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<郴州>維曼機電設備有限公司


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柴油發電機組的基本原理和結構 柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能，根據其用途的不同，可分為陸用柴油發電機組及船用柴油發電機組；如果按品牌的不同，可分為國產柴油發電機組和進口柴油發電機組； 按轉速不同，可分為低速發電機組和高速發電機組。 基本原理 柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內，經過空氣弗列加濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行， 稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。這里只描述發電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發電機控制、保護器件和回路。


結構分析 一臺普通型柴油發電機組主要由柴油機、發電機以及控制系統三部分組成，柴油機和發電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來，二為剛性連接，用高強度螺栓 將發電機鋼性連接片和柴油機飛 連接而成，目前市場上的柴油發電機組使用剛性連接的比較 多一些，柴油機和發電機連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護作用的傳感器，如 水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機的運行狀態顯示給操作員，而且有了這些傳感器， 就可以設定一個上限，當達到或超過這個限定值的時候控制系統會預先報警，這個時候如果操作 員沒有采取措施，控制系統會自動將機組停掉，柴油發電機組就是采取這種方式起自我保護作用 的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數據和執行保護功能的是柴油發電機組 的控制系統，控制屏一般安裝在發電機上，稱為背包式控制屏，也有部分是獨立一個屏放置在操 作室內，稱為分體式控制屏，控制屏通過電纜和發電機以及傳感器連接，分別顯示電參數和柴油 機運行參數。此外 發電機組還有底盤、聯軸器、散熱器、燃油箱 有的還裝設有消聲器和外罩。



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柴油發電機的溫度傳感器有幾種分類 (1)溫度傳感器的分類 溫度傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式、擴散電阻式和熱電耦式等，以熱電偶、熱電阻所用多。 1)熱電偶。熱電偶將兩種不同性質的金屬貼合在一起，當環境溫度變化時，在其結合面上將產生電位差，這一原理可以用來測量溫度。 2)熱敏電阻。熱敏電阻利用導體的電阻隨溫度變化而變化的特性來測量溫度。熱敏電阻是屬于在溫度變化時電阻值變化較大(溫度系數大)的一種硅半導體，由鎳、銅、鋅、鎂、錳等金屬與一些金屬氧化物以適當比例混合并在高溫下燒結而成。所摻金屬氧化物的比例和燒結溫度的不同，可制成用于不同溫度范圍的熱敏電阻。 在一般情況下，將工作溫度范圍在-20～130℃的半導體用作水溫傳感器；將工作溫度范圍在600～1000℃的半導體用作檢測觸媒溫度的傳感器(如排氣溫度傳感器)。 按電阻值隨溫度變化的特性，可將熱敏電阻分為NTC型、PTC型和CRT型三類。 ①NTC(負溫度系數)型隨著溫度上升電阻值減小的熱敏電阻。 ②PTC(正溫度系數)型隨著溫度上升電阻值增大的熱敏電阻。 ③CRT(臨界溫度系數)型隨著溫度上升電阻值按指數函數減小的熱敏電阻。 在上述三種熱敏電阻中，NTC型熱敏電阻較多地應用于柴油機傳感器。在工程上，熱敏電阻可根據需要制成各種不同形狀，其可測阻值范圍在幾歐姆至幾兆歐姆。NTC熱敏電阻溫度傳感器線性較差，利用鉑絲電阻隨溫度線性變化的特性可制成鉑熱敏電阻傳感器。 (2)水溫和潤滑油溫度傳感器 水溫傳感器一般安裝在缸體水套、缸體出水口上，與冷卻水接觸，以盡量準確地檢測到缸體水溫的狀況，機油溫度傳感器則可安裝于機油冷卻器等處。溫度傳感器總成一般是由墊圈、水溫傳感器、導線接頭三部分組成。 1)NTC型傳感器。NTC熱敏電阻式溫度傳感器內部是一個半導體熱敏電阻，具有負的溫度電阻系數，可用于測量水溫和油溫。水溫、油溫愈低，電阻愈高；反之，溫度愈高，電阻愈低，溫度傳感器可以與水溫表、油溫表連接，也可與柴油機ECU連接。 以水溫傳感器為例，當與水溫表連接時，若外殼搭鐵，則可只用一根連線。水溫傳感器與水溫表的組合可分為熱敏電阻式傳感器與雙金屬片式水溫表、熱敏電阻式傳感器與電磁式水溫表、熱敏電阻式傳感器與動磁式水溫表等數種。其中熱敏電阻式傳感器與雙金屬片式水溫表的線路連接：當水溫低時，熱敏電阻值高，回路中電流較小，電阻絲的發熱量小，雙金屬片稍有彎曲，指示針在低溫區(C區)。當水溫高時，熱敏電阻值小，通過回路的電流較大，電阻絲的發熱量較大，雙金屬片彎曲變形較大，指示針指向高溫區(H區)。公明發電機 水溫傳感器和柴油機ECU的連接：傳感器的熱敏電阻與ECU內部上拉電阻分壓后，產生一個隨熱敏電阻阻值的變化而變化的電壓、柴油機ECU根據這一電壓的變化測得柴油機冷卻水溫度。 有些水溫傳感器包括2個熱敏電阻，有4個接線柱(四線型)，2個接柱與柴油機ECU連接，另外2個接柱與水溫表連接。接線柱與柴油機ECU連接，向ECU提供水溫信號。接線柱與水溫表連接，顯示水溫讀數。 2)開關型水溫傳感器。雙金屬片式水溫傳感器可構成開關型傳感器，可與水溫過高報警燈連接。當冷卻水溫正常時雙金屬片變形小，觸點分開，報警燈不亮。如果冷卻水溫升高到95～105℃以上，雙金屬片由于溫度升高而彎曲變形較大，使觸點閉合，報警燈電路接通發亮。

