يعد الحفاظ على استقرار تردد التيار المتردد (50 هرتز عند 1500 دورة/دقيقة أو 60 هرتز عند 1800 دورة/دقيقة) في ظل التغيرات المفاجئة في الأحمال الكهربائية متطلباً أساسياً لمولدات الديزل في التطبيقات الرئيسية والاحتياطية. بينما تعاني منظمات السرعة الميكانيكية التقليدية من هبوط ملحوظ في السرعة واستجابة بطيئة وتآكل ميكانيكي مستمر، يوفر نظام التحكم الإلكتروني في سرعة المحرك ذو الحلقة المغلقة دقة تنظيم فائقة مع استقرار في الحالة المستقرة أفضل من ±0.25%.
يتألف نظام التحكم الإلكتروني المتكامل في السرعة من ثلاثة عناصر مترابطة:
- حساس السرعة (حساس الالتقاط المغناطيسي MPU): يستشعر سرعة دوران المحرك اللحظية من أسنان ترس الحذافة.
- وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (كارت منظم السرعة): تعالج تردد النبضات وتنفذ خوارزميات PID وتتحكم في تيار الخرج المستمر.
- المشغل الكهرومغناطيسي (Actuator): يحول التيار الكهربائي إلى عزم دوران ميكانيكي لتحريك جريدة مضخة حقن الوقود.
يوضح هذا الدليل الفني بالتفصيل مبادئ التشغيل، ومخطط توصيل الأطراف، وإجراءات المعايرة، وقواعد الأمان للمنظومة القياسية المتوافقة مع GAC والمبنية على منظم السرعة الإلكتروني ESD5550E، والمشغل الدوار ADC225، وحساس السرعة المغناطيسي MSP675، والطقم الكامل نظام التحكم في السرعة ADC225+ESD5500E+MSP675.
1. بنية نظام التحكم في السرعة ذي الحلقة المغلقة
يعمل نظام تنظيم السرعة على مبدأ التغذية الراجعة السلبية المستمرة. ويتم تصحيح أي انحراف في سرعة دوران المحرك خلال أجزاء من الألف من الثانية قبل أن يؤثر انخفاض التردد على الأجهزة الكهربائية المتصلة.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| مخطط بنية نظام التحكم في السرعة ذي الحلقة المغلقة |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| |
| +-------------------+ نبضات جهد متردد +---------------------------+ |
| | ترس الحذافة | ----------------------> | حساس السرعة المغناطيسي | |
| | (Flywheel Ring) | (0.5 - 120V RMS, MPU) | (MSP675) | |
| +-------------------+ +---------------------------+ |
| ^ | |
| | دوران | إشارة تردد |
| | ميكانيكي v (1 - 7.5 kHz) |
| +-------------------+ +---------------------------+ |
| | محرك الديزل | | وحدة التحكم في السرعة | |
| | (عمود الكرنك) | | (ESD5550E / ESD5500E) | |
| +-------------------+ +---------------------------+ |
| ^ | |
| | وصلة تحريك جريدة | تيار قيادة PWM |
| | الوقود الميكانيكية v (0 - 15A DC) |
| +-------------------+ عزم دوران عمود +---------------------------+ |
| | مضخة حقن الوقود | <---------------------- | المشغل الكهرومغناطيسي | |
| +-------------------+ (1.4 Nm, 25 درجة) | (ADC225) | |
| +---------------------------+ |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
1. استشعار السرعة (MSP675)
يتميز حساس السرعة MSP675 بجسم مسنن بمقاس 3/4-16 UNF وطول سن 3.0 بوصة (76 مم) مع أسلاك توصيل مقاومة للحرارة بطول 7.0 بوصة (178 مم). مع مرور أسنان الحذافة أمام القطب المغناطيسي للحساس، يؤدي تغير التدفق المغناطيسي إلى توليد جهد متردد جيبي:
- معادلة حساب التردد: $$f_{\text{MPU}} = \frac{\text{RPM} \times Z_{\text{عدد الأسنان}}}{60}$$
- نطاق جهد الإشارة: من 0.5 إلى 120 فولت RMS عبر كامل نطاق التشغيل (عادة من 1.5 إلى 30 فولت متردد أثناء بدء التشغيل والسرعة المقننة).
