第二节 调速器的性能指标
调速器的种类和主要技术性能指标
调速器的种类和主要技术性能指标
调速器的调节系统结构模式归纳为三类：单微机系统调节器、双微机系统调节器、单PLC调节器。
调速器主要性能指标：静态性能指标（转速死区ix和轮叶不随动ia）、动态性能指标（空载转速摆动值、接力器不动时间Tq和甩满负荷后调节时间Tp）
接力器不动时间Tq：含有可编程调节器或/和二级液压随动装置对接力器不动时间Tq有不利影响；而由性能档次高的微机调节器和一级电液随动装置对调速器的Tq影响较小，即该系统结构模式的调速器具有较好的快速性；
甩满负荷后调节时间Tp：主要取决于调节器中CPU的性能档次，CPU档次越高，Tp值越小；Tp基本上不受液压部分的影响。
调速
器采用微机档次越高，越有利于改善调速器动态性能指标之一的Tp，越有利于改善调速器的快速性；
空载转速摆动值：调速器在手动方式时，即水轮机在空载自然状态下机组的转速摆动值被称为手动空载转速摆动值。
调速器在自动方式时，即水轮机在空载被控状态下机组的转速摆动值被称为自动空载转速
摆动值。
如果调速器自动控制作用正常，则自动空载转速摆动值应该小于手动空载转速摆动值。
这个规律在机组空载运行试验时用来检验调速器软件中的PID调节算法程序的正确性。
调速器的性能指标主要受两个因素的影响，即调速器的系统结构模式和微机的性能档次。
作为现代水轮机微机调速器还必须注意另外两个重要性能指标：快速性与可靠性。
第二节 调速器的性能指标
2)稳定时间ts （1）表示过渡过程的长短，越短说明调速
器的稳定性越好 （2）我国规定: 交流发电柴油机ts ≯5s
Hale Waihona Puke 2.动态指标动态指标评定调速系统过渡过程的性能，即稳 定性，一般采用：
1)瞬时调速率δ1 （1）定义：柴油机突加（或突卸)全负荷后的最小
(最大)转速与负荷改变前的转速之差同标定转速 之比值的百分数，即
δ1(突卸)=(nmax-nb)/nb*100% δ1(突加)=(nmin-n0max)/nb*100% （2）我国规定：发电柴油机δ1(突加) ≯ 10％
第二节调速器的性能指标
1调速器的静态指标
1）稳定调速率δ2（速度降speed drop；静速 差）
（1）定义：当操纵手柄在标定供油位置时， 最高空载转速与标定转速之差同标定转速比 值的百分数，即
δ2= （n0max-nb）/ nb*100% （2）作用：衡量调速器的准确性 ，其值愈小
表示调速器的准确性愈好
（3）我国规定：船用主机应不超过10％；交 流发电柴油机应不超过5％
-
2）转速波动率Φ或转速变化率ψ （1）转速波动率
定义：柴油机在稳定运转时转速变化的 程度
柴油机回转力矩不均匀引起 （2）转速变化率：表征转速变化的大小 （3）要求：标定工况时Φ（0.25－0.5）
％； ψ （0.5－1）％
3)不灵敏度ε （1）ε =(n2-n1 )/nm*100% （2）表征调速器动作灵敏性，即转速变化 量足够大时调速器才能起作用的性能参数 （3）要求：一般规定标定转速时不灵敏度 不超过1.5～2%;最低转速时不超过10～13%
2-交流电机变频调速详解
以下情况要选用交流输出电抗器
变频器到电机线路超过100米（一般原则）
以下情况一般要选用制动单元和制动电阻 提升负载 频繁快速加减速 大惯量（自由停车需要1min以上，恒速运行电流小于加速电流的设备）
变频器选型—选型原则
使用通用变频器的行业和设备 使用矢量变频器的行业和设备
纺织绝大多数设备
冶金辅助风机水泵、辊道、高炉卷扬 石化用风机、泵、空压机 电梯门机、起重行走 供水 油田用风机、水泵、抽油机、空压机
多
0.4-315KW
EV1000 EV2000
