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發(fā)電機(jī)的分類、原理、結(jié)構(gòu)、使用方法,告別小白,一文全明白
發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機(jī)的形式很多,但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此,其構(gòu)造的一般原則是:用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路,以產(chǎn)生電磁功率,達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。
發(fā)電機(jī)是指將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備,它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動力機(jī)械驅(qū)動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī),再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。
一、發(fā)電機(jī)的分類
云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)是將柴油機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,是電力的輸出部分。云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組的種類較多,通??砂匆韵路椒ㄟM(jìn)行分類:
?、侔词褂脳l件不同,云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組可分為陸用和船用兩大類,陸用機(jī)組又可分為固定式和移動式(拖車式)兩類。
?、诎搓懹脵C(jī)組使用要求的不同,云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組可分為普通型、自動化型、低噪聲型和低噪聲自動化型。
?、郯窗l(fā)電機(jī)輸出電流性質(zhì)的不同,云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組可分為交流發(fā)電機(jī)組和直流發(fā)電機(jī)組。
?、馨唇涣魍桨l(fā)電機(jī)勵磁方式的不同,云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組可分為裝備旋轉(zhuǎn)交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)的機(jī)組和裝備靜止勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)的機(jī)組;
⑤按云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組用途的不同,云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組可分為常用發(fā)電機(jī)組、備用發(fā)電機(jī)組、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。
二、發(fā)電機(jī)的工作原理
1、云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)
柴油機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機(jī)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(dá)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,推動活塞下行,稱為‘作功’。
2、汽油發(fā)電機(jī)
汽油機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),將汽油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在汽油機(jī)汽缸內(nèi),混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行作功。
無論是云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)還是汽油發(fā)電機(jī),都是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(zhuǎn)動的力量,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與動力機(jī)曲軸同軸安裝,就可以利用動力機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應(yīng)’原理,發(fā)電機(jī)就會輸出感應(yīng)電動勢,經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。
三、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子,轉(zhuǎn)子連接組裝起來,使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn),做切割磁力線的運(yùn)動,從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便產(chǎn)生了電流。
四、發(fā)電機(jī)的使用方法
發(fā)電機(jī)組的電壓變化率約為20~40%。一般工業(yè)和家用負(fù)載都要求電壓保持基本不變。為此,隨著負(fù)載電流的增大,必須相應(yīng)地調(diào)整勵磁電流。雖然調(diào)整特性的變化趨勢與外特性正好相反,對于感性和純電阻性負(fù)載,它是上升的,而在容性負(fù)載下,一般是下降的。
(1)機(jī)組啟動前的準(zhǔn)備:
1.檢查潤滑油的油位、冷卻液液位、燃油量;
2.檢查柴油機(jī)的供油、潤滑、冷卻等系統(tǒng)各個(gè)管路及接頭有無漏油漏水現(xiàn)象;
3.檢查電氣線路有無破皮等漏電隱患,接地線電氣線路是否松動,機(jī)組與基礎(chǔ)的連接是否牢固;
4.若環(huán)境溫度低于零度時(shí),須在散熱器內(nèi)添加一定比例的防凍劑;
