安徽宿州柴油發(fā)電機(jī)的工作原理 工作原理 一、安徽宿州柴油發(fā)電機(jī)組生成機(jī)理： 安徽宿州柴油發(fā)電機(jī)組中常用的發(fā)電機(jī)為同步交流發(fā)電機(jī)，是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。 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’。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)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(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。 安徽宿州柴油發(fā)電機(jī)組工作結(jié)構(gòu)圖 二、交流發(fā)電機(jī)生成機(jī)理 以旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機(jī)為例介紹柴油機(jī)組中發(fā)電機(jī)的工作原理。 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢的原理與旋轉(zhuǎn)電樞式相同，都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。而主要區(qū)別有兩點(diǎn)： （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)通過電樞的旋轉(zhuǎn)使閉合線圈的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)則通過磁極的旋轉(zhuǎn)使定子線圈切割磁力線，從而在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 （2）電力輸出方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)通過電刷和集電環(huán)向外接電路供電；而旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)則直接將電力送往外接電路，因此相對于旋轉(zhuǎn)電樞式、旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)可提供電高的電壓，適用于大型發(fā)電機(jī)。 1、電動勢的產(chǎn)生 ● 當(dāng)導(dǎo)體切割磁場的磁力線時，會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 ● 線圈abcd代表整個電傴繞組、其兩端分別固定在同一轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)1和2上，兩者同軸旋轉(zhuǎn)，且相對位置和連接關(guān)系不隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發(fā)電機(jī)的端蓋上、且與滑環(huán)1、2的滑動接觸關(guān)系不變。 ● 當(dāng)電樞沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，ab邊處于N極下時、山邊的感應(yīng)電動勢方向?yàn)橛蒫至d，并設(shè)此時電動勢方向?yàn)檎较?當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)180。后、ab邊處于S極下，cd邊處于N極下，此時ab和cd邊中的電動勢均改變方向，顯然此時電動勢為負(fù)值。 由上述過程可知，對于一對磁極的單向同步交流發(fā)電機(jī)、其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，在電樞繞組中產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。若磁通密度B按正弦規(guī)律分布，則可產(chǎn)生正弦交流電動勢。而對于三相同步交流發(fā)電機(jī)、其各項繞組產(chǎn)生交流電動勢的原理與單項同步交流發(fā)電機(jī)完全相同。 2、電動勢的大小 根據(jù)電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運(yùn)動時、導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——導(dǎo)體在磁場中的有效長度； ● V——導(dǎo)體垂直于磁場方向的運(yùn)動速度。 而正弦交流電動勢的有效值E計算： E=Kn ● 式中n——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速； ● K——發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)。 同步交流發(fā)電機(jī)制成后，其結(jié)構(gòu)常數(shù)K已成定值。