TD3000 2.2-75KW TD3100 高 TD3300
高动态性能 动态性能好 总线设计 精确控制 网络化应用 行业专用
0.4-5.5KW
功 能
TD900
调速、通讯 操作简便
功能丰富 适用面广
高稳态性能
成 本
完整的功率段 行业专用
少
宽电压范围
元件化设计
R S T P1 (+) PB (-) U V
MOTOR
W
PE
POWER SUPPLY
制动电阻
工频电网输入 380V 3PH/220V 3PH
直流电抗器
三相交流电机
220V 1PH
变频器的构成—控制回路接口
接口类型 主要特点 主要功能
开关量输入
开关量输出 模拟量输入
无源输入，一般由变频 启/停变频器，接收编码器信号、多 器内部24V供电， 段速、外部故障等信号或指令
2.3 交流电机变频调速
•概 述
异步电机的变压变频调速系统一 般简称为变频调速系统。由于在调速 时转差功率不随转速而变化，调速范 围宽，无论是高速还是低速时效率都 较高，在采取一定的技术措施后能实 现高动态性能，可与直流调速系统媲 美。因此现在应用面很广，是本篇的 重点。
发电机组调速标准
发电机组调速标准一、调速器精度调速器的精度是衡量发电机组性能的重要指标之一。
高精度的调速器能够确保发电机组在负载变化时稳定运行，并减少因转速波动引起的机械和电气问题。
一般来说，调速器的精度应达到额定转速的0.5%以内。
二、响应时间响应时间是调速器的另一个重要指标。
它指的是调速器对负载变化做出反应的时间。
快速的响应时间能够减少因负载突变引起的发电机组转速波动，从而提高发电质量。
一般来说，调速器的响应时间应小于1秒。
三、稳定性稳定性是调速器的重要性能指标之一。
它指的是在长期运行过程中，调速器对转速的控制精度和响应时间的变化情况。
良好的稳定性能够保证发电机组在长时间运行中保持稳定的输出功率和转速。
一般来说，调速器的稳定性应达到额定转速的1%以内。
四、可靠性可靠性是指调速器的可靠程度和工作寿命。
高可靠性的调速器能够保证发电机组在运行过程中的稳定性和安全性，避免因调速器故障引起的停机或其他问题。
一般来说，调速器的可靠性应达到99%以上，工作寿命应满足实际需求。
五、维护性维护性是指调速器的维护难易程度和维护周期。
易于维护的调速器能够减少维护成本和停机时间，提高生产效率。
一般来说，调速器的维护周期应适中，维护过程应简单易行，维护配件应易于购买。
六、适应性适应性是指调速器对不同类型和规格的发电机组的适应能力。
高适应性的调速器能够适应不同类型和规格的发电机组，从而扩大使用范围，提高使用效率。
七、能耗能耗是指调速器在工作过程中消耗的能量。
低能耗的调速器能够减少能源浪费和运营成本，符合节能减排的要求。
一般来说，调速器的能耗应达到国际先进水平，对能源的有效利用应达到最大化。
八、降噪性降噪性是指调速器运行过程中的噪音水平。
低噪音的调速器能够减少噪音污染，提高工作环境质量。
一般来说，调速器的降噪性能应达到国家或行业标准要求，以保证操作人员和周边居民的健康和舒适度。
《船舶柴油机》柴油机调速装置
性越好。δ2 在国外称速度降 （speed drop）
我国规定：交流发电机 δ2 ≯ 5% ； 船舶主机δ2 ≯ 10%
单台柴油机运转： δ2 可为 0 ，表明柴油机恒速运转，调速准确性高
多台柴油机并联运行： 各机稳定调速率δ2必须相等但不得为 0
2. 转速波动率 Φ
转速变化率Ψ
Φ=100%[( ncmax - nm )/ nm]
作用：保证调速过程中转速稳定。动作原理分析
⑥静速差机构（速度降机构）
组成：静速差旋钮2、凸轮1、顶杆4、拉紧弹簧3、可调支持销6、静速差杆
7和静速差指针5.
