康明斯柴油发电机组电控系统的故障检测

王德朋

重庆康明斯柴油机厂生产配套的发电机组用柴油机的电控系统，由速度控制板、超速板、大底板及传感元件和执行元件等组成。由于其集成度比较高，控制原理较为复杂，当系统出现问题时故障较难判断，要准确判断并排除相关故障，必须要深刻理解其控制原理，并结合实际故障现象来进行。

1 基本控制原理

当开启电源时，控制电源通过速度控制板控制执行器；操作启动开关并启动柴油机时，控制电源一路使启动马达工作，另一路开启电磁阀打开燃油开关。柴油机启动后，操作开关复位，启动马达控制电源断电，燃油电磁阀电源切断，此时，燃油电磁阀另一路电源经超速控制板、高水温传感器、低油压传感器，使燃油电磁阀保持工作，致使柴油机正常运行；执行器的控制依据速度传感器信号，由速度控制板，控制转速在设定的状态下工作；当转速超速、水温过高、油压过低任一故障发生时，燃油电磁阀电源切断，柴油机因供油中断而停机。

2 转速控制系统常见故障检测

转速控制系统由转速传感器、控制板、执行器等组成，其功能是控制机组转速、改善静态性能、改进动态性能。转速控制系统有常开式和常闭式两种，但普通应用常闭式，因此以常闭式控制系统为例。

2.1转速控制系统常见故障现象

（1）油泵不供油至使柴油机不能引爆启动；

（2）启动后无怠速，当速度控制开关置怠速和运行位置时转速均高1700r/min以上，调整无效；

（3）因速度控制板調整不当造成单台机组或多台运行机组性能变化。

2.2 转速控制系统常见故障分析与排除

故障检测方法开启控制箱电源开关，当有敏捷、清脆细小的2次响声时，速度控制系统基本正常；若无响声则可能是速度控制板无输出或执行器锈蚀发卡。

（1）控制板的故障检测

在电源开关开启时，测量大底板A22、A23端子的直流电压，若电压高于12V，表明控制板输出正常。若U=0，则测量速度控制板插座B、C点电压，若U>12V，则控制板正常，应检查大底板印刷电路是否开路；否则调速控制板故障，应更换控制板。

（2）执行器的故障检测

执行器线圈电阻为7-10Ω，电感为120mH，静态测量各参数即可判断电器状况；其机械状况当操作机组不易判断时，可外接12V直接电源，通过其通断时响声状况来判断。当发卡阻塞和锈蚀时，可用专用工具卸下执行器清洗研磨（不得用金属磨料）修复，当无法修复时，应予以更换。

当控制板无法控制，正常输出失控时，则为执行器因磨损、间隙增大，产生漏油所致。在设定怠速应小于600r/min，而转速升至900～1700r/min，通常称无怠速，而在设定运行状态时n=1500r/min左右，而实际转速在1700r/min左右，且调速无效，则为上述原因引起。因柴油发电机组工作在1500r/min左右，故怠速状况影响不大，执行器可继续使用；当漏油严重，转速过高时，但当加载10%～15%时，转速下降能达到正常控制状态，执行器也可继续使用；若转速升高很多直至超速保护而停机，则应更换执行器。

（3）转速传感器的检测

当转速传感器信号过强时，速度控制系统转速不稳定，当信号过弱无信号时，则易控制失灵引起超速。转速传感器线圈电阻为300Ω左右，工作时输出电压为1.5～20VAC，否则传感器故障应予以更换。

转速传感器转速信号强度的调整：使传感器旋入，顶紧飞轮齿端，然后退出1/2-3/4圈后锁紧。此时，传感器顶端与飞轮齿尖的间隙约为0.7mm～1.1mm。旋入输出电压上升，旋出输出电压则下降。

（4）速度控制系统调整不当引起的故障

转速的调整一般易于进行。这里主要是调速率及增益的调整。

1）调速率的调整调速率是指机组空载至额定负载时转速变化的速率。并车运行时，主并机与待并机的调速率必须调整一致。同时，根据两台机组负载的分配情况进行微调，即重载机组其电位器顺时针微调或轻载机组其电位器逆时针微调，使所并机组功率分配均匀。调速率可调范围为0%～5%，顺调调速特性较软，逆调调速特性较硬。

2）增益的调整，增益是调整转速控制对柴油机供油的反应速度。顺时针调整反应快，但过快了机组发电要发生抖动，逆时针调整则反应慢，机组运行平稳。并车工作时，若增益调整不适，机组有抢时间现象，运行不稳定。单机运行一般应在10%～80%范围内调整，并机应在30%～40%范围内调整。

3 保护报警系统故障检测

报警保护部分主要是超速板、高水温、低油压传感器等。当转速传感器接收到柴油机转速信号，经频率–电压变换器（F/V）转换成相应电流，经相应电阻产生电压，并与设定电位器相比较，在相应转速上，继电器动作，发出灯指示继电器触点供外电路使用。

超速电位器CW装在超速板下方，如机组经常出现超速报警而动作，而实际上并非故障，正向调整少许，即可解决。超速设定一般在1725r/min （50Hz机组）。超速板一旦产生故障，测量大底板A7到A12端子将无电压（正常运行时其电压为24V），此时，可将超速控制继电器接点跨接，即将大底板A5与A7端子连接，此时，电控超速保护不起作用，但机组能正常工作，以便修复超速板。低油压传感器为常闭触点，而高水温为常开触点，故通过测量即可判断其故障。

4 传感器和仪表系统故障检测

仪表指示部分主要是油压、水温传感器及仪表。油压、温度传感器其基本原理是将参数（油压、水温）的变化转换为电阻的变化，并通过仪表显示出来，因此说不同的油压、水温即对应传感器不同的电阻，分别测量康明斯柴油机油压、水温传感器在不同压力和温度下的电阻值，并与标准值进行比较，就能判断传感器是否存在故障，有故障即可更换。而仪表均为正交线圈型各自参数基本相同，只是偏转特性有所差异。