柴油发电机组原理.ppt

概述 在通信系统中 一旦市电中断 一般都是靠蓄电池放电来保证整流器或者UPS等设备不间断供电 但是电池的容量是有限的 如果停电时间较长 势必会有掉电的危险 所以要提供一些后备电源 以保证供电安全 目前 最常用的后备电源是柴油发电机组 柴油发电机组 柴油发电机简而言之 就是由柴油发动机驱动发电机运转 从而输出电能的设备 柴油发动机发电机 柴油发动机 一 柴油发动机原理在汽缸内 洁净空气与高压雾化柴油充分混合 在活塞上行的挤压下 体积缩小 温度迅速升高 达到柴油的燃点 柴油被点燃 混合气体剧烈燃烧 体积迅速膨胀 推动活塞下行 称为 作功 各汽缸按一定顺序依次作功 作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量 从而带动曲轴旋转 四冲程的工作过程 进气冲程 活塞从上止点向下止点移动 目的是吸入新鲜空气为燃烧作好准备 此时进气门打开 排气门关闭 活塞到达下止点时进气门关闭 进气冲程结束 压缩冲程 活塞从下止点向上止点移动 此时上下气门关闭 气缸内空气受压缩 温度 压力提高 为燃烧提供条件 活塞到达上止点时压缩冲程结束 膨胀 作功 冲程 在压缩冲程结束前 喷油器将燃油喷入气缸 与空气混合形成可燃气体并自燃 产生高温 高压推动活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而作功 活塞到达下止点时 气缸内压力下降 直至排气门打开 排气冲程 作功结束后 气缸内的气体已成为废气 活塞从下止点向上止点运动 排气门打开 进气门关闭 活塞将废气排除气缸 到达上止点时 排气冲程结束 四冲程工作原理示意图 进气冲程 压缩冲程 作功冲程 排气冲程 柴油机通过改变汽缸内柴油和空气的比例来达到调整功率的目的 发动机转速固定时 又跟单位时间内柴油供应量大小 柴油燃烧性能的好坏等因素有关 向汽缸内多喷油 功率增加 当油量多到一定数量后 由于氧气不足 排气开始冒黑烟 如再继续增加油量 冒烟加重 但功率仍可少许增加 达到最大功率后 再多喷油 功率下降 二 柴油发动机的结构 柴油机总体结构一般由以下几大系统或机构组成 机体 曲轴连杆机构 配气机构 燃油系统 润滑系统 冷却系统 启动系统 机体组件 包括机体 气缸 曲轴盖 气缸 气缸盖和油底壳等 这些零件构成了柴油机骨架 所有运动件和辅助系统都支承在它上面 曲轴连杆机构 气缸内燃烧气体的压力推动曲轴连杆机构 并将活塞的直线运动变为曲轴的旋转动力 主要部件有 活塞 连杆 曲轴 飞轮等 1 曲轴2 连杆3 汽缸4 活塞5 飞轮 配气机构 适时向气缸内提供新鲜空气 并适时的排出气缸中燃料燃烧后的废气 它由进气门 排气门 凸轮轴及其传动零件组成 曲轴齿轮 中间齿轮 正时齿轮 凸轮轴 气门 摇臂 凸轮 挺杆 燃油系统 燃料供给系统是按照内燃机工作是所要求的时间 供给气缸适量的燃料 它由燃油箱 燃油滤清器 油泵 喷油器等组成 回油管 油箱 油水分离器 手油泵 滤清器 喷油器 输油泵 高压油泵 润滑系统 润滑系统是向柴油机各运动机件的摩擦表面 不断提供适量的润滑油 它由机油泵 机油滤清器 机油散热器等组成 机油泵 油底壳 机油滤清器 调压阀 机油冷却器 冷却系统 适当冷却在高温下工作的机件 使柴油机保持正常的工作温度 它由水泵 散热器 水套 节温器 风扇等组成 启动系统 以外力转动内燃机曲轴 使内燃机由静止状态转入工作状态的装置 由蓄电池 启动马达等组成 电磁线圈及保持线圈通电 铁心移动带动驱动杆摆动 使启动机的齿轮与飞轮齿圈啮合 铁心继续移动接通直流电动机电路开始运转工作 直至柴油机启动 启动机结构图 三 柴油发动机的使用与维护 运转前检查外观检查 发动机外部是否有损 缺件 螺丝是否松动 发电机输出线或控制线是否损伤松动 燃料系统 燃油量是否足够 配线配管是否有没有漏油或管件松动 等 排除燃油系统中的空气 润滑系统 发动机润滑油是否足够 冷却系统 冷却散热器的水量是否足够 蓄电池 电压是否正确 接头有无松动 排气系统 消音器有无破损 排气管按装是否牢固 机组四周不可存放易燃物及杂物 