动作原理：它是一种刚性反馈机构，不仅能使调节过程稳定；而且还能调
节稳定调速率δ2 ，以满足调节过程的稳定性及并车运行的需要。
我国有关规范规定：交流发电柴油机 ts ≯ 5秒；船舶主机 ts ≯ 10秒
二. 静态指标
1.稳定调速率 δ2
在标定工况下的稳定调速率是指当操作手柄置于标定供油位置时，最高
空转转速与标定转速之差同标定转速比值的百分数。即：
δ2 = （nomax -nb）/ nb 100%
稳定调速率 δ2 用来衡量调速器的准确性，其值越小，表示调速器的准确
弹簧式：结构简单，动作后需人工复位。
气压式和液压式：作用力大且可自动复位；但结构复杂，管理要求高
C.停车机构：使柴油机断油停车。
第三节. 调速器性能指标
调速器动作过程分析
一. 动态指标
负荷变化时，柴油机从
一个稳定工况过渡到另
一个稳定工况，其间经
历了几次转速的波动才
2023年主机题库
第1题: 根据船舶主机的工作特点, 按我国有关规定主机必须装设的调速器是（）。
A. 全制式调速器B. 极限调速器C. 单制调速器D. 液压调速器答案: B第2题: 直连螺旋桨并装有极限调速器的船舶主机运转中, 当油门一定期, 若海面阻力增长, 主机的运转工况变化是（）。
A. 转速减少后稳定工作B. 增大供油后稳定工作C. 转速增长后稳定工作D. 视海面阻力变化大小而定答案: A第3题: 某船用发电柴油机组运转中油门一定稳定工作, 若船舶耗电量增长, 则该机组的运转工况变化是（）。
A. 转速自动减少稳定工作B. 增大循环供油量后转速稍有下降稳定工作C. 增大循环供油量后转速稍有上升稳定工作D. 转速自动减少至停车答案: B第4题: 直连螺旋桨并装有极限调速器的船舶主机运转中油门一定期, 若海面阻力减少, 该主机的运转工况变化是（）。
A. 转速减少后稳定工作B. 减少油门后稳定工作C. 转速增长后稳定工作D. 增大油门后稳定工作答案: C第5题: 某船用发电柴油机组运转中若船舶耗电量忽然减少, 则该机组的运转状态变化是（）。
A. 转速自动升高稳定工作B. 循环供油量减少转速稍有减少稳定工作C. 循环供油量减少转速稍有增长稳定工作D. 转速自动升高至飞车答案: C第6题: 装有全制调速器的船用主机当调速器故障而改为手动操纵时, 其运转中出现的最大危险是（）。
A．海面阻力增大, 主机转速自动减少B. 海面阻力减小主机转速自动升高C. 运转中主机转速波动而不稳定D．遇恶劣气候, 主机将发生超速危险答案: D第7题: 柴油机装设调速器的重要目的是当外界负荷变化, 通过改变（）来维持或限制柴油机规定转速（）。
A. 喷油压力B. 喷油定期C. 循环供油量D. 喷油时间答案: C第8题: 关于液压调速器的下述叙述中, 错误的是（）。
A. 具有广阔的调速范围B．稳定性好, 调节精度与灵敏度高C. 它运用飞重离心力直接拉动油量调节机构D. 广泛用于大中型柴油机答案: C第9题: 船用发电柴油机必须装设的调速器是（）。
转速控制的要求和调速指标
转速控制的要求和调速指标1、转速掌握的要求有大量的生产机械对电力拖动系统提出了不同的转速掌握要求，归纳起来有以下三方面：（1）调速—在肯定的最高转速和最低转速的范围内分档（有级）地或平滑（无级）地调整电动机的转速。
（在肯定范围内可调）（2）稳速—以肯定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量。
（在肯定精度稳定运行）（3）起制动、加速、减速掌握——频繁起、制动的设备要求尽量缩短起动和制动时间，以提高生产效率；不宜经受猛烈速度变化的生产机械则要求起、制动尽量平稳。
