Ⅰ 拖轮电子调速器工作原理
电子调速器因其优良的特性得到日益广泛的应用。很多场合下，由发动机操作人员参与调速器的参数整定工作也就势在必行。比较机械式和液压式调速器，电子调速器有其独特的地方，这使得操作人员在调速器出现一些小问题时往往不知所措。本文就快捷有效地整定调速器的漂移参数作以阐述，期望能为操作人员在工作中更好地维护发动机和调速器有所借鉴。
关键词：电子调速器；参数；整定
现代船舶动力装置中越来越多地使用电子调速器来实现主、辅机转速的控制。图1为电子调速器的原理方框图。这种调速器的输入部分由磁感应测速头3和速度传感器6组成，工作时测速头3产生一个频率与发动机转速成比例的交流电压信号，由传感器6将其按比例转变为直流电压信号，再经放大器8放大后输出。放大器8和转速设定电位器7（相当于机械调速器的调速弹簧）构成电子调速器的主控部分。发动机转速增加时，磁感应测速头的输出频率增加，作为负信号置于放大器8的输入端，同时将转速设定信号（正信号）在放大器内进行相加。如果是负值，则放大器向执行器输出减油的信号，反之则输出加油信号。若相加值为零，则发动机维持设定转速运行。调速器输出是电压信号，该信号不能直接控制发动机的供油量，需要配备一个比较执行器（比如电液伺服器），将电压信号转换成液压信号，来实现喷油泵拉杆的移动控制。执行器由机械驱动并连接滑油系统，这样内部油泵就能提供油压使末端输出轴移动，其移动量受一个螺旋线圈控制，它从电子调速器得到励磁电流，然后控制一个阀门，来控制油路的油压。
1 调速器的基本特性
电子调速器与机械和液压调速器相比有很多优点。它没有机械传动部分，也就不存在因机械连接而产生的响应滞后（主要是间隙引起的）和惯性引起的波幅大等问题。其动作灵敏，响应速度要比液压调速器快一至数倍，动静态精度很高。实际使用中，很多轮机管理人员对这种需进行信号转换的非机械连接式电子调速器原理还缺乏了解，以致于当调速器不能满意地稳速时，不能及时地对调速器的参数加以整定。更有甚者，往往将因电子调速器参数漂移造成的发动机工况失常归结为其它方面的原因，导致误修而浪费大量的精力。本人在工作中多次接触此类调速器，特别是对其参数修正有一些感性认识。
2 调速器的调节
主辅机配置的电子调速器的有关参数一般均由生产调速器的厂方预先设定，使用前需要调节的是调速器/执行器的油压及支撑调速器的球头。但在发动机或调速器经大修后，或者调速器本身部分元件老化都有可能造成某个（些）参数的漂移，使调速器与发动机的适配性变差时，往往就需要重新调试。
电子调速发动机的参数调节内容分为两部分：一是发动机部分的调节，这包括气阀间隙、喷油泵定时及喷油泵拉杆控制调节等内容。二是电子调速器部分的调节，这主要有调速器/执行器的调节、分压器部分的调节和调速器/执行器辅助部分的调节。发动机部分的调节广大的机管人员已基本熟练掌握，本文仅就电子调速器部分的参数整定方法加以阐述。
3 调节步骤
实际中，在确信电子调速器本身初始整定值已漂移的情况下，通常可按下列步骤进行调节：
1) 速度设定调节——当外部速度“平衡/频率”处在中间位置时，将分压器转速设定到额定值。
2) 增益及稳定性调节——该项目的调节目的在于获得最佳的稳定初始移动响应，增加增益即可获得较快的瞬时响应。调节时，可在中间位置设定增益和稳定性，先将一个直流电压表接到标有执行器的端子上，顺时针增加增益（CW）得到一个不太稳定的工况，此时观察电压表的指针（指针会波动），然后任意方向调节“稳性”，直到获得所需的稳性。
阶跃增加发动机载荷或冲击执行器来显示瞬时变化后的稳定情况，按要求重新调节“稳定”。如果一个瞬时变化后，通过“稳定”调节不能得到稳定，则要降低“增益”值，直到不稳定性呈慢慢的波动，再增加增益。这里要强调一下，最佳性能是在最大稳定顺时针位置用“增益”控制获得的，有些场合，为了保证在宽广的变化工况下获得满意的稳定性，就不得不稍稍降低增益。
