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河北唐山柴油發(fā)電機的工作原理
工作原理
一、河北唐山柴油發(fā)電機組生成機理：
河北唐山柴油發(fā)電機組中常用的發(fā)電機為同步交流發(fā)電機，是以電磁感應為基礎的旋轉式機械。根據(jù)其結構特點可分為旋轉電樞式和旋轉磁極式兩種。
在柴油機汽缸內(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(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。
將無刷同步交流發(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(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。
河北唐山柴油發(fā)電機組工作結構圖
二、交流發(fā)電機生成機理
以旋轉電樞式同步發(fā)電機為例介紹柴油機組中發(fā)電機的工作原理。
旋轉磁極式發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的原理與旋轉電樞式相同，都是電磁感應現(xiàn)象。而主要區(qū)別有兩點：
（1）產(chǎn)生感應電流的方式：旋轉電樞式發(fā)電機通過電樞的旋轉使閉合線圈的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應電流；旋轉磁極式發(fā)電機則通過磁極的旋轉使定子線圈切割磁力線，從而在定子線圈中產(chǎn)生感應電流。
（2）電力輸出方式：旋轉電樞式發(fā)電機通過電刷和集電環(huán)向外接電路供電；而旋轉磁極式發(fā)電機則直接將電力送往外接電路，因此相對于旋轉電樞式、旋轉磁極式發(fā)電機可提供電高的電壓，適用于大型發(fā)電機。
1、電動勢的產(chǎn)生
● 當導體切割磁場的磁力線時，會在導體中產(chǎn)生感應電動勢。
● 線圈abcd代表整個電傴繞組、其兩端分別固定在同一轉軸上的滑環(huán)1和2上，兩者同軸旋轉，且相對位置和連接關系不隨轉子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發(fā)電機的端蓋上、且與滑環(huán)1、2的滑動接觸關系不變。
● 當電樞沿順時針方向旋轉，ab邊處于N極下時、山邊的感應電動勢方向為由c至d，并設此時電動勢方向為正方向;當電樞旋轉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、其轉子旋轉一周，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、其各項繞組產(chǎn)生交流電動勢的原理與單項同步交流發(fā)電機完全相同。
2、電動勢的大小
根據(jù)電磁感應定律,當導體與磁場發(fā)生相對運動時、導體中的感應電動勢e可由式求得:
E=BLV
● B——磁通密度；
● L——導體在磁場中的有效長度；
● V——導體垂直于磁場方向的運動速度。
而正弦交流電動勢的有效值E計算：
E=Kn
● 式中n——發(fā)電機轉速；
● K——發(fā)電機的結構常數(shù)。
同步交流發(fā)電機制成后，其結構常數(shù)K已成定值。因此，可通過改變發(fā)電機的轉速n或每極磁通來調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與轉速n成正比，所以發(fā)電機的轉速是不能隨便調整的。因此，主要通過調節(jié)同步交流發(fā)電機磁通量的大小，達到調整其輸出電壓的目的。
3、電動勢的頻率
● 當發(fā)電機磁極對數(shù)一定時(如P=1)，其轉子每旋轉一周，電樞繞組可產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。轉子旋轉兩周，產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢，苦轉子每秒旋轉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)電機轉速n成正比。
● 當發(fā)電機的轉速一定時(如n=1周/s)，磁極對數(shù)P=1，轉子每旋轉一周產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。磁極對數(shù)P=2，轉子每旋轉一周產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極，轉子每旋轉一周產(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)電機電動勢的頻率f與其轉速n 和磁極對數(shù)P成正比，因此f的計算公式為：
F=P*n/60 (周/s)
改變同步交流發(fā)電機的轉速n或磁極對數(shù)P,均可改變其頻率f。但是，發(fā)電機制成后，其磁極對數(shù)P是不能改變的因此,只能通過改變轉速n來調整頻率f。一旦頻率f達到額定值后，就不能再隨便改變轉速n。
4、改善電動勢波形的措施