（快、稳）2、性能指标（1）调速范围生产机械要求电动机能供应的最高转速nmax和最低转速nmin之比，用字母D表示，即D=Nmax/Nmin一般指额定负载时的转速，少数也可用实际负载时的转速（负载很轻的机械）。
（2）静差率当系统在某一转速下运行时，负载由抱负空载增加到额定值时所产生的转速降落△nnom，与抱负空载转速n0之比，称作静差率s，即或用小数表示。
式中△nnom=n0-nnom调速范围、静差率和额定速降之间的关系设：电机额定转速nnom为最高转速，转速降落为△nnom，则根据上面分析的结果，该系统的静差率应当是最低速时的静差率，即于是，最低转速为而调速范围为将上面的式代入nmin，得此式为调速范围、静差率和额定速降之间的关系应当指出，调速范围和静差率只是调速系统的静态指标，或称稳态指标从公式角度充分体现了D和s不是孤立的，而是相互依存的；调速范围和静差率都是在额定负载工况下来谈的；s越小，系统能够允许的调速范围D越小。
对很多无级调速的生产机械为了保证精度,对静差率s提出了肯定的要求根据开环掌握我们看一下它的性能指标△实例：某龙门刨床工作台拖动采纳直流电动机Z2-93型，其额定数据如下：60kW，220V，305A，1000r/min，采纳V-M系统，主电路总电阻,电动机电动势系数。
假如要求调速范围D=20，静差率s≤5%问题：①采纳开环调速能否满意？②若要满意这个要求，系统的额定速降最多能有多少？解：当电流连续时，V-M系统的额定速降为开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为这已大大超过了5%的要求，更不必谈调到最低速。
调速器调速特性
调速器调速特性调速器的调速特性是指在原动机调速器的自动调节下，机组的转速（或频率）与原动机输出的有功功率的关系。
它又分为静态调速特性和动态调速特性。
静态调速特性仅指调速器调节完毕后的稳定情况，如图2-3所示。
由图可以看出，如果转速(或频率)随输出的有功功率的增加而下降，那么调速器的静态调速特性称为下倾的有差调速特性（曲线2）。
如果转速（或频率）不随输出的有功功率变化，则称为无差调速特性（曲线1）。
图2-3 静态调速特性为了使发电机组能稳定地并联运行，船舶发电机组调速器的调速特性一般采用有差特性。
调速器的有差调速特性一般用调差系数n K 来表示n K =-P n ∆∆=NN P n n -0=αtan 式中：tan α—有差调速特性的斜率通常调差系数在3%～5%，规范规定：n K ≤5%，这样，调差系数n K 就是有差调速特性曲线的斜率，且恒为正值，n K 越小，则有差调速特性越平坦；反之越陡。
当有功负载变化量一定时，n K 越小的机组，其频率变化量相对较小；当频率变化量一定时，n K 越小的机组，其有功负载变化量相对较大。
船舶发电机组调速器的动态调速特性指当有功功率突变时，机组在调速器的自动调节下，从一个稳定状态到另一个稳定状态的过渡过程，频率随时间变化的规律。
典型调速器动态调速特性如图2-4所示。
图2-4 动态调速特性《钢制海船入级规范》规定，带动发电机的原动机（包括柴油机和汽轮机）须装有调速器，其调速特性应符合下列规定：当突然卸去额定负载时，其瞬时调速率不大于额定转速的10%，稳定调速率不大于额定转速的5%，稳定时间（即转速恢复到波动率为±1%范围的时间）不超过5s 。
这些对原动机调速性能的要求，其实质在于保证船舶电力系统的频率波动也在上述的范围之内。
f 1f。
船用柴油机调速器简介
