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柴油發(fā)電機組的直流電動機啟動
電動機啟動系統(tǒng)由操作人員通過踏板和杠桿操作啟動開關(guān),使電動機的齒輪嚙入飛輪齒圈或者操作人員撳下啟動按鈕,電磁開關(guān)通電吸合,控制啟動機和齒輪嚙入輪齒圈帶動柴油機啟動。
1.啟動電動機的離合機構(gòu)
啟動電動機軸上的嚙合齒輪在啟動時,才與發(fā)動機曲軸上的飛輪齒圈相嚙合,而當發(fā)動機開始運行后,啟動電動機應立即與曲軸分。否則當發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高,使啟動電動機大大超速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生很大的離心力,造成損壞,甚至使啟動電動機電樞飛散。因此,啟動電動機必須裝離合機構(gòu)。啟動時保證啟動電動機的動力能傳遞給曲軸,啟動后能切斷啟動電動機與發(fā)動機曲軸的聯(lián)系。
常用的離合機構(gòu)有以下幾種:
(1)彈簧離合機構(gòu)這種機構(gòu)套裝在啟動機電樞軸上,驅(qū)動齒輪的右端活套在花鍵套筒的左端的外圓上,兩個扇形塊裝入齒輪右端相應缺口中并伸人花鍵套筒左端的環(huán)檜內(nèi),這樣齒輪和花鍵套筒可一起作軸向移動,兩者可相對滑轉(zhuǎn)。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內(nèi)徑小于齒輪和套筒相應外圓面的直徑,安裝時緊在外圓面上。啟動機帶動花鍵套筒旋轉(zhuǎn),有使離合彈簧收縮的趨勢,由于離合彈簧被箍在相應外圓面上,于是,啟動機扭矩靠彈簧與外圓面的摩擦傳給驅(qū)動齒輪,從而帶動飛輪圈轉(zhuǎn)動。當機啟動后,齒輪有比套筒轉(zhuǎn)速快的趨勢,彈簧脹開,離合齒輪在套簡上滑動,從而使齒輪與飛輪齒圈脫開。
該離合機構(gòu)較簡單,所配用的ST614型啟動機,其電壓為流24V、張家口宣化本地功率為5.3kW,操作方便,因而得到廣泛應用。
(2)摩擦片式離合機構(gòu)摩擦片式離合機構(gòu)。這種離合結(jié)構(gòu)這樣裝配的,內(nèi)花鍵殼9裝在具有右旋外花鍵上,主動片8套在內(nèi)花鍵殼9的導槽中,而從動片6與主動片8相間排列,旋裝在花鍵套10上的螺母2與摩擦片之間,裝有彈性3圈,壓環(huán)4和調(diào)整墊片5。驅(qū)動齒輪右端的形部分有一個導槽,從動片齒形凸緣裝入此導槽之中, 裝卡環(huán)7,以防止啟動機驅(qū)動齒輪1與從動片松脫。離合結(jié)構(gòu)裝好后摩擦片之間無壓緊力。
啟動時,花鍵套10按順時針方向轉(zhuǎn)動,靠內(nèi)花鍵殼9與花鍵套10之間的右旋花鍵,使內(nèi)花鍵殼在花鍵套上向左移動將摩擦片壓緊,從而使離合機構(gòu)處于接合狀態(tài),啟動機的扭矩靠摩擦片之間的摩擦傳給驅(qū)動齒輪,帶動飛輪齒圈轉(zhuǎn)動。發(fā)動機啟動后,驅(qū)動齒輪相對于花鍵套轉(zhuǎn)速加快,內(nèi)花鍵殼在花鍵套上右移,于是摩擦片便松開,離合機構(gòu)處于分離狀態(tài)。
該離合機構(gòu)摩擦力矩的調(diào)整,即調(diào)整墊片5可改變內(nèi)花鍵殼端部與彈性墊圈之間的間隙,以控制彈性墊圈的變形量,從而調(diào)整離合機構(gòu)所能傳遞的 摩擦力矩。
摩擦片式的離合機構(gòu)由于可傳動的扭矩較大。因此,通常用于較大啟動扭矩的柴油機上。
2.啟動機電嵫操機構(gòu)
為柴油機所用的ST614型啟動機的結(jié)構(gòu)圖。它由串激式直流電動機作啟動機,其功率為5.3kW,電壓為24V,此外,還有電磁開關(guān)和離合機構(gòu)等部件組成。
