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<綏化>維曼機電設備有限公司


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柴油發電機的工作原理 工作原理 一、柴油發電機組生成機理： 柴油發電機組中常用的發電機為同步交流發電機，是以電磁感應為基礎的旋轉式機械。根據其結構特點可分為旋轉電樞式和旋轉磁極式兩種。 在柴油機汽缸內，經過空氣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。 柴油發電機組工作結構圖 二、交流發電機生成機理 以旋轉電樞式同步發電機為例介紹柴油機組中發電機的工作原理。 旋轉磁極式發電機產生電動勢的原理與旋轉電樞式相同，都是電磁感應現象。而主要區別有兩點： （1）產生感應電流的方式：旋轉電樞式發電機通過電樞的旋轉使閉合線圈的磁通量變化，從而產生感應電流；旋轉磁極式發電機則通過磁極的旋轉使定子線圈切割磁力線，從而在定子線圈中產生感應電流。 （2）電力輸出方式：旋轉電樞式發電機通過電刷和集電環向外接電路供電；而旋轉磁極式發電機則直接將電力送往外接電路，因此相對于旋轉電樞式、旋轉磁極式發電機可提供電高的電壓，適用于大型發電機。 1、電動勢的產生 ● 當導體切割磁場的磁力線時，會在導體中產生感應電動勢。 ● 線圈abcd代表整個電傴繞組、其兩端分別固定在同一轉軸上的滑環1和2上，兩者同軸旋轉，且相對位置和連接關系不隨轉子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發電機的端蓋上、且與滑環1、2的滑動接觸關系不變。 ● 當電樞沿順時針方向旋轉，ab邊處于N極下時、山邊的感應電動勢方向為由c至d，并設此時電動勢方向為正方向;當電樞旋轉180。后、ab邊處于S極下，cd邊處于N極下，此時ab和cd邊中的電動勢均改變方向，顯然此時電動勢為負值。 由上述過程可知，對于一對磁極的單向同步交流發電機、其轉子旋轉一周，在電樞繞組中產生一個周波的交流電動勢。若磁通密度B按正弦規律分布，則可產生正弦交流電動勢。而對于三相同步交流發電機、其各項繞組產生交流電動勢的原理與單項同步交流發電機完全相同。 2、電動勢的大小 根據電磁感應定律當導體與磁場發生相對運動時、導體中的感應電動勢e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——導體在磁場中的有效長度； ● V——導體垂直于磁場方向的運動速度。 而正弦交流電動勢的有效值E計算： E=Kn ● 式中n——發電機轉速； ● K——發電機的結構常數。 同步交流發電機制成后，其結構常數K已成定值。因此，可通過改變發電機的轉速n或每極磁通來調整其輸出電壓的高傲。但是，通常情況下要求電動勢的頻率f恒定，而頻率f與轉速n成正比，所以發電機的轉速是不能隨便調整的。因此，主要通過調節同步交流發電機磁通量的大小，達到調整其輸出電壓的目的。 3、電動勢的頻率 ● 當發電機磁極對數一定時(如P=1)，其轉子每旋轉一周，電樞繞組可產生一個周波的交流電動勢。轉子旋轉兩周，產生兩個周波的交流電動勢，苦轉子每秒旋轉n/60周，則產生n/60周/s的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f與發電機轉速n成正比。 ● 當發電機的轉速一定時(如n=1周/s)，磁極對數P=1，轉子每旋轉一周產生一個周波的交流電動勢。