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柴油發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)原理如何分析
6BT型柴油機(jī)中冷型采用的是水對空中冷類型。它由中冷器殼及中冷器芯等組成。中冷器殼由鋁板模壓而成。中冷器殼分為中冷器蓋和中冷器體兩部分。中冷器蓋通過進(jìn)氣岐管與空氣壓縮機(jī)相連,中冷器還進(jìn)氣岐管與氣缸蓋進(jìn)氣口相連。中冷卻芯由銅合金管子組成。發(fā)電機(jī)冷卻液從中冷器后端的進(jìn)水街頭進(jìn)入中冷器芯中,然后由前端出口流向節(jié)溫器。空氣由增壓器壓送到中冷器,流過中冷器受到冷卻液的冷卻,降溫后而進(jìn)入氣缸?,F(xiàn)在智能控制系統(tǒng)的使用已經(jīng)大大提高了柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行,保障了柴油發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定工作,柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)就像發(fā)電機(jī)組的心臟,那么控制系統(tǒng)是通過何種原理和算法來實(shí)現(xiàn)的呢?
一、山東菏澤本地?cái)?shù)字勵(lì)磁控制器軟件實(shí)現(xiàn)與算法研究
主要是對數(shù)字式勵(lì)磁控制器的軟件和所采用的控制算法進(jìn)行論述。首先對數(shù)字勵(lì)磁控制器的主程序進(jìn)行設(shè)計(jì),然后對電量參數(shù)采集算法和智能勵(lì)磁控制算法進(jìn)行研究,并在CPU上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)的數(shù)字勵(lì)磁控制,需要得到實(shí)時(shí)、山東菏澤本地的電量數(shù)據(jù),而要獲得實(shí)時(shí)、山東菏澤本地的電量數(shù)據(jù),則需要采用交流采樣方法,并推導(dǎo)出交流采樣下各個(gè)電量的計(jì)算公式,終編寫計(jì)算出電量數(shù)據(jù)的算法程序。交流采樣是按一定的規(guī)律對被測信號(hào)的瞬時(shí)值進(jìn)行采樣,再按照一定的數(shù)學(xué)算法求出被測電量參數(shù)的測量方法。下面給出交流電壓,交流電流,有功功率,無功功率,功率因素的各種算法中的離散公式。
二、山東菏澤本地?cái)?shù)字式勵(lì)磁控制器總體設(shè)計(jì)方案
工作電源:由于微處理器的工作電源要求,我們需要一個(gè)5V的穩(wěn)定直流電源,信號(hào)調(diào)理電路的運(yùn)算電路的供電需要一組±12V的直流電源,另外,開關(guān)量輸出需要驅(qū)動(dòng)繼電器,所以需要一個(gè)+24V的直流電源,為此我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)化模塊得到系統(tǒng)正常工作所需的三組DC電源。
三、山東菏澤本地交流采樣鎖相環(huán)電路
要進(jìn)行交流采樣,通常需要進(jìn)行同步采樣,目前交流采樣方式主要有硬件同步采樣、山東菏澤本地軟件同步采樣和異步采樣三種。硬件同步由硬件同步電路向CPU提出中斷實(shí)現(xiàn)同步。硬件同步電路有多種形式,常見的如鎖相環(huán)同步電路等。硬件同步采樣法是由專門的硬件電路產(chǎn)生同步于被測信號(hào)的采樣脈沖。它能克服軟件同步采樣法存在截?cái)嗾`差等缺點(diǎn),測量精度高。利用鎖相頻率跟蹤原理實(shí)現(xiàn)同步等間隔采樣的原理圖,在相位比較器PD、山東菏澤本地低通濾波器LP、山東菏澤本地壓控振蕩器VCO構(gòu)成的鎖相環(huán)內(nèi)加入n分頻器,輸入為被測信號(hào)的頻率,作為鎖相環(huán)的基準(zhǔn)頻率,輸出 為采樣頻率。經(jīng)n分頻后與相比較,根據(jù)鎖相環(huán)工作原理,鎖定時(shí)/n=,即:=n。由于鎖相環(huán)的時(shí)跟蹤性,當(dāng)被測信號(hào)頻率變化時(shí),電路能自動(dòng)快速跟蹤并鎖定,始終滿足=n的關(guān)系,即采樣頻率為被測信號(hào)頻率的整數(shù)n倍,從而實(shí)現(xiàn)一周內(nèi)等間隔采樣n點(diǎn)。此外,還可將分頻系數(shù)n為程序控制,則可根據(jù)不同頻率的被測信號(hào)及CPU、山東菏澤本地A/D轉(zhuǎn)換器的速度,動(dòng)態(tài)改變n值,以達(dá)到 的效果。
柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的工作原理和算法很復(fù)雜,每個(gè)電路的設(shè)計(jì)都有其特定的算法來實(shí)現(xiàn)。柴油發(fā)電機(jī)組的控制部分,數(shù)字式勵(lì)磁控制器較傳統(tǒng)的模擬電路,勵(lì)磁控制器具有精度高,反應(yīng)快,控制算法適應(yīng)性強(qiáng),對于不同特性的電機(jī)只要通過調(diào)整程序參數(shù)就能適應(yīng),甚至可以實(shí)現(xiàn)更高端的自適應(yīng)智能控制算法等優(yōu)點(diǎn)。
