3.2电磁执行器1）基本特性¾控制电流：6A（瞬间最大值）＜2.5A（24V平均值）¾环境温度：-40℃～＋100℃¾相对湿度：＜95%¾防护等级：IP44¾振动：2～25HZ、位移幅度1.6mm；25～100Hz、加速度幅值40m/s