调速器问世百余年来，服务于各厂站的同时自身也在不断的发展、更新。目前，总体来说调速器的发展有三大趋势：
1、? 由常规油压向高油压发展。
液压执行机构长期以来一直被广泛用作水轮机调速器这种重载伺服控制系统的执行机构，它具有能容比大、惯性小、响应快、功率放大系数大、运行平稳、负载刚度大等特点。随着液压技术的发展，其他许多采用液压系统的工业领域早已实现了高油压化，微机调速器也有从常规油压（、）向高油压发展的趋势。采用高油压的调速器利于实现小型化、集成化、标准化。
2、? 机电转换接口控制方式从间接数字控制向直接数字控制发
展。
所谓间接数字控制是指微机控制信号通过D/A转换环节将数字信号转换为模拟量信号（如0～10V、4～10mA等）后，再经放大后驱动电液伺服系统的控制方式。该方式必须通过D/A转换环节，将数字量转换为模拟量实现数字控制，其主要存在以下问题：（1）由于控制器存在模拟电路，易产生温漂和零漂。（2）多了D/A环节,降低了可靠性。（2）阀的外控特性表现出滞环，消除滞环使阀的造价大大增加，结构复杂，可靠性降低。（3）整体式磁性材料由于铁损引起的温升严重。而直接数字控制不通过D/A接口，微机控制信号直接以数字开关信号与电液伺服系统接口实现数字控制，消除了间接数字控制
存在的上述问题，使整个系统简单化，并实现整个系统的数字化，应用前景非常广阔。
3、? 整体制造及零配件从各厂家独立制造向标准化发展。
长期以来，虽然各调速器生产厂家生产的调速器规格基本一致，但是调速器的设计、生产标准、各零部件不尽相同，不仅给用户带来检修、维护不便，而且无法实现批量生产。
水轮机调速器的分类方法较多，按调节规律可分为PI和PID调速器；按系统构成分为机械式调速器（机械飞摆式）、电液式调速器及微机调速器；
实际应用中常用是以下几种区分方式：
1、按我国水轮机调速器国家型谱以及调速器行业规范，调速器分为：中、小型调速器；冲击式调速器；大型调速器等。中、小型调速器以调速功大小来区分，冲击式调速器以喷针及折向器数目来区分，大型调速器以主配压阀名义直径来区分。
调速器分类表
2、微机调速器依据调节器（电气部分）及机械液压系统（机械部分）的不同形式，有以下区分：
按调节器的硬件构成有单片机、工控机、可编程控制器三大类调节器。其中单片机、单版机构成的调节器由于可靠性差、故障率高等多方面原因，已趋于淘汰。目前可编程控制器以其高度的可靠性成为调节器构成首选。
机械液压系统依据电液转换电液转换方式分为：电液转换器类、电机类、比例伺服阀类、数字阀类。其中电液转换器类已基本为市场淘汰，其他几种均有不同厂家生产。
3、按照调速器的适用机组类型分为：冲击式调速器、单调、双调。冲击式调速器适用于冲击式水轮发电机组；单调适用于无轮叶调节的混流式、轴流定桨式等水轮发电机组；双调适用于有轮叶调节的轴流转桨式、灯泡贯流式水轮发电机组。
微机调速器的调节器（电气部分）如何选型？
目前微机调速器的调节器硬件构成有单片机、工控机、可编程控制器三大类调节器。
单片机、单板机是微机调速器早期的调节器产品，系各调速器厂家根据调速系统任务需要，选择如8051、8086、8096等微控制器（MCU）为硬件基础，自行设计线路板构成调节器。由于可靠性低、抗干扰能力差等原因，故障率高。为提高调节器的可靠性，减少故障率，后提出以双机冗余方式构成双微机调节器，但由于缺乏专业的抗干扰设计，生产上又缺乏严格的元器件老化、筛选过程以及严格的焊接工艺保证等多方面原因，未能根本解决可靠性问题。因此逐步退出了市场，但由于成本低廉，依然有些厂家生产。
后随着基于IPC（工业控制微机）和PLC（可编程逻辑控制器）等通用处理器平台的不断发展完善。国内迅速的将可靠性能高的IPC和PLC等通用微机平台应用于水轮机调速器领域，实现了调节器的硬件可靠性的进步，放弃了以单板机、单片机及基于8098、8086等的双微机作为主机硬件平台的专用调节器之路。
IPC（工业控制微机）是通过对个人计算机（PC）的板路、内存以及机箱等进行专门电磁兼容设计，使它能应用于环境恶劣的工业控制环境的PC。其特点是：程序移植性强；能实现多任务并发等。但由于其硬件设计还是基于商用个人计算机（PC）的总线结构，而且软件平台必须基于windows或liux等操作系统上，因此其可靠性还是比完全针对工业现场设计的PLC（可编程逻辑控制器）少一个数量级。正是由于这个原因，近年各IPC（工业控制微机）厂家纷纷推出按PLC 总线构架的工业控制微机（PCC）。与常规PLC相比较，PCC最大的特点在于其类似于大型计算机的分时多任务操作系统，支持多任务并发处理。其可靠性到没有很大提高。
PLC（可编程逻辑控制器）是专门为解决工业现场恶劣环境而诞生的工业控制计算机系统，其高可靠性已得到广泛的验证。国内将其应用于水轮机调速器后，以其优异的高可靠性能立即成为调速器的主流方向。目前出现的各种调速器控制系统还没有比PLC可靠性更高的，因此宜优先选用PLC作为调速器的调节控制核心。
调节器应选用双微机系统还是单微机系统？
由于调节器硬件平台的演变，我国微机调速器的系统结构经历了从单微机系统、双微机系统到双通道容错系统的发展过程。一段时间，基本上公认双通道容错的系统结构可靠性较高、容错能力较强。但随着PLC（可编程逻辑控制器）的微机调速器的问世，由于计算机主机系统的可靠性大幅度提高，人们对双微机系统的必要性提出了质疑？为了提高微机调速器的可靠性，国内不少厂家对微机系统的设计采用了冗余结构。但是，从现场运行的状况来看，其故障绝大部分来自微机系统外部，元器件特别是大规模集成电路的故障率毕竟很低，而出自软件内部的问题，靠冗余无法解决；对于双微机系统，多一个双机通讯和检测切换电路，多一个双机切换时的负荷扰动，就会多一个故障隐患和不可靠因素。从实际效果来看，双机系统的硬/软件结构复杂，可靠性不一定比单机系统高。而且从理论上讲，结构越简单可靠性越高，而且结构简单可省掉双机系统必需的一些通讯、检测和切换组件，用户以后的维护也更加方便。
从国外的水轮机微机调节器系统结构来看，既有单系统、也有双系统的。但国外一些着名的调速器制造公司，如Vioth、ABB、WOODWARD 等，均采用了信号测量和调节处理完全分开的设计思想，即采用多CPU的结构形式。所以可靠性的提高在于将任务进行合理的划分，而不是任务的集中管理。同时，模块化的硬件设计不仅容易得到可靠性的保证，而且使得软件的设计具有更大的灵活性和针对性。
调速器机械液压系统随电液转换方式的不同，分为：电液转换器类、比例伺服阀类、数字阀类及电机类。其中电机类还分为步进电机和伺服电机两类。
水轮机微机调速器是一个典型的数字式液压位置伺服系统，数字式液压位置伺服系统按电液转换环节接口控制方式主要分为两大类：间接数字控制和直接数字控制。
间接数字控制是指电液伺服系统通过D/A转换环节，以模拟量接口实现数字控制。比例伺服阀采用4～20mA的线性电流作为驱动信号，微机调节器必须通过D/A转换环节，以模拟量接口实现控制，因此比例伺服阀调速器是一个典型的间接控制方式的数字式液压位置伺服系统。传统的各类伺服阀也都属于这类伺服系统。
