Ⅰ 拖輪電子調速器工作原理
電子調速器因其優良的特性得到日益廣泛的應用。很多場合下，由發動機操作人員參與調速器的參數整定工作也就勢在必行。比較機械式和液壓式調速器，電子調速器有其獨特的地方，這使得操作人員在調速器出現一些小問題時往往不知所措。本文就快捷有效地整定調速器的漂移參數作以闡述，期望能為操作人員在工作中更好地維護發動機和調速器有所借鑒。
關鍵詞：電子調速器；參數；整定
現代船舶動力裝置中越來越多地使用電子調速器來實現主、輔機轉速的控制。圖1為電子調速器的原理方框圖。這種調速器的輸入部分由磁感應測速頭3和速度感測器6組成，工作時測速頭3產生一個頻率與發動機轉速成比例的交流電壓信號，由感測器6將其按比例轉變為直流電壓信號，再經放大器8放大後輸出。放大器8和轉速設定電位器7（相當於機械調速器的調速彈簧）構成電子調速器的主控部分。發動機轉速增加時，磁感應測速頭的輸出頻率增加，作為負信號置於放大器8的輸入端，同時將轉速設定信號（正信號）在放大器內進行相加。如果是負值，則放大器向執行器輸出減油的信號，反之則輸出加油信號。若相加值為零，則發動機維持設定轉速運行。調速器輸出是電壓信號，該信號不能直接控制發動機的供油量，需要配備一個比較執行器（比如電液伺服器），將電壓信號轉換成液壓信號，來實現噴油泵拉桿的移動控制。執行器由機械驅動並連接滑油系統，這樣內部油泵就能提供油壓使末端輸出軸移動，其移動量受一個螺旋線圈控制，它從電子調速器得到勵磁電流，然後控制一個閥門，來控制油路的油壓。
1 調速器的基本特性
電子調速器與機械和液壓調速器相比有很多優點。它沒有機械傳動部分，也就不存在因機械連接而產生的響應滯後（主要是間隙引起的）和慣性引起的波幅大等問題。其動作靈敏，響應速度要比液壓調速器快一至數倍，動靜態精度很高。實際使用中，很多輪機管理人員對這種需進行信號轉換的非機械連接式電子調速器原理還缺乏了解，以致於當調速器不能滿意地穩速時，不能及時地對調速器的參數加以整定。更有甚者，往往將因電子調速器參數漂移造成的發動機工況失常歸結為其它方面的原因，導致誤修而浪費大量的精力。本人在工作中多次接觸此類調速器，特別是對其參數修正有一些感性認識。
2 調速器的調節
主輔機配置的電子調速器的有關參數一般均由生產調速器的廠方預先設定，使用前需要調節的是調速器/執行器的油壓及支撐調速器的球頭。但在發動機或調速器經大修後，或者調速器本身部分元件老化都有可能造成某個（些）參數的漂移，使調速器與發動機的適配性變差時，往往就需要重新調試。
電子調速發動機的參數調節內容分為兩部分：一是發動機部分的調節，這包括氣閥間隙、噴油泵定時及噴油泵拉桿控制調節等內容。二是電子調速器部分的調節，這主要有調速器/執行器的調節、分壓器部分的調節和調速器/執行器輔助部分的調節。發動機部分的調節廣大的機管人員已基本熟練掌握，本文僅就電子調速器部分的參數整定方法加以闡述。
3 調節步驟
實際中，在確信電子調速器本身初始整定值已漂移的情況下，通常可按下列步驟進行調節：
1) 速度設定調節——當外部速度「平衡/頻率」處在中間位置時，將分壓器轉速設定到額定值。
2) 增益及穩定性調節——該項目的調節目的在於獲得最佳的穩定初始移動響應，增加增益即可獲得較快的瞬時響應。調節時，可在中間位置設定增益和穩定性，先將一個直流電壓表接到標有執行器的端子上，順時針增加增益（CW）得到一個不太穩定的工況，此時觀察電壓表的指針（指針會波動），然後任意方向調節「穩性」，直到獲得所需的穩性。
