設備裝配與結構組成

柴油發(fā)電機組的組成構造圖解

 

摘要：發(fā)電機組由發(fā)動(dòng)機、發(fā)電機和控制系統組成，所以叫發(fā)電機組，柴油發(fā)電機組是以柴油機為原動(dòng)機，拖動(dòng)同步發(fā)電機發(fā)電的一種電源設備，是一種起動(dòng)迅速、操作維修方便、投資少、對環(huán)境的適應性能較強的發(fā)電裝置。柴油機驅動(dòng)發(fā)電機運轉，將柴油的能量轉化為電能，根據其用途的不同，可分為陸用柴油發(fā)電機組及船用柴油發(fā)電機組；如果按品牌的不同，可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機組和進(jìn)口柴油發(fā)電機組； 按轉速不同，可分為低速發(fā)電機組和高速發(fā)電機組。

 

一、柴發(fā)機組工作原理與結構

 

      柴油機驅動(dòng)發(fā)電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內，經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)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(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行， 稱(chēng)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(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉。將無(wú)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(dòng)發(fā)電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發(fā)電機就會(huì )輸出感應電動(dòng)勢，經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。這里只描述發(fā)電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、保護器件和回路。

      柴發(fā)機組模型及結構如圖1、圖2所示。一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機以及控制系統三部分組成，柴油機和發(fā)電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來(lái)，二為剛性連接，用高強度螺栓 將發(fā)電機鋼性連接片和柴油機飛輪盤(pán)連接而成，目前市場(chǎng)上的柴油發(fā)電機組使用剛性連接的比較多一些，柴油機和發(fā)電機連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護作用的傳感器，如 水溫傳感器，通過(guò)這些傳感器，直觀(guān)地把柴油機的運行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器， 就可以設定一個(gè)上限，當達到或超過(guò)這個(gè)限定值的時(shí)候控制系統會(huì )預先報警，這個(gè)時(shí)候如果操作員沒(méi)有采取措施，控制系統會(huì )自動(dòng)將機組停掉，柴油發(fā)電機組就是采取這種方式起自我保護作用 的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數據和執行保護功能的是柴油發(fā)電機組 的控制系統，控制屏一般安裝在發(fā)電機上，稱(chēng)為背包式控制屏，也有部分是獨立一個(gè)屏放置在操作室內，稱(chēng)為分體式控制屏，控制屏通過(guò)電纜和發(fā)電機以及傳感器連接，分別顯示電參數和柴油機運行參數。此外 , 發(fā)電機組還有底盤(pán)、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱 , 有的還裝設有消聲器和外罩。

圖1  柴油發(fā)電機組模型

圖2  柴油發(fā)電機組結構圖

 

 

二、柴油發(fā)動(dòng)機結構與特點(diǎn)

 

1、發(fā)動(dòng)機結構組成

      發(fā)動(dòng)機模型和結構如圖3、圖4毆?；窘Y構包括曲柄連桿機構、配氣機構、傳動(dòng)機構、燃油供給系統、潤滑系統、冷卻系統和氣動(dòng)系統（俗稱(chēng)三大機構、四大系統）。曲柄連桿機構、配氣機構和燃油供給系統是柴油機的三 大基本部分，它們互相配合，完成柴油機的工作循環(huán)，實(shí)現 能量轉換。

2、康明斯發(fā)動(dòng)機的特點(diǎn)

       基本設計特點(diǎn)為缸體設計堅固，振動(dòng)小，噪音??；直列6缸四沖程，運轉平穩，效率高；替換濕式氣缸套，壽 長(cháng)，維修方便；性能；強制水冷，熱輻射小。

