ESD5500E GAC Sterownik Prędkości
Regulator prędkości GAC ESD5500E
GAC ESD5500E to elektroniczny regulator prędkości obrotowej silnika przeznaczony do szybkiego i precyzyjnego sterowania prędkością w odpowiedzi na zmiany obciążenia. Współpracuje z proporcjonalnym siłownikiem elektrycznym oraz magnetycznym czujnikiem prędkości obrotowej.
Regulator może pracować zarówno w trybie izochronicznym, utrzymując stałą prędkość obrotową niezależnie od zmian obciążenia, jak i w trybie droop, stosowanym między innymi podczas pracy równoległej zespołów prądotwórczych. Konstrukcja urządzenia została przystosowana do pracy w trudnych warunkach środowiska silnikowego.
Seria obejmuje kilka wariantów:
- ESD5500E – standardowy regulator Multi-V DC,
- ESD5520E – wersja Light-Force z układem PID zoptymalizowanym dla małych prądów oraz rozszerzoną funkcją droop,
- ESD5522E – wersja Light-Force przeznaczona m.in. do układów Cummins EFC Forward Acting,
- ESD5526E – wersja Light-Force z układem Anti-Windup, zalecana m.in. do T1/T2 ATB,
- ESD5528E – wersja z układem Anti-Windup do zastosowań z silnikami gazowymi.
Zastosowanie
Regulatory GAC ESD5500E są przeznaczone do elektronicznego sterowania prędkością silników w aplikacjach wymagających stabilnej i szybkiej reakcji na zmianę obciążenia.
Typowe zastosowania obejmują przede wszystkim:
- zespoły prądotwórcze,
- silniki wysokoprężne i gazowe,
- układy wymagające utrzymywania stałej prędkości obrotowej,
- systemy pracy równoległej generatorów,
- instalacje wykorzystujące synchronizację automatyczną i podział obciążenia,
- aplikacje z możliwością zdalnej regulacji prędkości,
- układy wymagające pracy z prędkością znamionową lub biegiem jałowym.
W trybie droop regulator umożliwia celowe obniżanie prędkości silnika wraz ze wzrostem obciążenia, co jest szczególnie przydatne podczas równoległej pracy generatorów.
Urządzenie posiada również wejście akcesoriów umożliwiające współpracę z modułami load sharing, automatycznymi synchronizatorami i innymi elementami systemu regulatora.
Najważniejsze cechy
- elektroniczne sterowanie prędkością silnika,
- praca izochroniczna oraz droop,
- wysoka dokładność regulacji,
- szybka reakcja na zmiany obciążenia,
- zasilanie z instalacji 12 V DC lub 24 V DC,
- możliwość zdalnej regulacji prędkości,
- regulacja biegu jałowego,
- regulacja parametrów GAIN i STABILITY,
- regulacja dawki paliwa podczas rozruchu,
- funkcja SPEED RAMPING,
- wejście do współpracy z synchronizatorem i systemem load sharing,
- wyjście zasilania 10 V DC dla akcesoriów GAC,
- zabezpieczenie przed napięciem odwrotnym i stanami przejściowymi,
- odporność na drgania, wilgotność i trudne warunki środowiskowe.
Dane techniczne
Parametry regulacji
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Dokładność pracy izochronicznej | ±0,25% lub lepsza |
| Zakres częstotliwości regulatora | 1–7,5 kHz, praca ciągła |
| Dryft prędkości w funkcji temperatury | maks. ±1% |
| Zakres droop | 1–5% |
| Zakres Speed Trim | ±200 Hz |
| Zdalny zakres zmiennej prędkości | 500 Hz–7,5 kHz |
Zasilanie i sygnały
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Napięcie zasilania | instalacje 12 V DC i 24 V DC |
| Polaryzacja | masa ujemna, obudowa izolowana |
| Pobór prądu regulatora | 50 mA + prąd siłownika |
| Sygnał czujnika prędkości | 1–50 V AC |
| Zakres sygnału czujnika | do 120 V RMS |
| Minimalny prąd siłownika | 1 A |
| Prąd nominalny | 7 A |
| Prąd szczytowy | 10 A |
| Wyjście pomocnicze | 10 V DC, maks. 20 mA |
Warunki środowiskowe i mechaniczne
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Temperatura pracy | –40 do +85°C |
| Wilgotność względna | do 95% |
| Odporność na drgania | 1 g, 20–100 Hz |
| Masa | ok. 0,54 kg |
| Pozycja montażowa | dowolna, zalecana pionowa |
| Wykończenie powierzchni | odporne na korozję i rozwój grzybów |
Urządzenie jest zgodne m.in. z wymaganiami CE, RoHS oraz posiada certyfikacje Lloyd’s Register, DNV/GL i Bureau Veritas.
Instalacja
Regulator powinien być instalowany w szafie sterowniczej, obudowie silnika lub szczelnej metalowej skrzynce. Producent zaleca montaż pionowy, szczególnie w środowisku o podwyższonej wilgotności, ponieważ ułatwia on odpływ cieczy. Należy również unikać miejsc narażonych na nadmierne nagrzewanie.
Schemat wymiarowy oraz rozmieszczenie zacisków przedstawiono na stronie 2 instrukcji, natomiast pełny schemat połączeń elektrycznych znajduje się na stronie 3 dokumentu.
Podstawowe zasady okablowania
Producent zaleca stosowanie przewodów ekranowanych dla wszystkich zewnętrznych połączeń regulatora. Ekrany powinny być uziemione jednostronnie, do jednego wspólnego punktu obudowy regulatora.
