PCC3.3
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康明斯柴油發(fā)電機(jī)組PCC3.3控制器說明書 |
PCC3.3是康明斯電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組上使用的以微處理器為基礎(chǔ)的控制器，它提供燃油控制和發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速功能、主發(fā)電機(jī)輸出電壓調(diào)整和全套機(jī)組控制和監(jiān)測(cè)。 它同時(shí)還提供隔離母排或市電(主用電源)并聯(lián)電力 系統(tǒng)的自動(dòng)和半自動(dòng)同步，以及自動(dòng)負(fù)載分配控制功能。
PCC3.3控制器結(jié)構(gòu)圖
一、系統(tǒng)概述
● 操作軟件控制發(fā)電機(jī)組及其性能特征，并通過數(shù)字式 顯示屏顯示機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，由前端面板上的按鍵進(jìn) 行控制或功能設(shè)定。
● 系統(tǒng)接線圖參閱電路圖。PCC 經(jīng)由磁電式轉(zhuǎn)速傳感器(MPU)和主定子的輸入獲取頻率信號(hào)，控制盤送出一低功率脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)到調(diào)速器輸出模塊，然后向發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制器輸出一個(gè)放大信號(hào)。
● 母排電壓互感器模塊將母排電壓降低到大約 18 VAC， 并向控制盤提供一信號(hào)，作為發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)母排同步的參考信號(hào)。
● 由外部的電壓/電流互感器(PT/CT) 模塊將發(fā)電機(jī)電 壓降至 18 VAC，并經(jīng)由電流互感器(CT)輸出 電流 產(chǎn) 生一個(gè)參考交流電壓，通過電壓調(diào)節(jié)向調(diào)壓器輸出模塊輸出一個(gè)低功率 PWM 信號(hào)，然后向勵(lì)磁機(jī)定子 輸出一個(gè)放大信號(hào)。
● 機(jī)油、冷卻液和排煙溫度由可變電阻傳感器傳送信 號(hào)，機(jī)油壓力由電容式傳感器傳送信號(hào)。
二、電路板及模塊
康明斯控制器電路板位置圖
1、數(shù)字電路板(A32)
數(shù)字電路板包含控制盤用微處理器和操作軟件，同時(shí)數(shù)字電路板還連接到控制盤內(nèi)其它電路板。數(shù)字電路板也為PCC提供模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。
（1）開關(guān)
S5將開關(guān)推向左側(cè)為接電模式，此時(shí)控制盤電源/
操作軟件一直通電，直到開關(guān)扳到備用模式。建議在所有應(yīng)用中始終將S5開關(guān)設(shè)在接電模式位置，除非不能提供輔助蓄電池充電。
向右推動(dòng)此開關(guān)將PCC切換到備用模式。在此模式，PCC操作軟件將會(huì)因：(1)前端面板操作開關(guān)置于運(yùn)行(Run)位置，(2)按自我偵測(cè)鍵，(3)遙控起動(dòng)輸入信號(hào)(前端面板開關(guān)位于自動(dòng)位置)或接到外來開關(guān)的任一“喚醒”信號(hào)而被初始化。
（2）接插件
數(shù)字電路板上有5個(gè)接插件，說明如下：
○ J1串行界面RS232。
○ J2連接到用戶界面電路板(A34)上的J4。J3連接到模擬電路板(A33)上的J2。
○ J4連接到發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板(A31)上的J1。
○ J5連接到數(shù)字顯示電路板總成(A35)上的J5。二極管(LED)
數(shù)字電路板共有7組二極管，分別顯示下列狀態(tài)：
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DS1
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備用(綠色)。
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DS2
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備用(綠色)。
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DS3
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直流+18伏特電源正常(綠色)。
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DS4
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直流+5伏特電源正常(綠色)。
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DS5
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運(yùn)行(如果軟件正在工作，將每秒閃爍一次)(綠色)。
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DS6