3) 怠速调节——发动机的怠速转速是通过“怠速”分压器控制的。打开怠速开关，发动机转速应该降低到由“怠速”分压器设定的转速，调节“怠速”旋钮，直到获得设定的怠速值（赫兹）。此时，要确保转速在执行器或发动机油量拉杆最小油量位置以上的范围内，否则就要对油量拉杆进行调节了。
4) 过渡时间调节——要决定额定转速下最小过载时发动机令人满意的加速速率，就应调节过渡时间。目前还没有很有效的方法，实际中仍然采用试凑法。首先将“过渡时间”旋钮从顺时针满位开始再逆时针慢慢往回拨，直到设备的过渡时间达到要求值（经验数据一般在3~5S范围内）。
5) 载荷增益调节——当发动机以单机组布置运行时，在全负荷期间，设定“载荷增益”控制，要求达到6~9V。这时可在“载荷信号”插口处测量，选择一个较低的电压，并以该电压设定系统中其它设备。当发动机并网运行时，“载荷增益”分压器就不能顺时针调节，否则将引起该设备承载不足。调节时如果出现稳定性下降的情况，就应该及时降低设定值，并按降低后的设定值（电压信号）设定其它设备。实践证明，在系统动态特性极差的情况下，将设定值尽量降低到3V是很有必要的。需要说明的是，减少所有设备的载荷增益电压将减少载荷分配增益，这将导致载荷分配敏感性下降。
6) 反速降调节——反速降调节是零件误差引起速降的反作用。在同步运行的情况下，将系统设定在空载额定转速，慢慢加载到100%载荷，再调节“反速降”使其回到空载转速。
7) 速降调节——当需要以速降方式的控制操作时，应对“速降”分压器进行调节。速降通常用百分比表达，对于设定的转速，要使用单独的载荷具体操作如下：
① 将“方式开关”设定到速降位置使工况处于空载额定转速。
② 如果可能，应将载荷慢慢加到100%。
③ 调节“速降”分压器，使达到希望的转速。比如在50Hz运行时，全负荷47.5 Hz就显示5%速降，如果只有50%的负荷，则48.5Hz就显示5%速降。
要对一个大型汇流排中运行的系统设定速降时，可按下列步骤进行操作：
① 对于非并网发动机，调节“额定转速分压器”先给定一个转速，设定在50Hz要求的速降百分比上（比如，5%速降要求升高转速到52.5Hz）标明分压器的位置，再回到50Hz。
② 将“速降”分压器顺时针转到满位（最大速降），再将“方式”开关设定在“速降”位置。
③ 使发动机与汇流排同步，并将其并入线路。
④ 将“额定转速”分压器旋到第一步标定的位置。
⑤ 逆时针调节“速降”分压器，减少速降使其达到100%。
调节中，如果负荷不能达到希望的100%，则“速降”分压器将不得不设定到希望的5%速降。比如，在5%速降时，一个50%载荷的速度设定就需要51.25Hz。
8）调速器/执行器辅助部分的调节，主要项目有：
① 调速器针阀设定——首先将速降设定到零，再开启针阀，使设备喘振（转速剧烈振荡）。将速降设定至零很有必要，因为速降的稳定作用不会允许调速器波动（只需松开设定螺钉即可使速降设定到零）。
关闭针阀时应从底部逐渐关闭1/4～1/2圈，直至速降刚刚确定，进一步关闭针阀超过需要值，待负荷变化后，机器会慢慢回到设定转速（此时不宜完全关闭针阀）。之后，实施一个人为干扰来观察机器速度的波动变化，操作时要保证机器回到稳定转速之前，只允许产生一个很小的过载或欠载。
② 速度及速降调节——速降由内部调节，其值通常设定在3%～4%范围。速度则由速度调节螺钉在外部调节。调速器球头至少应比电子调速器额定转速设定值高出约5%。顺时针转动速度调节螺钉可增加转速，逆时针转动则减少速度设定值。此时可模拟一个欠速工况，使端子轴移动到距离刻度盘上最大刻线差1º～2º的位置。一般来说，在该点速降会因速降百分比的量值升高而升高，否则，就要重新调节速降支架。