為電磁操縱機構(gòu)啟動機電氣接線圖。
啟動時,打開電路鎖鑰(即電路開關(guān)),然后,撳下啟動按鈕4,電路接通,于是電流通入牽引電磁鐵兩個線圈:即牽引電磁鐵線圈和保持線圈,兩個線圈產(chǎn)生同一方向的磁場吸力,吸引鐵心左移,并帶動驅(qū)動杠桿8擺動,使啟動機的齒輪與飛輪齒圈進行嚙合。鐵心1繼續(xù)向左移,于是,啟動開關(guān)5觸點閉合,啟動直流電動機電路接通,直流電動機開始運轉(zhuǎn)工作,同時與啟動開關(guān)與并聯(lián)的牽引線圈被短路失去作用,牽引繼電器由保持線圈所產(chǎn)生磁場吸力保持鐵心位置不動。
啟動后,應及時松開啟動按鈕,使其回到斷開位置,并轉(zhuǎn)動電路鎖鑰,切斷電源,以防啟動按鈕卡住,電路切不斷,牽引繼電器繼續(xù)通電。此時,由于電路已切斷,保持線圈磁場消失,在復位彈簧的作用下,鐵心右移復原位,直流電動機斷電停轉(zhuǎn)。同時,齒輪驅(qū)動杠桿也在復位彈簧的作用下,使齒輪退出嚙合。


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發(fā)電機無觸點點火系統(tǒng)之所以應用較廣是因為這個原因
無觸點磁電機點火系統(tǒng)
無觸點磁電機點火系統(tǒng)是通過觸發(fā)線圈(傳感器)獲取觸發(fā)電流的,通過控制晶體管或晶閘管來控制點火線圈初級電流的通斷,使次級線圈產(chǎn)生高電壓。無觸點磁電機點火系統(tǒng)又稱為磁電機半導體點火系統(tǒng),簡稱PEI。無觸點點火系統(tǒng)無需保養(yǎng),成本不高,技術(shù)上也不復雜,所以應用較廣?,F(xiàn)在的小型柴油機幾乎全部都使用這種無觸點磁電機點火系統(tǒng)。
無觸點磁電機點火系統(tǒng)按照點火能量儲存方式的不同,可分為電感式和電容式兩種。目前,在小型柴油機(摩托車和柴油發(fā)電機組)上廣泛使用的是電容式。電容式點火系統(tǒng)是以磁電機為電源,將點火能量儲存在電容器中的點火系統(tǒng),簡稱CDT點火系統(tǒng)。根據(jù)觸發(fā)線圈結(jié)構(gòu)形式的不同,CDT點火系統(tǒng)又分為帶觸發(fā)線圈的CDI點火系統(tǒng)和不帶觸發(fā)線圈的CDI點火系統(tǒng)。下面以帶觸發(fā)線圈的CDT點火系統(tǒng)為例講解無觸點磁電機點火系統(tǒng)的工作原理。
電容放電無觸點磁電機點火系統(tǒng)主要由磁電機、張家口宣化當?shù)仉娮狱c火器、張家口宣化當?shù)攸c火線圈和火花塞等組成。
(1)電機
磁電機是永磁交流發(fā)電機的簡稱,它是點火系統(tǒng)和其他用電設備的電源。磁電機是借 磁鐵轉(zhuǎn)子繞定子旋轉(zhuǎn)時,使固定在定子上的線圈切割磁力線而發(fā)電。根據(jù)轉(zhuǎn)子和定子的相互位置,磁電機可分為如下兩種類型:內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁電機和外轉(zhuǎn)子電機。
摩托車和機組等用的磁電機轉(zhuǎn)子常與飛輪做成一體。常用的四極外轉(zhuǎn)子裝在飛輪內(nèi),在飛輪上固定四塊尺寸、張家口宣化當?shù)匦螤钕嗤?,用鐵氧體材料制成的磁鐵,并沿徑向充磁,相鄰磁鐵的極性相反。飛輪體為導磁良好的低碳鋼,是磁路的組成部分。
在作為定子的底板上固定著充電線圈、張家口宣化當?shù)赜|發(fā)線圈和信號、張家口宣化當?shù)卣彰骶€圈等。充電線圈向點火系統(tǒng)電子點火器中儲能電容器充電。觸發(fā)線圈輸出觸發(fā)脈沖送出點火信號。信號、張家口宣化當?shù)卣彰骶€圈分別向摩托車信號系統(tǒng)和照明系統(tǒng)供電。