因此，可通過改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或每極磁通來調(diào)整其輸出電壓的高傲。但是，通常情況下要求電動勢的頻率f恒定，而頻率f與轉(zhuǎn)速n成正比，所以發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是不能隨便調(diào)整的。因此，主要通過調(diào)節(jié)同步交流發(fā)電機(jī)磁通量的大小，達(dá)到調(diào)整其輸出電壓的目的。 3、電動勢的頻率 ● 當(dāng)發(fā)電機(jī)磁極對數(shù)一定時(如P=1)，其轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，電樞繞組可產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩周，產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢，苦轉(zhuǎn)子每秒旋轉(zhuǎn)n/60周，則產(chǎn)生n/60周/s的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n成正比。 ● 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一定時(如n=1周/s)，磁極對數(shù)P=1，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。磁極對數(shù)P=2，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生P個周波的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f還與磁極對數(shù)P成正比。 綜上所述，同步交流發(fā)電機(jī)電動勢的頻率f與其轉(zhuǎn)速n 和磁極對數(shù)P成正比，因此f的計算公式為： F=P*n/60 (周/s) 改變同步交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或磁極對數(shù)P,均可改變其頻率f。但是，發(fā)電機(jī)制成后，其磁極對數(shù)P是不能改變的因此,只能通過改變轉(zhuǎn)速n來調(diào)整頻率f。一旦頻率f達(dá)到額定值后，就不能再隨便改變轉(zhuǎn)速n。 4、改善電動勢波形的措施 根據(jù)要求，同步交流發(fā)電機(jī)輸出電壓應(yīng)為正弦波。但是，由于發(fā)電機(jī)定子鐵芯結(jié)構(gòu)、磁極結(jié)構(gòu)、電樞繞組結(jié)構(gòu)、三相發(fā)電機(jī)電樞繞組的連接形式等因素的影響，電動勢的波形會產(chǎn)生畸變，形成非正弦交流電動勢。 非正弦交流電動勢中除含有基波分量外，還含有頻率不同的許多高次諧波分量。不僅嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的性能和工況，還影響用電設(shè)備的正常工作。因此，在設(shè)計、生產(chǎn)同步交流發(fā)電機(jī)時，采取了諸多方法，改善電動勢波形，使其成為正弦波。其具體方法有：改善磁極形狀、采用斜槽定子、改善定子繞組結(jié)構(gòu)和三相發(fā)電機(jī)采用星形接法。 （1）改善磁極形狀：磁極的分布規(guī)律由磁極的形狀決定，將磁極尖削尖或采用扭斜磁極，使磁通密度B近似按正弦規(guī)律分布，進(jìn)而使電動勢成為正弦波； （2）采用斜槽定子：將定子鐵芯扭斜一個槽距的位置，使其成為斜糟定子，無論轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至何種位置，磁極端畫所覆蓋的鐵芯齒面積始終保持不變，這樣可齒諧波的影響； （3）改善定子繞組結(jié)構(gòu)：同步交流發(fā)電機(jī)通常采用短距分布式繞組結(jié)構(gòu)，可或削弱許多高次諧波分量，使電動勢接近于正弦波； （4）三相發(fā)電機(jī)采用星形接法：三相同步發(fā)電機(jī)的三相電樞繞組采用星形接法，其線電壓中將不再含有三次及三的整倍數(shù)次諧波分量·改善線電壓的波形。 5、同步交流發(fā)電機(jī)勵磁方式 發(fā)電機(jī)勵磁功率的產(chǎn)生方式，稱為其勵磁方式。同步交流發(fā)電機(jī)的勵磁方式有他勵式和自勵式兩種。 （1）他勵式：勵磁功率由本身以外的其他電源供給，這種發(fā)電機(jī)稱為:他勵式發(fā)電機(jī)。根據(jù)獲得勵磁功率形式的不同，他勵式交流發(fā)電機(jī)又有采用血流勵磁機(jī)勵磁和采用無刷交流勵磁機(jī)勵磁之分。其中、采用直流勵磁機(jī)勵磁是靠同軸轉(zhuǎn)動的并勵直流發(fā)電機(jī)供給勵磁功率的；采用無刷交流勵磁機(jī)勵磁是由同軸轉(zhuǎn)動的交流勵磁發(fā)電機(jī)供給勵磁功率的。 （2）自勵式：勵磁功率由本身供給的發(fā)電機(jī)稱為自勵式發(fā)電機(jī)。其勵磁功率一般由以下三種方法獲得：直接從同步交流發(fā)電機(jī)輸出端取得，由安裝在同步交流發(fā)電機(jī)的定子槽中的副繞組供給；發(fā)電機(jī)電樞繞組為帶抽頭式的，由抽頭處引出部分電樞繞組供給。 綜上所述，無論是他勵式同步交流發(fā)電機(jī)，還是自勵式同步交流發(fā)電機(jī)，改變勵磁電流的大小，均可調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