针阀及速降的调节往往需要反复若干次才能获得满意的结果，还有一点需要说明，每次调节速降时，原来设定的速度调节值必须重新设定。
以上各项参数整定完毕之后，应全面检测调速器的性能，发现问题再个别进行修正。最后要将整定的结果记录在册，作好码刻，为以后的调整工作留下一个依据。
4 结语
电子调速器的参数整定过程是一项细致的工作，除了应对调速器的结构、操作原理熟悉之外，在调节时还要十分地耐心。随着电子调速器使用场合的普及，机管人员自行调节调速器参数的情况将是不可避免的。熟练掌握电子
Ⅱ 请问变频器在机床上主要起到的功能是什么
下面举例以三晶变频器在应用中的情况为例说明一下吧！
数控机床是一种灵活、高效能的自动化机床,它较好地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题。合理地进行数控机床主轴的控制,对提高机床的加工精度和生产效率都十分重要。
数控机床的主轴驱动系统也叫主传动系统,是完成主运动的动力装置部分。主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度,配合进给运动,加工出理想的零件。它是零件加工的成型运动之一,它的精度对零件的加工精度有较大的影响。机床的主轴驱动和进给驱动有较大的差别，机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杆或者其他直线运动装置作往复运动，数控机床通过主轴的回转与进给实现刀具与工件的相对切削运动。
根据机床主轴传动的工作特点，早期的机床多数采用三相异步电动机加上多级变速箱的结构，随着技术的不断发展，机床机构有了很大改进，从而对主轴系统提出了新的要求，而且因用途而异，在数控机床中，数控车床占42%，数控钻镗铣床占33%，数控磨床、冲床占23%，其他占2%，为了满足量大面广的前两类数控机床的需要，对主轴传动提出了如下要求：主传动电机应有2.2KW~250KW的功率范围；要有大的无级调速范围，如能在1：100~1000范围内进行恒转矩调速和1：10的恒功率调速；要求主传动有四象限的驱动能力；为了满足螺纹车削，要求主轴能与进给实行同步控制。
在目前数控车床中，主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求，变频器必须有以下性能:（1）宽调速范围，且稳速精度高;（2）低速运行时，有较大力矩输出;（3）加减速时间短;（4）过载能力强;（5）快速响应主轴电机快速正反转以及加减速。
下图是变频器在数控机床主轴上的应用：
其中变频器与数控装置的联系通常包括:（1）数控装置给变频器的正反转信号;（2）数控装置给变频器的速度或频率信号，可以通过通讯给定或模拟给定；（3）变频器给数控装置的故障等状态信号。所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置，数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置，以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。
