摘要：目前，电力电子发展迅猛，船舶交流电系统也得到了有效推动和长足发展。船舶所有负载通常由同一电站提供电力，致使对电站容量和自动化提出了更高要求。配备电子调速器的柴油发电机组确保了船舶电站的高质发电和供电，从而使所有电气设备能够可靠和有效地运行。
关键词：船舶；电子调速器；转速不稳或自动停机故障的研究；电子智能诊断故障的趋势
引言
为了使柴油发电机组能够提供高质量电力，必须保持发电机的电压和频率稳定。电压通过发电机压力自动调节系统实现，频率通过柴油机转速实现。频率是测量电能质量的重要参数，与电机转速直接相关。由于船舶电网负荷实时变化，且柴油机组工作环境复杂，致使柴油机组难以保持恒定转速运转。为此，调速装置广泛应用于船舶电站的柴油发电机组中。调速器的作用是通过柴油机执行机构改变供油机构的位置，从而改变循环供油量，调整转速范围在规定值之内，尽可能保证柴油机转速的稳定性。配备电子调速器的柴油发电机组性能较好，因此广泛用于船舶电站中。现对此类发电机组转速不稳或自动停机等常见故障进行分析，并研究了利用电子智能技术诊断故障的趋势。
1电子调速器在船舶上的广泛应用
调速器是一种自动调节装置，在柴油发电机组负荷变化的情况下，调速器能够自动控制增加或减少输出的油量，使燃油喷射泵以恒定的转速运转，从而达到降低成本和减少污染的效果，在船舶动力控制系统中占有重要的地位。用作柴油发电机组的电子调速器与机械调速器相比具有瞬时转速变化小，自动同步运转，自动负荷分配，对复杂控制要求的适应性好的优点，因此电子调速器广泛应用于船舶发电机组上。为了保证船舶电站频率的稳定，电子调速器要保证对发电机组的转速进行一个定值的控制，同时还需要一个可靠的监控系统对电子调速器的工作状态进行监控，出现问题的情况及时进行调整及生成报告，并进行一定的人为干预。因此，深入研究调速系统的功能结构和运行模式，进而建立一套适合船舶电力系统特征的动态数学模型，并进行仿真模拟很有必要。同时应对仿真模型进行不同突发情况下的测试，以确定此电子调速器仿真模型的稳定性和可实现性。电子调速器系统包括调速器及面板监控系统两部分，其中调速器具有调节和执行两大功能，调节器通过电磁传感器来测定转速的快慢，起到控制规律运算的作用，执行器接收调节器反馈的信号，来改变供油量，起到输出量的功率放大作用，通过这两部分对柴油机进行动作，然后对发电机进行控制，达到转速调节的目的。
2电子调速器柴油发电机组转速不稳或停机故障常见原因及分析
2.1 从调速各机件入手，逐项分析影响因素。首先，执行器引起转速不稳的概率较高。因为执行器所处环境比较恶劣，高温、振动、控制其开度的直流可变电压容易受到外界干扰；执行器调节开度细微，含有杂质的燃油会使其异常磨损甚至卡滞，致使动作不到位，调速不到位。其次，测速探头因工作环境不良，表面易积灰，检测到有干扰的脉冲信号，这是调速不稳定的另一原因。再次，电控板通常不易损坏，但可通过调整上面各种功能按钮来消除部分转速波动不稳现象。
2.2油柜进出燃油的压力也会对柴油机转速有一定的影响。在调速环节各元件均正常情况下，油柜内燃油回流扰动和除气不及时，会引起的燃油压力不稳，这种压力会被及时化解。但是，当调速元件有任何异常时（主要是燃油滤器脏堵、执行器故障、外界负荷突变），这种不稳的压力将无法消除，并最终导致柴油机转速不稳定的问题出现，甚至停机。
2.3如果在柴油发电机组自动停机后，初步推断为燃油系统故障时，可以按照以下步骤进行分析、检查、确定。1)最大节流位置柴油机也自动停机，柴油燃油系统故障。第一个判断是燃油供应不足。即，先检查燃油过滤器，看过滤器更是否脏堵，若较脏，为安全起见更换过滤器。
