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發(fā)電機(jī)組的四沖程柴油機(jī)的工作原理有哪些
在熱力過程中，只有在“工質(zhì)”膨脹過程才具有做功能力，而我們要求發(fā)動機(jī)能連續(xù)不斷地產(chǎn)生機(jī)械功，就必須使工質(zhì)反復(fù)進(jìn)行膨脹。因此，必須設(shè)法使工質(zhì)重新恢復(fù)到初始狀態(tài)，然后，再進(jìn)行膨脹。因此，柴油機(jī)必須經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、膨脹、排氣四個(gè)熱力過程之后，才能恢復(fù)到起始狀態(tài)，使柴油機(jī)連續(xù)不斷地產(chǎn)生機(jī)械功，故上述四個(gè)熱力過程稱為一個(gè)工作循環(huán)。
若柴油機(jī)活塞走完四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)，稱該機(jī)為四沖程柴油機(jī)。如果活塞走完二個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為二沖程柴油機(jī)。目前，廣東河源柴油發(fā)電機(jī)組配置的柴油機(jī)都是四沖程機(jī)。
1.進(jìn)氣沖程
進(jìn)氣沖程的目的是吸入新鮮空氣，為燃料燃燒作好準(zhǔn)備。要實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣，缸內(nèi)與缸外要形成壓差。因此，此沖程排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動，活塞上方的汽缸內(nèi)的容積逐漸擴(kuò)大，壓力降低，缸內(nèi)氣體壓力低于大氣壓力約68～93kPa。在大氣壓力的作用下，新鮮空氣經(jīng)進(jìn)氣門被吸入汽缸，活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，進(jìn)氣沖程結(jié)束。
2.壓縮沖程
壓縮沖程的目的是提高汽缸內(nèi)空氣的壓力和溫度，為燃料燃燒創(chuàng)造條件。由于進(jìn)、排氣門都已關(guān)閉，汽缸內(nèi)的空氣被壓縮，壓力和溫度亦隨之升高，其升高的程度，取決于被壓縮的程度，不同的柴油機(jī)略有不同。當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，缸內(nèi)空氣壓力達(dá)(3000～5000)kPa，溫度達(dá)500～700℃，遠(yuǎn)超過柴油的自燃溫度。
3.膨脹(作功)沖程
當(dāng)活塞上行將終了時(shí)，噴油器開始將柴油噴入汽缸，與空氣混合成可燃混合氣，并立即自燃，此時(shí)，汽缸內(nèi)的壓力迅速上升到約6000～9000kPa，溫度高達(dá)(1800～2200)℃。在高溫、高壓氣體的推力作用下，活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功。隨著氣體膨脹活塞下行其壓力逐漸降低，直到排氣門被打開為止。
4.排氣沖程
排氣沖程的目的是缸內(nèi)的廢氣。做功沖程結(jié)束后，缸內(nèi)的燃?xì)庖殉蔀閺U氣，其溫度下降到(800～900)℃，壓力下降到(294～392)kPa。此時(shí)，排氣門打開，進(jìn)氣門仍關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動，在缸內(nèi)殘存壓力和活塞推力的作用下，廢氣被排出缸外。當(dāng)活塞又到上止點(diǎn)時(shí)，排氣過程結(jié)束。
排氣過程結(jié)束后，排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門又打開，重復(fù)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，周而復(fù)始不斷對外作功。
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發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁電流的有關(guān)特性
一、直流發(fā)電機(jī)供電的勵(lì)磁方法；
這種勵(lì)磁方法的發(fā)電機(jī)具有專用的直流發(fā)電機(jī)，這種專用的直流發(fā)電機(jī)稱為直流勵(lì)磁機(jī)，勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組經(jīng)過裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵(lì)磁機(jī)取得直流電流。這種勵(lì)磁方法具有勵(lì)磁電流獨(dú)立，作業(yè)比較牢靠和削減自用電消耗量等長處，是曩昔幾十年間發(fā)電機(jī)首要?jiǎng)?lì)磁方法，具有較老練的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷。缺陷是勵(lì)磁調(diào)理速度較慢，保護(hù)作業(yè)量大，故在10MW以上的機(jī)組中很少選用。
二、溝通勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方法：