（3）大部分裝有該公司的PT燃油系統（B、C系列除外）。

      康明斯公司的PT燃油系統，具有的速保護裝置；低壓輸，管路少，故障率低；高壓，燃燒充分。裝有燃油供油和回油單向閥使用。

（4）都采用ω燃燒室。

（5）凸輪從動(dòng)件都是滾輪式。

（6）燃油及機油通道大部分都鉆在缸體及缸蓋內。

（7）濕式汽缸套，汽缸套經(jīng)磷化處理。

（8）曲軸用合金鋼鍛造，軸頸感應淬火。

（9）活塞道環(huán)槽均有鎳合金鑄鐵鑲座，以環(huán)槽壽命。

（10）進(jìn)氣系統

      裝有干式空氣濾清器和空氣阻力指示器，使用HOLSET廢氣渦輪增壓器，進(jìn)氣充分。

（11）排氣系統

      使用脈沖干式排氣管，可利用廢氣能量，發(fā)動(dòng)機性能充分發(fā)揮；裝有通徑為127mm的排氣彎管和排 氣波紋管，便于連接。 

（12）潤滑系統

      6GAL變流量機油泵，帶主油道信號管，可根據主油道機力來(lái)調整泵油量，優(yōu)化進(jìn)入發(fā)動(dòng)機的機油 量；低機力（241-345kPa），這些措施能降低泵油功率損失，動(dòng)力性，改善發(fā)動(dòng)機的經(jīng)濟性。

 

圖3  柴油發(fā)動(dòng)機結構剖析圖

圖4  NTA855-G7A康明斯柴油發(fā)動(dòng)機模型三維圖

 

三、交流發(fā)電機原理和特點(diǎn)

 

1、交流發(fā)電機結構和原理

（1）結構

      交流發(fā)電機主要由磁性材料制造多個(gè)南北極交替排列的永磁鐵（稱(chēng)為轉子）和硅鑄鐵制造并繞有多組串聯(lián)線(xiàn)圈的電樞線(xiàn)圈（稱(chēng)為定子）組成。

（2）發(fā)電原理

      轉子由柴油機帶動(dòng)軸向切割磁力線(xiàn)，定子中交替排列的磁極在線(xiàn)圈鐵芯中形成交替的磁場(chǎng)，轉子旋轉一圈，磁通的方向和大小變換多次，由于磁場(chǎng)的變換作用，在線(xiàn)圈中將產(chǎn)生大小和方向都變化的感應電流并由定子線(xiàn)圈輸送出電流。

2、交流發(fā)電機的特點(diǎn)

      斯坦福發(fā)電機系列為防滴式，其模型和內部結構如圖5、圖6所示。該系列發(fā)電機采用諧波附繞組、基波附繞組及 A.V.R 裝置控制勵磁。U247系列發(fā)電機采用基波附繞組、電抗變流器，三相整流橋組控制勵磁。（根據用戶(hù)要求配備自動(dòng)電壓調節器，成為可控相復勵發(fā)電機），P7系列發(fā)電機采用主繞組軸頭，交流勵磁機、旋轉整流器及 A.V.B 裝置控制勵磁。發(fā)電機用離心式風(fēng)扇冷卻，風(fēng)從非軸伸端進(jìn)入、軸伸端吹出，有良好的軸向通風(fēng)，散熱效果明顯。絕緣等級為 F 級或 H 級。

 

圖5  斯坦福交流發(fā)電機模型

圖6  同步交流發(fā)電機內部結構圖

 

總結：

      康明斯發(fā)電機組，作業(yè)效果極佳，保證發(fā)電機組的使用壽命，通過(guò)底板、支座、螺栓和散熱扇之間對的配合，可以對發(fā)電機組起到良好的散熱效果，大大提高了散熱效率，解決由于變頻器引發(fā)的發(fā)電機組快速升溫的問(wèn)題，方便將發(fā)電機組的熱量散發(fā)出去，保證了發(fā)電機組的正常使用壽命。通過(guò)基座、第二彈簧、粗管、橡膠管和圓板之間的配合，可以對該帶有變頻器的發(fā)電機組起到了良好的減震作用，大大降低了發(fā)電機組的震動(dòng)問(wèn)題，減少噪音的產(chǎn)生，避免由于長(cháng)期的震動(dòng)導致發(fā)電機組的損壞。

 

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