- درجة حرارة التشغيل: من −55 إلى +105 درجة مئوية.
2. معالجة الإشارة والتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي PID (ESD5550E)
تقوم وحدة التحكم في السرعة ESD5550E بتنقية إشارة الحساس ومقارنتها بالقيمة المحددة عبر مقياس الجهد SPEED (نطاق الضبط من 1 إلى 7.5 كيلوهرتز). وتحسب دوائر PID خطأ السرعة اللحظي وتتحكم في تيار الخرج المستمر المعدل بعرض النبضة المشغل لملف الأكتويتر:
- جهد التغذية: 12 أو 24 فولت تيار مستمر (تغذية من بطارية النظام، الطرف السالب مؤرض).
- استقرار السرعة في الحالة المستقرة: أفضل من ±0.25%.
- الانجراف الحراري: أقصى انحراف ±1.0% عبر كامل نطاق درجات الحرارة.
3. التحكم الميكانيكي في الوقود (ADC225)
يعتبر المشغل الدوار ADC225 سيرفو كهرومغناطيسي تناسبي دوار مباشر لا يحتوي على أجزاء احتكاك انزلاقية داخلية:
- أقصى عزم دوران للخرج: 1.0 رطل-قدم (1.4 نيوتن متر).
- شوط الدوران الزاوي: 25° ± 1° (باتجاه أو عكس عقارب الساعة).
- تيار التشغيل: 2.0 أمبير عند 12 فولت (1.0 أمبير عند 24 فولت)؛ وتيار مستمر مقنن أقصى يصل إلى 6.0 أمبير (12 فولت) / 3.0 أمبير (24 فولت).
- توصيل الوصلات: قضيب مسنن قياسي 1/4-28 مع نهايات كروية مفصلية.
2. دليل توصيل الأطراف بالتفصيل (ESD5550E)
يعد التوصيل الدقيق للأسلاك شرطاً أساسياً لمنع التداخل الكهرومغناطيسي مع دخل قياس التردد الحساس. فيما يلي مخطط الأطراف الرسمي وفقاً لكتيب ESD5550E المعتمد.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| مخطط ترتيب أطراف كارت التحكم ESD5550E |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] [ E ] [ F ] [ G ] [ H ] [ J ] [ K ] [ L ] [ M ] [ N ] [ P ]
| |---------| |---------| |---------| | | | | | | |-----|
| خرج المشغل حساس السرعة تغذية البطارية أرضي دخل خرج مفتاح مفتاح ضبط تعويض الوقت
| (إلىADC225) (إلىMSP675) (-E, +F 15A) الدائرة إضافي +10V انحدار تباطؤ السرعة الميت (C1/C2)
| AUX DROOP IDLE (5k)
+-----------------------------------------------------------------------------------+
جدول وظائف أطراف التوصيل
| الطرف | الرمز | الوصف وقواعد التوصيل |
|---|---|---|
| A | ACTUATOR | الخرج إلى ملف المشغل ADC225 (مقطع السلك ≥1.5 مم²). أضف وصلة كوبري لنظام 12 فولت أو تيار >5 أمبير. |
| B | ACTUATOR | خط الرجوع لملف المشغل ADC225. يوصى باستخدام كابل محمي لمطابقة معايير CE. |
| C | PICK-UP | دخل إشارة (+) لحساس السرعة المغناطيسي MSP675. استخدم كابلاً مزدوجاً مجدولاً ومحمياً. |
| D | PICK-UP | دخل إشارة (−) لحساس السرعة المغناطيسي MSP675. يتم تأريض شيلد الحماية عند الطرف D فقط؛ ويترك معزولاً عند جهة الحساس. |
| E | BATTERY (-) | دخل القطب السالب لتغذية التيار المستمر. يوصل مباشرة بقطب البطارية السالب أو شريط التأريض الرئيسي. |
| F | BATTERY (+) | دخل القطب الموجب لتغذية التيار المستمر (+12 أو +24 فولت). يجب حمايته بفيوز 15 أمبير كحد أقصى. |
| G | GROUND | الأرضي المرجعي للدائرة الإلكترونية الداخلية. |
