柴油發(fā)電機(jī)的工作原理 工作原理 一、柴油發(fā)電機(jī)組生成機(jī)理： 柴油發(fā)電機(jī)組中常用的發(fā)電機(jī)為同步交流發(fā)電機(jī)，是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。 在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)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(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)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(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。 將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。 柴油發(fā)電機(jī)組工作結(jié)構(gòu)圖 二、交流發(fā)電機(jī)生成機(jī)理 以旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機(jī)為例介紹柴油機(jī)組中發(fā)電機(jī)的工作原理。 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢的原理與旋轉(zhuǎn)電樞式相同，都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。而主要區(qū)別有兩點(diǎn)： （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)通過電樞的旋轉(zhuǎn)使閉合線圈的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)則通過磁極的旋轉(zhuǎn)使定子線圈切割磁力線，從而在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 （2）電力輸出方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)通過電刷和集電環(huán)向外接電路供電；而旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)則直接將電力送往外接電路，因此相對于旋轉(zhuǎn)電樞式、旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)可提供電高的電壓，適用于大型發(fā)電機(jī)。 1、電動勢的產(chǎn)生 ● 當(dāng)導(dǎo)體切割磁場的磁力線時，會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)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(zhuǎn)軸上的滑環(huán)1和2上，兩者同軸旋轉(zhuǎn)，且相對位置和連接關(guān)系不隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發(fā)電機(jī)的端蓋上、且與滑環(huán)1、2的滑動接觸關(guān)系不變。 ● 當(dāng)電樞沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，ab邊處于N極下時、山邊的感應(yīng)電動勢方向?yàn)橛蒫至d，并設(shè)此時電動勢方向?yàn)檎较?當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)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(fù)值。 由上述過程可知，對于一對磁極的單向同步交流發(fā)電機(jī)、其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，在電樞繞組中產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。若磁通密度B按正弦規(guī)律分布，則可產(chǎn)生正弦交流電動勢。而對于三相同步交流發(fā)電機(jī)、其各項(xiàng)繞組產(chǎn)生交流電動勢的原理與單項(xiàng)同步交流發(fā)電機(jī)完全相同。 2、電動勢的大小 根據(jù)電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運(yùn)動時、導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——導(dǎo)體在磁場中的有效長度； ● V——導(dǎo)體垂直于磁場方向的運(yùn)動速度。 而正弦交流電動勢的有效值E計(jì)算： E=Kn ● 式中n——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速； ● K——發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)。 同步交流發(fā)電機(jī)制成后，其結(jié)構(gòu)常數(shù)K已成定值。因此，可通過改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或每極磁通來調(diào)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(zhuǎn)速n成正比，所以發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是不能隨便調(diào)整的。因此，主要通過調(diào)節(jié)同步交流發(fā)電機(jī)磁通量的大小，達(dá)到調(diào)整其輸出電壓的目的。 3、電動勢的頻率 ● 當(dāng)發(fā)電機(jī)磁極對數(shù)一定時(如P=1)，其轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，電樞繞組可產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩周，產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢，苦轉(zhuǎn)子每秒旋轉(zhuǎn)n/60周，則產(chǎn)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(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n成正比。 ● 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一定時(如n=1周/s)，磁極對數(shù)P=1，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。磁極對數(shù)P=2，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)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(shù)P成正比。 綜上所述，同步交流發(fā)電機(jī)電動勢的頻率f與其轉(zhuǎn)速n 和磁極對數(shù)P成正比，因此f的計(jì)算公式為： F=P*n/60 (周/s) 改變同步交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或磁極對數(shù)P,均可改變其頻率f。