現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的選用溝通勵(lì)磁機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流。溝通勵(lì)磁機(jī)也裝在發(fā)電機(jī)大軸上，它輸出的溝通電流經(jīng)整流后供應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁，此刻，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方法屬他勵(lì)磁方法，又因?yàn)檫x用停止的整流設(shè)備，故又稱為他勵(lì)停止勵(lì)磁，溝通副勵(lì)磁機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流。溝通副勵(lì)磁機(jī)可所以永磁機(jī)或是具有自勵(lì)恒壓設(shè)備的溝通發(fā)電機(jī)。為了更好的進(jìn)步勵(lì)磁調(diào)理速度，溝通勵(lì)磁機(jī)一般選用100——200HZ的中頻發(fā)電機(jī)，而溝通副勵(lì)磁機(jī)則選用400——500HZ的中頻發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁繞組和三相溝通繞組都繞在定子槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子只要齒與槽而沒有繞組，像個(gè)齒輪，因而，它沒有電刷，滑環(huán)等滾動觸摸部件，具有作業(yè)牢靠，結(jié)構(gòu)相對比較簡略，制作工藝便利等長處。缺陷是噪音較大，溝通電勢的諧波重量也較大。
三、無勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方法：
在勵(lì)磁方法中不設(shè)置專門的勵(lì)磁機(jī)，而從發(fā)電機(jī)自身取得勵(lì)磁電源，經(jīng)整流后再供應(yīng)發(fā)電機(jī)自身勵(lì)磁，稱自勵(lì)式停止勵(lì)磁。自勵(lì)式停止勵(lì)磁可分為自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)兩種方法。自并勵(lì)方法它經(jīng)過接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電流，經(jīng)整流后供應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，這種勵(lì)磁方法具有結(jié)簡略，設(shè)備少，出資省和保護(hù)作業(yè)量少等長處。自復(fù)勵(lì)磁方法除沒有整流變壓外，還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發(fā)作短路時(shí)，給發(fā)電機(jī)供應(yīng)較大的勵(lì)磁電流，以補(bǔ)償整流變壓器輸出的缺乏。這種勵(lì)磁方法具有兩種勵(lì)磁電源，經(jīng)過整流變壓器取得的電壓電源和經(jīng)過串聯(lián)變壓器取得的電流源。
發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁電流的有關(guān)特性
1、電壓的調(diào)理:
主動調(diào)理勵(lì)磁體系可以看成為一個(gè)以電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋操控體系。無功負(fù)荷電流是形成發(fā)電機(jī)端電壓下降的根本原因，當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓將隨無功電流的增大而下降?？墒菫榱藵M意用戶對電能質(zhì)量的要求，發(fā)電機(jī)的端電壓應(yīng)根本堅(jiān)持不變，完成這一要求的方法是隨無功電流的改動調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。
2、無功功率的調(diào)理：
發(fā)電機(jī)與體系并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以認(rèn)為是與無限大容量電源的母線運(yùn)轉(zhuǎn)，要改動發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，感應(yīng)電勢和定子電流也跟著改動，此刻發(fā)電機(jī)的無功電流也跟著改動。當(dāng)發(fā)電機(jī)與無限大容量體系并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了改動發(fā)電機(jī)的無功功率，有必要調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。此刻改動的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是一般所說的“調(diào)壓”，而是僅僅改動了送入體系的無功功率。
3、無功負(fù)荷的分配：
并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)依據(jù)各自的額外容量，按份額進(jìn)行無功電流的分配。大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)擔(dān)負(fù)較多無功負(fù)荷，而容量較小的則負(fù)供應(yīng)較少的無功負(fù)荷。為了完成無功負(fù)荷能主動分配，可以終究靠主動高壓調(diào)理的勵(lì)磁設(shè)備，改動發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流保持其端電壓不變，還可對發(fā)電機(jī)電壓調(diào)理特性的傾斜度做調(diào)整，以完成并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的合理分配。
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