柴油發(fā)電機容量應該如何選擇？ 1 設置原則 一類高層建筑應按一級負荷要求供電，二類高層建筑應按二級負荷要求供電。《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ／T16—92 3.1條規(guī)定：一級負荷應由兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞；二級負荷條件允許時，也宜采用二路電源來供電，特別是消防用的二級負荷，更應該按兩個回路要求供電；一級負荷中的特別重要負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。根據(jù)這些規(guī)定，筆者總結了自備柴油發(fā)電機組的設置原則： （1）當民用建筑需按一級負荷要求供電時，若城市電網(wǎng)能提供二路獨立電源（一用一備或相互備用），則可不設柴油發(fā)電機組；但當一級負荷中有特別重要的負荷時，則一般應設柴油發(fā)電機組作為應急電源。 （2）當電網(wǎng)只能提供一路電源時，為滿足對一、二級負荷的供電要求，一般應設置柴油發(fā)電機組，此時柴油發(fā)電機組將作備用電源及應急電源使用。 （3）大、中型商業(yè)建筑中為確保市電中斷時不造成較大的經濟損失，也宜設柴油發(fā)電機組。由于城市電網(wǎng)不可能完全獨立，有時一個電源故障或檢修時，另一電源有可能同時故障，因此，即使有兩路或以上電源供電，為確保民用建筑中消防及其他重要設備（如智能化設備、通訊設備等）的可靠供電，一般都設置柴油發(fā)電機組。 2 容量選擇 自備柴油發(fā)電機組容量的選擇，目前 尚無統(tǒng)一的計算公式：有的簡單地按電力變壓器容量的10％-20％確定；有的按消防設備的容量相加；有的則根據(jù)投資者的意愿選擇，造成了自備發(fā)電機組容量選擇的不準確性，若容量選擇太大造成一次投資浪費，選擇太小則在事故時滿足不了使用要求。那么，如何選擇自備發(fā)電機組的容量呢？ （一）方案或初步設計階段 自備發(fā)電機的容量按供電變壓器總容量的10％-20％計算。 （二）施工圖階段 （1）建筑物的用電負荷可分為三類： 類為保安型負荷，即保證大樓內人身及設備和可靠運行的負荷，如消防水泵、消防電梯、防排煙設備、應急照明、通訊設備、重要的計算機及相關設備等；第二類為保障型負荷，即保障大樓運行的基本設備負荷，主要是工作區(qū)照明、部分電梯、通道照明；第三類為一般負荷，即除了上述負荷以外的其它負荷，例如：空調、水泵及其他一般照明、動力設備。計算自備發(fā)電機組的容量時， 類負荷必須考慮在內，即必須采用柴油發(fā)電機組：第二類負荷則根據(jù)大樓功能及電網(wǎng)情況來定，若大樓功能要求較高或城市電網(wǎng)供電不穩(wěn)定，則應將第二類負荷考慮在內，但若將 類、第二類負荷簡單相加來選擇柴油發(fā)電機容量，則所選容量偏大，因為在消防狀態(tài)時，只需保證消防設備的運行，第二類負荷不使用；而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時，消防設備不使用?？梢赃x擇兩者中較大者作為柴油發(fā)電機組的容量。 設備容量統(tǒng)計出來后，根據(jù)實際情況選擇需要系數(shù)Kx（一般取0.85-0.95），計算出計算容量Pj=KxP∑，自備柴油發(fā)電機組的功率按下式計算P=kPj／η式中： P—自備柴油發(fā)電機組的功率kw； Pj—負荷設備的計算容量kw； P∑—總負荷kw； η—發(fā)電機并聯(lián)運行不均勻系數(shù)一般取0.9，單臺取1； k—可靠系數(shù)，一般取1.1。 （2）按 的單臺電動機或成組電動機起動的需要，計算發(fā)電機容量P=（P∑-Pm）／η∑+ PmKCcosψm（KW） Pm—起動容量 的電動機或成組電動機的容量（kw）； η∑一總負荷的計算效率，一般取0.85； cosΨm —電動機的起動功率因數(shù)，一般取0.4； K—電動機的起動倍數(shù)； C—全壓起動C=l.0，Y—△起動C=0.67，自耦變壓器起動50％抽頭C=0.25，65％抽頭C==0.42，80％抽頭C=0.64。 （3）按起動電動機時母線容許電壓降計算發(fā)電機容量P=PnKCXd″（1／△E-1）（kw） Pn一造成母線壓降 的電動機或成組起動電動機組的容量（kw） K—電動機的起動電流倍數(shù)； Xd″—發(fā)電機的暫態(tài)電抗，一般取0.25； E—母線允許的瞬時電壓降，有電梯時取0.20，無電梯時取0.25.在實際工作中，也可用系數(shù)法估算柴油發(fā)電機組的起動能力 工程實例：以某工程為例，該工程建筑面積10000m2，12層，為二類高層，保安性負荷主要為消防負荷，其容量為191kw， 一臺電動機為噴淋泵37kw，采用自耦降壓80％抽頭降壓起動。 （1）按計算負荷計算P=kPj／η=1.1×191／1kw=210.1 kw （2） 的單臺電動機起動的需要計算P=（P∑-Pm）／η∑ +PmKCcosΨm =（191—37）／0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw （3）按起動電動機時發(fā)電機母線允許電壓降計算P=PnKCXd″（1／△E-1） =37×6×0.64×0.25（1／0.20-1） =142.08 kw 根據(jù)以上計算，應選擇≥238.0 kw的柴油發(fā)電機組一臺，因此可選一臺250kw機組。

無刷充電機的工作原理 發(fā)動機起動期間，發(fā)電機電壓小于蓄電池電壓時，整流二極管截止，發(fā)電機不能對外輸出，由蓄電池供給磁場電流。路徑為：蓄電池正極→點火開關SW(或點火繼電器觸點)→磁場燒組調節(jié)器→搭鐵→蓄電池負極。 流入勵磁繞組的電流，在勵磁鐵心中建立一個帶狀的磁通量。這個帶狀磁通量沿著各個導磁元件環(huán)行，在整個磁回路中，這個磁通量將在勵磁繞組周圍找到一個 磁阻的通道：勵磁電流產生的磁力線通過勵磁鐵心(磁軛托架)→輔助氣隙g1→轉子N極→主氣隙g→定子鐵心→主氣隙g→轉子S極→輔助氣隙g2→勵磁鐵心形成一個閉合的磁路系統(tǒng)。這種結構除轉子爪極外徑與定子內表面之間的氣隙(稱為主氣隙)外，在閉合的磁路系統(tǒng)中，增加了兩個有相對運動的徑向附加氣隙，使閉合回路的磁阻增大。所以必須通過增加磁場繞組的激磁安匝來補有效磁通量所減小的部分，才能保證無刷交流發(fā)電機的輸出。 隨著轉子的旋轉，使通過定子鐵心的磁通量發(fā)生變化，定子繞組切割磁力線而產生感應電動勢，定子繞組發(fā)出三相交流電壓，通過三相橋式整流電路整流成直流。當轉速達到1000r/min左右時，發(fā)電機應能正常發(fā)電并對外輸出，經濾波電容C后輸出28V直流電壓，發(fā)電機電壓大于蓄電池電壓，發(fā)電機自勵，并對蓄電池充電，或對其他負載供電。N端通過VD4、VD5、VD6中的一個硅管整流，與對地端形成半波整流電壓，被稱為中性點電壓，其輸出信號為14V直流脈動電壓( 負載不能超過2A)，N端可用于接轉速表。中性點電壓除了直流成分外，還含有交流成分，且幅值隨發(fā)電機的轉速而變，與中性點相連的二極管(VD10、VD11)就稱為中性點二極管。當中性點二極管的正極管(VD11)電位 或負極管(VD11)電位 時，中性二極管亦處于正向導通，可對外輸出，能有效利用中性點電壓來增加發(fā)電機的輸出功率。實踐證明，在交流發(fā)電機上安裝中性二極管后，輸出功率可增加10%～15%。 定子繞組的三相交流電壓經三相全橋整流后，經調節(jié)器向勵磁繞組供電。調節(jié)器以通/斷方式調節(jié)勵磁電流，使充電機的輸出電壓保持在(28±0.3)V范圍內波動，給蓄電池浮充電。發(fā)電機調節(jié)器電路如圖8-14中調節(jié)器部分所示，主要由3個電阻R1、R2、R3，2個三極管VT1、VT2和1個穩(wěn)壓管VR組成。R1、R2，為分壓電阻，VT1為小功率三極管，接在大功率管的前一級，起功率放大作用，也稱前級放大。三極管VT2為大功率三極管，其集電極與發(fā)電機磁場繞組相連，磁場繞組為VT2負載，VT2導通時，磁場電流接通反之磁場電流切斷。因此，可以通過控制三極管VT2的導通與截止，改變磁場電流使發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定。 穩(wěn)壓二極管VR是感受元件，其一端接三極管VT1的基極，另一端接分壓電阻R1、R2、以組成電壓檢測電路，監(jiān)測發(fā)電機電壓的變化。