柴油發電機組的停車注意事項 1.停車前柴油機要怠速運轉幾分鐘 停車前使柴油機怠速運轉3～5min，讓潤滑油和冷卻液帶走燃燒室、軸承和軸等部件的熱量，這是很重要的。這對渦輪增壓式柴油機尤為重要。 渦輪增壓器中的軸承和油封，均要受到排氣高溫的影響。柴油機在運轉時，這些熱量由循環的機油帶走，但是，如果柴油機突然停車，增壓器溫度可能升高56℃（100 °F）之多。過熱的結果將會使軸承咬死或油封失效。 2.不要使柴油機過于長時間急速運轉 長時間怠速運轉對柴油機是不利的，因為燃燒室溫度過低，使燃油不可能完全燃燒。這將引起積炭，從而堵塞了噴油嘴噴孔和活塞環，并可能造成氣門卡位。 如果柴油機冷卻液的溫度變得太低，一些未燃燒的柴油將沖刷氣缸壁上的潤滑油并稀釋曲軸箱中的機油，使柴油機中的所有運動零件受到潤滑不良之害。 如果柴油機不使用，就應停車。 3.將鑰匙開關轉至“關”（OFF）的位置來關掉柴油機 對裝有電動截流閥的柴油機，通過關掉鑰匙開關或者通過轉動手動截流閥均可使柴油機完全停熄。只要截流閥上的控制旋鈕不是鎖在開啟位置，關掉鑰匙開關就可以使柴油機停車。如果使用電動截流閥上的控制旋鈕，按逆時針方向將旋鈕轉到頭可使柴油機停車。柴油機完全停車以前不能用鑰匙開關再將截流閥重新打開。 注意：當柴油機停車時決不要將鑰匙開關或控制旋鈕放在使閥打開的位置或在運轉位置上，否則高位油箱將會使柴油流入氣缸，從而引起液力鎖緊。 4.不要用減壓桿使柴油機停車 一些柴油機上裝有減壓桿。拉起減壓桿將頂起進氣門或排氣門（根據柴油機型號）推桿而使氣門打開。由于使用減壓桿停車而將推桿頂離推桿座，這樣將會使推桿上球座和球頭產生很大的磨損。 減壓桿只能在起動前作為轉動柴油機的輔助手段，或者在調整噴油嘴和氣門時使用，而不能用來停止柴油機。 5.任何零件有故障應立即停下柴油機 實際上，在零件出現故障和柴油機損壞前，所有故障現象總會給操作者一些警告的，如機油壓力突然下降、聲音不正常等。