随着计算机技术在流体控制系统中的大量应用，数字化成了一种必然的趋势。与间接数字控制方法相反，控制量不通过D/A接口，直接以数字开关信号与电液伺服系统接口实现数字控制的方式称为直接数字控制。目前主要有以下两种方式实现：
其一是利用数字执行元件——步进电机加适当的旋转—直线运动转换机构驱动阀芯实现直接数字控制，由于这类数字控制元件一般按步进的方式工作，因而常称为步进式数字阀或离散式比例阀。通过合理的设计，这类阀具用重复精度高及无滞环的优点。
其二是对高速开关阀的（脉宽或脉冲调制）控制。通过控制开关元件的通断时间比，以获得在某一段时间内流量的平均值，进而实现对下一级执行机构的控制。在流体动力系统中，这种控制方式的控制
信号是开关量，因而是直接数字控制。该控制方式具有不堵塞、抗污染能力强及结构简单的优点。
采用间接控制方式构成的系统通过D/A接口实现数字控制，这种方法存在如下缺点：（1）由于控制器中存在着模拟电路，易于产生温飘和零飘，这不仅使得系统易受温度变化的影响；同时，也使得控制器对伺服阀本身的非线性因素如死区、滞环等难以实现彻底补偿。（2）用于驱动比例阀和伺服阀的比例电磁铁和力矩马达存在着固有的磁泄现象，导致阀的外控制特性表现出2%-8%的滞环，采用阀芯位置检测和反馈等闭环控制的方法可以基本消除比例阀的滞环，但却使阀的造价大大增加，结构复杂，可靠性降低。（3）由于结构特点所决定，比例电磁铁的磁路一般只能由整体式磁性材料构成，在高频信号作用下，由铁损而引起的温升较为严重。因此直接数字控制方式明显优于间接数字控制方式。
作为直接数字控制方式的步进式数字阀和开关阀相比较：步进式数字阀按步进的方式工作，具用重复精度高及无滞环的优点。但是，步进式数字阀通过阀芯的步进运动将输入的信号量转化为相应的步数（脉冲数），因而存在着量化误差，通过增加阀的工作步数可以减小量化误差，但却使阀的响应速度大大降低。同时，步进式调速器必须保留有引导阀和主配结构，造成步进式调速器的结构较复杂，加工件较多，不具有良好的通用互换性。
相较而言，高速开关阀与控制系统的接口更简单，且不需要中间环节就能构成直接数字控制系统，应用前景十分广阔。将高速开关阀
应用于水轮机微机调速器，能实现整个系统的数字化，构成全数字式调速器。
但由于流量、压力脉动等因素的限制，数字阀在大型调速器上的应用范围受到一定的限制，目前仅能应用于操作功不大于的非双调机组的调节控制。
综上所诉，中小型调速器选用数字阀较为适宜，大型调速器宜选用步进电机（但要注意控制方式——参见后述关于电机类调速器的比较说明）。
伺服电机与步进电机类调速器的区别与比较？
电机类调速器分为伺服电机及步进电机两种。
伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲信号和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异，从控制精度、低频特性、距频特性、过载能力、速度响应能力比较起来，全数字式交流伺服电机无
疑比步进电机优异得多。但步进电机应用于调速器上，可以使用这样的控制方式：仅控制步进电机的转动方向和启/停，因为伺服电机主要强调的闭环控制，这种开环的控制方式是伺服电机不具备的控制方式。这样就可以和调节器构成一个以“模糊控制”为基础的直接数字控制方式的调速器。（注：不是所有的步进式调速器均采用这种控制方式，其区别具在于调节器是否具有D/A环节）。
综上所述，在基于间接数字控制模式的调速器中，全数字式交流伺服电机调速器比步进电机具有优越性；但基于直接数字控制的步进式调速器明显优于间接数字控制的各型调速器。
一、调速器功用及分类 调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定的转速运行。 在柴油机上装设调速器是由柴油机的工作特性决定的。汽车柴油机的负荷经常变化，当负荷突然减小时，若不及时减少喷油泵的供油量，则柴油机的转速将迅速增高，甚至超出柴油机设计所允许的最高转速，这种现象称“超速”或“飞车”。相反，当负荷骤然增大时，若不及时增加喷油泵的供油量，则柴油机的转速将急速下降直至熄火。柴油机超速或怠速不稳，往往出自于偶然的原因，汽车驾驶员难于作出响应。这时，惟有借助调速器，及时调节喷油泵的供油量，才能 汽车柴油机调速器按其工作原理的不同，可分为机械式、气动式、液压式、机械气动复合式、机械液压复合式和电子式等多种形式。但目前应用最广的当属机械式调速器，其结构简单，工作可靠，性能良好。 按调速器起作用的转速范围不同，又可分为两极式调速器和全程式调速器。中、小型汽车柴油机多数采用两极式调速器，以起到防止超速和稳定怠速的作用。在重型汽车上则多采用全程式调速器，这种调速器除具有两极式调速器的功能外，还能对柴油机工作转速范围内的任何转速起 二、两极式调速器 两极式调速器只在柴油机的最高转速和怠速起自动调节作用，而在最高转速和怠速之间的其他任何转速，调速器不起调节作用。 (一)RQ 通常调速器由感应元件、传动元件和附加装置三部分构成。感应元件用来感知柴油机转速的变化，并发出相应的信号。传动元件则根据此信号进行供油量的调节。
(二)RQ型调速器基本工作原理 1)起动 将调速手柄从停车挡块移至最高速挡块上。在此过程中，调速手柄带动摇杆，摇杆带动滑块，使调速杠杆以其下端的铰接点为支点向右摆动，并推动喷油泵供油量调节齿杆克服供油量限制弹性挡块的阻力，向右移到起动油量的位置。起动油量多于全负荷油量，旨在加浓混合气，以利柴油机低温起动。 2)怠速 柴油机起动之后，将调速手柄置于怠速位置。这时调速手柄通过摇杆、滑块使调速杠杆仍以其下端的铰接点支点向左摆动，并拉动供油量调节齿杆7左移至怠速油量的位置。怠速时柴油机转速很低，飞锤的离心力较小，只能与怠速弹簧力相平衡，飞锤处于内弹簧座与安装飞锤的轴套
变频器多段速度控制 1．变频调速的原理 异步电机的转速n可以表示为 式中，n2为同步转速，Δn1为转差损失的转速，p为磁极对数，s为转差率，f为电源的频率。可见，改变电源频率就可以改变同步转速和电机转速。 频率的下降会导致磁通的增加，造成磁路饱和，励磁电流增加，功率因数下降，铁心和线圈过热。显然这是不允许的。为此，要在降频的同时还要降压。这就要求频率与电压协调控制。此外，在许多场合，为了保持在调速时，电动机产生最大转矩不变，亦需要维持磁通不变，这亦由频率和电压协调控制来实现，故称为可变频率可变电压调速（VVVF），简称变频调速。 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器（MCU／DSP）等部分组成。首先将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后，形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上，利用逆变器功率元件的通断控制，使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。在这里，通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值；通过改变调制周期控制其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制，而满足变频调速对U/f协调控制的要求。PWM的优点是能消除或抑制低次谐波，使负载电机在近似正弦波的交变电压下运行，转矩脉冲小，调速范围宽。 2．电机调速的分类 按变换的环节分类 （1）交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。