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直流+24伏特B+電源正常(綠色)。
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DS7
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直流+12伏特電源正常(綠色)。
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2、發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板(A31)
發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板可讀出操作者的控制輸入信號(hào)，監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的狀態(tài)，并針對(duì)正常操作和故障狀態(tài)(報(bào)警或報(bào)警停機(jī))作出正確反應(yīng)。
該電路板與發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、蓄電池、起動(dòng)馬達(dá)、調(diào)速器輸出模塊、調(diào)壓器輸出模塊和磁電式轉(zhuǎn)速傳感器 (MPU)相連接。
發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板也可連接選裝的網(wǎng)絡(luò)界面模塊，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。
（1）指示燈亮
在一個(gè)典型的起動(dòng)程序中，LED指示燈亮的順序如下：
○ 當(dāng)接收到遙控起動(dòng)信號(hào)且S12在自動(dòng)(Auto)位置，或S12轉(zhuǎn)到運(yùn)行(Run)位置時(shí)，DS11燈亮。
○ 當(dāng)感應(yīng)出磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的電壓信號(hào)時(shí)(發(fā)動(dòng)機(jī)正在轉(zhuǎn)動(dòng))(當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁電式轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)輸出至少1伏特的電壓)，DS12燈亮。
○ .當(dāng)發(fā)電機(jī)組正在運(yùn)行時(shí)，DS11燈滅，DS9燈亮并且DS10燈微亮。
（2）接插件
發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板有7組接插件和一組端子排，分別為：
○ J1連接到數(shù)字電路板(A32)上的J4。
○ J2連接到模擬電路板(A33)上的J1。
○ J3連接到顯示電路板及前端面板開關(guān)和儀表。
○ J4連接到用戶界面電路板和發(fā)動(dòng)機(jī)線束(含磁電式轉(zhuǎn)速傳感器MPU)。
○ J5連接到發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器。
○ J6連接到發(fā)電機(jī)組控制模塊(GCM)。
○ J7連接到發(fā)電機(jī)組控制模塊(GCM)。
（3）保險(xiǎn)絲
發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板含有二種可更換式保險(xiǎn)絲：
F1位置-5安培控制盤電源B+。
F3位置-5安培輔助電源B+(盤面照明燈和運(yùn)行/起動(dòng)觸點(diǎn))。
（4）二極管(LED)
發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板共有10組二極管，分別顯示下列
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DS1
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低燃油位報(bào)警輸入(紅色)。
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DS2
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低冷卻液位報(bào)警輸入(紅色)。
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DS3
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低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度報(bào)警輸入(紅色)。
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DS4
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S12位于運(yùn)行位置(綠色)，S12為運(yùn)行/停機(jī)/自動(dòng)開關(guān)。
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DS5
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S12在自動(dòng)位置(綠色)。
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DS6