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發電機磁場運行的五種方式 勵磁是指為發電機提供運行磁場的過程，根據勵磁處理方式的不同，有五種方式：他勵方式、自勵方式、混合式勵磁、轉子繞組雙軸勵磁及定子繞組勵磁方式。 （1）他勵方式：發電機的勵磁不是同步發電機本身供給，而是由其他電源供給。 （2）自勵方式：發電機的勵磁由同步發電機本身發出的交流經整流后供給。 （3）混合式勵磁方式:分為同軸直流勵磁機他勵加串聯變壓器自串聯；同軸直流勵磁機他勵加勵磁變壓器自并勵；同軸交流勵磁機他勵加串聯變壓器自串聯。 （4）轉子繞組雙軸勵磁方式:其特點是穩定性高；有功、無功可相互獨立調節；引入滑差頻率的交流信號加入勵磁，可以控制具有轉子滑差的運行；事故停機時間短；勵磁繞組短路下失磁運行，對轉子起了屏蔽作用，使轉子渦流產生的損耗減少了約3/4；可承受短時間的沖擊負載。但造價高。 （5）定子繞組勵磁方式：有光滑轉子、有齒的轉子、有契形導體短路結構轉子、有大功率短路繞組的轉子。特點是結構簡單、可靠性高、成本低。為解決大容量超高壓輸電系統出現的無功引起過電壓的問題提供了有效的解決辦法。

柴油發電機發電機組的啟動與運行 ①把燃油開關設在“ON”位置，打開油門。冷機啟動時關閉化油器阻風門（停機不久的熱機再次啟動時可不關阻風門，以防燃油過多造成難以啟動）；將化油器節氣門適當關小；把柴油機點火開關設置在"RUN”位置。 ②人力啟動方法：用左手固定機組，右手拉啟動輪手柄，稍微拉動拉繩，當感到啟動爪已經旋出接觸到啟動盤共同曲軸旋轉時，則用力向上快速拉動啟動輪手柄，正常情況下，即可將機組啟動。 ③電啟動方法：將點火鑰匙轉至“電啟動（START)”位置，即可啟動；啟動成功后，松開點火開關，使其靠自身彈簧的彈力自動回轉到“運轉（RUN)”位置。但應注意，啟動電機每次運轉的時間不宜超過10S，如一次啟動不成功，應間隔1min后再次啟動。如連續三次啟動不成功，應檢查原因。 ④機組啟動后，使啟動手柄借助回彈啟動器自身的彈力自動向收到啟動盤上，不允許在機組工作時再拉啟動輪，以防啟動機構損壞，機組啟動后逐漸開大阻風門，使柴油機在低速狀態下運行2~3min，使潤滑油能均勻地布在各摩擦表面上。 ⑤使節氣門處在自由調整狀態，機組正常運轉，調節面板上自動調壓旋鈕將電壓調整到標準狀態，將輸出開關撥至“ON”位置，此時機組對外輸出供電。 ⑥機組在運轉過程中，一定要使用空氣弗列加濾清器；不準亂動機組上的各零部件，更不要在運轉中擰下機油油標尺檢查油位和添加燃油，以防產生意外事故。 ⑦機組必須在通風良好的條件下使用，防止廢氣排放不暢造成其工作條件惡化和操作人員廢氣中毒現象發生。 ⑧停機。 機組需要停止工作時，先卸去用電負荷，關閉控制箱輸出開關、使機組空載運轉1~2min以適當降低機組溫度，然后將點火開關轉至“停機(OFF)”位置即可停止， 關閉油箱開關。不允許帶負載停機，否則會造成熱量集中，損傷柴油機。當柴油發電機組停機不久尚未完全冷卻時，切記不能用手觸摸熱柴油機及消聲器部位，以防灼傷；熱機不能馬上包裝入箱，必須完全冷卻后收存，以免余熱釀成火災；不允許關阻風門停機，避免進油過多，造成再次啟動困難，或殘油積沉生垢結膠堵塞油路。