四、山東菏澤本地對繼電保護(hù)裝置的要求
繼電保護(hù)裝置是確保供電,保護(hù)電氣設(shè)備而裝設(shè)的,因此,對它的要求是:動(dòng)作要迅速當(dāng)供電系統(tǒng)或電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限應(yīng)短,迅速切除故障,以減輕被保護(hù)設(shè)備的損壞程度,阻止故障的蔓延。對于電氣元件,如果短路電流通過時(shí),產(chǎn)生的熱量與短路電流的平方和電流通過的時(shí)間成正比,因此,保護(hù)裝置切除得越快,產(chǎn)生的熱量就越小,設(shè)備就不易損壞。靈敏度要高靈敏度是指保護(hù)裝置對其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或工作狀態(tài)不正常的反應(yīng)能力。靈敏度越高,故障發(fā)覺和切除就越早,從而對系統(tǒng)和設(shè)備的破壞就越小。可靠性要高可靠性是指裝置本身應(yīng)能可靠地工作。在正常運(yùn)行或不屬于它保護(hù)范圍的故障,不應(yīng)誤動(dòng)作,而屬于它保護(hù)范圍內(nèi)的故障,不應(yīng)拒絕動(dòng)作。因此,保護(hù)裝置的可靠性很重要,否則,它本身就可能是產(chǎn)生和擴(kuò)大事故的根源。



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柴油發(fā)電機(jī)噴油器的構(gòu)造原理是怎樣的
柴油發(fā)電機(jī)燃油供給系統(tǒng)的功用是根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷的需要,按時(shí)將適量的柴油以霧狀噴入氣缸與空氣均勻地混合??得魉共裼桶l(fā)電機(jī)燃油供給系統(tǒng)的機(jī)件可分為:燃油箱、山東菏澤輸油泵、山東菏澤調(diào)速器、山東菏澤噴油器等。
柴油發(fā)電機(jī)燃油供給系統(tǒng)的布置。在康明斯柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下,輸油泵從燃油箱內(nèi)吸進(jìn)燃油,并以一定的壓力經(jīng)燃油水分離器、山東菏澤燃油濾清器過濾后送到噴油泵,過量的燃油返回油箱。燃油在噴油泵內(nèi)被加壓后,以極高的壓力經(jīng)高壓油管送至各缸噴油器,向各個(gè)氣缸進(jìn)行的噴射,過量的燃油經(jīng)回油歧管返回油箱。
發(fā)電機(jī)雖然噴油器的種類繁多,但其構(gòu)造原理基本相同,典型柴油發(fā)電機(jī)噴油器總成,由噴油器體、山東菏澤針閥偶件、山東菏澤緊帽、山東菏澤頂桿、山東菏澤調(diào)壓螺釘?shù)冉M成。針閥偶件用緊固螺套固定在噴油器體上,調(diào)節(jié)彈簧通過頂桿部件將針閥偶件壓緊在針閥體密封錐面上,調(diào)壓彈簧的壓力由調(diào)壓螺釘調(diào)節(jié),調(diào)壓螺釘用螺母鎖緊。其中針閥偶件(由針閥和針閥體組成)按結(jié)構(gòu)形式可分為開式和閉式兩大類。目前廣泛應(yīng)用的是閉式,其主要形式分為軸針式和孔式兩種。
上述噴油器結(jié)構(gòu)因調(diào)壓彈簧位置在噴油器的上部,彈簧位置與針閥距離較遠(yuǎn),所以必須通過一根較長的頂桿,把彈簧與針閥的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是在調(diào)壓彈簧頂部容易布置調(diào)壓螺釘,針閥開啟壓力可利用調(diào)壓螺釘進(jìn)行無極調(diào)整,調(diào)整方便。但這種結(jié)構(gòu)也有缺點(diǎn),及頂桿較長、山東菏澤質(zhì)量較大,容易產(chǎn)生慣性力較大。因?yàn)獒橀y由靜止到開啟應(yīng)迅速,噴油結(jié)束后,針閥應(yīng)迅速向上運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛳逻\(yùn)動(dòng),以求針閥盡快回位并停止供油。但這種運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變與噴油器運(yùn)動(dòng)件的的慣性有關(guān),慣性愈大針閥關(guān)閉所需時(shí)間愈長,燃燒室內(nèi)高溫氣體也愈容易到灌入針閥偶件內(nèi),產(chǎn)生積炭、山東菏澤燒損密封座面等現(xiàn)象。
為了克服上述結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),近幾年來國內(nèi)外已發(fā)展出一種新的噴油器總成。
改進(jìn)后的噴油器結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)是取消運(yùn)動(dòng)件頂桿,改用一個(gè)質(zhì)量較小的彈簧下座,將調(diào)壓彈簧下移到接近針閥尾部,同時(shí)針閥直徑也減小。由于這種噴嘴器結(jié)構(gòu)降低了運(yùn)動(dòng)件的慣性,所以又稱為低慣量噴油器??得魉共裼桶l(fā)電機(jī)B、山東菏澤C系列采用了這種結(jié)構(gòu)的噴油器總成。該噴油器上有4個(gè)噴油孔,標(biāo)準(zhǔn)噴油壓力為24.5~25.3MPa。它的優(yōu)點(diǎn)是提高針閥開啟和關(guān)閉速度,降低針閥回油時(shí)在密封錐面出的沖擊應(yīng)力,既能改善性能又能提高使用壽命。這種結(jié)構(gòu)對針閥開啟壓力的調(diào)整采用改變墊片厚度的辦法,因此開啟壓力的調(diào)整不如一般噴油器所采用的調(diào)整螺釘方便,且壓力只能有級(jí)調(diào)整。為了保證足夠的調(diào)整精度,采用每隔0.05mm為每一級(jí)的墊片進(jìn)行調(diào)整