5.云南曲靖柴油發(fā)電機(jī)組 次啟動或停機(jī)較長時(shí)間后再次啟動,應(yīng)先用手壓泵排盡燃油系統(tǒng)內(nèi)的空氣。
(2)啟動:
1.合上控制箱內(nèi)的保險(xiǎn)后,按啟動按鈕,按下按鈕3~5s,若啟動不成功,應(yīng)等20s左右再次啟動。若多次啟動不成功,應(yīng)停止啟動操作,排除電瓶電壓或油路等故障因數(shù)后,再次啟動;
2.啟動時(shí)應(yīng)觀察幾油壓力,若油壓無顯示或很低時(shí),應(yīng)立即停車檢查。
(3)運(yùn)行:
1.機(jī)組啟動后,檢查控制箱模塊各項(xiàng)參數(shù);機(jī)油壓力、水溫、電壓、頻率等;
2.通常情況下,機(jī)組啟動后轉(zhuǎn)速直接達(dá)到額定轉(zhuǎn)速;有怠速要求的機(jī)組,怠速時(shí)間一般為3~5min,怠速時(shí)間不易過長,否則可能燒壞發(fā)電機(jī)相關(guān)元器件;
3.檢查機(jī)組油路、水路及電器的滲漏情況;
4.檢查機(jī)組各連接處的緊固情況,看有無松動和劇烈振動;
5.觀察機(jī)組各種保護(hù)和監(jiān)視裝置是否正常;
6.當(dāng)轉(zhuǎn)素達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,起空載運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定后,合閘供電;
7.檢查確認(rèn)控制屏各項(xiàng)參數(shù)是否在允許的范圍內(nèi),再次檢查機(jī)組的振動,有無三漏及其他故障;
8.機(jī)組運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁超載。
(4)正常停機(jī):
停機(jī)前必須先分閘,一般情況卸載后需運(yùn)行3~5min停機(jī)。
(5)緊急停機(jī):
1.發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常情況時(shí),必須立即停機(jī);
2.緊急停機(jī)時(shí),按下急停按鈕或?qū)娪捅猛C(jī)控制手柄迅速推倒停車位置。
(6)保養(yǎng)事項(xiàng):
1.柴油機(jī)濾芯更換時(shí)間為300H;空氣濾芯更換時(shí)間為每400H;機(jī)油濾芯 次更換時(shí)間為50H,以后為250H。
2.機(jī)油 次更換時(shí)間為50H,以后機(jī)油正常更換時(shí)間為每250H。
曲軸的形狀和發(fā)動機(jī)的發(fā)火次序
曲軸的形狀及曲柄銷間的相互位置(即曲拐的布置)與沖程數(shù)、氣缸數(shù)、氣缸排列方式(直列或V形等)和各氣缸做功行程發(fā)生的順序(稱為發(fā)火次序或工作順序)有關(guān)。曲軸的形狀同時(shí)要滿足慣性力的平衡以及發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)性的要求。
對四沖程發(fā)動機(jī),曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)就是一個(gè)工作循環(huán),每個(gè)氣缸都發(fā)火做功一次。各缸的發(fā)火間隔時(shí)間(用0CA表示)要求均勻。如果發(fā)動機(jī)有i個(gè)氣缸,則發(fā)火間隔為7200/i0CA,即曲軸每轉(zhuǎn)7200/i時(shí),就有一個(gè)氣缸做功,這樣才會使發(fā)動機(jī)的工作平穩(wěn)。下面介紹常用的4缸、6缸和V形8缸發(fā)動機(jī)的發(fā)火次序。
(1)四沖程直列4缸機(jī),缸數(shù)i=4,發(fā)火間隔為7200/4=1800CA。4個(gè)曲柄銷布置在同一平面內(nèi),1、4缸的曲柄銷朝上時(shí),2、3缸的朝下,1、4缸與2、3缸相隔1800。這種發(fā)動機(jī)可能采用的一種發(fā)火次序。
這種發(fā)火次序?yàn)?-3-4-2,習(xí)慣上以1缸為準(zhǔn),l缸做功后接著是3缸做功,以此類推。這種發(fā)動機(jī)的各氣缸,就是按照1-3-4-2的順序循環(huán),不斷周而復(fù)始地工作著。
如將上述2、3缸的工作過程互換,則可得到另一種發(fā)火次序。這種互換之所以可能,是因?yàn)?、3缸的曲柄銷(即它們的活塞)的位置是相同的。這樣就得到另一種發(fā)火次序,即1-2-4-3。
所以,4缸機(jī)可能采用兩種發(fā)火次序,即1-3-4-2和1-2-4-3。不過,對某一種具體的發(fā)動機(jī)來說,由于發(fā)火次序還與氣門機(jī)構(gòu)的安排等有關(guān),因而是確定而不能變更的。使用一臺發(fā)動機(jī)時(shí),必須了解它的發(fā)火次序。
1-3-4-2和1-2-4-3兩種發(fā)火次序在工作平穩(wěn)性和主軸承負(fù)荷方面,沒有什么區(qū)別。一般柴油機(jī)采用前一種。
(2)四沖程直列6缸機(jī),發(fā)火間隔為7200CA/6=1200CA。6個(gè)曲柄銷分別布置在3個(gè)平面內(nèi)(每個(gè)平面內(nèi)2個(gè)),各平面間互成1200。曲柄銷的具體布置可有兩種方式。當(dāng)1、6缸的曲柄銷朝上時(shí),2、5缸的朝左,3、4缸的朝有,其發(fā)火次序是1-5-3-6-2-4。國產(chǎn)6缸機(jī)都采用這種曲軸和發(fā)火次序。
曲柄銷布置的另一種方式是將上述 種方式的2、5缸分別與3、4缸互換。這種方式的發(fā)火次序是1-4-2-6-3-5。
當(dāng)然,上述兩種6缸機(jī)的曲軸還可能采用其他的發(fā)火次序,但由于在實(shí)際發(fā)動機(jī)上幾乎沒有應(yīng)用,因而不作介紹。
按發(fā)火次序看,前后兩個(gè)氣缸的做功行程有600是重疊的,這種現(xiàn)象是容易理解的。因?yàn)楦鳉飧组g做功行程的間隔是1200,而每個(gè)氣缸的做功行程本身都是1800,就必然有600互相重疊。在這個(gè)600中,兩個(gè)氣缸都在做功,前一個(gè)氣缸做功末完,后一個(gè)氣缸的做功已開始了。這種做功行程重疊的觀象對發(fā)動機(jī)的工作平穩(wěn)性是有利的。
(3)四沖程8缸機(jī),大多將氣缸排列成雙列V形(兩列氣缸中心線的夾角常取900)。氣缸數(shù)i=8,其發(fā)火間隔為7200CA/8=900CA。這種發(fā)動機(jī)左右兩列氣缸中相對的一對連桿共裝在一個(gè)曲柄銷上,所以V形8缸機(jī)只有4個(gè)曲柄銷。通常將4個(gè)曲柄銷布置在兩個(gè)互成900的平面內(nèi)。
V形8缸機(jī)常用的發(fā)火次序?yàn)?-5-4-2-6-3-7-8。
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