四極外轉(zhuǎn)子磁電機,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°,穿過定子線圈鐵芯的磁通和產(chǎn)生的感應電動勢變化一個周期。也就是說,轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,線圈上的磁通和感應電動勢變化兩個周期。
(2)電子點火器
電子點火器的全部電子元件通常都封裝在一起。其工作過程可分三個階段:充電、張家口宣化當?shù)赜|發(fā)和放電。
①充電 充電線圈的感應電動勢是正、張家口宣化當?shù)刎摻蛔兊?。當其電動勢在圖示的上端為正時,經(jīng)二極管向儲能電容器充電到所需的點火電能。在充電回路中,點火線圈的匝數(shù)少,電感不大,它對電容器充電沒有明顯的影響。
磁電機在低速段,隨著轉(zhuǎn)速的升高,充電線圈的電動勢增大,電容器上的端電壓迅速上升。在高速段,雖充電線圈電動勢繼續(xù)增大,但由于充電時間縮短和充電線圈中的自感電動勢增加,電容器上的端電壓反而下降,這對點火系統(tǒng)的高速性能不利。
采用小容量的電容器可提高點火系統(tǒng)的高速性能。因為電容器的充電時間常數(shù)與電容器的容量成正比。減小電容量,可以減小充電時間常數(shù),加快電容器的充電,電容器端電壓得以。當點火開關(guān)閉合時,則充電線圈搭鐵,電容器不能充電,點火系統(tǒng)停止工作。
②觸發(fā) 來自觸發(fā)線圈上的電子點火器的觸發(fā)信號通過由觸發(fā)線圈電動勢的正端一二極管VD2一限流電阻R1—R2、張家口宣化當?shù)谻2組成的高通濾波器(使觸發(fā)電流更陡一些)一曰日日閘管SCR控制極(和R3)一觸發(fā)線圈電動勢的負端的觸發(fā)電流,使晶閘管SCR導通。限流電阻R1的作用是限制觸發(fā)電流,使其不超過晶閘管的允許值。分流電阻R3用以調(diào)整并穩(wěn)定觸發(fā)電流。二極管VD2阻止觸發(fā)線圈L4的負脈沖加于晶閘管SCR控制極上。為滿足柴油機在啟動等低速時的點火要求,觸發(fā)線圈L4的匝數(shù)較多。
③放電 晶閘管SCR觸發(fā)導通時,電容器上的電能經(jīng)晶閘管SCR陽極、張家口宣化當?shù)仃帢O向點火線圈初級繞組Ll迅速放電,點火線圈鐵芯磁通迅速變化,在次級繞組上感應出使火花塞產(chǎn)生電火花的高壓。
點火提前角由飛輪、張家口宣化當?shù)厍S及充電線圈、張家口宣化當?shù)赜|發(fā)線圈的相互安裝位置決定。對四極外轉(zhuǎn)子式磁電機而言,飛輪旋轉(zhuǎn)一周,充電線圈、張家口宣化當?shù)赜|發(fā)線圈產(chǎn)生兩次正脈沖,電容完成充、張家口宣化當?shù)胤烹妰蓚€循環(huán),晶閘管導通兩次,火花塞跳火兩次。對于二沖程柴油機來說,有一次是多余的,但沒有壞處,因為它是發(fā)生在排氣沖程。但對四沖程柴油機來說,則產(chǎn)生4次點火,有3次是多余的,這些多余的跳火會影響柴油機的正常工作。為此,常在飛輪外邊緣安裝單獨的觸發(fā)線圈的磁鐵,使觸發(fā)線圈在飛輪旋轉(zhuǎn)一圈中產(chǎn)生一個脈沖,火花塞只跳火一次。
電容放電式點火系統(tǒng)能產(chǎn)生快速上升的高電壓;能有效地抑制高壓點火電路中諸如火花塞積炭污染出現(xiàn)的電氣故障;在高轉(zhuǎn)速,觸發(fā)脈沖電壓升高,晶閘管控制極觸發(fā)電壓提前到達,晶閘管提前導通,點火可自動提前,這使電容放電式點火系統(tǒng)在高速范圍能產(chǎn)生一個穩(wěn)儲能量,增大點火電壓和點火能量。其主要缺點是電壓上升快產(chǎn)生過大的無線電干擾;放電時間短,火花持續(xù)僅0.1~0.3ms,不能保證混合氣特別是稀混合氣的完全燃燒,不但增加了有害氣體的排放量,而且惡化了燃油經(jīng)濟性,所以其使用范圍受到較大限制。