（2）可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器 按直流电源性质分类 （1）电压型变频器 电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。 （2）电流型变频器 电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。 按主电路工作方法 电压型变频器、电流型变频器 按照工作原理分类 可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等 按照开关方式分类 可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器 按照用途分类 可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。此外，变频器还可以按输出电压调节方式分类，按控制方式分类，按主开关元器件分类，按输入电压高低分类。 按变频器调压方法 PAM变频器是一种通过改变电压源Ud 或电流源Id的幅值进行输出控制的。 PWM变频器方式是在变频器输出波形的一个周期产生个脉冲波个脉冲，其等值电压为正弦波，波形较平滑。
试验站调速器培训 试验站目前用电子调速器有模拟的和电子的，模拟的目前常用的有711产ESG1000A （用于234机）、ESG1000B（用于604机），孚创产ESG1000型（用于234机）、ESG1500型（用于604、620机）。德国海茵茨曼DC9（用于234机），DC6（用于236、604、620机），DC2（用于620机）。此外还有大同FSK模拟调速器，不常用。 电子调速器基本组成：转速传感器、控制单元、执行器等主要部件及转速设置电位器、升/降速开关或按钮、控制开关、连接电缆等附件构成。 ESC1000 控制器：DC24V（范围16~32V） 转速传感器：内阻约450Ω，输出电压：1~18 V AC 一、接线方法： 电源：1号线为负极2号线为正极 转速传感器：5#、6#线 高低速：7#、8#线断开为怠速 转速电位器：9#、10# 状态试验：11#、12#短接为最大油量 执行器：3#、4#、12#、13#、14# 二、检测方法： 接通电源后用万用表电压档（直流）测量1#（-）、2#（+）端电压应为24V，起动瞬间也不得低于16V，检测电源电压。用万用表电阻档（200Ω）测量3#、4#执行器内部电阻为4Ω左右，检测执行器或连接电缆。用万用表电阻档（1K）测量5#、6#转速传感器为450Ω左右，检测转速传感器线圈的好坏。用万用表电压档（直流）12#（+）、14#端电压为9V，13#
端电压为0V，油量大13#端电压增大，检测执行器位置传感器是否故障。盘车时用万用表电压档（交流）测量转速传感器电压应为2~4V左右。 三、调试：一般情况 1、微分和增益的调整： 机器大幅剧烈波动，将微分置于11点方向，逆时针适当减小增益；机器缓慢游车，将微分置于12点方向，逆时针适当增大增益。 通过实践证明：微分、增益的稳定区大约是在9点到3点位置。 对于发电机组用要求到2级或3级电站指标时，应在卸负荷时调整： 将增益置于2点至3点方向，微分置于10点方向，此时发动机可能会出现波速，逆时针逐渐减小微分，到柴油机稳定。 2、稳态调速率的调整： 在卸去负荷时发现稳态调速率超，可调整“稳态调速率”（速降） 逆时针调整为稳态调速率减小，此时转速升高。 四、首次起动前的检查 1.检查所有连接线应正确，接触良好；磁速传感器应安装正确； 2. 将机旁控制箱（柜）上的高低速控制开关扳至低速位置； 3.对于没有控制箱的机器，电调上接有一个开关，将开关扳至OFF（低速状态）。 4.调速电位器逆时针旋转到底。（最小转速位置） 5.将控制器上的“最大油量限制”顺时针旋转到底（最大油量位置） 6.打开执行行器上方的观察孔。 电调控制器在通电状态，然后短接11#、12#线，此时齿条就处在最大位置。 调整“最大油量限制”一边逆时针调整，一边通过观察孔看齿条位置，齿条到最大位置后，
直流调速器的工作原理 The manuscript was revised on the evening of 2021
直流调速器的工作原理 直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给 直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。 直流电机的调速方案一般有下列3种方式： 1、改变电枢电压；（最长用的一种方案） 2、改变激磁绕组电压； 3、改变电枢回路电阻。 其实就是可控硅调压电路，电机拖动课本上非常清楚了 直流调速分为三种：转子串电阻调速，调压调速，弱磁调速。 转子串电阻一般用于低精度调速场合，串入电阻后由于机械特性曲线变软，一般在倒拉反转型负载中使用 调压调速，机械特性曲线很硬，能够在保证了输出转矩不变的情况下，调整转速，很容易实现高精度调速 弱磁调速，由于弱磁后，电机转速升高，因此一般情况下配合调压调速，与之共同应用。缺点调速范围小且只能增速不能减速，控制不当易发生飞车问题。 直流调速器 直流调速器是一种电机调速装置，包括电机直流调速器,脉宽直流调速器,可控硅直流调速器等.一般为模块式直流电机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换，电路的比例常数、积分常数和微分常数用PID适配器调整。该调速器体积小、重量轻，可单独使用也可直接安装在直流电机上构成一体化直流调速电机，可具有调速器所应有的一切功能。 直流调速器使用条件 ? 1.海拔高度不超过00米。（超过0米，额定输出值有所降低） 2.周围环境温度不高于℃不低于-10℃。