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緊急停機(jī)(紅色)。
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DS7
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預(yù)留。
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DS8
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預(yù)留。
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DS9
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自動(dòng)調(diào)壓器調(diào)節(jié)開度(綠色)，很亮表示開度較大。
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DS10
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調(diào)速器調(diào)節(jié)開度(綠色)，很亮表示開度較大。
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DS11
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起動(dòng)繼電器輸出(紅色)。
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DS12
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運(yùn)行繼電器輸出(紅色)
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3、模擬電路板(A33)
模擬電路板是控制盤內(nèi)唯一沒有二極管(LED)的電路板。模擬電路板有并聯(lián)用和非并聯(lián)用二種類型。
（1）輸送方式
模擬電路板接收所有模擬信號(hào)，然后將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-5伏特的直流電信號(hào)，送到數(shù)字電路板。
（2）接插件
○ 模擬電路板上共有4組接插件，這些接插件通過帶狀電纜焊在電路板上，它們分別是：
○ J1連接到發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板(A31)上的J2。J2連接到數(shù)字電路板(A32)上的J3。
○ J3備用模擬信號(hào)輸入。
○ J4連接到用戶界面電路板(A34)上的J5。
4、數(shù)字顯示電路板(A35)
數(shù)字顯示電路板連接所有的儀表和二極管(LED)指示燈。
（1）接插件
數(shù)字顯示電路板上有3個(gè)接插件，它們分別是：
○ J1連接到前端面板薄膜開關(guān)。
○ J5連接到數(shù)字電路板(A32)上的J2(當(dāng)拆下J5時(shí)，顯示電路板將失去顯示功能，但PCC仍可正常操作)。
○ J6連接到各儀表、運(yùn)行/停機(jī)/自動(dòng)選擇開關(guān)和發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板(A31)上的J3。
（2）二極管(LED)
數(shù)字顯示電路板共有18組二極管(LED)，用以指示發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀況和控制盤模式/開關(guān)選擇等。
○ DS9機(jī)組不在自動(dòng)狀態(tài)(Not In Auto)(紅色)。
○ DS10上表盤(綠色)。
○ DS11左上箭號(hào)指示燈(綠色)。
○ DS12右上箭號(hào)指示燈(綠色)。
○ DS13報(bào)警(淡黃色)。
○ DS14下表盤(綠色)。
○ DS15故障停機(jī)(紅色)。
○ DS20左下箭號(hào)指示燈(綠色)。
○ DS21右下箭號(hào)指示燈(綠色)。
○ DS22僅適用于自動(dòng)主用電源故障(AMF)或并聯(lián)機(jī)組：斷路器閉合(紅色)。
○ DS23 A相(綠色)。
○ DS24復(fù)位箭號(hào)指示燈(綠色)。
○ DS25主功能箭號(hào)指示燈(綠色)。
○ DS26僅AMF應(yīng)用：斷路器斷開(綠色)。
○ DS27 B相(綠色)
○ DS29 C相(綠色)
○ DS36 AMF應(yīng)用：斷路器閉合(紅色)或并聯(lián)應(yīng)用：斷路器斷開(綠色)。
○ DS37僅AMF應(yīng)用：斷路器斷開(綠色)。
5、用戶界面電路板(A34)
用戶界面電路板連接到電壓/電流互感器電路板上，以檢測(cè)電壓和電流信號(hào)，同時(shí)提供接點(diǎn)供用戶輸入或輸出信號(hào)使用。該電路板有并聯(lián)用和非并聯(lián)用二種類型。
（1）接插件
用戶界面電路板有5組接插件，分別說明如下：
○ J1用戶連接點(diǎn)。
○ J2用戶連接點(diǎn)。
○ J3 A36電壓/電流互感器電路板和用戶連接點(diǎn)。
○ J4連接到數(shù)字電路板(A32)上的J2。
○ J5連接到模擬電路板(A33)上的J4。
（2）二極管(LED)
用戶界面電路板共有27組二極管，分別顯示下列狀態(tài)：
○ DS1最快達(dá)標(biāo)偵測(cè)模塊輸入(綠色)-僅并聯(lián)機(jī)組用。
○ DS2低機(jī)油壓力預(yù)報(bào)警信號(hào)輸出繼電器K14(紅色)。
