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柴油發(fā)電機工作原理
柴油發(fā)電機組是一種小型發(fā)電設備,系指以柴油等為燃料,以柴油機為原動機帶動發(fā)電機發(fā)電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發(fā)電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應急柜等部件組成。整體可以固定在基礎上,定位使用,亦可裝在拖車上,供移動使用。柴油發(fā)電機組屬非連續(xù)運行發(fā)電設備,若連續(xù)運行超過12h,其輸出功率將低于額定功率約90%。盡管柴油發(fā)電機組的功率較低,但由于其體積小、靈活、輕便、配套齊全,便于操作和維護,所以廣泛應用于礦山、鐵路、野外工地、道路交通維護、以及工廠、企業(yè)、醫(yī)院等部門。
柴油機的工作是由進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣這四個過程來完成的,這四個過程構成了一個工作循環(huán)。活塞走四個過程才能完成一個工作循環(huán)的柴油機稱為四沖程柴油機。進氣,它的任務是使氣缸內充滿新鮮空氣,壓縮時活塞從下止點間上止點運動,后續(xù)燃燒膨脹,排氣沖程的功用是把膨脹后的廢氣排出去,以便充填新鮮空氣,為下一個循環(huán)的進氣作準備。當工作沖程活塞運動到下止點附近時,排氣閥開起,活塞在曲軸和連桿的帶動下,由下止點向上止點運動,并把廢氣排出氣缸外。
在柴油機汽缸內,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,達到柴油的燃點。柴油被點燃,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動的力量,從而帶動曲軸旋轉。
將無刷同步交流發(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發(fā)電機的轉子,利用‘電磁感應’原理,發(fā)電機就會輸出感應電動勢,經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。
這里只描述發(fā)電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)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。
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國內外柴油發(fā)電機組自動化控制技術的現(xiàn)狀如何
一、引言
用今天的眼光看,柴油發(fā)電機組自動化控制的水平,國內國外已經(jīng)不存在很大的差別,經(jīng)過國內從事柴油發(fā)電機組控制的科研人員多年不懈地努力,我們今天終于可以挺直腰桿,自豪地講,我們己經(jīng)看到了世界先進水平,我們正在追趕世界先進水平,
我們將要趕上世界先進水平。那么,我們在哪些方面做出了進步?在那些領域還存在不足呢?回顧國內柴油發(fā)電機組自動化控制的成長經(jīng)歷,分析中國電信的發(fā)展對發(fā)電機組自動化控制的推動,比較國內外同行業(yè)的差距,緊跟國際自動化控制先進模式的步伐;我們沿著這條主線做一淺析,希望能能起到拋磚引玉的作用,對業(yè)內同行帶來一定的啟發(fā)。
二、回顧發(fā)展歷程,分析國內柴油發(fā)電機組自動化控制現(xiàn)狀
回顧國內柴油發(fā)電機組自動化控制的發(fā)展,大概可以劃分為四個階段:
1、以時間繼電器和中間繼電器為主構成的自動化控制系統(tǒng),這種模式當時在同行業(yè)中非常普遍,而且也以相當?shù)呐客断蚴袌?,突出的弱點是功能簡單、結構復雜、維護調試困難、可靠性差,終沒有得到用戶的認可。
2、用分離電子元器件組成延時電路和邏輯判斷電路來實現(xiàn)的自動化系統(tǒng),這種模式相對于 種模式,有了很大的進步,
如果精心設計,提高工藝水平,應該能取得很好的效果。但是,在那個企業(yè)大而全的年代,每個企業(yè)各自為戰(zhàn),造成批量小、工藝落后、質量無法保證,所以這個階段延續(xù)時間也較短。
3、隨著改革開放,國外各種新鮮器件紛紛出現(xiàn)在國人面前,PLC(可編程序控制器)以性能穩(wěn)定、方便靈活的優(yōu)勢迅速成為機組自動化控制領域的主力,時至今日仍有企業(yè)在應用。這種模式的優(yōu)點相對于前兩種較為明顯,但也逐步顯露出一些缺陷,如:外圍電路復雜,需配置轉速、電壓等判斷電路及供電電源、端口擴展繼電器等器件;造價相對較高(帶AD轉換的PLC動輒上萬元)。PLC是很可靠的,但它畢竟不是專門為我們這個行業(yè)而設計的,所以以
PLC為核心構成的柴油發(fā)電機組自動化控制系統(tǒng)注定是一個匆匆的過客,隨著技術的飛速發(fā)展很快失去了優(yōu)勢。
4、控制系統(tǒng)功能模塊化思路的出現(xiàn),徹底解決了困擾發(fā)電機組控制領域的難題,這即是以專用控制器為核心構成的自動化系統(tǒng),這些專用控制器為發(fā)電機組量身打造,集多種功能于一身,甩掉了復雜的外圍電路,使自動化控制系統(tǒng)一下子變得簡單了。