发电机室之通风是否良好 运转中请注意以下几点AC电流表 表针指示是否正常 切换电流切换开关 量测各相序间之相电流值 各相序间相差最好不要超过10 AC电压表 表针指示的电压是否正常 油压表指示的油压是否在正常范围 水温表指示的水温是否在正常70 95 范围 转速表 引擎的转数是否适当 发电机引擎有无异常的声音或振动 烟色是否无色或浅灰色 机油使用注意事项 应根据厂家说明书所规定的要求选择机油的质量等级和粘度等级 要注意使用中机油颜色 气味变化 有条件的可以定期检查机油各项性能指标 一旦发现颜色 气味以及性能指标有较大变化 应及时更换机油 不应教条地照搬换油期限 加注机油要注意适量 油量不足会加速机油的变质 而且会因缺油而引起零件的烧损 机油加注过多 不仅会使内燃机油消耗量增大 而且过多的内燃机油易窜入燃烧室内 恶化混合气的燃烧 要定期检查清洗机油滤清器 清理油底壳中的脏杂物 要避免不同牌号的内燃机油混用 以免相互起化学反应 柴油使用注意事项 柴油的使用要符合季节要求 应根据最低气温来选用不同牌号的轻柴油 一般要求柴油的凝点应低于当地季节最低气温5 正确选用柴油牌号 可以避免在低温下析出结晶而造成油路堵塞 发动机不能起动 当柴油中含有水分时 不仅会使金属锈蚀 冬季使用时 还会因结成冰粒堵塞滤清器 影响发动机供油 因此 在使用中必须注意防止混入水分 不同牌号柴油可掺兑使用 如当月最低气温为0 不宜使用0号轻柴油 但可将0号轻柴油与低凝点轻柴油 10号以下 按一定比例掺兑 不能掺入汽油 柴油中若有汽油存在 发火性能会显著变差 导致不易起动 甚至无法起动 冷却液使用的注意事项 尽量使用防冻液 因为防冻液不仅有防冻的作用 还有防腐蚀 沸点高 防水垢的优点 有水加热器的机组 在环境温度低于5 时 应启动加热器 以便于发动机启动 其他注意事项 无论对自然吸气型还是增压机型的使用应尽量减少低载 空载运行时间 最小负荷应不低于机组额定功率的25 30 每月进行一次空载试机 时间应在5分钟以内为宜 发动机的关机和故障停机 正常关机 当市电恢复供电或试机完后 应先切断负荷 空载运行3 5min 再关闭油门停机 故障停机 当出现油压低 水温高 转速高 电压异常等故障时 应能自动或手动停机 紧急停机 当出现转速过高 飞车 或其它有发生人身事故或设备危险情况时 应立即切断油路和 进 气路紧急停机 故障或紧急停机后应做好检查和记录 在机组未排除故障和恢复正常时 不得重新开机运行 发电机 发电机大多采用同步发电机 同步发电机由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成 将同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装 就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子 利用 电磁感应 原理 发电机就会输出感应电动势 经闭合的负载回路就能产生电流 飞轮连接盘 风扇 AVR 自动电压调节器 励磁机 整流器 转子 定子 交流发电机工作原理 励磁机 发电机 在定子槽里放着三个结构相同的绕组AX BY CZ A B C为绕组始端 X Y Z为绕组末端 三个绕组的空间位置互差120 电角度 当柴油机拖动电机转子和励磁机旋转时 励磁机输出的直流电流流入转子绕组 产生旋转磁场 磁场切割三相绕组 产生三个频率相同 幅值相等 相应差为120 的电动势 三相电势的波形 0 e t 主定子 UVWN 输出端子 D C4极主转子 转轴 AVR D C Field 励磁机定子 旋转整流器 A C 3Phase 转轴 励磁机转子 磁场 AVR电源 交流发电机方框图 交流发电机的运作方法 柴油机驱动发电机转动时 主转子上的剩磁在主定子产生一个小交流电压 此电压被AVR整流为直流并加在励磁定子上 励磁定子产生了一个磁场 磁场又使励磁转子感应出交流电压 通过旋转整流器转变为直流 提供给主转子 此时转子产生一个更大的磁场 其交流电压也更高 通过上述过程的不断循环 当发电机的输出电压趋近额定