| H | AUX INPUT | دخل تناظري إضافي (−10 إلى +10 فولت تيار مستمر لموزع الأحمال أو جهاز المزامنة). المقاومة الداخلية >40 كيلو أوم. |
| J | +10V OUTPUT | خرج منظم +10 فولت تيار مستمر للمقاومات المتغيرة الخارجية (تيار أقصى 20 مللي أمبير). |
| K | DROOP | مفتاح وضع الانحدار (Droop). وصل الطرف K بالأرضي (G أو J) لتفعيل وضع الانحدار؛ اتركه مفتوحاً للوضع المتزامن (Isochronous). |
| L | IDLE | مفتاح وضع التباطؤ. وصل الطرف L بالأرضي (G) للتحويل إلى سرعة التباطؤ المحددة مسبقاً. |
| M | SPEED TRIM | دخل الضبط الدقيق للسرعة عن بُعد. وصل مقاومة متغيرة 5 كيلو أوم بين الأطراف G و J و M لضبط السرعة بنطاق ±5%. |
| N / P | C1 / C2 | مفاتيح تعويض الوقت الميت (Dead Time Compensation) لمعالجة التذبذب في المحركات ذات الشاحن التوربيني أو خلوص الوصلات. |
3. خطوات التشغيل التجريبي ومعايرة مقاييس الجهد
قبل تشغيل المحرك لأول مرة، قم بإجراء الفحص الميكانيكي والكهربائي، ثم اتبع الخطوات الست التالية لمعايرة النظام.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| إجراءات المعايرة القياسية المكونة من 6 خطوات |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| |
| [الخطوة 1: فحص الوصلات] --> التأكد من حركة الوصلة بسلاسة ورجوع السوستة |
| | |
| [الخطوة 2: فجوة حساس السرعة] --> ربط حتى التلامس ثم الرجوع 1/2 إلى 3/4 دورة |
| | |
| [الخطوة 3: الضبط الأولي للكارت]--> ضبط GAIN و STABILITY على المنتصف 50% |
| | |
| [الخطوة 4: بدء التشغيل والدخان]--> ضبط STARTING FUEL لمنع الدخان الأسود والتسارع |
| | |
| [الخطوة 5: السرعة المقننة PID] --> ضبط SPEED على 1500/1800 دورة وإلغاء التذبذب |
| | |
| [الخطوة 6: اختبار السرعة الزائدة]-> معايرة OVERSPEED والتحقق بزر TEST |
| |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
الخطوة 1: تركيب الوصلات الميكانيكية والتأكد من حركتها
- اربط ذراع المشغل ADC225 بجريدة مضخة الحقن باستخدام القضيب المسنن 1/4-28 والوصلات المفصلية الكروية.
- حرك الوصلة يدوياً من وضع الإيقاف التام (Stop) إلى وضع أقصى وقود (Full Fuel): يجب أن تكون الحركة سلسة تماماً دون أي احتكاك أو خلوص زائد.
- تأكد من أن السوستة الداخلية للمشغل تعيد جريدة الوقود فوراً وبقوة إلى وضع الإيقاف التام عند فصل التغذية الكهربائية.
- اضبط زوايا الأذرع بحيث يغطي مشوار مضخة الوقود الكامل ما بين 70% إلى 80% من زاوية دوران المشغل المتاحة (حوالي 20° إلى 22° من أصل 25°).
الخطوة 2: ضبط الفجوة الهوائية لحساس السرعة
- قم بتدوير المحرك حتى تصبح قمة أحد أسنان ترس الحذافة في منتصف فتحة الحساس تماماً.
- اربط حساس السرعة MSP675 يدوياً حتى تلامس مقدمته سن الترس برفق.
- قم بفك الحساس بمقدار 1/2 إلى 3/4 دورة للخلف (ما يعادل فجوة هوائية 0.6 إلى 1.0 مم).
- ثبت جسم الحساس وأحكم ربط صامولة التثبيت بقوة.
- قم بتدوير المحرك بالمارش وقس الجهد المتردد بين الطرفين C و D: يجب ألا يقل عن 0.5 فولت RMS.