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根據(jù)用戶的提問結(jié)合實(shí)際為用戶計(jì)算柴油發(fā)電機(jī)組的容量
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客戶的提問:柴油發(fā)電機(jī)的容量選擇迷茫中,師傅跟我說按照負(fù)荷的3-4倍選就行,說是考慮啟動(dòng)電流。消防泵房用柴油發(fā)電機(jī)。消防泵75KW*2(星三角啟動(dòng),一用一備),穩(wěn)壓泵1.1KW*2(一用一備),排污泵2.2KW,照明1KW。總功率算出來75+1.1+2.2+1=79.3KW。還有兩臺(tái)補(bǔ)水泵45KW(星三角啟動(dòng),一用一備),備注的是補(bǔ)水泵不得與消防泵同時(shí)啟動(dòng)。選擇的柴油發(fā)電機(jī)組的功率為250KW。各位前輩,這個(gè)發(fā)電機(jī)功率可以嗎?能否把補(bǔ)水泵和消防泵一起算(就是可以同時(shí)啟動(dòng)),選擇發(fā)電機(jī)?
一、山東菏澤同城設(shè)置原則
一類高層建筑應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷要求供電,二類高層建筑應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷要求供電?!睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16—92 3.1條規(guī)定:一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電,當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞;二級(jí)負(fù)荷條件允許時(shí),也宜采用二路電源來供電,特別是消防用的二級(jí)負(fù)荷,更應(yīng)該按兩個(gè)回路要求供電;一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷,除上述兩個(gè)電源外,還必須增設(shè)應(yīng)急電源。根據(jù)這些規(guī)定,筆者總結(jié)了自備柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)置原則:
(1)當(dāng)民用建筑需按一級(jí)負(fù)荷要求供電時(shí),若城市電網(wǎng)能提供二路獨(dú)立電源(一用一備或相互備用),則可不設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組;但當(dāng)一級(jí)負(fù)荷中有特別重要的負(fù)荷時(shí),則一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。
(2)當(dāng)電網(wǎng)只能提供一路電源時(shí),為滿足對一、山東菏澤同城二級(jí)負(fù)荷的供電要求,一般應(yīng)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組,此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組將作備用電源及應(yīng)急電源使用。
(3)大、山東菏澤同城中型商業(yè)建筑中為確保市電中斷時(shí)不造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,也宜設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組。由于城市電網(wǎng)不可能完全獨(dú)立,有時(shí)一個(gè)電源故障或檢修時(shí),另一電源有可能同時(shí)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(shè)備(如智能化設(shè)備、山東菏澤同城通訊設(shè)備等)的可靠供電,一般都設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。
二、山東菏澤同城容量選擇
自備柴油發(fā)電機(jī)組容量的選擇,目前 尚無統(tǒng)一的計(jì)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(shè)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(jī)組容量選擇的不準(zhǔn)確性,若容量選擇太大造成一次投資浪費(fèi),選擇太小則在事故時(shí)滿足不了使用要求。那么,如何選擇自備發(fā)電機(jī)組的容量呢?