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關(guān)于柴油發(fā)電機組的技術(shù)探討
一、張家口宣化同城柴油發(fā)電機組主要參數(shù)
當前,性能優(yōu)良的柴油發(fā)電機是一個功能完善、張家口宣化同城功率容量范圍大、張家口宣化同城對環(huán)境和場地條件要求低、張家口宣化同城安裝使用方便的小型發(fā)電設備。其使用相對廣泛,輸出容量從數(shù)KVA到數(shù)兆VA。柴油發(fā)電機組主體主要由發(fā)動機、張家口宣化同城發(fā)電機和控制系統(tǒng)三部分組成。其中與現(xiàn)代柴油發(fā)電機組配套的同步交流發(fā)電機由于性能及結(jié)構(gòu)的特點,普遍采用自勵恒壓型,通常選用自激式同步交流發(fā)電機和PMG永磁式激勵式同步交流發(fā)電機。發(fā)電機組包括以下幾項主要性能參數(shù)。
電壓調(diào)整率:在負載功率因數(shù)為0.8-1、張家口宣化同城負載空載至滿載變化、張家口宣化同城從冷機到滿機及轉(zhuǎn)速下跌4.5%以內(nèi)等情況下,電壓調(diào)整率可以控制在±1%以內(nèi)。
頻率調(diào)整率:負載從0-范圍內(nèi)變化,頻率穩(wěn)定不變。
隨機頻率波動:負載處于0-功率之間任何值,隨機頻率波動率 值±0.25%。
電壓波形:電路開路空載, 總波形畸變1.5%,只相平衡負載 總波形畸變5%。
金融業(yè)機房一般采用“市電——發(fā)電機——UPS”并機系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)中,發(fā)電機的負載主要包括UPS、張家口宣化同城機房專用空調(diào)、張家口宣化同城應急照明、張家口宣化同城消防電梯等,這些負載啟動或運行時都會對發(fā)電機產(chǎn)生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發(fā)電機——UPS”供電系統(tǒng)時,發(fā)電機的負載量在其額定輸出容量范圍內(nèi),但在實際情況中,市電中斷而發(fā)電機投人運行過程中卻經(jīng)常發(fā)生工作不穩(wěn)定,產(chǎn)生多種使“發(fā)電機——UPS”系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象。
1、張家口宣化同城負載反饋的波動電壓造成發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定度較差,常出現(xiàn)發(fā)電機組輸出電壓振蕩現(xiàn)象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發(fā)電機的輸出電壓不穩(wěn)定對其影響較小。
2、張家口宣化同城UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點。
3、張家口宣化同城發(fā)電機的頻率(轉(zhuǎn)速)振蕩一般情況下,頻率振蕩比電壓、張家口宣化同城電流振蕩范圍小,但影響比較大,導致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態(tài)。頻率振蕩一般在±5%以內(nèi),由于負載有規(guī)律地忽大忽小,造成發(fā)電機組工作也忽強忽弱,加劇機組振動,加速機械磨損,甚至引起機件嚴重損壞。頻率振蕩明顯的特征之一,即柴油機工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小,因此必須引起高度重視。
