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發(fā)電機(jī)無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)之所以應(yīng)用較廣是因?yàn)檫@個原因
無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)
無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)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(diǎn)火線圈初級電流的通斷,使次級線圈產(chǎn)生高電壓。無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)又稱為磁電機(jī)半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng),簡稱PEI。無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)無需保養(yǎng),成本不高,技術(shù)上也不復(fù)雜,所以應(yīng)用較廣?,F(xiàn)在的小型柴油機(jī)幾乎全部都使用這種無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)。
無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)按照點(diǎn)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(jī)(摩托車和柴油發(fā)電機(jī)組)上廣泛使用的是電容式。電容式點(diǎn)火系統(tǒng)是以磁電機(jī)為電源,將點(diǎn)火能量儲存在電容器中的點(diǎn)火系統(tǒng),簡稱CDT點(diǎn)火系統(tǒng)。根據(jù)觸發(fā)線圈結(jié)構(gòu)形式的不同,CDT點(diǎn)火系統(tǒng)又分為帶觸發(fā)線圈的CDI點(diǎn)火系統(tǒng)和不帶觸發(fā)線圈的CDI點(diǎn)火系統(tǒng)。下面以帶觸發(fā)線圈的CDT點(diǎn)火系統(tǒng)為例講解無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理。
電容放電無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)主要由磁電機(jī)、廣西百色當(dāng)?shù)仉娮狱c(diǎn)火器、廣西百色當(dāng)?shù)攸c(diǎn)火線圈和火花塞等組成。
(1)電機(jī)
磁電機(jī)是永磁交流發(fā)電機(jī)的簡稱,它是點(diǎn)火系統(tǒng)和其他用電設(shè)備的電源。磁電機(jī)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(jī)可分為如下兩種類型:內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)。
摩托車和機(jī)組等用的磁電機(jī)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、廣西百色當(dāng)?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(dǎo)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、廣西百色當(dāng)?shù)赜|發(fā)線圈和信號、廣西百色當(dāng)?shù)卣彰骶€圈等。充電線圈向點(diǎn)火系統(tǒng)電子點(diǎn)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(diǎn)火信號。信號、廣西百色當(dāng)?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(jī),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(yīng)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(yīng)電動勢變化兩個周期。
(2)電子點(diǎn)火器
電子點(diǎn)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、廣西百色當(dāng)?shù)赜|發(fā)和放電。
①充電 充電線圈的感應(yīng)電動勢是正、廣西百色當(dāng)?shù)刎?fù)交變的。當(dāng)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(diǎn)火電能。在充電回路中,點(diǎn)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(jī)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(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能不利。
采用小容量的電容器可提高點(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能。因?yàn)殡娙萜鞯某潆姇r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(dāng)點(diǎn)火開關(guān)閉合時,則充電線圈搭鐵,電容器不能充電,點(diǎn)火系統(tǒng)停止工作。
②觸發(fā) 來自觸發(fā)線圈上的電子點(diǎn)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、廣西百色當(dāng)?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(fù)端的觸發(fā)電流,使晶閘管SCR導(dǎo)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(fù)脈沖加于晶閘管SCR控制極上。為滿足柴油機(jī)在啟動等低速時的點(diǎn)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(dǎo)通時,電容器上的電能經(jīng)晶閘管SCR陽極、廣西百色當(dāng)?shù)仃帢O向點(diǎn)火線圈初級繞組Ll迅速放電,點(diǎn)火線圈鐵芯磁通迅速變化,在次級繞組上感應(yīng)出使火花塞產(chǎn)生電火花的高壓。