階躍增加發動機載荷或沖擊執行器來顯示瞬時變化後的穩定情況，按要求重新調節「穩定」。如果一個瞬時變化後，通過「穩定」調節不能得到穩定，則要降低「增益」值，直到不穩定性呈慢慢的波動，再增加增益。這里要強調一下，最佳性能是在最大穩定順時針位置用「增益」控制獲得的，有些場合，為了保證在寬廣的變化工況下獲得滿意的穩定性，就不得不稍稍降低增益。
3) 怠速調節——發動機的怠速轉速是通過「怠速」分壓器控制的。打開怠速開關，發動機轉速應該降低到由「怠速」分壓器設定的轉速，調節「怠速」旋鈕，直到獲得設定的怠速值（赫茲）。此時，要確保轉速在執行器或發動機油量拉桿最小油量位置以上的范圍內，否則就要對油量拉桿進行調節了。
4) 過渡時間調節——要決定額定轉速下最小過載時發動機令人滿意的加速速率，就應調節過渡時間。目前還沒有很有效的方法，實際中仍然採用試湊法。首先將「過渡時間」旋鈕從順時針滿位開始再逆時針慢慢往回撥，直到設備的過渡時間達到要求值（經驗數據一般在3~5S范圍內）。
5) 載荷增益調節——當發動機以單機組布置運行時，在全負荷期間，設定「載荷增益」控制，要求達到6~9V。這時可在「載荷信號」插口處測量，選擇一個較低的電壓，並以該電壓設定系統中其它設備。當發動機並網運行時，「載荷增益」分壓器就不能順時針調節，否則將引起該設備承載不足。調節時如果出現穩定性下降的情況，就應該及時降低設定值，並按降低後的設定值（電壓信號）設定其它設備。實踐證明，在系統動態特性極差的情況下，將設定值盡量降低到3V是很有必要的。需要說明的是，減少所有設備的載荷增益電壓將減少載荷分配增益，這將導致載荷分配敏感性下降。
6) 反速降調節——反速降調節是零件誤差引起速降的反作用。在同步運行的情況下，將系統設定在空載額定轉速，慢慢載入到100%載荷，再調節「反速降」使其回到空載轉速。
7) 速降調節——當需要以速降方式的控制操作時，應對「速降」分壓器進行調節。速降通常用百分比表達，對於設定的轉速，要使用單獨的載荷具體操作如下：
① 將「方式開關」設定到速降位置使工況處於空載額定轉速。
② 如果可能，應將載荷慢慢加到100%。
③ 調節「速降」分壓器，使達到希望的轉速。比如在50Hz運行時，全負荷47.5 Hz就顯示5%速降，如果只有50%的負荷，則48.5Hz就顯示5%速降。
要對一個大型匯流排中運行的系統設定速降時，可按下列步驟進行操作：
① 對於非並網發動機，調節「額定轉速分壓器」先給定一個轉速，設定在50Hz要求的速降百分比上（比如，5%速降要求升高轉速到52.5Hz）標明分壓器的位置，再回到50Hz。
② 將「速降」分壓器順時針轉到滿位（最大速降），再將「方式」開關設定在「速降」位置。
③ 使發動機與匯流排同步，並將其並入線路。
④ 將「額定轉速」分壓器旋到第一步標定的位置。
⑤ 逆時針調節「速降」分壓器，減少速降使其達到100%。
調節中，如果負荷不能達到希望的100%，則「速降」分壓器將不得不設定到希望的5%速降。比如，在5%速降時，一個50%載荷的速度設定就需要51.25Hz。
8）調速器/執行器輔助部分的調節，主要項目有：
① 調速器針閥設定——首先將速降設定到零，再開啟針閥，使設備喘振（轉速劇烈振盪）。將速降設定至零很有必要，因為速降的穩定作用不會允許調速器波動（只需松開設定螺釘即可使速降設定到零）。
關閉針閥時應從底部逐漸關閉1/4～1/2圈，直至速降剛剛確定，進一步關閉針閥超過需要值，待負荷變化後，機器會慢慢回到設定轉速（此時不宜完全關閉針閥）。之後，實施一個人為干擾來觀察機器速度的波動變化，操作時要保證機器回到穩定轉速之前，只允許產生一個很小的過載或欠載。