调速器的工作原理 液压调速器在感应元件和油量调节机构之间加入一个液压放大元件(液压伺服器)，使感应元件的输出信号通过放大元件再传到油量调节机构上去，因此也叫间接作用式调速器。液压放大元件有放大兼执行作用，主要由控制和执行两个部分组成。一、无反馈的液压调速器其工作原理如下：当负荷减小时，由曲轴带动的驱动轴转速升高，飞球的离心力增加，推动速度杆右移。于是，摇杆以A点为中心逆时针转动，滑阀右移，压力油进入伺服器油缸的右部空间。与此同时，油缸的左部空间通过油孔与低压油路相通，其中的油被泄放。在压差的作用下，伺服活塞带动喷油泵齿条左移，以减少供油量。当转速恢复到原来数值时，滑阀也回到中央位置，调节过程结束。当负荷增加，转速降低时，调速过程按相反方向进行。从上述分析可知，调速器飞球所产生的离心力仅用来推动滑阀，因而飞球的重量尺寸就可以做得较小。而作为放大器的液压伺服器的作用力，则可根据需要，选择不同尺寸的伺服活塞和不同滑油压力予以放大。但是，在这种调速器中，因为感应元件直接驱动滑阀，无论它朝哪个方向往动，均难准确地回到原来位置而关闭油孔。这样就使柴油机转速不稳定，而产生严重的波动。为了使调速器能稳定调节，在调速器中还要加入一个装置，其作用是在伺服活塞移动的同时对滑阀产生一个反作用，使其向平衡的位置方向移动，减少柴油机转速波动的可能性。这种装置称为反馈机构。二、具有刚性反馈机构的液压调速器它的构造与上述无反馈液压调速器基本相同，只有杠杆义AC的上端A不是装在固定的铰链上，而是与伺服活塞的活塞杆相连。这一改变使感应元件、液压放大元件和油量调节机构之间的关系发生如下的变化。当负荷减小时，发动机转速升高，飞球向外张开带动速度杆向右移动。此时伺服活塞尚未动作，因此反馈杠杆AC的上端点A暂时作为固定点，杠杆AC绕A反时针转动，带动滑阀向右移动，把控制孔打开，高压油便进入动力缸的右腔，左腔与低压油路相通。这样高压油便推动伺服活塞带动喷油调节杆向左移动，并按照新的负荷而减少燃油供给量。在伺服活塞左移的同时，杠杆AC绕C点向左摆动与B点相连接的滑阀也向左移动，从而使滑阀向相反的方向运动。这样在伺服活塞移动时能对滑阀运动产生了相反作用的杠杆装置称为刚性反馈系统。当调节过程终了时，滑阀回到了起始位置，把控制油孔关闭，切断通往伺服油缸的油路。这时伺服活塞就停止运动，喷油泵调节杆随之移动到一个新的平衡位置，发动机就在相应的新负荷下工作。因此，相应于发动机不同的负荷，调速器就具有不同的稳定转速。因为发动机负荷变化时需要改变供油量，所以A点位置随负荷而变。与滑阀相连接的B点在任何稳定工况下均应处于原来的位置，与负荷无关。这样C点的位置必须配合A点作相应的变动，因而导致了转速的变化。假如当负荷减小时，调速过程结束后，滑阀回到中间原来位置时，伺服活塞处于减少了供油量位置，使A点偏左，C点偏右，因C 点偏右，弹簧进一步受压，只有在稍高的转速下运转才能使飞球的离心力与弹簧压力平衡。这说明负荷减小时稳定运转后，柴油机的转速比原来稍有升高。同理，当负荷增加时，稳定运转后，柴油机的转速比原来稍有降低。具有刚性反馈的液压调速器，可以保证调速过程具有稳定的工作特性，但负荷改变后，柴油机转速发生变化，稳定调速率d不能为零。如果要求负荷变化时即要调速过程稳定，又能保持发动机转速恒定不变(即入就必须采用另一种带有弹性反馈系统的液压调运器。三、具有弹性反馈的液压调速器它实际上是在"刚性反馈"装置中加入一个弹性环节－－缓冲器和弹簧。弹簧的一端同固定的支点相连，而另一端则与缓冲器的活塞相连。缓冲器的油缸同伺服器的活塞成刚体联接。当发动机负荷减小时，转速增大，飞球的离心力增加。同样，滑阀右移，而伺服活塞则左移，减少喷油泵的供油量。当活塞的运动速度很高时，缓冲器和缓冲活塞就象一个刚体一样地运动。随着伺服活塞5的左移，缓冲器和AC杠杆上的A点也向左移动。这一过程和上述刚性反馈系统的调速器完全相同。但当调速过程接近终了时，滑阀已回到原来的位置，遮住了通往伺服油缸的
变频器调速基本原理 变频器调速基本原理 1、变频器概述。 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控 制装置。它的主电路都采用交—直—交电路。JP6C-T9/J9 系列低压通用变频器工作电压为：380～690V，功率为0.75～800kW，工作频率为0～400Hz； JP6C-YZ 系列中压通用变频器工作电压为：1140～2300V，功率为37～1000kW，工作频率为0～400Hz；JCS 系列高压变频器工作电压为：3KV / 6KV / 10KV，功率为280～20000kW，工作频率为0～60Hz； 2、变频原理。 从理论上我们可知，电机的转速N 与供电频率f 有以下关系： )1(*60sP fN 其中： p ——电机极数 S——转差率 由式(1)可知，转速n 与频率f 成正比，如果不改变电动机的极数，只要改变频率f 即可改变电动机的转速，当频率f 在0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 3、节能调速原理 一般使用的风机、水泵类它们额定风量、水量都超过实际需要，又因工艺的需要，往往运行中要改变风量、水量，而目前多数采用档板或阀门来调节的，虽然方法简单，但实质是人为增加阻力的办法。因此浪费大量电能，属不经济的调节方式。从流体力学原理可知，风机的风量、水泵的流量与电机转速及电机功率的关系如下：当风机转速下降时，电动机的功率迅速降低，例风量下降到80％，转速亦下降到80％时，则轴功率下降到额定的51％，若风量下降到50％，轴功率将下降到额定的13％，其节电潜力非常大，并有下述曲线、阴影部分表示采用变频器调速方式的节电效果，其节电可达30-40％效果十分明显。对不同使用频率时的节电率N%可查表。 上述原理也基本适用水泵，可见采用变频调速控制实现节电是有效的、惟一的途径。变频调速特点是效率高，无附加转差损耗，调速范围大、精度高、无级的。容易实现协调控制和闭环控制，可利用原有异步电动机对旧设备进行技术改造，它既保留了原有电动机，具有改造简单，可靠、耐用，维护方便的优点，即能达到节电的显著效果，又能恒压力的工艺需求，还能减小机械磨损。因此，可理论上认为风机、水泵采用交流调速来实现较大幅度的节能（可达20-50％）是种较
