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柴油發(fā)電機的控制系統(tǒng)原理如何分析
6BT型柴油機中冷型采用的是水對空中冷類型。它由中冷器殼及中冷器芯等組成。中冷器殼由鋁板模壓而成。中冷器殼分為中冷器蓋和中冷器體兩部分。中冷器蓋通過進氣岐管與空氣壓縮機相連，中冷器還進氣岐管與氣缸蓋進氣口相連。中冷卻芯由銅合金管子組成。發(fā)電機冷卻液從中冷器后端的進水街頭進入中冷器芯中，然后由前端出口流向節(jié)溫器。空氣由增壓器壓送到中冷器，流過中冷器受到冷卻液的冷卻，降溫后而進入氣缸?，F(xiàn)在智能控制系統(tǒng)的使用已經大大提高了柴油發(fā)電機組的運行，保障了柴油發(fā)電機組的穩(wěn)定工作，柴油發(fā)電機組的控制系統(tǒng)就像發(fā)電機組的心臟，那么控制系統(tǒng)是通過何種原理和算法來實現(xiàn)的呢？
一、河北唐山同城數字勵磁控制器軟件實現(xiàn)與算法研究
主要是對數字式勵磁控制器的軟件和所采用的控制算法進行論述。首先對數字勵磁控制器的主程序進行設計，然后對電量參數采集算法和智能勵磁控制算法進行研究，并在CPU上進行實現(xiàn)。為了實現(xiàn)的數字勵磁控制，需要得到實時、河北唐山同城的電量數據，而要獲得實時、河北唐山同城的電量數據，則需要采用交流采樣方法，并推導出交流采樣下各個電量的計算公式，終編寫計算出電量數據的算法程序。交流采樣是按一定的規(guī)律對被測信號的瞬時值進行采樣，再按照一定的數學算法求出被測電量參數的測量方法。下面給出交流電壓，交流電流，有功功率，無功功率，功率因素的各種算法中的離散公式。
二、河北唐山同城數字式勵磁控制器總體設計方案
工作電源：由于微處理器的工作電源要求，我們需要一個5V的穩(wěn)定直流電源，信號調理電路的運算電路的供電需要一組±12V的直流電源，另外，開關量輸出需要驅動繼電器，所以需要一個+24V的直流電源，為此我們需要設計一個電源轉化模塊得到系統(tǒng)正常工作所需的三組DC電源。
三、河北唐山同城交流采樣鎖相環(huán)電路
要進行交流采樣，通常需要進行同步采樣，目前交流采樣方式主要有硬件同步采樣、河北唐山同城軟件同步采樣和異步采樣三種。硬件同步由硬件同步電路向CPU提出中斷實現(xiàn)同步。硬件同步電路有多種形式，常見的如鎖相環(huán)同步電路等。硬件同步采樣法是由專門的硬件電路產生同步于被測信號的采樣脈沖。它能克服軟件同步采樣法存在截斷誤差等缺點，測量精度高。利用鎖相頻率跟蹤原理實現(xiàn)同步等間隔采樣的原理圖，在相位比較器PD、河北唐山同城低通濾波器LP、河北唐山同城壓控振蕩器VCO構成的鎖相環(huán)內加入n分頻器，輸入為被測信號的頻率，作為鎖相環(huán)的基準頻率，輸出 為采樣頻率。經n分頻后與相比較，根據鎖相環(huán)工作原理，鎖定時/n=，即：=n。由于鎖相環(huán)的時跟蹤性，當被測信號頻率變化時，電路能自動快速跟蹤并鎖定，始終滿足=n的關系，即采樣頻率為被測信號頻率的整數n倍，從而實現(xiàn)一周內等間隔采樣n點。此外，還可將分頻系數n為程序控制，則可根據不同頻率的被測信號及CPU、河北唐山同城A/D轉換器的速度，動態(tài)改變n值，以達到 的效果。
柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)的工作原理和算法很復雜，每個電路的設計都有其特定的算法來實現(xiàn)。柴油發(fā)電機組的控制部分，數字式勵磁控制器較傳統(tǒng)的模擬電路，勵磁控制器具有精度高，反應快，控制算法適應性強，對于不同特性的電機只要通過調整程序參數就能適應，甚至可以實現(xiàn)更高端的自適應智能控制算法等優(yōu)點。