② 速度及速降調節——速降由內部調節，其值通常設定在3%～4%范圍。速度則由速度調節螺釘在外部調節。調速器球頭至少應比電子調速器額定轉速設定值高出約5%。順時針轉動速度調節螺釘可增加轉速，逆時針轉動則減少速度設定值。此時可模擬一個欠速工況，使端子軸移動到距離刻度盤上最大刻線差1º～2º的位置。一般來說，在該點速降會因速降百分比的量值升高而升高，否則，就要重新調節速降支架。
針閥及速降的調節往往需要反復若干次才能獲得滿意的結果，還有一點需要說明，每次調節速降時，原來設定的速度調節值必須重新設定。
以上各項參數整定完畢之後，應全面檢測調速器的性能，發現問題再個別進行修正。最後要將整定的結果記錄在冊，作好碼刻，為以後的調整工作留下一個依據。
4 結語
電子調速器的參數整定過程是一項細致的工作，除了應對調速器的結構、操作原理熟悉之外，在調節時還要十分地耐心。隨著電子調速器使用場合的普及，機管人員自行調節調速器參數的情況將是不可避免的。熟練掌握電子
Ⅱ 請問變頻器在機床上主要起到的功能是什麼
下面舉例以三晶變頻器在應用中的情況為例說明一下吧！
數控機床是一種靈活、高效能的自動化機床,它較好地解決了復雜、精密、小批多變的零件加工問題。合理地進行數控機床主軸的控制,對提高機床的加工精度和生產效率都十分重要。
數控機床的主軸驅動系統也叫主傳動系統,是完成主運動的動力裝置部分。主軸驅動系統通過該傳動機構轉變成主軸上安裝的刀具或工件的切削力矩和切削速度,配合進給運動,加工出理想的零件。它是零件加工的成型運動之一,它的精度對零件的加工精度有較大的影響。機床的主軸驅動和進給驅動有較大的差別，機床主軸的工作運動通常是旋轉運動，不像進給驅動需要絲桿或者其他直線運動裝置作往復運動，數控機床通過主軸的回轉與進給實現刀具與工件的相對切削運動。
根據機床主軸傳動的工作特點，早期的機床多數採用三相非同步電動機加上多級變速箱的結構，隨著技術的不斷發展，機床機構有了很大改進，從而對主軸系統提出了新的要求，而且因用途而異，在數控機床中，數控車床佔42%，數控鑽鏜銑床佔33%，數控磨床、沖床佔23%，其他佔2%，為了滿足量大面廣的前兩類數控機床的需要，對主軸傳動提出了如下要求：主傳動電機應有2.2KW~250KW的功率范圍；要有大的無級調速范圍，如能在1：100~1000范圍內進行恆轉矩調速和1：10的恆功率調速；要求主傳動有四象限的驅動能力；為了滿足螺紋車削，要求主軸能與進給實行同步控制。
在目前數控車床中，主軸控制裝置通常是採用交流變頻器來控制交流主軸電動機。為滿足數控車床對主軸驅動的要求，變頻器必須有以下性能:（1）寬調速范圍，且穩速精度高;（2）低速運行時，有較大力矩輸出;（3）加減速時間短;（4）過載能力強;（5）快速響應主軸電機快速正反轉以及加減速。
下圖是變頻器在數控機床主軸上的應用：
其中變頻器與數控裝置的聯系通常包括:（1）數控裝置給變頻器的正反轉信號;（2）數控裝置給變頻器的速度或頻率信號，可以通過通訊給定或模擬給定；（3）變頻器給數控裝置的故障等狀態信號。所有關於對變頻器的操作和反饋均可在數控面板進行編程和顯示。通過變頻器內部關於輸入信號與設定頻率的輸入輸出特性曲線的設置，數控裝置就可以方便而自由地控制主軸的速度。該特性曲線必須涵蓋電壓/電流信號、正/反作用、單/雙極性的不同配置，以滿足數控車床快速正反轉、自由調速、變速切削的要求。
主軸變頻器的基本選型應該依據主軸驅動的要求。目前市場上最為常用的一類變頻器為V/F控制方式，採用此控制方式的變頻器低頻轉矩不夠大、穩速精度不夠高，因此在車床主軸上使用不太適合。另一類型的變頻器為矢量型變頻器，所謂矢量控制，通俗的講，就是使鼠籠式非同步機像直流電機那樣具有優秀的運行性能及很高的控制性能，通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及其相位，用以維持電機內部的磁通為恆定值，產生所需要的轉矩，此類變頻器具有低頻力矩大，穩速精度高，響應速度快，相對伺服系統價格便宜等特點，在數控機床主軸上應用尤為合適，矢量控制的變頻器在數控機床主軸驅動上正逐步推廣。