电动执行器的基础知识 电动执行器（又称为电动执行机构） 英文名称：Electronic Actuator 应用于各种工业自动化过程控制环节。 行业标准：JB/T-8219-1999 角行程电动执行器按照运动方式分为：角行程、直行程和多转式 角行程和直行程执行器大部分是在多转式的基础之上改造而来的：以多转式为基础，配以蜗轮蜗杆二级减速箱组成0~90°角行程电动执行机构；配以丝杆部件组成直行程电动执行机构 角行程：0~90°角行程，用于控制球阀、旋塞阀、蝶阀和百叶阀之类的角行程阀门； 多回转电动执行器多转式：需要运行超过360°才能实现阀门的启闭，主要用于截止阀、管夹阀和隔膜阀； 直行程：输出的是力，产生的是位移，主要用于闸阀和滑板阀。 常用于配套各种阀门构成电动阀门或者电动调节阀（例如：闸阀、调节阀、单座阀等直线运动的阀门） 以AC交流电或DC直流电为驱动能源；根据动作方式分为两大类（电动开关型和电动调节型） 优点是能源取用方便，信号传输速度快，传输距离远，便于集中控制，灵敏度和精度较高，与电动调节仪表配合方便，安装接线简单。 缺点是结构复杂，平均故障率高于气动执行机构，适用于防爆要求不高，气源缺乏的场所。 电动执行器工作原理 电动执行器有五种类型：直行程电动执行器、角行程电动执行器、电动调节阀、PID电动调节执行器和电磁阀。前四种属于DDZ型。下面简要介绍一下直行程电动执行器和角行程电动执行器。 直行程与角行程电动执行器的作用是接收调节器或其它仪表送来的0~10，4~20毫安或1~5伏电压的标准值流电信号，经执行器后变成位移推力或转角力矩，以操作开关、阀门等，完成自动调节的任务。这两种执行器以前都是由伺服放大器与执行机构两大部分组成的。现在有机电一体智能化的结构，它们的结构、工作原理和使用方法都是相似的，区别仅在于，一个输出位移(推力)，一个输出转角(力矩)。 电动执行器选用须知 一、根据阀门所需的扭力确定电动执行器的输出扭力 阀门启闭所需的扭力决定着电动执行器选择多大的输出扭力，一般由使用者提出或阀门厂家自行选配，做为执行器厂家只对执行器的输出扭力负责，阀门正常启闭所需的扭力由阀门口径大小、工作压力等因素决定，但因阀门厂家加工精度、装配工艺有所区别，所以不同厂家生产的同规格阀门所需扭力也有所区别，即使是同个阀门厂家生产的同规格阀门扭力也有所差别，当选型时执行器的扭力选择太小就会造成无法正常启闭阀门，因此电动执行器必需选择一个合理的扭力范围。 二、根据所选电动执行器确定电气参数 因不同执行器厂家的电气参数有所差别，所以设计选型时一般都需确定其电气参数，主要有电机功率、额定电流、二次控制回路电压等，往往在这方面的疏忽，结果控制系统与电动执行器参数不匹配造成工作时空开跳闸、保险丝熔断、热过载继电器保护起跳等故障现像。
柴油机调速器的基本原理和类型 １、喷油泵的速度特性 喷油泵每个工作循环的供油量主要取决于调节拉杆的位置。此外，还受到发动机转速的影响。在调节拉杆位置不变时，随着发动机曲轴转速增大，柱塞有效行程略有增加，而供油量也略有增大；反之，供油量略有减少。这种供油量随转速变化的关系称为喷油泵的速度特性。 ２、柴油机上为什么要安装调速器 喷油泵的速度特性对工况多变的柴油机是非常不利的。当发动机负荷稍有变化时，导致发动机转速变化很大。当负荷减小时，转速升高，转速升高导致柱塞泵循环供油量增加，循环供油量增加又导致转速进一步升高，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越高，最后飞车；反之，当负荷增大时，转速降低，转速降低导致柱塞泵循环供油量减少，循环供油量减少又导致转速进一步降低，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越低，最后熄火。 要改变这种恶性循环，就要求有一种能根据负荷的变化，自动调节供油量。使发动机在规定的转速范围内稳定运转的自动控制机构。移动供油拉杆，可以改变循环供油量，使发动机的转速基本不变。因此，柴油机要满足使用要求，就必须安装调速器。 ３、调速器的功用、形式 调速器是根据发动机负荷变化而自动调节供油量，从而保证发动机的转速稳定在很小的范围内变化。 型式：按功能分有两速调速器、全速调速器、定速调速器和综合调速器；按转速传感分有气动式调速器、机械离心式调速器和复合式调速器。 ４、机械离心式调速器的工作原理 机械离心式调速器是根据弹簧力和离心力相平衡进行调速的，工作中，弹簧力总是将供油拉杆向循环供油量增加的方向移动；而离心力总是将供油拉杆向循环供油量减少的方向移动。当负荷减小时，转速升高，离心力大于弹簧力，供油拉杆向循环供油量减少的方向移动，循环供油量减小，转速降低，离心力又小于弹簧力，供油拉杆又向循环供油量增加的方向移动，循环供油量增加，转速又升高，直到离心力和弹簧力平衡，供油拉杆才保持不变。这样转速基本稳定在很小的范围内变化。 反之当负荷增加时，转速降低，弹簧力大于离心力，供油拉杆向循环供油量增加的方向移动，循环供油量增加，转速升高，弹簧力又小于离心力，供油拉杆又向循环供油量减小的方向移动，循环供油量减小，转速又降低，直到离心力和弹簧力平衡。
>>>永磁调速器(PMD)的工作原理及特点 2007年永磁耦合与调速驱动器从美国引进我国,在美国已大量应用于冶金、石化、采矿、发电、水泥、纸浆、海运、军舰等行业,国内现在应用案例主要有浙江嘉兴电厂,山东海化自备热电厂, 华电东华电厂, 华能南京电厂, 中石化北京燕山石化, 枣庄煤业集团蒋庄煤矿等大型企业集团。 永磁磁力驱动技术首先由美国MagnaDrive公司在1999年获得了突破性的发展。该驱动方式与传统的同步式永磁磁力驱动技术有很大的区别,其主要的贡献就是将永磁驱动技术的应用大大拓宽。它不解决密封的问题,但就是它解决了旋转负载系统的对中、软启动、减震、调速及过载保护等问题,并且使永磁磁力驱动的传动效率大大提高,可达到98、5%。该技术现已在各行各业获得了广泛的应用。该技术将对传统的传动技术带来了崭新的概念,必将为传动领域带来一场新的革命。 该产品已经通过美国海军最严格的9-G抗震试验。同时,该产品在美国获得17项专利技术,在全球共获得专利一百多项。目前,由MagnaDrive公司与美国西北能效协会组成专门小组对该技术设备进行商业化推广。由于该技术创新,使人们对节能概念有了全新的认识。在短短的几年中,MagnaDrive获得了很大的发展,现已经渗透到各行各业,在全球已超过6000套设备投入运行。 (一) 系统构成与工作原理
永磁磁力耦合调速驱动(PMD)就是通过铜导体与永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输。该技术实现了在驱动(电动机)与被驱动(负载)侧没有机械链接。其工作原理就是一端稀有金属氧化物硼铁钕永磁体与另一端感应磁场相互作用产生转矩,通过调节永磁体与导体之间的气隙就可以控制传递的转矩,从而实现负载速度调节。 由下图所示,PMD主要由导体转子、永磁转子与控制器三部分组成。导体转子固定在电动机轴上,永磁转子固定在负载转轴上,导体转子与永磁转子之间有间隙(称为气隙)。这样电动机与负载由原来的硬(机械)链接转变为软(磁)链接,通过调节永磁体与导体之间的气隙就可实现负载轴上的输出转矩变化,从而实现负载转速变化。由上面的分析可以知道,通过调整气隙可以获得可调整的、可控制的、可以重复的负载转速。 磁感应原理就是通过磁体与导体之间的相对运动产生。也就就是说,PMD的输出转速始终都比输入转速小,转速差称为滑差。典型情况