但是，發(fā)電機(jī)制成后，其磁極對數(shù)P是不能改變的因此,只能通過改變轉(zhuǎn)速n來調(diào)整頻率f。一旦頻率f達(dá)到額定值后，就不能再隨便改變轉(zhuǎn)速n。 4、改善電動勢波形的措施 根據(jù)要求，同步交流發(fā)電機(jī)輸出電壓應(yīng)為正弦波。但是，由于發(fā)電機(jī)定子鐵芯結(jié)構(gòu)、磁極結(jié)構(gòu)、電樞繞組結(jié)構(gòu)、三相發(fā)電機(jī)電樞繞組的連接形式等因素的影響，電動勢的波形會產(chǎn)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(yán)重影響發(fā)電機(jī)的性能和工況，還影響用電設(shè)備的正常工作。因此，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)同步交流發(fā)電機(jī)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(jié)構(gòu)和三相發(fā)電機(jī)采用星形接法。 （1）改善磁極形狀：磁極的分布規(guī)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(guī)律分布，進(jìn)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(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)：同步交流發(fā)電機(jī)通常采用短距分布式繞組結(jié)構(gòu)，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(fā)電機(jī)采用星形接法：三相同步發(fā)電機(jī)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(shù)次諧波分量·改善線電壓的波形。 5、同步交流發(fā)電機(jī)勵磁方式 發(fā)電機(jī)勵磁功率的產(chǎn)生方式，稱為其勵磁方式。同步交流發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)稱為:他勵式發(fā)電機(jī)。根據(jù)獲得勵磁功率形式的不同，他勵式交流發(fā)電機(jī)又有采用血流勵磁機(jī)勵磁和采用無刷交流勵磁機(jī)勵磁之分。其中、采用直流勵磁機(jī)勵磁是靠同軸轉(zhuǎn)動的并勵直流發(fā)電機(jī)供給勵磁功率的；采用無刷交流勵磁機(jī)勵磁是由同軸轉(zhuǎn)動的交流勵磁發(fā)電機(jī)供給勵磁功率的。 （2）自勵式：勵磁功率由本身供給的發(fā)電機(jī)稱為自勵式發(fā)電機(jī)。其勵磁功率一般由以下三種方法獲得：直接從同步交流發(fā)電機(jī)輸出端取得，由安裝在同步交流發(fā)電機(jī)的定子槽中的副繞組供給；發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)，還是自勵式同步交流發(fā)電機(jī)，改變勵磁電流的大小，均可調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

四點(diǎn)柴油發(fā)電機(jī)拉缸的有效措施 柴油發(fā)電機(jī)拉缸是一種較為常見的機(jī)械故障。主要是由于氣缸壁上出現(xiàn)損傷造成的。在實(shí)際使用的過程中，活塞在氣缸壁中做往復(fù)運(yùn)動，如果沒有按照規(guī)定操作，使得活塞在運(yùn)動過程中由于同氣缸表面接觸，強(qiáng)烈的摩擦產(chǎn)生高溫，使得活塞環(huán)同氣缸擘之間發(fā)生燒熔和黏著。在運(yùn)動結(jié)束溫度下降之后，活塞環(huán)上就會沉積一些碳化物。這些不規(guī)則的碳化物在活塞環(huán)表面就像是一把刀子，在再次運(yùn)動的過程中會不斷刮擦氣缸壁，使得氣缸壁受到損傷，出現(xiàn)一些深淺不一的凹槽。 對于這種拉缸故障，一般會將缸套、活塞環(huán)和活塞等全部更換。但是有時依然會出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象。對于這種情況，就需要進(jìn)行進(jìn)一步的故障診斷。作為康明斯柴油發(fā)電機(jī)廠家，本公司技術(shù)部門對這一故障引起了高度重視，經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)分析，決定通過對發(fā)生缸套拉缸的柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行拆檢、改進(jìn)再試驗(yàn)等方式查找出問題根源，終解決了該型柴油發(fā)電機(jī)氣缸套拉缸的問題。 對于這種拉缸事件，在我們?nèi)粘Ｊ褂弥惺欠裼邢鄳?yīng)的措施呢？在此康明斯廠家總結(jié)了以下四點(diǎn)措施，方便管理人員自行參考： 1.加強(qiáng)滑油系統(tǒng)的管理。滑油的工作壓力、滑油的工作溫度及循壞油量應(yīng)保持正常。經(jīng)常檢查循環(huán)油的油位、油冷卻活塞的回油是否穩(wěn)定、以及油泵與濾器前后壓差的變化。及時添加和更換機(jī)油，清洗滑油弗列加濾清器。檢查氣缸注油器和各注油點(diǎn)的工作情況，各部位油量應(yīng)處于正常。加強(qiáng)滑油質(zhì)量管理，并定期取樣化驗(yàn)。 2.加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)的管理。在柴油發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中不僅要注意中冷器膨脹單節(jié)、氣缸蓋裂漏、噴油器冷卻水液位變化，還應(yīng)注意水量的消耗。若發(fā)現(xiàn)水位異常，必須查明原因及時排除故障。冷卻水進(jìn)、出口溫差及出口溫度應(yīng)符合說明書規(guī)定，并且各缸基本一致。冷卻水應(yīng)按規(guī)定做好投藥處理和化驗(yàn)，定期清洗冷卻系統(tǒng)的雜物、水垢，定期檢查溫度調(diào)節(jié)器。 3.保證檢修裝配質(zhì)量。更換活塞、活塞環(huán)及缸套時，要確保更換零件合格，嚴(yán)格遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求，保證各配合間隙及形位誤差在允許的范圍內(nèi)“維修裝配時，不僅要檢查缸壁間隙，還應(yīng)檢查活塞在氣缸中的對中性，防止由于活塞的傾斜而拉傷缸壁。在檢修時，要做好清潔工作，裝配零件工作表面要無磕碰、無劃痕、毛刺和雜質(zhì)污物，同時嚴(yán)格遵守檢修工藝規(guī)程，保證檢修裝配質(zhì)量。對于修理后的柴油發(fā)電機(jī)，應(yīng)按技術(shù)規(guī)程進(jìn)行磨合，不得超負(fù)載運(yùn)行。 4.加強(qiáng)燃油系統(tǒng)的管理。注意油艙、油柜的加溫和沉淀，在運(yùn)行中要保證燃油凈化質(zhì)量，控制日用油柜的油位、油溫，并定期放水排污。對燃油弗列加濾清器定期清洗，清洗后要充滿燃油，將空氣排出。機(jī)組在大功率工況運(yùn)行時，應(yīng)特別注意燃油弗列加濾清器前后的壓差，當(dāng)壓差過大時，應(yīng)更換弗列加濾清器或作清洗。注意檢查噴油泵、噴油器工作狀態(tài)和高壓油管脈動情況。燃用劣質(zhì)燃油時，一定要預(yù)熱好燃油。部分負(fù)荷運(yùn)行時，應(yīng)使燃油的預(yù)熱溫度保持在上限。