Dla zacisków siłownika i zasilania należy stosować przewód co najmniej 16 AWG / ok. 1,3 mm². Przy długich przewodach może być wymagany większy przekrój ze względu na spadki napięcia.
Dodatni przewód zasilania doprowadzony do zacisku F musi zostać zabezpieczony bezpiecznikiem 15 A.
Przewody magnetycznego czujnika prędkości podłączone do zacisków C i D należy skręcić lub ekranować na całej długości.
Odległość pomiędzy końcówką czujnika a zębami wieńca powinna wynosić około 0,5 mm. Producent zaleca ustawienie czujnika poprzez jego zetknięcie z zębem wieńca, a następnie wycofanie o około 3/4 obrotu. Podczas rozruchu napięcie z czujnika powinno wynosić co najmniej 1 V AC RMS.
Funkcje zacisków
- A, B – siłownik,
- C, D – magnetyczny czujnik prędkości,
- E, F – zasilanie akumulatorowe, odpowiednio – / +,
- G – masa sygnałowa,
- H – opcjonalne połączenie pomocnicze dla wybranych aplikacji 12 V,
- J – wejście regulacji zmiennej prędkości,
- K, L – aktywacja funkcji droop,
- M – wybór biegu jałowego,
- N – wejście akcesoriów / synchronizacji / load sharing,
- P – wyjście pomocnicze 10 V DC.
Uwaga: zacisków nie należy nadmiernie dokręcać. Producent podaje maksymalny moment około 1,01 ±0,28 Nm.
Regulacja przed uruchomieniem
Przed pierwszym uruchomieniem silnika producent zaleca następujące ustawienia:
| Regulator | Ustawienie początkowe |
|---|---|
| GAIN | pozycja środkowa |
| STABILITY | pozycja środkowa |
| SPEED TRIM | pozycja środkowa |
| STARTING FUEL | maksymalnie zgodnie z ruchem wskazówek zegara |
| SPEED RAMPING | maksymalnie przeciwnie do ruchu wskazówek zegara |
Fabryczne ustawienie prędkości odpowiada w przybliżeniu prędkości biegu jałowego — około 1000 Hz sygnału z czujnika lub 600 obr./min. Jeśli silnik nie uruchamia się, można zwiększyć ustawienie SPEED przez obrót regulatora zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Regulacja prędkości
Prędkość zadana zwiększa się przez obracanie potencjometru SPEED zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Regulator SPEED jest potencjometrem 25-obrotowym, co umożliwia precyzyjne ustawienie prędkości.
Opcjonalnie można zastosować zewnętrzny potencjometr 5 kΩ Speed Trim Control do zdalnego ustawiania prędkości.
Regulacja GAIN i STABILITY
Po osiągnięciu przez silnik prędkości roboczej, przy braku obciążenia, można przeprowadzić regulację dynamiki układu.
Dla parametru GAIN:
- Obracać regulator zgodnie z ruchem wskazówek zegara do momentu pojawienia się niestabilności.
- Stopniowo obracać go w przeciwnym kierunku, aż układ ponownie stanie się stabilny.
- Cofnąć nastawę jeszcze o jedną działkę, aby zapewnić zapas stabilności.
Parametr STABILITY reguluje się w analogiczny sposób.
Regulacja paliwa rozruchowego
Funkcja STARTING FUEL pozwala ograniczyć zadymienie podczas rozruchu.
Producent zaleca najpierw ustawić silnik na biegu jałowym przez połączenie zacisków M i G, ustawić możliwie niską dopuszczalną prędkość IDLE, a następnie stopniowo zmniejszać STARTING FUEL do momentu, gdy prędkość zacznie spadać. Następnie należy nieznacznie zwiększyć ustawienie, aby powrócić do wymaganej prędkości jałowej.
Regulacja SPEED RAMPING
Parametr SPEED RAMPING określa sposób przechodzenia silnika z biegu jałowego do prędkości znamionowej.
Ustawienie można dobrać tak, aby ograniczyć emisję dymu podczas przyspieszania. Jeśli czas rozruchu jest zbyt długi, producent zaleca niewielkie zwiększenie STARTING FUEL.
Tryb DROOP
Tryb droop stosowany jest przede wszystkim podczas równoległej pracy generatorów.
Wraz ze wzrostem obciążenia prędkość silnika jest wtedy stopniowo zmniejszana. Wielkość droop zwiększa się przez obrót regulatora DROOP zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Po ustawieniu wymaganej wartości droop może być konieczna ponowna korekta znamionowej prędkości silnika.
Zdalna regulacja prędkości
Regulator ESD5500E umożliwia zastosowanie zewnętrznego potencjometru pozwalającego na płynną zmianę prędkości silnika.
Producent podaje następujące przykładowe wartości:
| Zakres częstotliwości | Potencjometr |
|---|---|
| 900 Hz | 1 kΩ |
| 2400 Hz | 5 kΩ |
| 3000 Hz | 10 kΩ |
| 3500 Hz | 25 kΩ |
| 3700 Hz | 50 kΩ |
Jeżeli wymagany zakres znajduje się pomiędzy wartościami z tabeli, należy wybrać kolejną wyższą wartość potencjometru.
Bezpieczeństwo
Regulator prędkości nie powinien być jedynym zabezpieczeniem silnika przed nadmierną prędkością obrotową.
Producent wymaga zastosowania niezależnego urządzenia zabezpieczającego przed overspeed, np. dodatkowego układu odcinającego paliwo. Awaria systemu regulacji mogłaby w przeciwnym razie doprowadzić do uszkodzenia urządzenia lub zagrożenia dla ludzi.