以三晶S350變頻器在順德某數控機床主軸上採用無速度感測器矢量控製成功應用為例來說明變頻器在機床主軸上的應用。三晶S350變頻器是一款電流矢量型變頻器，採用高速DSP晶元，響應速度快，0.5HZ時力矩可達150%，穩速精度可達±0.2%。
主軸電機參數
電機額定功率 電機額定電壓 電機額定頻率 電機額定電流 電機額定轉速
4KW 380V 50/60HZ 8.8A 1480
數控車床系統加工基本要求
1、控制系統反應速度快，高柔性，機床主軸能夠快速正反轉及加減速切換運行；
2、切削精度保證±0.2%，穩定度高；
3、加工復雜、不規則形狀零件時要求合格率高達98%以上；
4、高生產率；
三晶S350變頻控制系統配置及接線圖：
1、控制系統配置
①S350變頻器 ②主軸電機 ③傳動部分 ④數控操作系統
（備註：主軸驅動系統根據切削零件具體工況可加裝編碼器、PG卡進行閉環矢量控制。）
2、該數控車床系統特性及使用S350變頻接線圖
特性：該數控機床系統通過兩路模擬信號控制機床主軸轉動：一路是模擬電壓信號0~10V輸入，另一路是模擬電流信號4~20mA輸入。
三晶S350變頻控制主要操作步驟及參數設置：
1、電機與負載脫離，啟動變頻器，正確輸入電機銘牌參數至變頻器電機參數組相對應的功能碼，進行電機參數自學習。
2、選擇無感矢量控制模式（SVC），然後正確輸入系統所需各項參數。
3、具體參數設置如下表：
功能碼 功能說明 設定值 功能備注
F0.00 控制模式選擇 0 選擇無速度感測器的矢量控制（開環SVC矢量控制）
F0.01 啟停信號選擇 1 外部啟停
F0.03 主頻率源X選擇 2 (VI) （用戶可自己選擇）模擬電壓信號
F0.10 最大輸出頻率 100HZ 由用戶要求設定
F0.12 運行頻率上限 100HZ
F0.18 加速時間1 0.5S
F019 減速時間1 0.5S
F1.06 停機直流制動頻率 0.5HZ 需外加制動電阻
F1.07 停機直流制動等待時間 0
F1.08 停機直流制動電流 100 需外加制動電阻
F1.09 停機直流制動時間 1S
F2.01 電機額定功率 3KW
電機銘牌參數
F2.02 電機額定頻率 50HZ
F2.03 電機額定轉速 1460
F2.04 電機額定電壓 380V
F2.05 電機額定電流 6.5A
F2.11 電機參數識別 1 選擇電機完整調諧(需脫離負載)
F3.06 VC轉差補償系數 由用戶要求設定
F3.07 轉矩上限設定
F5.13 VI下限值 0.00V 用戶可根據實際要求更改
F5.14 VI下限對應設定 0.0%
F5.15 VI上限值 5
F5.16 VI上限對應設定 94.5
F5.17 VI輸入濾波時間 0.10
F5.18 CI下限值 4
F5.19 CI下限對應設定 0.0%
F5.20 CI上限值 20.0
F5.21 CI上限對應設定 100
F5.22 CI輸入濾波時間 0.10
在電機參數自學習過程中，必須注意:（1）若旋轉辨識中出現過流或過壓故障，可適當增減加減速時間;（2）旋轉辨識只能在空載中進行;（3）必須首先正確輸入電機銘牌的參數。
對於數控車床的主軸電機，使用無速度感測器的變頻調速器的矢量控制後，具有以下顯著優點:大幅度降低維護費用，甚至免維護;可實現高效率的切割和較高的加工精度;實現低速和高速情況下強勁的力矩輸出。