直流调速器工作原理 直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接， 下端和直流 电动机连接， 直流调速器 将交流电转 化成两路输 出直流电源， 一路输入给 直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。 调速方案一般有下列3种方式 1、改变电枢电压；（最长用的一种方案） 2、改变激磁绕组电压； 3、改变电枢回路电阻。 直流调速分为三种：转子串电阻调速，调压调速，弱磁
调速。 转子串电阻一般用于低精度调速场合，串入电阻后由于机械特性曲线变软，一般在倒拉反转型负载中使用调压调速，机械特性曲线很硬，能够在保证了输出转矩不变的情况下，调整转速，很容易实现高精度调速弱磁调速，由于弱磁后，电机转速升高，因此一般情况下配合调压调速，与之共同应用。缺点调速范围小且只能增速不能减速，控制不当易发生飞车问题。 直流调速器是一种电机调速装置，包括电机直流调速器,脉宽直流调速器,可控硅直流调速器等.一般为模块式直流电机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换，电路的比例常数、积分常数和微分常数用PID适配器调整。该调速器体积小、重量轻，可单独使用也可直接安装在直流电机上构成一体化直流调速电机，可具有调速器所应有的一切功能。 直流调速器使用条件 1.海拔高度不超过1000米。（超过1000米，额定输出电流值有所降低） 2.周围环境温度不高于40℃不低于-10℃。 3.周围环境相对湿度不大于85[%]，无水凝滴。 4.没有显着震动和颠簸的场合。
变频器调速工作原理 目前交流调速电气传动已经上升为电气调速传动的主流，在电气传动领域内，由直流电动机占统治地位的局面已经受到了猛烈的冲击。 现在人们所说的交流调速传动，主要是指采用电子式电力变换器对交流电动机的变频调速传动，除变频以外的另外一些简单的调速方案，例如变极调速、定子调压调速、转差离合器调速等，由于其性能较差，终将会被变频调速所取代。交流调速传动控制技术之所以发展的如此迅速，和如下一些关键性技术的突破性进展有关，它们是电力电子器件（包括半控型和全控型器件）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机的矢量变换控制技术、直接转矩控制技术、PWM（Pulse Width Modulation）技术以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术等。 1变频器的发展 近二十年来，以功率晶体管GTR为逆变器功率元件、8位微处理器为控制核心、按压频比U/f控制原理实现异步机调速的变频器，在性能和品种上出现了巨大的技术进步。其一，是所用的电力电子器件GTR以基本上为绝缘栅双极晶体管IGBT所替代，进而广泛采用性能更为完善的智能功率模块IPM，使得变频器的容量和电压等级不断地扩大和提高。其二，是8位微处理器基本上为16位微处理器所替代，进而有采用功能更强的32位微处理器或双CPU，使得变频器的功能
从单一的变频调速功能发展为含有逻辑和智能控制的综合功能。其三，是在改善压频比控制性能的同时，推出能实现矢量控制和转矩直接控制的变频器，使得变频器不仅能实现调速，还可进行伺服控制。其发展情况可粗略地由以下几方面来说明。 1．容量不断扩大80年代采用BJT的PWM变频器实现了 通用化。到了90年代初BJT通用变频器的容量达到600KV A，400KV A 以下的已经系列化。前几年主开关器件开始采用IGBT，仅三四年的时间，IGBT变频器的单机容量已达1800KV A，随着IGBT容量的扩大，通用变频器的容量将随之扩大。 2．结构的小型化变频器主电路中功率电路的模块化、控 制电路采用大规模集成电路（LSI）和全数字控制技术、结构设计上采用“平面安装技术”等一系列措施，促进了变频电源装置的小型化。 3．多功能化和高性能化电力电子器件和控制技术的不断 进步，使变频器向多功能化和高性能化方向发展。特别是微机的应用，以其简练的硬件结构和丰富的软件功能，为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。由于全数字控制技术的实现，并且运算速度不断提高，使得通用变频器的性能不断提高，功能不断增强。 4．应用领域不断扩大通用变频器经历了模拟控制、数模 混合控制直到全数字控制的演变，逐步地实现了多功能化和高性能化，进而使之对各类生产机械、各类生产工艺的适应性不断增强。目前其应用领域得到了相当的扩展。如搬运机械，从反抗性负载的搬运车辆，带式运输机到位能负载的起重机、提升机、立体仓库、立体停
调速器原理： 调速的方法不外乎通过3种途径:改变电压;电流;频率. 调速控制的方式也就是通过负反馈来调整.大的来说分为开环,半闭环控制和闭环控制.开环就是设定参数后不会有任何修正的. 半闭环: 比如你用调电压的方式来调速,那么通过传感器检测电压是否调整到位,并给以负反馈. 闭环则是无论你用什么方式改变转速,都通过传感器检测转速提供负反馈,作用于调速的要素.闭环控制最为精确. 目前有三种调速器，较老式的叫电抗器，实际上是带抽头的自耦变压器（一般自耦变压器不带抽头），可以改变不同的电压，风扇就有了不同的转速，另一种是电子调速器，是使用可控硅加电位器改变电压，属于无级调速，再有一种就是变频器，它不调整电压，而是改变交流电的频率，也达到了调速的目的，因为电风扇基本上采用交流异步电动机，因此改变频率即可调速。 一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：l 具有较硬的机械特性，稳定性良好；l 无转差损耗，效率高；l 接线简单、控制方便、价格低；l 有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；l 可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。l 本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。 二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。其特点：l 效率高，调速过程中没有附加损耗；l 应用范围广，可用于笼型异步电动机；l 调速范围大，特性硬，精度高；l 技术复杂，造价高，维护检修困难。l 本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。 三、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：l 可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；l 装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上；l 调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；l 晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。l 方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