第六章柴油机的调速和操纵第一节柴油机的调速柴油机调速装置的作用是通过改变油量调节机构，将柴油机的转速调节到规定的转速范围，并且根据柴油机负载的大小自动调节供油量，使其转速维持在一规定范围内。
一、柴油机调速的必要性船舶柴油机主要用作船舶主机带动螺旋桨和作为船舶副机带动发电机。
船舶推进主机与发电用柴油机的运转条件和要求不同，因而对调速的要求也不同。
1．船舶主机的调速船舶主机(直接驱动螺旋桨)因船舶航速要求而需变转速运转，其工作特性为柴油机推进特性(3cnpe)，它与螺旋桨配合工作特性曲线如图6-1-1所示。
图中曲线Ⅰ为速度特性，Ⅱ为柴油机推进特性。
稳定工作点为B点，柴油机的有效功率与桨的阻力功率相等。
若在外界负荷不变情况下增加喷油泵的供油量，使其速度特性曲线变为Ⅰ´，由图6-1-1可见在油量增加瞬时，柴油机的有效功率大于在原运转点B时桨的阻力功率，柴油机的转速增加。
当达到新的稳定运转点B´时，两者功率重新相等，即柴油机稳定运转在较高的转速下。
反之，若减少供油量，则柴油机在较低的转速下稳定运转。
因此，变更柴油机喷油量可有效地对柴油机进行调速。
若喷油泵的供油量不变而外负荷增加(如海面阻力增加)，使曲线Ⅱ左移至Ⅱ´与曲线Ⅰ交点为C，在曲线Ⅱ变化的瞬时，桨阻力功率大于柴油机有效功率，使柴油机转速降低至cn时两者功率重新平衡而稳定运转。
反之，若外负荷降低，则柴油机在较高的转速下稳定运转。
因此，船舶主机有自动改变转速以适应外界负荷变化的能力。
综上所述，船舶主柴油机有自动调速能力。
若不严格要求转速恒定不变，则不必装调速器。
但为了防止主机运转中断轴、螺旋桨失落或出水等造成柴油机超速飞车，根据我国有关规范规定，船舶主机必须安装可靠的调速器(限速器)，使主机转速不超过115%标定转速。
不装调速器的船舶主机虽然可以稳定运转，但其转速将随外界负荷的变化而变化。
这种变化将对柴油机的可靠性、寿命和经济性带来不良影响。
柴油机的调节
第一节柴油机转速的调节一、调速器的作用柴油机的不同转速是通过改变每一循环的喷油量获得的。
在一定的外界负荷条件下，供给柴油机一定燃油量，使柴油机发出的功率与外界负荷相平衡，柴油机就在某一转速下稳定运行。
船用柴油机的外界负荷是经常变动的，欲使柴油机的功率与新的外界负荷相适应，就应及时改变喷油量。
为了使柴油机在选定的转速下稳定运行，必须装有专门的调速装置─一调速器，通过它自动地改变柴油机喷油泵的喷油量，以适应外界负荷的变化。
发电柴油机要求在外界负荷（用电量）变化时能保持恒定的转速，以保证发电机输出的电压和频率恒定，满足并车及供电需要。
所以发电柴油机必须装设定速调速器，确保外界负荷变化时，柴油机的转速基本不变。
用作船舶推进的柴油机，受装载、风力、波浪及水流等影响，外负荷（船舶阻力）会忽大忽小。
但为了保证主机在特殊航行条件下（风浪中螺旋桨露出水面、断轴、掉桨）的安全，根据我国有关规定必须装“极限调速器”（简称限速器），当主机转速增至115％标定转速时自动切断燃油供给。
另外，为了避免海况变化造成的主机转速上下波动，提高柴油机的工作可靠性和工作寿命，通常都在主机上装设“全制式调速器”，使转速不随外界负荷变化而产生波动。
二、调速器的分类1．接转速调节范围分类（1）极限调速器（限速器）（2）定速调速器（单制式调速器）（3）双制式调速器（4）全制式调速器2．按作用原理分类（1）机械调速器（直接作用式）：它直接利用飞铁（飞重）产生的离心力与调速弹簧张力之间的不平衡力去移动油量调节机构来稳定柴油机的转速。
其结构简单、工作可靠、维修方便，广泛用于中、小型柴油机。
其缺点是工作能力较小，不能实现恒速调节。