(一)方案或初步設(shè)計(jì)階段 自備發(fā)電機(jī)的容量按供電變壓器總?cè)萘康?0%-20%計(jì)算。
(二)施工圖階段
(1)建筑物的用電負(fù)荷可分為三類: 類為保安型負(fù)荷,即保證大樓內(nèi)人身及設(shè)備和可靠運(yùn)行的負(fù)荷,如消防水泵、山東菏澤同城消防電梯、山東菏澤同城防排煙設(shè)備、山東菏澤同城應(yīng)急照明、山東菏澤同城通訊設(shè)備、山東菏澤同城重要的計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備等;第二類為保障型負(fù)荷,即保障大樓運(yùn)行的基本設(shè)備負(fù)荷,主要是工作區(qū)照明、山東菏澤同城部分電梯、山東菏澤同城通道照明;第三類為一般負(fù)荷,即除了上述負(fù)荷以外的其它負(fù)荷,例如:空調(diào)、山東菏澤同城水泵及其他一般照明、山東菏澤同城動(dòng)力設(shè)備。計(jì)算自備發(fā)電機(jī)組的容量時(shí), 類負(fù)荷必須考慮在內(nèi),即必須采用柴油發(fā)電機(jī)組:第二類負(fù)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(yīng)將第二類負(fù)荷考慮在內(nèi),但若將 類、山東菏澤同城第二類負(fù)荷簡單相加來選擇柴油發(fā)電機(jī)容量,則所選容量偏大,因?yàn)樵谙罓顟B(tài)時(shí),只需保證消防設(shè)備的運(yùn)行,第二類負(fù)荷不使用;而在非消防狀態(tài)下電網(wǎng)停電時(shí),消防設(shè)備不使用。可以選擇兩者中較大者作為柴油發(fā)電機(jī)組的容量。設(shè)備容量統(tǒng)計(jì)出來后,根據(jù)實(shí)際情況選擇需要系數(shù)Kx(一般取0.85-0.95),計(jì)算出計(jì)算容量Pj=KxP∑,自備柴油發(fā)電機(jī)組的功率按下式計(jì)算P=kPj/η式中: P—自備柴油發(fā)電機(jī)組的功率kw; Pj—負(fù)荷設(shè)備的計(jì)算容量kw; P∑—總負(fù)荷kw; η—發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行不均勻系數(shù)一般取0.9,單臺(tái)取1; k—可靠系數(shù),一般取1.1。
(2)按 的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要,計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=(P∑-Pm)/η∑+ PmKCcosψm(KW) Pm—起動(dòng)容量 的電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)的容量(kw); η∑一總負(fù)荷的計(jì)算效率,一般取0.85; cosΨm —電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)功率因數(shù),一般取0.4; K—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)倍數(shù); C—全壓起動(dòng)C=l.0,Y—△起動(dòng)C=0.67,自耦變壓器起動(dòng)50%抽頭C=0.25,65%抽頭C==0.42,80%抽頭C=0.64。
(3)按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)母線容許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量P=PnKCXd″(1/△E-1)(kw) Pn一造成母線壓降 的電動(dòng)機(jī)或成組起動(dòng)電動(dòng)機(jī)組的容量(kw) K—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù); Xd″—發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗,一般取0.25; E—母線允許的瞬時(shí)電壓降,有電梯時(shí)取0.20,無電梯時(shí)取0.25.在實(shí)際工作中,也可用系數(shù)法估算柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)能力
三、山東菏澤同城工程實(shí)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(fù)荷主要為消防負(fù)荷,其容量為191kw, 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)為噴淋泵37kw,采用自耦降壓80%抽頭降壓起動(dòng)。
(1)按計(jì)算負(fù)荷計(jì)算P=kPj/η=1.1×191/1kw=210.1 kw
(2) 的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要計(jì)算P=(P∑-Pm)/η∑ +PmKCcosΨm =(191—37)/0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw
(3)按起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)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(jì)算,應(yīng)選擇≥238.0 kw的柴油發(fā)電機(jī)組一臺(tái),因此可選一臺(tái)250kw機(jī)組。



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