應急柴油發電機的選擇 如何選擇發電機組 1.應急柴油發電機的選擇 應急柴油發電機主要用于重要場所，在緊急情況或事故停電后瞬間停電，通過應急發電機組迅速恢復。 應急柴油發電機的工作有兩個特點： 第1個特點是作應急用，連續工作的時間不長，一般只需要持續運行幾小時（≤12H）； 第2個特點是作備用，應急發電機組平時處于停機等待狀態，只有當主用電源全部鼓障斷電后，應急柴油　發電機組才起動運行供給緊急用電負荷，當主用電源恢復正常后，隨即切換停機。 （1） 應急柴油發電機發電機容量的確定 應急柴油發電機組的標定容量為經大氣修正后的12h標定容量，其容量應能滿足緊急電總計算負荷，并按　發電機容量能滿足一級負荷中單臺 容量電動機起動的要求進行校驗。應急發電機一般選用三相交流　同步發電機，其標定輸出電壓為400V （2） 應急柴油發電機組臺數的確定 有多臺發電機組備用時，一般只設置1臺應急柴油發電機組，從可靠性考慮也可以選用2臺機組并聯進行　供電。供應急用的發電機組臺數一般不宜超過3臺。當選用多臺機組時，機組應盡量選用型號、容量相同，調壓、調速特性相近的成套設備，所用燃油性質應一致，以便進行維修保養及共用備件。當供應急用的　發電機組有2臺時，自起動裝置應使2臺機組能互為備用，即市電電源故障停電經過延時確認以后，發出　自起動指令，如果第1臺機組連續3次自起動失敗，應發出報警信號并自動起動第2臺柴油發電機。 （3） 應急柴油發電機的選擇 應急機組宜選用高速、增壓、油耗低、同容量的柴油發電機組。高速增壓柴油機單機容量較大，占據空　間小；柴油機選用配電子調速裝置，調速性能較好；發電機宜選用配無刷勵磁同步電機，進行較可靠，故障率低，維護檢修較方便；排煙管出口宜裝設消聲器，以減　小噪聲對周圍環境的影響。 （4） 應急柴油發電機組的控制 應急發電機組的控制應具有快速自起動及自動投入裝置。當主用電源故障斷電后，應急機組應能快速自　起動并恢復供電，一級負荷的允許斷電時間從十幾秒至幾十秒，應根據具體情況確定。當重要工程的主　用電源斷電后，首先應以過3-5S的確定時間，以避開瞬時電壓降低及市電網合閘或備用電源自動投入的　時間，然后再發出起動應急發電機組的指令。從指令發出、機組開始起動、升速到能帶全負荷需要一段　時間。一般大、中型柴油機還需要預潤滑及暖機過程，使緊急加載時的機油機油壓力、機油溫度、冷卻　水溫度符合廠品技術條件的規定；預潤滑及暖機過程可以根據不同情況預先進行。例如軍事通信、大型　賓館的重要外事活動、公共建筑夜間進行大型群眾活動、醫院進行重要外科手術等的應急機組平時就應　處于預潤滑及暖機狀態，以便隨時快速起動，盡量縮短故障斷電時間。 應急機組投入進行后，為了減少突加負荷時的機械及電流沖擊，在滿足供電要求的情況下，緊急負荷 按時間間隔分級增加。根據 標準和 軍用標準規定，自動化機組自起動成功后的首次允許加載　量如下：對于標定功率不大于250KW者，首次允許加載量不小于50％標定負載；對于標定功率大于250KW者　，按廠品技術條件規定。如果瞬時電壓降及過渡過程要求不嚴格時，一般機組突加或突卸的負荷量不宜　超過機組標定容量的70％。 2、常用柴油發電機組的選擇 某些柴油發電機組在某段時間或經常需要長時間連續地進行，以作為用電負荷的常用供電電源，這類發　電機組稱為常用發電機組。常用發電機組可作為常用機組與備用機組。遠離大電網的鄉鎮、海島、林場　、礦山、油田等地區或工礦企業，為了供給當地居民生廠及生活用電，需要安裝柴油發電機，這類發電　機組平時應不間斷地進行。 國防工程、通信樞紐、廣播電臺、微波接力站等重要設施，應設有備用柴油發電機組。這類設施用電平　時可由市電電力網供給。但是，由于地震、臺風、戰爭等其他自然災害或人為因素，使市電網遭受破壞　而停電以后，已設置的備用機組應迅速起動，并堅持長期不間斷地進行，以保證對這些重要工程用電負　荷的連續供電，柴油機的 經濟運行狀態是在標定功率的75％-90％之間。個別用電量大，輸電距離遠的工程可選　用高壓發電機組。 3、柴油發電機組的訂貨要求 在作好上述各項選擇后、柴油發電機組的訂貨一般應標明以下內容： （1） 機組的型號、額定功率、額定頻率、額定電壓、額定電流、相數、功率因素和接線方式等。 （2） 對機組自動化功能和性能的要求。 （3） 對柴油機，發電機和控制屏的結構、性能、安裝尺寸的要求。 （4） 對機組的并聯運行要求：同時購買多臺機組，是否要求并聯進行，如需要并聯進行，還應提出是　否需要提供并行所需的測量儀器和裝置。 （5） 對機組的附屬設備要求：國內許多廠商把冷卻水箱（散熱器）、燃油箱、排氣消聲器、蓄電池等　也算作附屬設備，訂貨時容許提出安裝的有些要求。

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