الخطوة 3: الضبط الأولي للمقاومات المتغيرة قبل التوصيل
SPEED: اضبطه في المنتصف تقريباً.GAIN(معامل الكسب): اضبطه على 50% (المنتصف).STABILITY(الاستقرار): اضبطه على 50% (المنتصف).DROOP(الانحدار): عكس اتجاه عقارب الساعة حتى النهاية (0% انحدار، الوضع المتزامن).STARTING FUEL(وقود البدء): اضبطه على 50% (المنتصف).SPEED RAMPING(زمن التسارع): عكس اتجاه عقارب الساعة حتى النهاية (أقصر زمن).
الخطوة 4: بدء التشغيل والحد من الدخان الأسود
- وصل تغذية التيار المستمر (مع التأكد من سلامة فيوز 15 أمبير).
- شغل محرك الديزل. إذا انبعث دخان أسود كثيف لحظة البدء، أدر مقياس
STARTING FUELعكس اتجاه عقارب الساعة لتقليل فتحة جريدة الوقود أثناء التدوير. - إذا كان المحرك يواجه صعوبة في الإشعال لنقص الوقود، أدر
STARTING FUELقليلاً باتجاه عقارب الساعة. - أدر
SPEED RAMPINGباتجاه عقارب الساعة لضبط تسارع ناعم وتدريجي من سرعة التباطؤ إلى السرعة المقننة (قابل للضبط من 1 إلى 20 ثانية).
الخطوة 5: ضبط السرعة المقننة ومعايرة PID (إلغاء التذبذب Hunting)
بعد وصول المحرك إلى درجة حرارة التشغيل الطبيعية:
- اضبط مقياس
SPEEDحتى يصبح التردد دقيقاً عند 50.0 هرتز (1500 دورة/دقيقة) أو 60.0 هرتز (1800 دورة/دقيقة). - ضبط معامل الكسب (GAIN): أدر
GAINببطء باتجاه عقارب الساعة حتى يبدأ المحرك بالتذبذب الخفيف (Hunting)، ثم أعده للخلف عكس اتجاه عقارب الساعة بمقدار 5° إلى 10° حتى يستقر تماماً. - ضبط الاستقرار (STABILITY): أدر
STABILITYباتجاه عقارب الساعة حتى تظهر بوادر عدم الاستقرار ثم أعده قليلاً للخلف. - مفاتيح تعويض الوقت الميت (C1 و C2): إذا استمر المحرك في التأرجح البطيء (<1 هرتز)، حرك المفتاح C1 إلى وضع
ON. وللاهتزازات السريعة، فعل C2 (ON). للاطلاع على تشخيص متقدم لحالات عدم الاستقرار، يرجى مراجعة دليل تشخيص تذبذب منظمات سرعة المولدات.
الخطوة 6: ضبط الانحدار واختبار حماية السرعة الزائدة
- ضبط الانحدار (DROOP) للتوازي: أغلق المفتاح المتصل بالطرف K واضبط مقياس
DROOPباتجاه عقارب الساعة للحصول على هبوط بنسبة 3% إلى 5% في السرعة عند الحمل الكامل مقارنة باللاحمل. - حماية السرعة الزائدة: يحتوي ESD5550E على دائرة مدمجة لكشف السرعة الزائدة. اضبط مقياس
OVERSPEED(عادة عند 110% إلى 115% من السرعة المقننة، أي 1650 دورة لمولد 50 هرتز أو 1980 دورة لمولد 60 هرتز). اضغط على زرTESTللتأكد من إضاءة لمبة البيان وانفصال الخرج.
4. قاعدة السلامة الإلزامية: نظام حماية مستقل من السرعة الزائدة
⚠️ تحذير أمان بالغ الأهمية (مقتبس مباشرة من الوثائق الفنية الرسمية لـ ESD5550E)
يجب تزويد كل محرك بجهاز إيقاف للسرعة الزائدة مستقل تماماً عن نظام منظم السرعة الإلكتروني، لمنع حدوث انفلات كارثي للمحرك أو تلف المعدات أو وقوع إصابات بشرية.
يحظر تماماً الاعتماد فقط على كارت منظم السرعة الإلكتروني والمشغل لمنع السرعة الزائدة.