○ DS3第4組用戶自定義故障輸入(紅色)。
○ DS4第1組用戶自定義故障輸入(紅色)。
○ DS5低機(jī)油壓力信號(hào)輸出繼電器K15(紅色)
○ DS6故障復(fù)位信號(hào)輸入(紅色)。
○ DS7發(fā)動(dòng)機(jī)怠速(綠色)。
○ DS8并聯(lián)斷路器閉合信號(hào)輸入(綠色)-該并聯(lián)功能為加載需求。
○ DS9并聯(lián)斷路器斷開信號(hào)輸入(綠色)。
○ DS10并聯(lián)斷路器狀態(tài)信號(hào)輸入(綠色)。
○ DS11第2組用戶自定義故障輸入(紅色)
○ DS12低冷卻液位信號(hào)輸出繼電器K17(紅色)
○ DS13低燃油位信號(hào)輸入(紅色)。
○ DS14遙控起動(dòng)信號(hào)輸入(綠色)。
○ DS15第3組用戶自定義故障輸入(紅色)。
○ DS16從數(shù)字電路板發(fā)出信號(hào)使并聯(lián)斷路器控制輸入繼電器動(dòng)作(綠色)，該輸出信號(hào)用于使并聯(lián)斷路器閉合。
○ DS17綜合報(bào)警輸出繼電器從數(shù)字電路板控制(綠色)。該輸出信號(hào)僅在報(bào)警停機(jī)狀態(tài)被激活。
○ DS18備用輸出繼電器由數(shù)字電路板控制被激活(綠色)。該輸出信號(hào)僅在報(bào)警狀態(tài)被激活。
○ DS19卸載輸出繼電器由數(shù)字電路板控制被激活(紅色)。如過載或低頻超過5秒，該輸出信號(hào)被激活(在報(bào)警停機(jī)前)。
○ DS20準(zhǔn)備帶載輸出繼電器由數(shù)字電路板控制被激活(綠色)。當(dāng)機(jī)組達(dá)到90%的額定電壓和頻率時(shí)，該輸出信號(hào)被激活。
○ DS21發(fā)動(dòng)機(jī)高溫預(yù)報(bào)警信號(hào)輸出繼電器K8(紅色)。
○ DS22機(jī)組不在自動(dòng)位置輸出繼電器K6(紅色)
○ DS23高發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號(hào)輸出繼電器K9(紅色)
○ DS24超速信號(hào)輸出繼電器K10(紅色)。
○ DS25起動(dòng)失敗信號(hào)輸出繼電器K11(紅色)。
○ DS26低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號(hào)輸出電器K12(紅色)。
○ DS27低燃油位信號(hào)輸出繼電器K13(紅色)。
6、電壓/電流互感器(PT/CT)電路板(A36)
電壓/電流互感器電路板裝于附件箱內(nèi)，該電路板將發(fā)電機(jī)輸出電壓轉(zhuǎn)換成18 VAC，供給模擬電路板，同時(shí)將電流互感器0.55安培的輸出電流(滿載時(shí))轉(zhuǎn)換成1.65 VAC(滿載時(shí))輸出至模擬電路板。
本電路板共有三種類型，為了正確操作，必須選擇與發(fā)電機(jī)組匹配的電壓/電流互感器電路板。另外，每套機(jī)組均有特定的電流互感器，為了正確操作，必須保證電流互感器與發(fā)電機(jī)組的輸出電流匹配。
（1）接插件
電壓/電流互感器電路板共有2組接插件。分別是：J8連接到用戶界面電路板(A34)上的J3。
J9連接到動(dòng)力線上(發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流互感器)。
（2）J9 接線：
○ 黃色 發(fā)電機(jī) A 相輸入
○ 橘色 發(fā)電機(jī) B 相輸入
○ 紅色 發(fā)電機(jī) C 相輸入
○ 棕色 發(fā)電機(jī)中線輸入
○ 白色 電流互感器 21（+）輸入
○ 灰色 電流互感器 21 中線輸入
○ 綠/黃色 電流互感器 22（+）輸入
○ 黑色 電流互感器 22 中線輸入
○ 紫色 電流互感器 23（+）輸入
○ 藍(lán)色 電流互感器 23 中線輸入
7、母排電壓互感器模塊(A39)
母排電壓互感器模塊位于附件箱內(nèi)，本模塊將母排輸出電壓(來自并聯(lián)斷路器的負(fù)載側(cè))轉(zhuǎn)換成18 VAC的信號(hào)，然后將該信號(hào)提供給模擬電路板。它同時(shí)向PCC智慧型數(shù)碼式控制盤提供一個(gè)參考信號(hào)，用于控制發(fā)電機(jī)組和系統(tǒng)母排的同步。本模塊有4種類型，提供初級(jí)相電壓69、120、240、346 VAC四種選擇。為了保證正確操作，必須在發(fā)電機(jī)組上安裝正確的母排電壓互感器模塊。保證相序正確非常重要，因?yàn)橄到y(tǒng)使用母排電壓互感器模塊輸出來進(jìn)行發(fā)電機(jī)組保護(hù)和控制。
母排電壓互感器模塊有 2 組端子排，它們分別如下：
● TB1
○ 母排電壓接線。
○ N 母排中線
○ A 母排 A 相（U）
○ B 母排 B 相（V）
○ C 母排 C 相（W）
● TB2
智慧型數(shù)碼式控制盤用母排電壓互感器輸出。
8、發(fā)電機(jī)組通信模塊(A39)
GCM(發(fā)電機(jī)組通信模塊)安裝在PCC箱體內(nèi)側(cè)。使用該模塊將PCC接到智慧型控制網(wǎng)絡(luò)。憑借網(wǎng)絡(luò)，通過GCM可以完成對(duì)PCC的控制和監(jiān)視。
（1）GCM含有一個(gè)連接回路，連接在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總線的末端。