（2）液压调速器（间接作用式）：它利用飞铁产生的离心力与调速弹簧张力之间的不平衡力去操纵液压伺服器（油压放大器），利用液压作用产生更大的动力去移动油量调节机构来调节柴油机的转速。
液压调速器转速调节范围广、调节精度高、稳定性好、通用性强，但其结构复杂、调试及维护所要求的技术较高，它广泛用于大、中型柴油机。
调速器博世资料重点
扬州大学机械工程学院
6
柴油机燃油供给系-调速器 调速器的类型
调速器的类型
按调速器速度调节范围分： - 最高转速调速器
它的功能是只限制最高转速。 - 两极式调速器
除了控制最高转速还控制怠速 - 全程调速器
(过去称可调速调速器) 在控制怠速和最高转速的同时还控制两者之间的转速 范围。 - 组合式调速器
调速器的调速率通常与最大的全负荷转速 有关(符合额定转速)并如下计算:
nlo - nvo
δ=
· 100%
nvo 其中δ = 调速率 nlo = 最高空转转速 nvo = 最大全负荷转速
一般来说，合理的大调速率会增加整
个控制回路（调速器， 发动机和所驱动
的设备和车辆）的稳定性。另一方面调速 率还受到工作条件的限制。
3. 导杆 4. 飞锤 5 5. 调速弹簧 1 6. 齿杆 7柱塞 8. 速度调节手柄
调速区
8
Θi~ Θf :速度调节手柄的位置
Θi~ Θf :负荷调节手柄的位置
Θi
Θ2 Θ1 Θf
齿杆行程(mm)
A
B
C
0 油泵转速(rpm)
扬州大学机械工程学院
0 油泵转速 (rpm)
e
9
AJ/ (RFD-S&K-002, May.,2002
是一种两极调速器和全程调速器的组合 - 发电机组调速器
用于发电机组的调速器，按DIN6280标准设计。
扬州大学机械工程学院
7
柴油机燃油供给系-调速器 调速器工作原理
扬州大学机械工程学院
8
两极式调速器 6
2 7
4
非调速区
Θf Θ1 Θ2
Ni
Θi
船舶柴油机主推进动力装置832第八章柴油机调速装置129题
第八章柴油机的调速装置129题第一节柴油机的调速装置0第二节超速保护装置11考点1：超速保护装置的作用按我国有关规定，凡标定功率大于220 kW的船用主机和船用柴油发电机应分别装设超速保护装置，以防止船舶主机转速超过120％标定转速和柴油发电机转速超过115％标定转速。
此种超速保护装置是一种运转安全装置。
它与调速器不同，它只能限制柴油机的最高转速，本身没有调速特性，它在柴油机正常运转范围内不起作用，只在柴油机转速达到规定限值时才发生动作，使柴油机立即停车或降速。
按规定，超速保护装置必须与调速器分开设置而独立工作，无论柴油机的操纵机构处于什么状态，该装置的保护性动作必须迅速而准确。
D1. 按我国有关规定，必须装设超速保护装置的柴油机是（）。
A．标定功率大于220 kW的船用主机B．标定功率大于220 kW的船用发电柴油机C．功率大于220 kW主机，功率大于110 kW发电柴油机D．A＋BA2. 按我国有关规定，必须装设超速保护装置的柴油机是（）。
A．标定功率大于220 kW的船用主机和船用发电柴油机B．标定功率大于220 kW的船用主机和标定功率大于110 kW的船用发电柴油机C．标定功率大于110 kW的船用主机和标定功率大于220 kW的船用发电柴油机D．标定功率大于110 kW的船用主机和船用发电柴油机A3. 下述关于超速保护装置论述中不正确的是（）。
A．它是极限调速器的一种B．它自身无调速特性C．它是一种安全装置D．它对柴油机的控制动作不受操纵机构限制B4. 超速保护装置的作用是（）。
A．维持柴油机稳定运转B．柴油机超速时使柴油机立即降速或停车C．柴油机超速时立即报警D．A或BC5. 根据我国有关规定，船舶主机所装极限调速器的限制转速是（）。