這些專用控制器大多采用了先進的微處理器及控制技術,可靠性和環(huán)境適應能力較PLC大大提高,同時,很多參數(shù)可以根據(jù)實際情況而設定,使用起來非常靈活。
目前,我們已經(jīng)處在第四個階段十余年了,這種模式的生命力,隨著技術的發(fā)展顯示了越來越強大的生命力,可以說這種控制系統(tǒng)功能模塊化就是柴油發(fā)電機組自動化控制的現(xiàn)狀。
朔銳機電設備(福州市分公司)位于開發(fā)區(qū)德城區(qū)。本公司是一家專業(yè)開發(fā)設計生產(chǎn) 2200kw發(fā)電機出租、2500kw發(fā)電機出租、2800kw發(fā)電機出租、3000kw發(fā)電機出租。本公司嚴把質量關緊緊盯住市場發(fā)展的前景,對任何影響質量和企業(yè)的各種因素實行跟蹤和排除,使產(chǎn)品質量穩(wěn)重上升,新產(chǎn)品種類不斷增加,市場占有率逐步擴大。公司嚴格遵循質量可靠、客戶至上、以人為本的方針目標,建立了完整的售后服務體系,全力為客戶提供貼心的服務,充分保證了每位客戶無后顧之憂,并積j i發(fā)展了以客戶為導向的研發(fā)工作,保證了每位客戶的需求。我們遵循合作、和諧、發(fā)展、雙贏的原則,與全國供應商建立了深厚的友誼和良好的合作關系,在風云變幻的市場經(jīng)濟大潮中共謀發(fā)展;我們堅持誠信、品牌、服務、創(chuàng)新的經(jīng)營理念,在激烈競爭的農(nóng)化市場中共鑄品牌塑造和諧營銷,建立雙贏的戰(zhàn)略合作伙伴關系。
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發(fā)電機組的分類簡述
發(fā)電機是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備,早產(chǎn)生于第二次工業(yè)革命時期,由德國工程師西門子于1866年制成,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉化為機械能傳給發(fā)電機,再由發(fā)電機轉換為電能。
發(fā)電機的分類方式通常有以下三種:
1、按轉換的電能方式分類
1)按轉換的電能方式可分為交流發(fā)電機和直流發(fā)電機兩大類。
2)交流發(fā)電機又分為同步發(fā)電機和異步發(fā)電機兩種。同步發(fā)電機又分為隱極式同步發(fā)電機和凸極式同步發(fā)電機兩種。現(xiàn)代發(fā)電站中常用的是同步發(fā)電機,異步發(fā)電機很少用。
3)交流發(fā)電機組又可分為單相發(fā)電機和三相發(fā)電機兩種。三相發(fā)電機輸出電壓為380V,單相發(fā)電機輸出電壓為220V.
2、按照轉速高低分類,可分為高速柴油發(fā)電機組、中速柴油發(fā)電機組和低速柴油發(fā)電機組。
1)高速柴油發(fā)電機組的轉速大于1000r/min。
2)中速柴油發(fā)電機組的轉速小于500r/min。
3)低速柴油發(fā)電機組的轉速小于500r/min
3、按勵磁方式分類
1)按勵磁方式可分為刷勵磁發(fā)電機和無刷勵磁發(fā)電機兩類
2)有刷勵磁發(fā)電機的勵磁方式為他勵式,無刷勵磁發(fā)電機的勵磁方式為自勵式。他勵式式發(fā)電機的整流裝置是在發(fā)電機定子上,而自勵磁式發(fā)電機的整流裝置是在發(fā)電機組的轉子上。
4、按照控制和操作的方式分類,可分為現(xiàn)場操作發(fā)電機組、隔室操作發(fā)電機組和自動化發(fā)電機組。
1)現(xiàn)場操作發(fā)電機組。操作人員在機房內對發(fā)電機組進行啟動、合閘、調速、分閘、停機等操作。這類發(fā)電機組運行時所產(chǎn)生的振動、噪聲、油霧和廢氣對操作人員的身體有不良影響。
2)隔室操作發(fā)電機組,這類發(fā)電機組的機房和控制室分開設置,操作人員在操作室內對機房內的柴油發(fā)電機組進行啟動、調速、停機等操作,并對機組的運行參數(shù)進行監(jiān)測,對機房內的輔機也實施集中控制。隔室操作可改善操作人員的工作環(huán)境。
3)自動化發(fā)電機組。經(jīng)過各有關單位的多年研究,現(xiàn)在柴油發(fā)電機組的自動化可實現(xiàn)無人值守,其中包括機組自啟動、自動調壓、自動調頻、調載、自動并車、按負荷大小自動增減機組、自動處理故障、自動記錄打印機組可在市電中斷后10-15s自動啟動,代替市電進行供電。
5、按驅動動力分類
發(fā)電機驅動動力的形式有多種,常見的的動力機有:
1)風力發(fā)電機
風力發(fā)電機就是依靠風力帶動發(fā)電機轉動,產(chǎn)生電流;這種發(fā)電機無需消耗額外能源,是一種無污染的發(fā)電機;
2)水力發(fā)電機
水力發(fā)電機是利用水流的落差,產(chǎn)生動力,帶動發(fā)電機發(fā)電,也是利用綠色自然資源發(fā)電的設備,又稱水輪發(fā)電機
3)燃油發(fā)電機
燃油發(fā)電機是依靠柴油或汽油燃燒產(chǎn)生動力帶動發(fā)電機組的。目前在一些服務行業(yè)或小型加工業(yè)中,使用小型燃油發(fā)電機可以起到應急的作用。遇到停電,就可啟動燃油發(fā)電機發(fā)電,以維持正常工作。
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