启动后，如故障仍然存在，进行下一步。2)检查燃油管路是否有脏阻塞，分解停车电磁阀，发现电磁阀工作正常。然后，在没有异常的情况下，拆卸和释放燃油管路或新换燃油泵。启动后，如故障仍然存在，进行下一步。3)认为高压泵故障的可能性不高。因为不会存在多个柱塞副同时破损，或与各缸喷油器同时故障。开始怀疑调速器故障，电子调速器没有机械液压机构，整定的参数不会突然变化；采用排除法，如故障慢慢出现，由小变到明显，那一般是调速参数整定出现问题，但故障发生突然，则推断是调速器的转速控制器和油门执行器，电机人员拆下这两个设备，换上备用件，再次启动。启动后，如故障仍然存在，进行下一步。4)该组检查每个气缸喷油器，拆卸并更换组合高压泵。喷油器、组合式高压泵普遍报告状态良好。这两个部件仍然是没有缺陷的部件。启动后，如故障仍然存在，进行下一步。5)马达包括速度传感器在内，继续检查其余早期的零件，没有发现缺陷。如果没有其他方法，电动马达重新插入整条电缆，重新连接接线，更换速度计的接线卡，如发现速度传感器没有正常固定，有滑动的部分。按照说明书规定重新安装固定后，重新开机测试，消除故障。这种故障是由于速度传感器安装不正确导致输出电路电压信号偏差，负载时机器振动增大，输出信号不稳定，偏差增大，调节器发生故障。
3智能故障诊断技术的发展趋势和挑战
对电子调速器柴油发电机组转速不稳或停机故障常见原因及分析引发对柴油机故障诊断技术的进一步思考如下：
1）监测点众多，数据量庞大，无法仅仅依靠诊断专家进行人工分析，故需要引入新理论和智能算法进行自动分析。2）数据密度低。由于船舶动力系统的机械设备长期处于正常工作状态，信息重复率高，有价值的数据密度较低，所以需要进行数据提取。3）数据特征隐蔽。由于船舶动力系统的设备多样性且数据时间跨度较长，所以信息之间的耦合程度较高，从而导致故障表征信息的提取存在一定难度。4）数据时效性高。船舶各个机械系统的关联较为紧密，某个设备故障会引起连锁反应并导致多个设备报警，所以智能故障诊断应保证数据处理的时效性，才能高效准确地判断故障源头并及时预警。结合现代船舶的发展特点和机舱自动化、智能化的应用需求，船舶动力系统故障诊断亟需在现有基础上继续向智能化方向拓展。5）故障诊断思维的延伸。从以观察故障现象、进行故障机理分析、通过经验解决问题的传统诊断思维，转向以经验机理为基础、故障现象为表征、监测数据为内核、智能算法为手段、故障预测与状态监测为目标的新方向。6）研究对象的延伸。从针对泵、轴系、活塞、喷嘴等独立机械设备关键零部件的单层次诊断方法，转向融合各个零部件相互作用、多故障相互耦合的面向整体动力系统的多层次诊断新方法。7）诊断方法的延伸。从人工收集并筛选数据、基于机理提取故障特征的切片式诊断方法，转向在多工况、多随机因素干扰下通过智能算法提取并筛选数据特征，从而进行故障数据解析和全局分析的新方向。8）诊断目标的延伸。从传统的出现故障之后分析解决问题，转向准确及时地识别机械故障的萌生和演变、实时监测动力系统的运行状态、提前预测并化解、减少或避免事故的新方向。
结束语
电子调速器是一个动力机电一体化的柴油机调速系统,只有按照机电一体化途径，并通过机械、电子和液压控制进行分析和研究，才能够更好地使用维修电子调速器，并保持配有电子调速器的柴油发电机组的正常运行。与此同时，需要权衡多种因素，对故障进行分析和定位，提高现有技术的智能故障诊断能力，以确保船舶的良好技术性能。
参考文献
[1]曹月真,张月华.船舶动力系统电子调速器仿真技术研究[J].舰船科学技术,2017,39(04):13-15.
[2]何毅.MMC2107平台船舶柴油机电子调速器设计[J].舰船科学技术,2016,38(24):28-30.
[3]张志鑫.基于力矩电机的大功率柴油机电子调速技术研究[D].哈尔滨工程大学,2017.
[4]李京,张永洋.基于马尔科夫模型的船用柴油机电子调速器可靠性分析[J].柴油机,2016,38(06):11-14.