CUMMINS EFC（Electronic Fuel Control）简介 特点： 作为调速板，3044196是一个经典的作品，我们现在赋予他更多的灵魂性的特色，比如：他不再是康明斯的专用，他将能强劲、稳定地驱动你所见过的所有非外置执行器！特别定制的3044196可以驱动80%以上的外置执行器，这是前所未有的改变，我们一同见证吧！更多惊喜：本产品2年故障换新！ 基本参数： ?输出最大电流：标准模块15A（16A～50A需定制） ?可调整参数: 运行转速(RUN SPEED)、怠速转速（IDLE SPEED）、增益(GAIN)以及速度下垂率(DROOP) ?转速可调范围: ± 5% 安装使用: 步骤 1 - 3044196的安装 1.根据下面的数据在合适的部位开孔，建议用防滑自锁螺丝进行安装。 四个安装孔位的圆心距离为：135mm×102mm，安装孔位直径为5.5mm 2.按照以下接线方式一对一的连接即可 1、2：1 为DC电源正极，2 为DC电源负极。 3、4：为ACT（执行器）输出端口。 5、6：为MPU（速度传感器）输入端口。 7、8、9：为外接转速微调。 10：为怠速开关端口。 11：公共端。 步骤 2 - 3044196的调试 1.在电源关闭，发电机组不运转的情况下，调节各微调到初始位置： 将IDLE SPEED（怠速转速）调整到中点（微调共20圈，先逆时针到底，再顺时针旋转10圈即可）。 将RUN SPEED（运行转速）调整到中点（微调共20圈，先逆时针到底，再顺时针旋转10圈即可）。 将GAIN(增益)调整到20%～50%（微调共一圈）。 将DROOP(速度下垂率)调整为0。 DROOP的操作:调节DROOP至空载到全载之间的所需值为止，往顺时针方向调节DROOP会增加。
1 简单机器组成：原动机部分、执行部分、传动部分三部分组成。 3 运动副：使构件直接接触又能保持一定形式的相对运动的连接称为运动副。高副：凡为点接触或线接触的运动副称为高副。 低副：凡为面接触的运动副称为低副。 局部自由度：对整个机构运动无关的自由度称为局部自由度。 自由度：构件的独立运动称为自由度。 平面机构运动简图：说明机构各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。 4普通螺纹牙型角为a =60°梯形螺纹牙型角为a =30°矩形螺纹的牙型是正方形。传递效率最高的螺纹牙型是矩形螺纹（正方形）。自锁性最好的是三角螺纹牙型。 5 常用的防松方法有哪几种？（1）摩擦防松（2）机械防松（3）不可拆防松。 6 平键如何传递转矩？平键是靠键与键槽侧面的挤压传递转矩。 7 单圆头键用于薄壁结构、空心轴及一些径向尺寸受限制的场合。 8 零件的轴向移动采用导向平键或滑键。 9 联轴器与离合器有何共同点、不同点？联轴器与离合器共同点：联轴器和离合器是机械传动中常用部件。它们主要用来连接轴与轴，或轴与其他回转零件以传递运动和转矩。不同点：在机器工作时，联轴器始终把两轴连接在一起，只有在机器停止运行时，通过拆卸的方法才能使两轴分离；而离合器在机器工作时随时可将两轴连接和分离。
10 有补偿作用的联轴器属于挠性联轴器类型。 11 挠性联轴器有哪些形式？ 解：挠性联轴器分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的联轴器。无弹性元件的挠性联轴器有以下几种（1）十字滑块联轴 器（2）齿式联轴器（3）万向联轴器（4）链条联轴器有弹性元件的挠性联轴器又分为（5）弹性套柱销联轴器（6）弹性柱销联轴器（7）轮胎式联轴器 12 离合器分牙嵌式离合器和摩擦式两大类。 13 钢卷尺里面的弹簧采用的是螺旋弹簧。汽车减震采用的是板弹簧。 14 铰链四杆机构有哪些基本形式？各有何特点？解：铰链四杆机构有三种基本形式（1）曲柄摇杆机构（2）双摇杆机构（3）双曲柄机构。特点：（4）一连架杆能整周回转，另一连架杆只能往复摆动。（5）两连架杆均为摇杆。（6）两连架杆均能整周回转。 15 曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆。 连杆：不直接与机架连接的构件 连架杆：与机架用转动副相连接的构件 机架：机构的固定构件 16 铰链四杆机构可演化成哪几种形式？ （1）转动副转化成移动副，曲柄摇杆转化成曲柄滑块或曲柄摇块，双曲
电动机知识 变频器的六大调速方法 1.变极对数调速方法 这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。二、[1]方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。变频调速分为基频以下调速和基频以上调速，基频以下调速属于恒转矩调速方式，基频以上调速属于恒功率调速方式。 2.串级调速方法 串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装臵，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装
臵容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上；调速装臵故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。变频器调速原理及调速方法 3.绕线式电动机转子串电阻调速方法 绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。 4.定子调压调速方法 当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。调压调速的主要装臵是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点：调压调速线路简单，易实现自动控制；调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。 5.电磁调速电动机调速方法 电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由