A．103%n b（标定转速）B．110%n bC．115%n bD．120%n bC6. 根据我国有关规定，超速保护装置的作用是（）。
A．防止主机转速超过110%n b（标定转速），发电柴油机转速超过115%n bB．防止主机转速超过115%n b，发电柴油机转速超过110%n bC．防止主机转速超过120%n b，发电柴油机转速超过115%n bD．防止主机转速超过115%n b，发电柴油机转速超过120%n bD7. 下列情况中，柴油机不必装设超速保护装置的是（）。
调速器 国家标
调速器是一种用于调节电机转速的装置，它可以通过改变电机输入电源的电压、频率或者电机的励磁电流来实现。
在不同的应用场合，调速器的设计和性能需要符合相应的国家标准以确保安全、可靠和高效。
中国国家标准（GB标准）对于调速器可能有以下几个方面的要求：
1. GB/T 14285：这是关于工业自动化系统中调节器系统的通用技术条件的国家标准，它可能涵盖了调速器的一些技术要求和测试方法。
2. GB/T 2900.20-2016：这是电工术语中关于调速器的部分，它定义了调速器相关的术语和定义。
3. GB/T 10066.1-2019：这是三相异步电动机的调速部分的国家标准，它可能包含了电动机调速系统的一些性能要求和测试方法。
4. GB/Z 18451.1-2012：这是关于电机能效的标准化指南，它可能涉及到调速电机能效的评估方法。
5. GB/T 12350-2009：这是关于电机安全的要求的国家标准，调速器的设计和制造也需要符合这一标准以确保用户的安全。
柴油机的调速装置--调速器
主要内容
• 单元一 柴油机的调速 • 单元二 机械调速器 • 单元三 液压调速器 • 单元四 电子调速器 • 单元五 调速器的故障与管理
单元一 柴油机的调速
柴油机的不同转速是通过改变循环喷油量来获得的。改变柴油机的 油量调节机构，使其转速调节到规定的转速范围内称柴油机调速。为此 必须装设专门的调速装置，以便根据柴油机负载的变化自动调节供油 量，维持其规定的转速范围。这种装置称调速器。
该旋钮不可调。 ③速度降旋钮：位于面板左上方，作用是调节 δ2。 ④负荷限制旋钮：位于面板左下方，作用是限制喷油泵循环供油量
的加油份额。
（2）结构
• 驱动机构： 驱动轴28由柴油机凸轮轴经伞齿轮传动，通过油泵齿轮22、弹性轴37、传
动齿轮和飞重架等使飞重39等转动，从而将柴油机的转速信号传给感应机构。 • 转速感应机构： 由飞重39。锥形调速弹簧8及调速杆38组成，用以感受和反映转速的变化。 • 伺服放大机构： 由控制滑阀36、控制滑阀套筒34、动力活塞23以及有关油路组成。用来放
稳定调速率δ2用来衡量调速器的准确性，其值愈小，表示调速器的准确性愈好。 δ2在国外称速度降（Speed droop）。对单台柴油机运转允许δ2=0，表示该柴油 机将不随外界负荷变化而保持恒速运转。但在几台柴油机并联工作时，为使各机负
荷分配合理，各机的δ2必须相等且不得为零。对δ2的要求应根据柴油机的用途而定。 我国有关规范规定，船用主机的δ2≯10% ；交流发电机的δ2≯5%。
速，以保证发电机的电压和频率恒定。若外界负荷减少而喷油量不变，则 柴油机的功率就会大于外负荷而使转速升高，转速升高后又进一步扩大了 功率的不平衡，使转速继续升高以致发生飞车，反之，若外界负荷增加而 喷油量不变，柴油机转速就会降低并最终导致停车。所以，发电柴油机自 身没有自动调速性能，为保证在外负荷变化时仍能保持恒速稳定运转，必 须装设定速调速器。