根據(jù)要求，同步交流發(fā)電機輸出電壓應為正弦波。但是，由于發(fā)電機定子鐵芯結構、磁極結構、電樞繞組結構、三相發(fā)電機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。不僅嚴重影響發(fā)電機的性能和工況，還影響用電設備的正常工作。因此，在設計、生產(chǎn)同步交流發(fā)電機時，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、改善定子繞組結構和三相發(fā)電機采用星形接法。
（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，無論轉子旋轉至何種位置，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）改善定子繞組結構：同步交流發(fā)電機通常采用短距分布式繞組結構，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)電機采用星形接法：三相同步發(fā)電機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)電機勵磁方式
發(fā)電機勵磁功率的產(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)電機稱為:他勵式發(fā)電機。根據(jù)獲得勵磁功率形式的不同，他勵式交流發(fā)電機又有采用血流勵磁機勵磁和采用無刷交流勵磁機勵磁之分。其中、采用直流勵磁機勵磁是靠同軸轉動的并勵直流發(fā)電機供給勵磁功率的；采用無刷交流勵磁機勵磁是由同軸轉動的交流勵磁發(fā)電機供給勵磁功率的。
（2）自勵式：勵磁功率由本身供給的發(fā)電機稱為自勵式發(fā)電機。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)電機輸出端取得，由安裝在同步交流發(fā)電機的定子槽中的副繞組供給；發(fā)電機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，還是自勵式同步交流發(fā)電機，改變勵磁電流的大小，均可調整發(fā)電機的輸出電壓。
避免河北唐山柴油發(fā)電機積碳的措施
在河北唐山柴油發(fā)電機長期使用過程中會出現(xiàn)積碳，這種問題主要是在燃油、潤滑油燃燒不充分的情況下產(chǎn)生的一種沉積物，嚴重時會對河北唐山柴油發(fā)電機功率、油耗帶來一定的影響，還會影響河北唐山柴油發(fā)電機氧傳感器的靈敏性，影響輸出信號的準確性，導致河北唐山柴油發(fā)電機燒惡化，出現(xiàn)嚴重的尾氣排放超標問題。在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，社會各界越來越注重環(huán)境保護問題，相關政府部門出臺了相應的排放法律法規(guī)，這就需要加強對河北唐山柴油發(fā)電機積碳的措施進行具體分析。
河北唐山柴油發(fā)電機積碳的措施：
1.按照 氣溫選擇柴油牌號：河北唐山柴油發(fā)電機在工作的過程中，受到各種因素的影響，生成積碳的現(xiàn)象是不可避免的。工作人員應當結合河北唐山柴油發(fā)電機積碳生成的原因來采取相應的措施，從而減少積碳的生成。在選擇柴油牌號的時候，工作人員要結合 的氣溫來選擇。一般情況下柴油的零點要比當?shù)禺斣碌? 氣溫低4℃～6℃，所選擇的柴油要保證在 氣溫的時候小能出現(xiàn)凝固或者結蠟的現(xiàn)象。當?shù)貐^(qū) 溫度在4℃以上，一般選用零號柴油。當 溫度是處于－5℃以上的地區(qū)，一般選用－10號柴油。當?shù)貐^(qū) 溫度位于－5℃～－14℃，所適用的柴油是－20號柴油。當?shù)貐^(qū)的 溫度處于－14℃～－29℃，所選用的柴油是－35號。一般情況下，在選擇合適的柴油牌號時，應當是從該年的十月份到次年的五月份期間選用－35號柴油，其他的時間段可以使用零號柴油。
2.提高柴油的清潔度：經(jīng)常對油箱內(nèi)的沉淀物以及水分進行排放，提高柴油的清潔度，工作人員可以在河北唐山柴油發(fā)電機內(nèi)加注燃油或者清潔柴油。從而對油箱內(nèi)的雜質進行，經(jīng)過30d，油箱內(nèi)的雜能以及水分可以進行沉淀，然后再進行排放。新加的柴油在沉淀48h之后進行排放，從面減少柴油中的雜質和水分的含量。提高柴油的清潔程度，減少積碳現(xiàn)象的發(fā)生。
3.正確使用河北唐山柴油發(fā)電機：在運轉過程中要加強對機油壓力以及溫度變化的監(jiān)控，避免河北唐山柴油發(fā)電機出現(xiàn)過熱工作的現(xiàn)象，保證河北唐山柴油發(fā)電機不處于超負荷的工作狀態(tài)。當河北唐山柴油發(fā)電機出現(xiàn)停機的情況時，工作人員要先卸除負荷，怠速運轉兩分鐘后再停止河北唐山柴油發(fā)電機的運轉。當河北唐山柴油發(fā)電機處于低溫的情況下，避免河北唐山柴油發(fā)電機出現(xiàn)過冷工作的狀態(tài)，工作人員每天在首次使用河北唐山柴油發(fā)電機的時候，一定要保證河北唐山柴油發(fā)電機處于怠速。當河北唐山柴油發(fā)電機啟動正常之后，要先對柴機油壓力進行檢查，等機油壓力顯示正常后才能對機內(nèi)的轉速進行，從而保證發(fā)電機的正常運轉。當發(fā)電機處于正常運轉的情況下，工作人員可以用中等的轉速來對河北唐山柴油發(fā)電機進行頇熱，當河北唐山柴油發(fā)電機內(nèi)的溫度升高到40℃之后才能進行負載運轉。