當發(fā)電機的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達到VR的設定電壓時，VR擊穿，VT1有基極電流使VT1導通，VT2截止，這就使發(fā)電機的F點不接地面切斷了磁場繞組的電路，發(fā)電機電壓便會下降。發(fā)電機電壓下降時又使VR、VT1截止，VT2導通，發(fā)電機電壓重又升高如此反復作用，使發(fā)電機端電壓被控制在一定的范圍內。 現(xiàn)在集成電路電壓調節(jié)器也被廣泛使用。用集成電路開發(fā)的電壓調節(jié)器體積很小，可方便地安裝在發(fā)電機的內部與發(fā)電機組成一個整體，稱之為整體式交流發(fā)電機。集成電路調節(jié)器的基本工作原理與晶體管調節(jié)器完全一樣，都是根據(jù)發(fā)電機的電壓信號(輸入信號)，利用三極管的開關特性控制發(fā)電機的磁場電流以此達到穩(wěn)定發(fā)電機輸出電壓的目的。集成電路調節(jié)器有內、外搭鐵之分，以外搭鐵形式居多。

發(fā)電機如何不使用電子調速器控制電路 如果不使用電子轉速控制器，柴油機引擎控制器也可直接控制RSV機械調速器以實現(xiàn)機組起動和調速，此種情形控制的二位式電磁執(zhí)行機構與RSV調速器調速手柄連接。不使用電子調速器的康明斯機組控制電路。 起動時，接通電源開關，按下啟動按鈕，端子輸入低電平，觸發(fā)T-P進入起動狀態(tài)；端子、輸出低電平，使繼電器、線圈獲得工作電壓。 J1的常開觸點接通，初始供油繼電器RS2線圈得電，R52常開觸點接通，電磁執(zhí)行機構DTC的起動線圈得電，將調速手柄拉至起動工況位置；同時J1使起動繼電器RS1線圈得電吸合，RSI常開觸點接通，起動機吸合繼電器J線圈得電，接通起動機M的電磁開關及其電路，起動電動機運轉，帶動柴油機起動。 J2的常開觸點接通，使延時繼電器KT1得電，經過設定的延遲時間后，其常開觸點將閉合，使電磁執(zhí)行機構DTC的全速線圈得電，柴油機起動后能進入全速運行狀態(tài)。全速線圈得電時間應在起動程序結束前。 起動機轉動并使柴油機轉速超過300r/min時(或達到機組設定的起動時間)，T-P使6 端輸出高電平，J1失電斷開其常開觸點，起動繼電器RSI和初始供油繼電器RS2失電斷開，起動電動機吸合繼電器J失電，起動機與柴油機飛輪分離。同時，電磁執(zhí)行機構DTC的起動線圈也失電，柴油機在電磁執(zhí)行機構DTC的全速線圈控制下使調速手柄處于標定轉速位置，柴油機起動成功并進入標定轉速運行狀態(tài)。 由上述過程可知，KT1延時時間必須早于T-P表的起動程序的結束時間，否則T-P表在結束起動程序并斷掉電磁執(zhí)行機構DTC起動線圈的供電時，DTC將無電磁吸力而使柴油機停機。 停機時，按下停機按鈕STOP，T-P表的19端子輸入低電平，T-P進入關機程序，端子7由低電平變?yōu)楦唠娖剑^電器J2線圈失電，其觸點斷開，延時繼電器KT1失電，KT1觸點斷開DTC的全速線圈供電，DTC失去電磁力而在復位彈簧作用下使RSV調速器調速手柄處于停機位置，柴油機停機。 由此可見，在該控制方式，T-P表的噴油泵控制輸出端口7不再用于電子調速控制器ESD5500E的工作電壓控制，而是直接用于電磁執(zhí)行機構的控制，通過與RSV機械調速器的配合實現(xiàn)起動過程和調速過程。電磁執(zhí)行機構改變調速手柄的位置實際上改變的是RSV調速器的彈簧張力和轉速設定值。同時，柴油機直接從起動狀態(tài)進入高速控制狀態(tài)，控制過程不盡合理。 應急控制電路主要由鑰匙開關DS，柴油機參數(shù)表及傳感器等組成。將DS旋至“工作”位置時，①、②端子接通，電磁執(zhí)行器DCT中的全速線圈得電，其阻值較大，產生的吸力不足以使其動作。將DS旋至“起動”位置時，①、②、③端子均接通，繼電器RS1得電，常開觸點閉們接通起動電動機電路，柴油機起動。同時，RS2得電，觸點閉合，DCT起動線圈也得電，執(zhí)行機構在電磁吸力的作用下將油量控制齒桿拉至起動供油量位置。柴油機起動后，DS回復至正作狀態(tài)，此時執(zhí)行機構被全速線圈產生的吸力使其保持在標定轉速位置，柴油機工作在標定轉速。將DS旋到“停機”位置時，全速線圈失電，電磁執(zhí)行器在彈簧的作用下將油量控制機構拉至停止供油位置，機組停機。