调速器知识
一 调节系统参数1 水流惯性时间常数w T水流惯性时间常数是指在额定工况下，表征过水管道中水流惯性的特征时间，其表达式为 223580r r a r r J GD n T M N ω==r w r rLV Q L T gH S gH ==∑∑ 式中w T 为水流惯性时间常数，Q r 为水轮机设计流量， H r 为水轮机设计水头，S 为每段过水管道的截面面积，L 为相应每段过水管道的长度，V 为响应每段过水管道的流速，G 为重力加速度w T 表示过水管道水流的惯性，它是水轮机主动力矩变化存在滞后的主要原因，也是造成调节系统不稳定和动态品质恶化的主要因素。
在其他条件不变时，w T 越大，水流惯性越大，水击作用越显着，则调节过程的振幅越大，振荡次数越多，调节时间越长，以至最后超出稳定范围。
2 机组惯性时间常数机组惯性时间常数是指机组在额定转速时的动量矩与额定转矩之比。
其表达式为式中T a 为机组惯性时间常数，J ωr 为额定转速时机组的动量矩，GD 2为机组飞轮力矩，M r 为机组额定转矩，N r 为发电机额定功率，n r 为机组额定转速T a 的物理意义是：在与发出额定功率相当的额定转矩下，机组由静止达到额定转速所需要的时间。
T a 越大，越有利于调节系统的稳定，而且在调节过程中能够见效转速的偏差和减缓转速的变化，但有可能使调节时间变长。
若T a 过小，将使调节系统难以稳定。
3永态转差系数b p 、永态调差系数e p调节系统的静特性有两种情况：图1（a ）为无差静特性，表示机组出力不论为何值，调节系统均保持机组转速n 0，即静态误差为零。
图1（b ）为有差静特性，当机组出力增大时，调节系统将保持较低的机组转速，即静态误差不为零，永态调差系数e p 定义为调速系统静特性曲线图上某一规定点的斜率的负数。
（反馈为功率反馈）图1（c ）也为有差静特性，它以接力器行程Y 为横坐标，以机组转速n 为纵坐标 （反馈为导叶反馈）。
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2)稳定时间ts （1）表示过渡过程的长短，越短说明调速 器的稳定性越好 （2）我国规定: 交流发电柴油机ts ≯5s
2.动态指标 动态指标评定调速系统过渡过程的性能，即稳 定性，一般采用： 1)瞬时调速率δ1 （1）定义：柴油机突加（或突卸)全负荷后的最小 (最大)转速与负荷改变前的转速之差同标定转速 之比值的百分数，即 δ1(突卸)=(nmax-nb)/nb*100% δ1(突加)=(nmin-n0max)/nb*100% （2）我国规定：发电柴油机δ1(突加) ≯ 10％
第二节调速器的性能指标
1调速器的静态指标 1）稳定调速率δ2（速度降speed drop；静速 差） （1）定义：当操纵手柄在标定供油位置时， 最高空载转速与标定转速之差同标定转速比 值的百分数，即 δ2= （n0max-nb）/ nb*100% （2）作用：衡量调速器的准确性 ，其值愈小 表示调速器的准确性愈好 （3）我国规定：船用主机应不超过10％；（1）转速波动率 定义：柴油机在稳定运转时转速变化的 程度 柴油机回转力矩不均匀引起 （2）转速变化率：表征转速变化的大小 （3）要求：标定工况时Φ（0.25－0.5） ％； ψ （0.5－1）％
3)不灵敏度ε （1）ε =(n2-n1 )/nm*100% （2）表征调速器动作灵敏性，即转速变化 量足够大时调速器才能起作用的性能参数 （3）要求：一般规定标定转速时不灵敏度 不超过1.5～2%;最低转速时不超过10～13%