介紹組成安徽宿州柴油發(fā)電機(jī)的兩大組件和五大系統(tǒng) 安徽宿州柴油發(fā)電機(jī)是一種比較復(fù)雜的機(jī)器，它由許多組件和系統(tǒng)組成，這些組件和系統(tǒng)共同保證柴油機(jī)進(jìn)行工作循環(huán)，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，并使其能連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，具體構(gòu)造也有很多不同之處，但柴油機(jī)無論怎樣變化，其基本構(gòu)造和組成形式是相同的。下面結(jié)合國內(nèi)使用廣泛的135系列柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)，首先介紹組成安徽宿州柴油發(fā)電機(jī)的兩大組件和五大系統(tǒng)，以便于讀者進(jìn)一步認(rèn)識和熟悉安徽宿州柴油發(fā)電機(jī)。 四沖程柴油機(jī)由下列組件和系統(tǒng)組成。 一、燃燒室組件 燃燒室組件主要由固定不動組件組成，包括機(jī)體、汽缸蓋、汽缸套、活塞組件和汽缸墊。在組成燃燒室的各個部件中除活塞組件能運(yùn)動外，其他部件均為固定不動組件。這些部件的主要作用是組成密封的燃燒室并完成柴油機(jī)的能量轉(zhuǎn)換。 二、動才傳動組件 動力傳動組件主要由運(yùn)動部件組成，包括連桿組件、曲軸飛輪組件和活塞組件。動力傳動組件的作用是將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并將作用在活塞頂部的燃?xì)鈮毫D(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ?，通過曲軸向外輸出動力，使熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。 三、燃科供系統(tǒng) 燃料供給系統(tǒng)的主要作用是保證活塞由下止點(diǎn)向上運(yùn)動到壓縮上止點(diǎn)一定上止點(diǎn)前一定度數(shù)時，定時、定量、定質(zhì)地向燃燒室內(nèi)噴入高壓霧化燃油。柴油機(jī)燃料供給給系統(tǒng)主要包括油箱、低壓油管、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、調(diào)速器、高壓油管和噴油器等。 四、潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)的作用是將機(jī)油（潤滑油）輸送到柴油機(jī)各運(yùn)動部件的摩擦表面，以減輕零件表面摩擦，帶走零件所吸收的部分熱量，沖洗零件表面，提高燃燒室的密封效果，防止部件生銹。潤滑系統(tǒng)主要由油底殼、吸油盤、機(jī)油泵、機(jī)油散熱器、機(jī)油粗濾器、機(jī)油細(xì)濾器、缸蓋內(nèi)部油道和機(jī)體內(nèi)部油道等組成。 五、冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)主要由水泵、風(fēng)扇、水散熱器、水溫表、節(jié)溫器、機(jī)體內(nèi)部水道以及缸蓋內(nèi)部水道等組成。冷卻系統(tǒng)的主要作用是將柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時各零部件所吸收的多余熱量迅速傳導(dǎo)出去，以保證柴油機(jī)在正常溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，不致因各種零件過熱而損壞：同時還要對機(jī)油（潤滑油）進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。 六、配氣系統(tǒng) 配氣系統(tǒng)主要包括進(jìn)氣管、排氣管、空氣濾清器、排氣消聲器、進(jìn)氣閥、排氣閥、挺桿、配氣凸輪和傳動齒輪等機(jī)件。配氣系統(tǒng)的主要作用是定時打開和關(guān)閉各汽缸的進(jìn)、排氣門，以使燃燒室內(nèi)進(jìn)氣充足、排氣干凈，且達(dá)到密封良好的目的。 七、起動和充電系統(tǒng) 起動和充電系統(tǒng)的作用是保證柴油機(jī)準(zhǔn)時起動和按時給蓄電池充電。起動和充電系統(tǒng)主要包括蓄電池、起動機(jī)、磁力開關(guān)（電磁馬達(dá)）、控制按鈕、充電調(diào)節(jié)器、交（直）流發(fā)電機(jī)、充電線路、用電負(fù)載和控制開關(guān)等。 一臺完整的柴油機(jī)必須具備以上兩大組件和五大系統(tǒng)才能正常工作。