磁極對數P=2，轉子每旋轉一周產生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極，轉子每旋轉一周產生P個周波的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f還與磁極對數P成正比。 綜上所述，同步交流發電機電動勢的頻率f與其轉速n 和磁極對數P成正比，因此f的計算公式為： F=P*n/60 (周/s) 改變同步交流發電機的轉速n或磁極對數P均可改變其頻率f。但是，發電機制成后，其磁極對數P是不能改變的因此只能通過改變轉速n來調整頻率f。一旦頻率f達到額定值后，就不能再隨便改變轉速n。 4、改善電動勢波形的措施 根據要求，同步交流發電機輸出電壓應為正弦波。但是，由于發電機定子鐵芯結構、磁極結構、電樞繞組結構、三相發電機電樞繞組的連接形式等因素的影響，電動勢的波形會產生畸變，形成非正弦交流電動勢。 非正弦交流電動勢中除含有基波分量外，還含有頻率不同的許多高次諧波分量。不僅嚴重影響發電機的性能和工況，還影響用電設備的正常工作。因此，在設計、生產同步交流發電機時，采取了諸多方法，改善電動勢波形，使其成為正弦波。其具體方法有：改善磁極形狀、采用斜槽定子、改善定子繞組結構和三相發電機采用星形接法。 （1）改善磁極形狀：磁極的分布規律由磁極的形狀決定，將磁極尖削尖或采用扭斜磁極，使磁通密度B近似按正弦規律分布，進而使電動勢成為正弦波； （2）采用斜槽定子：將定子鐵芯扭斜一個槽距的位置，使其成為斜糟定子，無論轉子旋轉至何種位置，磁極端畫所覆蓋的鐵芯齒面積始終保持不變，這樣可齒諧波的影響； （3）改善定子繞組結構：同步交流發電機通常采用短距分布式繞組結構，可或削弱許多高次諧波分量，使電動勢接近于正弦波； （4）三相發電機采用星形接法：三相同步發電機的三相電樞繞組采用星形接法，其線電壓中將不再含有三次及三的整倍數次諧波分量·改善線電壓的波形。 5、同步交流發電機勵磁方式 發電機勵磁功率的產生方式，稱為其勵磁方式。同步交流發電機的勵磁方式有他勵式和自勵式兩種。 （1）他勵式：勵磁功率由本身以外的其他電源供給，這種發電機稱為:他勵式發電機。根據獲得勵磁功率形式的不同，他勵式交流發電機又有采用血流勵磁機勵磁和采用無刷交流勵磁機勵磁之分。其中、采用直流勵磁機勵磁是靠同軸轉動的并勵直流發電機供給勵磁功率的；采用無刷交流勵磁機勵磁是由同軸轉動的交流勵磁發電機供給勵磁功率的。 （2）自勵式：勵磁功率由本身供給的發電機稱為自勵式發電機。其勵磁功率一般由以下三種方法獲得：直接從同步交流發電機輸出端取得，由安裝在同步交流發電機的定子槽中的副繞組供給；發電機電樞繞組為帶抽頭式的，由抽頭處引出部分電樞繞組供給。 綜上所述，無論是他勵式同步交流發電機，還是自勵式同步交流發電機，改變勵磁電流的大小，均可調整發電機的輸出電壓。

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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柴油發電機組使用直接噴射式進行燃燒室的保養... 柴油發電機組在保養燃燒室的時候可以選擇直接噴射式，那么這種直接噴射式的有什么樣的優點呢，柴油發電機廠家引江發電來為您具體介紹一下。 柴油發電機組燃燒室是柴油發電機組燃油與空混合形成可燃混合氣并進行燃燒的部位，它對柴油發電機組的功率、經濟性和可靠性有著重要的影響。因此對于燃燒室，我們要做好發電機組保養工作，在組織良好的燃燒過程時，不但要有良好的燃油噴射系統，良好的進、排氣系統，還必須有與噴油、進、排氣配合恰當的燃燒室形狀和尺寸，才能使燃油與空氣混合均勻，提高空氣利用率，組織完善的燃燒過程，達到柴油發電機組 的性能指標。　　 