第五章执行器 第一节概述 一、执行器基础知识 执行器是自动控制系统的终端部分，直接安装在工艺管道上，通过接受调节器发出的控制信号，改变阀门的开度或电机的转速来改变管道中的介质流量，从而把被调参数控制在所要求的范围内，从而达到生产过程自动化。因此，执行器是自动控制系统中一个极为重要而又不可缺少的组成部门。 执行器按其能源形式可分为气动、电动和液动三大类。气动执行器习惯称为气动薄膜调节阀，它以压缩空气为能源，具有机构简单、动作可靠、平稳、输出推力大、本质防爆、价格便宜、维修方便等独特的优点，因此被广泛应用在石油、化工、冶金、电力等工业部门中。 执行器常称调节阀，又称控制阀。它由执行机构和调节机构（也称调节阀）两部分组成，其中，执行机构是调节阀的推动部分，它按控制信号的大小产生相应的推力，通过阀杆使调节阀阀芯产生相应产生相应的位移（或转角）。调节机构是调节阀的调节部分，它与调节介质直接接触，在执行机构的推动下，改变阀芯与阀座间的流通面积，从而达到调节流量的目的。 二、气动执行器 一个气动调节系统由气源及减压过滤系统、电/气转换器（电/气阀门定位器）、气动执行器（执行机构和调节机构）构成。 1．气动执行机构 气动执行机构主要由膜盒、膜片、弹簧和阀杆等组成。气动执行机构有薄膜式（有弹簧）及活塞式（无弹簧）两类，后者往往采用较高的气压范围，使用于需要推力较大的场合。薄膜式执行机构的输入气压一般为20～100kPa；但也有40～200 kPa的，这时在调节器与执行机构之间应装设比例继动器或高气源阀门定位器，将调节器的输出气压提高。 执行机构是调节阀的推动装置，它根据控制信号压力的大小而产生相应的输出力来推动调节机构动作。当压力信号p增大时，推杆向下动作的为正作用；推杆向上动作的为反作用，但其工作原理是相同的。当压力信号进入薄膜气室时，橡胶膜片由于气体的作用而产生推力，使阀杆移动，压缩弹簧，直至弹簧的反作用与膜片上的作用力相平衡。输出推杆位移量L与输入气压信号P成正比关系，引入调节阀的压力信号不同，得到的位移量也不同，由此控制调节阀的开度。其输出位移的最大范围L为执行机构的行程。 2．调节机构 调节机构主要由阀体、阀座、阀杆、阀芯、上阀盖和密封填料等组成。调节机构是气动执行器的调节部分。在执行机构的推力作用下，当阀杆移动时，调节机构中的阀芯产生位移，改变阀芯与阀座间的流通面积，从而改变被控介质的流量，以克服干扰对系统的影响，达到调节的目的。 调节阀的主要类型：直通单座调节阀；直通双座调节阀；角形调节阀；套筒型调节阀。
变频调速器的常见故障分析和预防措施 近年来，随着微电子技术及 IGBT 功率期间的迅速发展，作为交流电机主要调速方式的变频调速技术也获得了前所未有的发展。尤其是矢量控制变频器，以其优异的控制性能在调速领域独树一帜，在港口机械、冶金、造纸、电梯等多个领域得到迅速推广。 日本，欧美等变频技术发达国家，均承认以进入 AC （交流）时代。我国港口机械设备中的场桥（ RTG ）、门座式起重机、装卸桥（ C/C ）也广泛使用了变频调速器，从 37kW 到 440kW 均有应用实例。随着使用数量的不断增加，也遇到了故障维修问题。我公司于 1997 年对 4 台门机的变幅及旋转机构进行了变频调速改造，经过一年多的实际运行，下面就变频器的常见故障及预防措施进行分析及探讨 1. 变频器的主要故障原因及预防措施 由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果，为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。图 1 所示为变频器硬件回路框图。 近年来，随着微电子技术及 IGBT 功率期间的迅速发展，作为交流电机主要调速方式的变频调速技术也获得了前所未有的发展。尤其是矢量控制变频器，以其优异的控制性能在调速领域独树一帜，在港口机械、冶金、造纸、电梯等多个领域得到迅速推广。日本，欧美等变频技术发达国家，均承认以进入 AC （交流）时代。我
国港口机械设备中的场桥（ RTG ）、门座式起重机、装卸桥（ C/C ）也广泛使用了变频调速器，从 37kW 到 440kW 均有应用实例。随着使用数量的不断增加，也遇到了故障维修问题。我公司于 1997 年对 4 台门机的变幅及旋转机构进行了变频调速改造，经过一年多的实际运行，下面就变频器的常见故障及预防措施进行分析及探讨 1. 变频器的主要故障原因及预防措施 由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果，为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。图 1 所示为变频器硬件回路框图。 1.1 外部的电磁感应干扰 如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。提高变频器自身的抗干扰能力固然重要，但由于受装置成本限制，在外部采取噪声抑制措施，消除干扰源显得更合理，更必要。以下几项措施是对噪声干扰实行“三不”原则的具体方法。 （ 1 ）变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置，如 RC 吸收器。 （ 2 ）尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主线路分离。 （ 3 ）指定采用屏蔽线的回路，必须按规定进行，若线路较长，应采用合理的中继方式。 （ 4 ）变频器接地端子应按规定进行，不能同电焊，动力接地混用。 （ 5 ）变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。 以上即为不输出干扰、不传送干扰、不接受干扰的“三不”原则。 1.2 安装环境 变频器属于电子器件装置，在其规格书中有详细安装使用环境的要求。在特殊情况下，若确实无法满足这些要求，必须尽量采用相应抑制措施。 （ 1 ）振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因。对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施。 （ 2 ）潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路。作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并进量采用封闭式结构。 （ 3 ）温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，特别是半导体器件，若结温超过规定值将立刻造成器件损坏，因此应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。 除上述 3 点外，定期检查变频器的空气滤请器及冷却风扇也是非常必要的。 对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低而不能正常工作，应采取设置空间加热器等必要措施。 1.3 电源异常