康明斯柴油發(fā)電機(jī)組電控系統(tǒng)的故障檢測

王德朋

重慶康明斯柴油機(jī)廠生產(chǎn)配套的發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)的電控系統(tǒng)，由速度控制板、超速板、大底板及傳感元件和執(zhí)行元件等組成。由于其集成度比較高，控制原理較為復(fù)雜，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時故障較難判斷，要準(zhǔn)確判斷并排除相關(guān)故障，必須要深刻理解其控制原理，并結(jié)合實(shí)際故障現(xiàn)象來進(jìn)行。

1 基本控制原理

當(dāng)開啟電源時，控制電源通過速度控制板控制執(zhí)行器；操作啟動開關(guān)并啟動柴油機(jī)時，控制電源一路使啟動馬達(dá)工作，另一路開啟電磁閥打開燃油開關(guān)。柴油機(jī)啟動后，操作開關(guān)復(fù)位，啟動馬達(dá)控制電源斷電，燃油電磁閥電源切斷，此時，燃油電磁閥另一路電源經(jīng)超速控制板、高水溫傳感器、低油壓傳感器，使燃油電磁閥保持工作，致使柴油機(jī)正常運(yùn)行；執(zhí)行器的控制依據(jù)速度傳感器信號，由速度控制板，控制轉(zhuǎn)速在設(shè)定的狀態(tài)下工作；當(dāng)轉(zhuǎn)速超速、水溫過高、油壓過低任一故障發(fā)生時，燃油電磁閥電源切斷，柴油機(jī)因供油中斷而停機(jī)。

2 轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)常見故障檢測

轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速傳感器、控制板、執(zhí)行器等組成，其功能是控制機(jī)組轉(zhuǎn)速、改善靜態(tài)性能、改進(jìn)動態(tài)性能。轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)有常開式和常閉式兩種，但普通應(yīng)用常閉式，因此以常閉式控制系統(tǒng)為例。

2.1轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)常見故障現(xiàn)象

（1）油泵不供油至使柴油機(jī)不能引爆啟動；

（2）啟動后無怠速，當(dāng)速度控制開關(guān)置怠速和運(yùn)行位置時轉(zhuǎn)速均高1700r/min以上，調(diào)整無效；

（3）因速度控制板調(diào)整不當(dāng)造成單臺機(jī)組或多臺運(yùn)行機(jī)組性能變化。

2.2 轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)常見故障分析與排除

故障檢測方法開啟控制箱電源開關(guān)，當(dāng)有敏捷、清脆細(xì)小的2次響聲時，速度控制系統(tǒng)基本正常；若無響聲則可能是速度控制板無輸出或執(zhí)行器銹蝕發(fā)卡。

（1）控制板的故障檢測

在電源開關(guān)開啟時，測量大底板A22、A23端子的直流電壓，若電壓高于12V，表明控制板輸出正常。若U=0，則測量速度控制板插座B、C點(diǎn)電壓，若U>12V，則控制板正常，應(yīng)檢查大底板印刷電路是否開路；否則調(diào)速控制板故障，應(yīng)更換控制板。

（2）執(zhí)行器的故障檢測

執(zhí)行器線圈電阻為7-10Ω，電感為120mH，靜態(tài)測量各參數(shù)即可判斷電器狀況；其機(jī)械狀況當(dāng)操作機(jī)組不易判斷時，可外接12V直接電源，通過其通斷時響聲狀況來判斷。當(dāng)發(fā)卡阻塞和銹蝕時，可用專用工具卸下執(zhí)行器清洗研磨（不得用金屬磨料）修復(fù)，當(dāng)無法修復(fù)時，應(yīng)予以更換。

當(dāng)控制板無法控制，正常輸出失控時，則為執(zhí)行器因磨損、間隙增大，產(chǎn)生漏油所致。在設(shè)定怠速應(yīng)小于600r/min，而轉(zhuǎn)速升至900～1700r/min，通常稱無怠速，而在設(shè)定運(yùn)行狀態(tài)時n=1500r/min左右，而實(shí)際轉(zhuǎn)速在1700r/min左右，且調(diào)速無效，則為上述原因引起。因柴油發(fā)電機(jī)組工作在1500r/min左右，故怠速狀況影響不大，執(zhí)行器可繼續(xù)使用；當(dāng)漏油嚴(yán)重，轉(zhuǎn)速過高時，但當(dāng)加載10%～15%時，轉(zhuǎn)速下降能達(dá)到正常控制狀態(tài)，執(zhí)行器也可繼續(xù)使用；若轉(zhuǎn)速升高很多直至超速保護(hù)而停機(jī)，則應(yīng)更換執(zhí)行器。