柴油發電機組之直接噴射式燃燒室的優點是，結構簡單，工質的流動損失小，燃燒室受急劇冷卻的表面積小，起動性能好，可以達到較高的經濟性．它的缺點是，對燃油霧化質量和燃油噴油系統要求高，對燃油質量比較敏感， 爆發壓力和壓力升高率較高，燃燒噪音較大．分閥式燃燒室的燃燒空間由兩部分組成，一部分在活塞頂與氣缸蓋之間，另一部分在氣缸蓋內，兩部分用狹窄的通道相連接，所以叫做分隔式燃燒室。它利用通道的狹窄截面使氣流通過時產生強烈的氣流擾丸以達到燃油和空氣的高度均勻混合，加速和完善燃燒過程。根據形成氣流擾動的原理不同，分隔式燃燒室又分為預燃室式燃燒室、渦流室式燃燒室和空氣室式燃燒室．這些燃燒室結構比較復雜，受急劇冷卻的表面積較大，向冷卻水的傳熱損失較大，氣流流過狹窄通道的能量損失也較大所以經濟性較差而且起動比較困難。它的優點是，工質混合質量氏空氣利用牢高，可以用較小的過量空氣系數達到較完善的燃燒過程。另外由于燃燒較快，適于高速柴油發電機組的要求。 從以上內容中可以看出直接噴射式燃燒室的重要作用，因此我們在發電機組保養中要注意一下對燃燒室的重點看護。

柴油發電機組的油箱安裝注意事項 下面我們將會為大家詳細講解柴油發電機組油箱的安裝注意事項： 一.柴油發電機的油箱存放位置必須不受威脅以防止火災，油桶或者油箱應該單獨放在看得見的地方， 適當離柴油發電機組遠點，而且必須嚴格遵守生產守則，嚴格規定不準吸煙； 二.如果是用戶自行制作油箱，那么應該注意備用柴油發電機組燃油箱的箱體材料應該選用不銹鋼或鋼板制作，切勿在燃油箱內部噴漆或鍍鋅，因為這兩者會與柴油發生化學反應，產生可能 引起柴油發電機組損壞的雜質及降低柴油的品質、潔凈度和燃燒效率； 三.油箱放置后，高油面不能比柴油發電機組底座高出其2.5米，如大油庫油面高于2.5米，應在大油庫與柴油發電機組之間加日用油箱，使直接送油之壓 力不大于2.5米。即使在柴油發電機組關閉期間，也不允許燃油依靠重力，通過進油管路或噴油管路流入柴油機； 四.油箱內裝的燃油容量應該保證每天的日常供應； 五.油箱供油和回油區域應設有帶孔隔板，以減少柴油發電機組的熱交換。

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發電機組的四沖程柴油機的工作原理有哪些 在熱力過程中，只有在“工質”膨脹過程才具有做功能力，而我們要求發動機能連續不斷地產生機械功，就必須使工質反復進行膨脹。因此，必須設法使工質重新恢復到初始狀態，然后，再進行膨脹。因此，柴油機必須經過進氣、壓縮、膨脹、排氣四個熱力過程之后，才能恢復到起始狀態，使柴油機連續不斷地產生機械功，故上述四個熱力過程稱為一個工作循環。 若柴油機活塞走完四個沖程完成一個工作循環，稱該機為四沖程柴油機。如果活塞走完二個沖程完成一個工作循環的柴油機稱為二沖程柴油機。目前，柴油發電機組配置的柴油機都是四沖程機。 1.進氣沖程 進氣沖程的目的是吸入新鮮空氣，為燃料燃燒作好準備。要實現進氣，缸內與缸外要形成壓差。因此，此沖程排氣門關閉，進氣門打開，活塞由上止點向下止點移動，活塞上方的汽缸內的容積逐漸擴大，壓力降低，缸內氣體壓力低于大氣壓力約68～93kPa。在大氣壓力的作用下，新鮮空氣經進氣門被吸入汽缸，活塞到達下止點時，進氣門關閉，進氣沖程結束。 2.壓縮沖程 壓縮沖程的目的是提高汽缸內空氣的壓力和溫度，為燃料燃燒創造條件。由于進、排氣門都已關閉，汽缸內的空氣被壓縮，壓力和溫度亦隨之升高，其升高的程度，取決于被壓縮的程度，不同的柴油機略有不同。