四、河北唐山同城對繼電保護裝置的要求
繼電保護裝置是確保供電，保護電氣設備而裝設的，因此，對它的要求是：動作要迅速當供電系統(tǒng)或電氣設備發(fā)生故障時，繼電保護裝置動作時限應短，迅速切除故障，以減輕被保護設備的損壞程度，阻止故障的蔓延。對于電氣元件，如果短路電流通過時，產生的熱量與短路電流的平方和電流通過的時間成正比，因此，保護裝置切除得越快，產生的熱量就越小，設備就不易損壞。靈敏度要高靈敏度是指保護裝置對其保護范圍內的故障或工作狀態(tài)不正常的反應能力。靈敏度越高，故障發(fā)覺和切除就越早，從而對系統(tǒng)和設備的破壞就越小?？煽啃砸呖煽啃允侵秆b置本身應能可靠地工作。在正常運行或不屬于它保護范圍的故障，不應誤動作，而屬于它保護范圍內的故障，不應拒絕動作。因此，保護裝置的可靠性很重要，否則，它本身就可能是產生和擴大事故的根源。
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發(fā)電機組的連桿組由連桿體、河北唐山本地連桿蓋、河北唐山本地螺栓和軸承組成
連桿組由連桿體、河北唐山本地連桿蓋、河北唐山本地連桿螺栓和連桿軸承組成，有錳合金結構鋼鍛造而成，并經過淬火、河北唐山本地回火和噴丸處理。
連桿小頭用來安裝活塞銷。連桿小頭內壓有兩個襯套，兩個襯套之間的間隙行程凹槽，桿身的油道彼此相通，有桿身孔中進入的機油送到小頭以潤滑活塞銷和襯套。小頭呈楔形，可減輕連桿的重量，并且可使冷卻活塞頂部的機油落下來再次潤滑活塞銷。
連桿桿身連接著連桿的小頭和大頭。桿身呈工字形斷面，這樣既減輕連桿的重量，又保證連桿有足夠的剛度和強度。桿身中間有潤滑小頭的油道，油道在大頭一端偏離連桿中心，其目的是提高軸承的承載能力，當活塞在上止點爆發(fā)壓力 時，曲軸上的壓油孔正好對準連桿桿身的油孔，這樣能給活塞銷以充足的潤滑，可延長活塞銷的使用壽命。
連桿大頭為平切口式，連桿蓋和連桿體有兩個圓柱銷定位，并由螺釘依靠精密加工的螺紋將其緊固在兩桿體上（設鎖緊裝置），連桿螺釘的緊力矩為190～203N·m。
在康明斯柴油機上采用兩種不同形式的連桿。這兩種形式的連桿式完全能互換的，并能夠安裝到相同的發(fā)動機上。
早期設計的連桿在桿身和蓋上裝有兩個裝配定位環(huán)。這種連桿在桿身和蓋上僅有一處平衡臺?，F(xiàn)在設計的連桿桿身和連桿蓋上則裝有四個單位環(huán)。這種連桿在桿身和蓋上各有一處平衡臺。
連桿大頭中裝有連桿軸承，采用耐磨合金軸瓦。鋼背上面為銅鉛合金層，其合金厚度為0.5mm。其次是捏層，厚度為0.01mm，用以提高覆蓋層的結合性。上面為鍍有銅鉛合金層，提高了軸承承受負荷的能力和耐疲勞性，還具有良好的減磨性和耐蝕性。所以對于鍍有電鍍層的軸瓦，應不就行鏜削或刮削，否則將鍍層搪掉，就完全去原來加覆蓋層的意義了。
在康明斯柴油機上采用了兩種不同的連桿軸瓦。現(xiàn)在的連桿軸瓦比早期的連桿軸瓦具有更大的承載能力，不要將新的和舊的軸瓦混裝在同一連桿上。不同的連桿軸瓦可以從連桿軸瓦背面的零件號來加以識別。永遠不要再同一根連桿上混裝不同型號的軸瓦。
朔銳機電設備(唐山市分公司)不僅在發(fā) 2200kw發(fā)電機出租、2500kw發(fā)電機出租、2800kw發(fā)電機出租、3000kw發(fā)電機出租市場及行業(yè)中有著良好的聲譽，在公司管理上更有著系統(tǒng)的組織架構，的管理團隊，積j i向上的工作氛圍，以及為實現(xiàn)新的戰(zhàn)略目標同心協(xié)力的員工。
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柴油發(fā)電機組的直流電動機啟動