（3）轉(zhuǎn)速傳感器的檢測

當(dāng)轉(zhuǎn)速傳感器信號過強(qiáng)時，速度控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，當(dāng)信號過弱無信號時，則易控制失靈引起超速。轉(zhuǎn)速傳感器線圈電阻為300Ω左右，工作時輸出電壓為1.5～20VAC，否則傳感器故障應(yīng)予以更換。

轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速信號強(qiáng)度的調(diào)整：使傳感器旋入，頂緊飛輪齒端，然后退出1/2-3/4圈后鎖緊。此時，傳感器頂端與飛輪齒尖的間隙約為0.7mm～1.1mm。旋入輸出電壓上升，旋出輸出電壓則下降。

（4）速度控制系統(tǒng)調(diào)整不當(dāng)引起的故障

轉(zhuǎn)速的調(diào)整一般易于進(jìn)行。這里主要是調(diào)速率及增益的調(diào)整。

1）調(diào)速率的調(diào)整調(diào)速率是指機(jī)組空載至額定負(fù)載時轉(zhuǎn)速變化的速率。并車運(yùn)行時，主并機(jī)與待并機(jī)的調(diào)速率必須調(diào)整一致。同時，根據(jù)兩臺機(jī)組負(fù)載的分配情況進(jìn)行微調(diào)，即重載機(jī)組其電位器順時針微調(diào)或輕載機(jī)組其電位器逆時針微調(diào)，使所并機(jī)組功率分配均勻。調(diào)速率可調(diào)范圍為0%～5%，順調(diào)調(diào)速特性較軟，逆調(diào)調(diào)速特性較硬。

2）增益的調(diào)整，增益是調(diào)整轉(zhuǎn)速控制對柴油機(jī)供油的反應(yīng)速度。順時針調(diào)整反應(yīng)快，但過快了機(jī)組發(fā)電要發(fā)生抖動，逆時針調(diào)整則反應(yīng)慢，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)。并車工作時，若增益調(diào)整不適，機(jī)組有搶時間現(xiàn)象，運(yùn)行不穩(wěn)定。單機(jī)運(yùn)行一般應(yīng)在10%～80%范圍內(nèi)調(diào)整，并機(jī)應(yīng)在30%～40%范圍內(nèi)調(diào)整。

3 保護(hù)報警系統(tǒng)故障檢測

報警保護(hù)部分主要是超速板、高水溫、低油壓傳感器等。當(dāng)轉(zhuǎn)速傳感器接收到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)頻率–電壓變換器（F/V）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電流，經(jīng)相應(yīng)電阻產(chǎn)生電壓，并與設(shè)定電位器相比較，在相應(yīng)轉(zhuǎn)速上，繼電器動作，發(fā)出燈指示繼電器觸點(diǎn)供外電路使用。

超速電位器CW裝在超速板下方，如機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)超速報警而動作，而實(shí)際上并非故障，正向調(diào)整少許，即可解決。超速設(shè)定一般在1725r/min （50Hz機(jī)組）。超速板一旦產(chǎn)生故障，測量大底板A7到A12端子將無電壓（正常運(yùn)行時其電壓為24V），此時，可將超速控制繼電器接點(diǎn)跨接，即將大底板A5與A7端子連接，此時，電控超速保護(hù)不起作用，但機(jī)組能正常工作，以便修復(fù)超速板。低油壓傳感器為常閉觸點(diǎn)，而高水溫為常開觸點(diǎn)，故通過測量即可判斷其故障。

4 傳感器和儀表系統(tǒng)故障檢測

儀表指示部分主要是油壓、水溫傳感器及儀表。油壓、溫度傳感器其基本原理是將參數(shù)（油壓、水溫）的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化，并通過儀表顯示出來，因此說不同的油壓、水溫即對應(yīng)傳感器不同的電阻，分別測量康明斯柴油機(jī)油壓、水溫傳感器在不同壓力和溫度下的電阻值，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，就能判斷傳感器是否存在故障，有故障即可更換。而儀表均為正交線圈型各自參數(shù)基本相同，只是偏轉(zhuǎn)特性有所差異。