當活塞接近上止點時，缸內空氣壓力達(3000～5000)kPa，溫度達500～700℃，遠超過柴油的自燃溫度。 3.膨脹(作功)沖程 當活塞上行將終了時，噴油器開始將柴油噴入汽缸，與空氣混合成可燃混合氣，并立即自燃，此時，汽缸內的壓力迅速上升到約6000～9000kPa，溫度高達(1800～2200)℃。在高溫、高壓氣體的推力作用下，活塞向下止點運動并帶動曲軸旋轉而作功。隨著氣體膨脹活塞下行其壓力逐漸降低，直到排氣門被打開為止。 4.排氣沖程 排氣沖程的目的是缸內的廢氣。做功沖程結束后，缸內的燃氣已成為廢氣，其溫度下降到(800～900)℃，壓力下降到(294～392)kPa。此時，排氣門打開，進氣門仍關閉，活塞從下止點向上止點移動，在缸內殘存壓力和活塞推力的作用下，廢氣被排出缸外。當活塞又到上止點時，排氣過程結束。 排氣過程結束后，排氣門關閉，進氣門又打開，重復進行下一個循環，周而復始不斷對外作功。

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柴油發電機的選用 　　一、柴油、機油的選用 　　操作人員在使用柴油發電機組前，應根據具體使用的環境和條件，選用適當規格的機油、柴油和冷卻液。選用的油、水或其他冷卻液的品質和理化指標恰當與否，對柴油機的機械性能和使用壽命有很大影響。 　　1.柴油的選用 　　柴油機可根據不同的環境溫度而選用不同牌號的柴油。在氣候較為炎熱的地區可選用凝點高的輕柴油;對于較為寒冷的地區須選用凝點低的輕柴油。 　　柴油中的雜質和水分越少越好，否則易引起柴油濾清器濾芯和輸油泵迸油濾網出現堵塞現象，柴油中較硬的機械雜質還可引起噴油泵和噴油器內部精密部件出現早期磨損，嚴重時還可導致柴油機發生“飛車”事故。 　　柴油的凝點一般要控制在比使用柴油機時的 環境溫度低10℃左右，以保證柴油在各管路中的流動性。 　　無論是進口或國產柴油機在一般環境溫度下使用時，柴油機使用的柴油必須要清潔， 在使用前做沉淀處理或用綢布進行過濾，以除去柴油中的機械雜質。 　　2.機油的選用 　　機油的作用是潤滑柴油機各運動部件并對這些零件起到冷卻散熱、帶走運動件由于摩擦而產生的雜質和防止生銹的作用。柴油機所用機油的等級及品質除對柴油機有影響外，還對機油的使用期限有一定影響。為此，用戶應根據柴油機的型號和使用環境等來選用適當規格的機油。在一般情況下，增壓柴油機和標定轉速大于2000r/min的柴油機應選用CC級機油;對于自然吸氣型和標定轉速小于2000r/min的柴油機應選用CA級機油。總之，柴油機不管在任何環境下工作，機油必須要有良好的流動性和適當的運動黏度。 　　柴油機在嚴寒地區使用時，必須要選用凝點更低的專用稠化機油。目前國內使用的機油規格有CA級和L-ECC級。L-ECC級機油產品包括30、40、5W/30、lOW/30、l5W/40、20W/40等級別，其中30機油適用于 環境溫度0℃使用，40機油適用于 環境溫度5℃使用，SW/30機油適用于 環境溫度-20℃使用，10W/30機油適用于 環境溫度-15℃使用，I5W/40機油適用于 環境溫度-l0C使用，20W/40機油適用于 環境溫度-5℃使用。康明斯柴油機要求使用不低于CF4/SGl5W-40標準的機油;CD級和CE級機油被禁止在康明斯柴油機上使用。 　　柴油機需用更換油底殼內部機油時，應用清潔的柴油將潤滑系統清洗后再加入新機油。 　　注意:不同牌號的機油不允許混合使用。

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