主轴变频器的基本选型应该依据主轴驱动的要求。目前市场上最为常用的一类变频器为V/F控制方式，采用此控制方式的变频器低频转矩不够大、稳速精度不够高，因此在车床主轴上使用不太适合。另一类型的变频器为矢量型变频器，所谓矢量控制，通俗的讲，就是使鼠笼式异步机像直流电机那样具有优秀的运行性能及很高的控制性能，通过控制变频器输出电流的大小、频率及其相位，用以维持电机内部的磁通为恒定值，产生所需要的转矩，此类变频器具有低频力矩大，稳速精度高，响应速度快，相对伺服系统价格便宜等特点，在数控机床主轴上应用尤为合适，矢量控制的变频器在数控机床主轴驱动上正逐步推广。
以三晶S350变频器在顺德某数控机床主轴上采用无速度传感器矢量控制成功应用为例来说明变频器在机床主轴上的应用。三晶S350变频器是一款电流矢量型变频器，采用高速DSP芯片，响应速度快，0.5HZ时力矩可达150%，稳速精度可达±0.2%。
主轴电机参数
电机额定功率 电机额定电压 电机额定频率 电机额定电流 电机额定转速
4KW 380V 50/60HZ 8.8A 1480
数控车床系统加工基本要求
1、控制系统反应速度快，高柔性，机床主轴能够快速正反转及加减速切换运行；
2、切削精度保证±0.2%，稳定度高；
3、加工复杂、不规则形状零件时要求合格率高达98%以上；
4、高生产率；
三晶S350变频控制系统配置及接线图：
1、控制系统配置
①S350变频器 ②主轴电机 ③传动部分 ④数控操作系统
（备注：主轴驱动系统根据切削零件具体工况可加装编码器、PG卡进行闭环矢量控制。）
2、该数控车床系统特性及使用S350变频接线图
特性：该数控机床系统通过两路模拟信号控制机床主轴转动：一路是模拟电压信号0~10V输入，另一路是模拟电流信号4~20mA输入。
三晶S350变频控制主要操作步骤及参数设置：
1、电机与负载脱离，启动变频器，正确输入电机铭牌参数至变频器电机参数组相对应的功能码，进行电机参数自学习。
2、选择无感矢量控制模式（SVC），然后正确输入系统所需各项参数。
3、具体参数设置如下表：
功能码 功能说明 设定值 功能备注
F0.00 控制模式选择 0 选择无速度传感器的矢量控制（开环SVC矢量控制）
F0.01 启停信号选择 1 外部启停
F0.03 主频率源X选择 2 (VI) （用户可自己选择）模拟电压信号
F0.10 最大输出频率 100HZ 由用户要求设定
F0.12 运行频率上限 100HZ
F0.18 加速时间1 0.5S
F019 减速时间1 0.5S
F1.06 停机直流制动频率 0.5HZ 需外加制动电阻
F1.07 停机直流制动等待时间 0
F1.08 停机直流制动电流 100 需外加制动电阻
F1.09 停机直流制动时间 1S
F2.01 电机额定功率 3KW
电机铭牌参数
F2.02 电机额定频率 50HZ
F2.03 电机额定转速 1460
F2.04 电机额定电压 380V
F2.05 电机额定电流 6.5A
F2.11 电机参数识别 1 选择电机完整调谐(需脱离负载)
F3.06 VC转差补偿系数 由用户要求设定
F3.07 转矩上限设定
F5.13 VI下限值 0.00V 用户可根据实际要求更改
F5.14 VI下限对应设定 0.0%
F5.15 VI上限值 5
F5.16 VI上限对应设定 94.5
F5.17 VI输入滤波时间 0.10
F5.18 CI下限值 4
F5.19 CI下限对应设定 0.0%
F5.20 CI上限值 20.0
F5.21 CI上限对应设定 100
F5.22 CI输入滤波时间 0.10
在电机参数自学习过程中，必须注意:（1）若旋转辨识中出现过流或过压故障，可适当增减加减速时间;（2）旋转辨识只能在空载中进行;（3）必须首先正确输入电机铭牌的参数。
对于数控车床的主轴电机，使用无速度传感器的变频调速器的矢量控制后，具有以下显著优点:大幅度降低维护费用，甚至免维护;可实现高效率的切割和较高的加工精度;实现低速和高速情况下强劲的力矩输出。