（2）GCM為PCC數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)上其它模塊的數(shù)據(jù)提供一個(gè)界面。GCM通過發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板與PCC進(jìn)行通信，并監(jiān)視各種PCC電路以確定控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。例如，GCM保存PCC的數(shù)據(jù)，比如電壓、電流、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和機(jī)油溫度；然后，當(dāng)其它的網(wǎng)絡(luò)分支需求數(shù)據(jù)時(shí)，將它通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。
（3）為完成GCM在網(wǎng)絡(luò)上的邏輯安裝和連接，請(qǐng)參考智慧型網(wǎng)絡(luò)安裝和操作手冊(cè)(900-0366)。
（4）在需要時(shí)，來自GCM的輸出可以“喚醒”PCC，或者在接收到命令時(shí)實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)。GCM也提供一些直接的對(duì)PCC進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制和監(jiān)視。它監(jiān)視非自動(dòng)運(yùn)行模式以及高和低蓄電池電壓(當(dāng)PCC處于睡眠狀態(tài)時(shí))。
（5）GCM由發(fā)電機(jī)組蓄電池提供電源。即使在PCC處于睡眠狀態(tài)時(shí)，GCM仍然帶電。
康明斯控制器通信模塊
調(diào)壓器輸出模塊為一功率放大器。該模塊用以放大從PCC傳來的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁機(jī)繞組。由永久勵(lì)磁發(fā)電機(jī)(PMG)的輸出通過本模塊以放大脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)。
● 接插件
調(diào)壓器輸出模塊共有2組接插件，它們分別如下：
J7連接到發(fā)動(dòng)機(jī)線束(控制器)
● J7接線：
○ 灰色調(diào)壓器輸入信號(hào)(+)
○ 白色調(diào)壓器輸入信號(hào)(-)
○ 藍(lán)色B+輸入(運(yùn)行信號(hào))
○ 紫色接地輸入
○ 綠色/黃色起動(dòng)輸入
○ 黑色起動(dòng)電磁線圈
J10連接到發(fā)動(dòng)機(jī)線束(輸出)
● J10接線：
○ 綠色永久勵(lì)磁發(fā)電機(jī)(PMG)A相
○ 黃色永久勵(lì)磁發(fā)電機(jī)(PMG)B相
○ 橘色永久勵(lì)磁發(fā)電機(jī)(PMG)C相
○ 紅色X(勵(lì)磁＋)輸出
○ 棕色XX(勵(lì)磁-)輸出
● 二極管(LED)
調(diào)壓器輸出模塊共有3組二極管(LED)，分別顯示下列狀態(tài)：
○ DS1當(dāng)調(diào)壓器隔離電源正在工作時(shí)該指示燈亮(綠色)
○ DS2輸出調(diào)節(jié)開度–負(fù)載增加時(shí)變亮–更大開度(淡黃色)。PWM信號(hào)的開度范圍為0-60%。因?yàn)橐话闱闆r下均低于10%，因此開度指示二極管(LED)通常在微亮狀態(tài)。
○ DS3起動(dòng)成功指示燈亮(綠色)。在轉(zhuǎn)速達(dá)到850 RPM，并且感應(yīng)到PMG電壓大于105 V RMS，起動(dòng)馬達(dá)脫開，起動(dòng)成功。
10、調(diào)速器輸出模塊(A38)
調(diào)速器輸出模塊接收到由發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板傳來低功率脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)，加以放大后驅(qū)動(dòng)調(diào)速執(zhí)行器。PCC經(jīng)由磁電式轉(zhuǎn)速傳感器(MPU)和主定子輸入監(jiān)測(cè)頻率。
● 接插件
調(diào)速器輸出模塊有一組接插件：
J6連接到調(diào)速執(zhí)行器，調(diào)速器輸入(發(fā)動(dòng)機(jī)界面電路板)、B+-T26保險(xiǎn)絲
調(diào)速器輸出模塊共有3組保險(xiǎn)絲，提供過載和接地故障保護(hù)，它們分別如下：
F1 10安培網(wǎng)絡(luò)電源B+。
F2 10安培開關(guān)電源B+—T26。
F3 10安培調(diào)速執(zhí)行器。
● 二極管
調(diào)速器輸出模塊共有2組二極管，分別顯示下列狀態(tài)：
DS1輸出調(diào)節(jié)開度：開度增加時(shí)變亮(淡黃色)。PWM信號(hào)的調(diào)節(jié)開度為0-90%。一般調(diào)節(jié)開度為30%。
DS2調(diào)速控制器運(yùn)行信號(hào)(綠色)。
以上所有的數(shù)據(jù)均是基于柴油發(fā)電機(jī)組帶燃油泵、水泵、機(jī)油泵、空濾器和消聲器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)獲得的，但不帶有充電機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)扇、選用設(shè)備和驅(qū)動(dòng)件。
以上所有的數(shù)據(jù)都是基于ISO 3046標(biāo)準(zhǔn)參考的條件—海拔110m（361ft），大氣壓力100kPa（29.53inHg），進(jìn)氣溫度25℃ (77°F)，相對(duì)濕度30%，使用標(biāo)準(zhǔn)No.2號(hào)柴油或符合ASTM D975的柴油。