4、張家口宣化同城工作不正常空調(diào)壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導致發(fā)電機發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當頻率、張家口宣化同城電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時,UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機在無UPS負載時恢復正常,隨即UPS又自動投人,這樣交錯進行。頻率漂移會對UPS正常運行產(chǎn)生兩方面影響。一方面是不能旁路,另一方面是電池壽命縮短。
二、張家口宣化同城發(fā)電機運行不穩(wěn)定原因分析
在“市電——發(fā)電機——UPS”供電系統(tǒng)中,UPS電路結(jié)構(gòu)決定了其輸人非線性的特性。典型的是傳統(tǒng)雙變換在線式UPS,由于其輸人端AC/DC變換器是整流濾波電路,它的輸入電流是脈動電流,不僅輸入功率因數(shù)低(0.7一0.8),還包括大量的高次諧波電流(30%一40%)。低輸人功率因數(shù)和諧波電流都會通過發(fā)電機定子線圈的感性內(nèi)阻,由于發(fā)電機組定子線圈內(nèi)阻大于電力變壓器的短路阻抗,因此發(fā)電機更易受到非線性負載的影響,即在同樣的負載電流波形失真度(THDI)情況下,其電壓波形失真度(THDI)大于變壓器。同時的諧波電流使發(fā)電機損耗明顯增大(磁滯損耗正比于電流頻率,渦流損耗比于電流頻率的平方及導線的電流趨膚效應),并使得發(fā)電機的輸出電壓波形失真度明顯增大,嚴重影響發(fā)電機的正常工作。
此外,負載的階躍變化、張家口宣化同城UPS前端濾波器提供的容性電流都是造成發(fā)電機組不能正常工作的主要原因。
三、張家口宣化同城發(fā)電機組的使用與維護
為確保發(fā)電機組的運行,日常運行維護和快速的故障排除至關(guān)重要。根據(jù)發(fā)電機組的不同,維護和檢修的內(nèi)容、張家口宣化同城步驟、張家口宣化同城方法有所區(qū)別,一般應按照發(fā)電機組保養(yǎng)要求和本單位制定的維護計劃進行。
(1)定期檢查項目定期測量發(fā)電機電池組的電壓及內(nèi)阻情況,并進行記錄定期檢查空氣過濾器、張家口宣化同城冷卻液位、張家口宣化同城驅(qū)動皮帶、張家口宣化同城排煙系統(tǒng)、張家口宣化同城燃油液位、張家口宣化同城機油液位、張家口宣化同城各種控制器及工作環(huán)境等情況。
(2)須按照發(fā)電機組保養(yǎng)要求及時更換機油、張家口宣化同城三濾、張家口宣化同城啟動電池及冷卻液。
(3)定期由供應商對發(fā)電機組進行檢測,并出具報上口
(4)定期(至少一個季度一次)進行發(fā)電機組空載、張家口宣化同城帶載測試。
針對柴油發(fā)電機組出現(xiàn)的故障,應該有步驟有目的地進行檢查與分析,切不可盲目檢查,胡亂拆卸。應根據(jù)故障的異常征兆、張家口宣化同城跡象、張家口宣化同城響聲、張家口宣化同城出現(xiàn)時機、張家口宣化同城變化規(guī)律來尋找故障產(chǎn)生的部位,從原理與結(jié)構(gòu)層面進行細致的分析推理,做出正確判斷來尋找產(chǎn)生故障原因。查找故障時,應從簡到繁、張家口宣化同城由表及里,按系統(tǒng)部位分段分步驟進行。


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