يجب تركيب آلية إيقاف ثانوية مستقلة كلياً—مثل سولينويد إيقاف وقود الديزل المزود بسوستة إرجاع أو صمام خنق سحب الهواء.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| مخطط منظومة الأمان المزدوجة للتحكم في محركات المولدات |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| |
| حلقة التحكم الرئيسية (التحكم المستمر في السرعة): |
| [حساس MSP675] ---> [المنظم ESD5550E] ---> [المشغل ADC225] ---> [جريدة الوقود] |
| |
| حلقة أمان الطوارئ الثانوية (فصل طوارئ مستقل تماماً لا يمر بالمنظم): |
| [لوحة تحكم المحرك / كاشف السرعة الزائدة] ----> [سولينويد الإيقاف] ---> [قطع فوري]|
| |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
في حال حدوث انحشار ميكانيكي في الوصلات أو انقطاع في أسلاك الحساس أو قصر في ترانزستور قدرة المنظم، ستعجز حلقة التحكم الرئيسية عن خفض الوقود. في هذه اللحظة، تفصل دائرة الأمان الثانوية التغذية عن سولينويد الوقود فوراً، لتقوم السوستة الميكانيكية بقطع الوقود في جزء من الثانية وإيقاف المحرك بأمان.
5. المنظومة المتكاملة المكونة من 3 قطع مقابل قطع الغيار الفردية
عند تحديث المحركات ذات المنظمات الميكانيكية القديمة أو استبدال الكروت التالفة، يضمن اختيار منظومة متكاملة متوافقة مسبقاً من المصنع تفادي مشاكل عدم توافق المعاوقة أو قصور قدرة القيادة.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| خيارات منتجات التحكم في السرعة من POPULACE |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| |
| 1. طقم متكامل متوافق من 3 قطع (موصى به): |
| - الطراز: طقم 3 في 1 ADC225 + ESD5500E + MSP675 |
| - الرمز: speed-control-system-esd5500eadc225msp675 |
| - يشمل: مشغل (12V/24V) + كارت منظم سرعة + حساس سرعة 3 بوصة |
| - الاستخدام: مشاريع تحويل المنظم الميكانيكي إلى إلكتروني والعمرات الشاملة |
| |
| 2. قطع غيار منفصلة: |
| - كارت منظم سرعة إلكتروني: droop-governor-esd5550e (12V/24V شامل) |
| - مشغل كهرومغناطيسي دوار: droop-governor-adc225 (عزم 1.4 Nm، شوط 25 درجة) |
| - حساس سرعة مغناطيسي: speed-sensor-msp675 (سن 3/4-16 UNF، طول 3 بوصة) |
| - الاستخدام: الاستبدال السريع للمكونات التالفة في الموقع |
| |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
مزايا النظام المتكامل من POPULACE
- اختبار ديناميكي بنسبة 100% على منصات الاختبار: يتم فحص واختبار كل مجموعة ADC225+ESD5500E+MSP675 ديناميكياً في مصانع POPULACE المعتمدة وفقاً لمعيار ISO9001 في شيامن قبل الشحن.
- توافق ديناميكي مثالي: مرحلة الخرج في المنظم محسوبة بدقة لتناسب محاثة ومقاومة ملف المشغل ADC225.
- توافق واسع مع كبرى المحركات: متوافق بالكامل مع محركات Cummins و Perkins و Deutz و Weichai و Yuchai وغيرها. للمزيد من بدائل القطع، راجع دليل المطابقة التبادلية لقطع غيار المولدات.
الدعم الفني وطلبات الهندسة
قبل تقديم طلبك أو إجراء عملية التحويل في الموقع، يرجى تزويد فريقنا الفني بالمعلومات التالية:
- الشركة المصنعة للمحرك، وسعته، وطرازه الدقيق.
- عدد أسنان ترس الحذافة (لحساب نطاق تردد الحساس).
- جهد بطارية التحكم المستمر (12 أو 24 فولت).
- نوع مضخة حقن الوقود لتحديد نوع وصلات التثبيت المناسبة.
تواصل مع فريقنا الهندسي عبر البريد الإلكتروني [email protected] أو قدم استفسارك عبر صفحات المنتجات للحصول على المخططات الفنية والرسومات الهندسية وأسعار الجملة المباشرة من المصنع.