4.選用恰當牌號的機油：一般情況下，河北唐山柴油發(fā)電機內(nèi)所使用的機油黏度都會隨著溫度的變化而產(chǎn)生變化。所選擇機油的黏度等級應當結合當?shù)氐臏囟?，一般情況下，夏季的時候可以選用CD15w－40機油，冬季的時候可以選用CD15w－30機油。
5.做好康明斯河北唐山柴油發(fā)電機的檢查和保養(yǎng)：為了保證河北唐山柴油發(fā)電機的正常運轉，減少積碳現(xiàn)象的發(fā)生，工作人員要定期對河北唐山柴油發(fā)電機進行檢查和保養(yǎng)。
1）工作人員要對進氣系統(tǒng)的配置進行檢查，保存配置處于確的狀態(tài)。要對空氣增壓器以及進氣管系統(tǒng)各個連接部分卡箍進行檢查，保障卡箍緊固，避免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象要及時上報處理，每年定期進行檢查，要對配氣機構進行檢查。調整好進氣間隙，保證間隙控制在0.2mm,排氣的氣門間隙控制在0.3mm。工作人員要對緊固缸蓋螺栓進行檢查，要將緊固力矩控制在200mm。此外，工作人員還需要對河北唐山柴油發(fā)電機的進氣管路進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有積碳現(xiàn)象，必須對進氣門漏氣以及配氣相位等進行重新檢查。
2）工作人員要及時對窄氣濾清器的濾芯進行清；先或者更換。工作人員要結合柴泔機的工作環(huán)境來調整空氣濾清器清理或者更換的周期，如果發(fā)現(xiàn)濾清器出現(xiàn)臟污的情況要及時進行更換或者清理，然后每次施工作業(yè)之后要對空氣清器內(nèi)的塵上進行排出，避免濾清器出現(xiàn)過早污染的現(xiàn)象，或者吸入過多的粉塵。
3）工作人員要對冷卻風扇進氣通道進行暢通檢查，保證吹風扇傳動系統(tǒng)處于正常工作的狀態(tài)，保證冷卻室密封性能好。此外還要定期清理機油散熱器、液壓油散熱器等，保證河北唐山柴油發(fā)電機的正常散熱。
4）工作人員要定期檢查河北唐山柴油發(fā)電機的燃油系統(tǒng)，排出燃油系統(tǒng)中的空氣，定期更換柴油濾芯，如果發(fā)現(xiàn)滲油的現(xiàn)象要及時處理，特別是噴油器高壓油泵的連接處。
5）在更換機油或者濾清器濾芯的時候，工作人員要考慮季節(jié)的變化以及河北唐山柴油發(fā)電機的工作時間，避免機油出現(xiàn)變質的情況，從而導致積碳現(xiàn)象。在河北唐山柴油發(fā)電機運轉過程中工作人員要做好對機油壓力變化的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)壓力出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，要及時處理，避免燃燒室進入過多機油。
河北唐山柴油發(fā)電機組的潤滑油怎樣控制溫、油壓
潤滑油是輔助河北唐山柴油發(fā)電機組工作的重要材料，使用過程中受溫度和壓力的影響潤滑油會產(chǎn)生一些不良變化，因此發(fā)電機出租廠家河北唐山維曼發(fā)電機租賃提醒大家要控制潤滑油溫、油壓。
溫度、壓力與河北唐山柴油發(fā)電機組潤滑油之間是怎樣的關系呢？
以汽油發(fā)動機為例，在使用中應保持潤滑油的溫度80~85℃，水溫80~90℃。柴油發(fā)電就同樣有相關的規(guī)定，應根據(jù)說明書規(guī)定，保持一定油溫和水溫。發(fā)動機的油溫及水溫過高時，潤滑油容易產(chǎn)生高溫下氧化、聚合而產(chǎn)生高分子的膠質、瀝青質等物質；但溫度低時，則易使燃氣凝結而產(chǎn)生液相腐蝕，并容易在曲軸箱等處產(chǎn)生沉淀。
潤滑油壓力也應保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。潤滑油壓力過高，則會使?jié)櫥痛罅扛Z入燃燒室，不但浪費潤滑油和污染環(huán)境，而且會增加發(fā)動機燃燒室內(nèi)的結焦；壓力過小，則會使?jié)櫥凸蛔?，潤滑不良，增大機件磨損，甚至有發(fā)生拉缸的危險。
那有什么控制油溫、油壓的好方法呢？這方面大家可以向河北唐山維曼發(fā)電機租賃的技術人員做進一步的咨詢，讓專業(yè)人士來指導大家更好的操作河北唐山柴油發(fā)電機組。
河北唐山柴油發(fā)電機機油泵裝入機體時應注意以下幾點 機油泵的裝配與試驗
(1)機油泵的裝配
①在泵軸上涂以適量機油，將主動齒輪裝在泵軸上，然后再裝被動齒輪。主被動齒輪裝好后，轉動泵軸時，它們應能靈活地嚙合旋轉。
②裝泵蓋時，必須注意調整其間隙，若泵蓋已經(jīng)過研磨，則更要重視墊片厚度的調整，保證其間隙適當。
③將傳動齒輪裝在軸上后，一定要確實將橫銷鉚好。
④裝好后，應檢查各種螺釘是否上緊，并將限壓閥裝好。
（2）機油泵的試驗
其試驗方法是：將進、出油孔都浸入機油盆中，待灌滿機油后，用拇指堵住出油孔，另一手轉動齒輪，以拇指感到有一定壓力為好。否則，應查明原因，重新修配。
（3）裝入機體
機油泵裝入機體時，應注意以下幾點：
①裝機前，將機油泵灌滿機油，以防泵內(nèi)有空氣，使機油泵不泵油而燒瓦。
②油泵與機體間的墊片應墊好，以防漏油。
③柴油機機油泵與分電器有傳動關系時，應正常嚙合，以免點火時間錯亂。
④進行壓力試驗及調整。
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