柴油發(fā)電機組原理.ppt

概述 在通信系統中 一旦市電中斷 一般都是靠蓄電池放電來保證整流器或者UPS等設備不間斷供電 但是電池的容量是有限的 如果停電時間較長 勢必會有掉電的危險 所以要提供一些后備電源 以保證供電安全 目前 最常用的后備電源是柴油發(fā)電機組 柴油發(fā)電機組 柴油發(fā)電機簡而言之 就是由柴油發(fā)動機驅動發(fā)電機運轉 從而輸出電能的設備 柴油發(fā)動機發(fā)電機 柴油發(fā)動機 一 柴油發(fā)動機原理在汽缸內 潔凈空氣與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 四沖程的工作過程 進氣沖程 活塞從上止點向下止點移動 目的是吸入新鮮空氣為燃燒作好準備 此時進氣門打開 排氣門關閉 活塞到達下止點時進氣門關閉 進氣沖程結束 壓縮沖程 活塞從下止點向上止點移動 此時上下氣門關閉 氣缸內空氣受壓縮 溫度 壓力提高 為燃燒提供條件 活塞到達上止點時壓縮沖程結束 膨脹 作功 沖程 在壓縮沖程結束前 噴油器將燃油噴入氣缸 與空氣混合形成可燃氣體并自燃 產生高溫 高壓推動活塞向下止點運動并帶動曲軸旋轉而作功 活塞到達下止點時 氣缸內壓力下降 直至排氣門打開 排氣沖程 作功結束后 氣缸內的氣體已成為廢氣 活塞從下止點向上止點運動 排氣門打開 進氣門關閉 活塞將廢氣排除氣缸 到達上止點時 排氣沖程結束 四沖程工作原理示意圖 進氣沖程 壓縮沖程 作功沖程 排氣沖程 柴油機通過改變汽缸內柴油和空氣的比例來達到調整功率的目的 發(fā)動機轉速固定時 又跟單位時間內柴油供應量大小 柴油燃燒性能的好壞等因素有關 向汽缸內多噴油 功率增加 當油量多到一定數量后 由于氧氣不足 排氣開始冒黑煙 如再繼續(xù)增加油量 冒煙加重 但功率仍可少許增加 達到最大功率后 再多噴油 功率下降 二 柴油發(fā)動機的結構 柴油機總體結構一般由以下幾大系統或機構組成 機體 曲軸連桿機構 配氣機構 燃油系統 潤滑系統 冷卻系統 啟動系統 機體組件 包括機體 氣缸 曲軸蓋 氣缸 氣缸蓋和油底殼等 這些零件構成了柴油機骨架 所有運動件和輔助系統都支承在它上面 曲軸連桿機構 氣缸內燃燒氣體的壓力推動曲軸連桿機構 并將活塞的直線運動變?yōu)榍S的旋轉動力 主要部件有 活塞 連桿 曲軸 飛輪等 1 曲軸2 連桿3 汽缸4 活塞5 飛輪 配氣機構 適時向氣缸內提供新鮮空氣 并適時的排出氣缸中燃料燃燒后的廢氣 它由進氣門 排氣門 凸輪軸及其傳動零件組成 曲軸齒輪 中間齒輪 正時齒輪 凸輪軸 氣門 搖臂 凸輪 挺桿 燃油系統 燃料供給系統是按照內燃機工作是所要求的時間 供給氣缸適量的燃料 它由燃油箱 燃油濾清器 油泵 噴油器等組成 回油管 油箱 油水分離器 手油泵 濾清器 噴油器 輸油泵 高壓油泵 潤滑系統 潤滑系統是向柴油機各運動機件的摩擦表面 不斷提供適量的潤滑油 它由機油泵 機油濾清器 機油散熱器等組成 機油泵 油底殼 機油濾清器 調壓閥 機油冷卻器 冷卻系統 適當冷卻在高溫下工作的機件 使柴油機保持正常的工作溫度 它由水泵 散熱器 水套 節(jié)溫器 風扇等組成 啟動系統 以外力轉動內燃機曲軸 使內燃機由靜止狀態(tài)轉入工作狀態(tài)的裝置 由蓄電池 啟動馬達等組成 電磁線圈及保持線圈通電 鐵心移動帶動驅動桿擺動 使啟動機的齒輪與飛輪齒圈嚙合 鐵心繼續(xù)移動接通直流電動機電路開始運轉工作 直至柴油機啟動 啟動機結構圖 三 柴油發(fā)動機的使用與維護 運轉前檢查外觀檢查 發(fā)動機外部是否有損 缺件 螺絲是否松動 發(fā)電機輸出線或控制線是否損傷松動 燃料系統 燃油量是否足夠 配線配管是否有沒有漏油或管件松動 等 排除燃油系統中的空氣 潤滑系統 發(fā)動機潤滑油是否足夠 冷卻系統 冷卻散熱器的水量是否足夠 蓄電池 電壓是否正確 接頭有無松動 排氣系統 消音器有無破損 排氣管按裝是否牢固 機組四周不可存放易燃物及雜物 發(fā)電機室之通風是否良好 運轉中請注意以下幾點AC電流表 