電動機啟動系統(tǒng)由操作人員通過踏板和杠桿操作啟動開關，使電動機的齒輪嚙入飛輪齒圈或者操作人員撳下啟動按鈕，電磁開關通電吸合，控制啟動機和齒輪嚙入輪齒圈帶動柴油機啟動。
1．啟動電動機的離合機構
啟動電動機軸上的嚙合齒輪在啟動時，才與發(fā)動機曲軸上的飛輪齒圈相嚙合，而當發(fā)動機開始運行后，啟動電動機應立即與曲軸分。否則當發(fā)動機轉速升高，使啟動電動機大大超速旋轉，產生很大的離心力，造成損壞，甚至使啟動電動機電樞飛散。因此，啟動電動機必須裝離合機構。啟動時保證啟動電動機的動力能傳遞給曲軸，啟動后能切斷啟動電動機與發(fā)動機曲軸的聯(lián)系。
常用的離合機構有以下幾種：
(1)彈簧離合機構這種機構套裝在啟動機電樞軸上，驅動齒輪的右端活套在花鍵套筒的左端的外圓上，兩個扇形塊裝入齒輪右端相應缺口中并伸人花鍵套筒左端的環(huán)檜內，這樣齒輪和花鍵套筒可一起作軸向移動，兩者可相對滑轉。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內徑小于齒輪和套筒相應外圓面的直徑，安裝時緊在外圓面上。啟動機帶動花鍵套筒旋轉，有使離合彈簧收縮的趨勢，由于離合彈簧被箍在相應外圓面上，于是，啟動機扭矩靠彈簧與外圓面的摩擦傳給驅動齒輪，從而帶動飛輪圈轉動。當機啟動后，齒輪有比套筒轉速快的趨勢，彈簧脹開，離合齒輪在套簡上滑動，從而使齒輪與飛輪齒圈脫開。
該離合機構較簡單，所配用的ST614型啟動機，其電壓為流24V、河北唐山本地功率為5.3kW，操作方便，因而得到廣泛應用。
（2）摩擦片式離合機構摩擦片式離合機構。這種離合結構這樣裝配的，內花鍵殼9裝在具有右旋外花鍵上，主動片8套在內花鍵殼9的導槽中，而從動片6與主動片8相間排列，旋裝在花鍵套10上的螺母2與摩擦片之間，裝有彈性3圈，壓環(huán)4和調整墊片5。驅動齒輪右端的形部分有一個導槽，從動片齒形凸緣裝入此導槽之中， 裝卡環(huán)7，以防止啟動機驅動齒輪1與從動片松脫。離合結構裝好后摩擦片之間無壓緊力。
啟動時，花鍵套10按順時針方向轉動，靠內花鍵殼9與花鍵套10之間的右旋花鍵，使內花鍵殼在花鍵套上向左移動將摩擦片壓緊，從而使離合機構處于接合狀態(tài)，啟動機的扭矩靠摩擦片之間的摩擦傳給驅動齒輪，帶動飛輪齒圈轉動。發(fā)動機啟動后，驅動齒輪相對于花鍵套轉速加快，內花鍵殼在花鍵套上右移，于是摩擦片便松開，離合機構處于分離狀態(tài)。
該離合機構摩擦力矩的調整，即調整墊片5可改變內花鍵殼端部與彈性墊圈之間的間隙，以控制彈性墊圈的變形量，從而調整離合機構所能傳遞的 摩擦力矩。
摩擦片式的離合機構由于可傳動的扭矩較大。因此，通常用于較大啟動扭矩的柴油機上。
2.啟動機電嵫操機構
為柴油機所用的ST614型啟動機的結構圖。它由串激式直流電動機作啟動機，其功率為5.3kW，電壓為24V，此外，還有電磁開關和離合機構等部件組成。
為電磁操縱機構啟動機電氣接線圖。
啟動時，打開電路鎖鑰（即電路開關），然后，撳下啟動按鈕4，電路接通，于是電流通入牽引電磁鐵兩個線圈：即牽引電磁鐵線圈和保持線圈，兩個線圈產生同一方向的磁場吸力，吸引鐵心左移，并帶動驅動杠桿8擺動，使啟動機的齒輪與飛輪齒圈進行嚙合。鐵心1繼續(xù)向左移，于是，啟動開關5觸點閉合，啟動直流電動機電路接通，直流電動機開始運轉工作，同時與啟動開關與并聯(lián)的牽引線圈被短路失去作用，牽引繼電器由保持線圈所產生磁場吸力保持鐵心位置不動。
啟動后，應及時松開啟動按鈕，使其回到斷開位置，并轉動電路鎖鑰，切斷電源，以防啟動按鈕卡住，電路切不斷，牽引繼電器繼續(xù)通電。此時，由于電路已切斷，保持線圈磁場消失，在復位彈簧的作用下，鐵心右移復原位，直流電動機斷電停轉。同時，齒輪驅動杠桿也在復位彈簧的作用下，使齒輪退出嚙合。