點(diǎn)火提前角由飛輪、廣西百色當(dāng)?shù)厍S及充電線圈、廣西百色當(dāng)?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(jī)而言,飛輪旋轉(zhuǎn)一周,充電線圈、廣西百色當(dāng)?shù)赜|發(fā)線圈產(chǎn)生兩次正脈沖,電容完成充、廣西百色當(dāng)?shù)胤烹妰蓚€循環(huán),晶閘管導(dǎo)通兩次,火花塞跳火兩次。對于二沖程柴油機(jī)來說,有一次是多余的,但沒有壞處,因?yàn)樗前l(fā)生在排氣沖程。但對四沖程柴油機(jī)來說,則產(chǎn)生4次點(diǎn)火,有3次是多余的,這些多余的跳火會影響柴油機(jī)的正常工作。為此,常在飛輪外邊緣安裝單獨(dú)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(diǎn)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(diǎn)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(dá),晶閘管提前導(dǎo)通,點(diǎn)火可自動提前,這使電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)在高速范圍能產(chǎn)生一個穩(wěn)儲能量,增大點(diǎn)火電壓和點(diǎn)火能量。其主要缺點(diǎn)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(jì)性,所以其使用范圍受到較大限制。


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康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的耗量特性
在滿足電力網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷平衡的前提下,柴油發(fā)電機(jī)組 負(fù)荷分配指的是通過有計劃的安排各個柴油發(fā)電機(jī)組的出力,使得整體的柴油的消耗油量變得小,讓成本達(dá)到少,進(jìn)而整個發(fā)電廠的效率與收益。柴油發(fā)電機(jī)組一般是通過在氣缸中燃燒柴油,然后借助轉(zhuǎn)化的爆炸動力來推動柴油機(jī)的運(yùn)作,柴油發(fā)電機(jī)再帶動與其相關(guān)聯(lián)的發(fā)電機(jī)發(fā)電,完成整個電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)的做功的數(shù)量很大程度上取決于燃油消耗的數(shù)量,而柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣量又規(guī)定了柴油發(fā)電機(jī)組出力的大小,由于負(fù)荷時刻在波動,為了保證康明斯柴油發(fā)電機(jī)組在任何時刻達(dá)到經(jīng)濟(jì)工況,必須對康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的動力特性進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬。即確定康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性。
柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出的功率,與柴油發(fā)電機(jī)組消耗的柴油等的關(guān)系形成柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性曲線。而柴油發(fā)電機(jī)組的這一曲線是電力柴油發(fā)電機(jī)組 負(fù)荷分配問題的基本參數(shù),終結(jié)果與耗油量特性曲線的正確率有密切的關(guān)系。因此在負(fù)荷優(yōu)化分配中,通過分析計算得到柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性是必不可少的步驟。
研究柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性的參數(shù),必須先對火力電柴油發(fā)電機(jī)組的參數(shù)進(jìn)行了解,單元柴油發(fā)電機(jī)組的燃油的使用量B與發(fā)電機(jī)有功功率P之間的關(guān)系比較復(fù)雜,主要取決于柴油發(fā)電機(jī)組本身的特點(diǎn),同時還受到所處環(huán)境溫度,水介質(zhì)溫度,大氣壓等因素影響??得魉共裼桶l(fā)電機(jī)組由于其自身特點(diǎn),其啟動過程耗時較長,由此有時連續(xù)優(yōu)化過程中需要考慮柴油發(fā)電機(jī)組的啟停成本;柴油發(fā)電機(jī)組在低負(fù)荷狀態(tài)下,為了保證鍋爐燃油的穩(wěn)定燃燒需要進(jìn)行投油穩(wěn)燃。如果綜合考慮這些成本,會使得柴油發(fā)電機(jī)組的燃油耗油量B與出力P之間的關(guān)系和規(guī)律變得難以分析。限于篇幅,本文只討論康明斯柴油發(fā)電機(jī)組在穩(wěn)定負(fù)荷下的耗油量特性關(guān)系,即不考慮柴油發(fā)電機(jī)組的啟停成本,但是對于柴油發(fā)電機(jī)組的出力范圍進(jìn)行考慮,可有效避免柴油發(fā)電機(jī)組在低出力工況下運(yùn)行。這些簡化并不影響結(jié)論的正確性。
此時,單元柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性可以表示為:
B=F(P)
式中B為燃油消耗油量,即每小時燃油的標(biāo)準(zhǔn)柴油耗油量(單位:t/h);P為發(fā)電機(jī)有功功率(單位:MW)。



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