表針指示是否正常 切換電流切換開關 量測各相序間之相電流值 各相序間相差最好不要超過10 AC電壓表 表針指示的電壓是否正常 油壓表指示的油壓是否在正常范圍 水溫表指示的水溫是否在正常70 95 范圍 轉速表 引擎的轉數是否適當 發(fā)電機引擎有無異常的聲音或振動 煙色是否無色或淺灰色 機油使用注意事項 應根據廠家說明書所規(guī)定的要求選擇機油的質量等級和粘度等級 要注意使用中機油顏色 氣味變化 有條件的可以定期檢查機油各項性能指標 一旦發(fā)現顏色 氣味以及性能指標有較大變化 應及時更換機油 不應教條地照搬換油期限 加注機油要注意適量 油量不足會加速機油的變質 而且會因缺油而引起零件的燒損 機油加注過多 不僅會使內燃機油消耗量增大 而且過多的內燃機油易竄入燃燒室內 惡化混合氣的燃燒 要定期檢查清洗機油濾清器 清理油底殼中的臟雜物 要避免不同牌號的內燃機油混用 以免相互起化學反應 柴油使用注意事項 柴油的使用要符合季節(jié)要求 應根據最低氣溫來選用不同牌號的輕柴油 一般要求柴油的凝點應低于當地季節(jié)最低氣溫5 正確選用柴油牌號 可以避免在低溫下析出結晶而造成油路堵塞 發(fā)動機不能起動 當柴油中含有水分時 不僅會使金屬銹蝕 冬季使用時 還會因結成冰粒堵塞濾清器 影響發(fā)動機供油 因此 在使用中必須注意防止混入水分 不同牌號柴油可摻兌使用 如當月最低氣溫為0 不宜使用0號輕柴油 但可將0號輕柴油與低凝點輕柴油 10號以下 按一定比例摻兌 不能摻入汽油 柴油中若有汽油存在 發(fā)火性能會顯著變差 導致不易起動 甚至無法起動 冷卻液使用的注意事項 盡量使用防凍液 因為防凍液不僅有防凍的作用 還有防腐蝕 沸點高 防水垢的優(yōu)點 有水加熱器的機組 在環(huán)境溫度低于5 時 應啟動加熱器 以便于發(fā)動機啟動 其他注意事項 無論對自然吸氣型還是增壓機型的使用應盡量減少低載 空載運行時間 最小負荷應不低于機組額定功率的25 30 每月進行一次空載試機 時間應在5分鐘以內為宜 發(fā)動機的關機和故障停機 正常關機 當市電恢復供電或試機完后 應先切斷負荷 空載運行3 5min 再關閉油門停機 故障停機 當出現油壓低 水溫高 轉速高 電壓異常等故障時 應能自動或手動停機 緊急停機 當出現轉速過高 飛車 或其它有發(fā)生人身事故或設備危險情況時 應立即切斷油路和 進 氣路緊急停機 故障或緊急停機后應做好檢查和記錄 在機組未排除故障和恢復正常時 不得重新開機運行 發(fā)電機 發(fā)電機大多采用同步發(fā)電機 同步發(fā)電機由固定的定子和可旋轉的轉子兩大部分組成 將同步交流發(fā)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(fā)電機的轉子 利用 電磁感應 原理 發(fā)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 飛輪連接盤 風扇 AVR 自動電壓調節(jié)器 勵磁機 整流器 轉子 定子 交流發(fā)電機工作原理 勵磁機 發(fā)電機 在定子槽里放著三個結構相同的繞組AX BY CZ A B C為繞組始端 X Y Z為繞組末端 三個繞組的空間位置互差120 電角度 當柴油機拖動電機轉子和勵磁機旋轉時 勵磁機輸出的直流電流流入轉子繞組 產生旋轉磁場 磁場切割三相繞組 產生三個頻率相同 幅值相等 相應差為120 的電動勢 三相電勢的波形 0 e t 主定子 UVWN 輸出端子 D C4極主轉子 轉軸 AVR D C Field 勵磁機定子 旋轉整流器 A C 3Phase 轉軸 勵磁機轉子 磁場 AVR電源 交流發(fā)電機方框圖 交流發(fā)電機的運作方法 柴油機驅動發(fā)電機轉動時 主轉子上的剩磁在主定子產生一個小交流電壓 此電壓被AVR整流為直流并加在勵磁定子上 勵磁定子產生了一個磁場 磁場又使勵磁轉子感應出交流電壓 通過旋轉整流器轉變?yōu)橹绷?提供給主轉子 此時轉子產生一個更