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維曼機(jī)電設(shè)備有限公司


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柴油發(fā)電機(jī)組的電球構(gòu)成和控制系統(tǒng) 電機(jī)按照其發(fā)生或需要的電能的性質(zhì)可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)；交流電機(jī)除變壓器外，還可分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。異步電機(jī)多作為電動機(jī)，作發(fā)電機(jī)用的非常少見。 柴油發(fā)電機(jī)組中常用的發(fā)電機(jī)為同步發(fā)電機(jī)，由定子、轉(zhuǎn)子和電壓調(diào)節(jié)器及輔助裝置構(gòu)成。 1.電樞組件 電樞由電樞鐵芯和電樞繞組組成。電樞鐵芯由導(dǎo)磁良好且彼此絕緣的薄硅鋼片疊壓而成，既可構(gòu)成發(fā)電機(jī)的部分磁路，又可減小鐵芯的渦流損耗、電樞硅鋼片的內(nèi)沿中央制有均勻的開口，許多硅鋼片疊壓后其內(nèi)沿形成開口槽，用于安放電樞繞組。電樞繞組是由高強(qiáng)度漆包線統(tǒng)制而成，按照設(shè)計(jì)規(guī)律安放在電樞槽內(nèi)并正確地連接起來，構(gòu)成完整的單相或三相電樞繞組，用以產(chǎn)生交流電動勢，向負(fù)載輸出電能。 2.磁極 磁極由磁級鐵芯和勵磁繞組組成。磁極鐵芯由導(dǎo)磁良好且彼此絕緣的薄硅鋼片疊壓而成、，在勵磁電流的作用下產(chǎn)生主磁場、同時(shí)減小渦流損耗。勵磁繞組由外涂高強(qiáng)度絕緣漆的銅導(dǎo)線集中統(tǒng)制在各個磁促上，然后將其正確地連接起來。當(dāng)通入直流電流時(shí)，磁極被磁化，產(chǎn)生符合要求的主磁通和磁極極。其匝數(shù)由所要求的主磁通量和所選用的磁極鐵芯的材料與截面積決定，導(dǎo)線的線徑由額定勵磁電流決定。 3.定子和轉(zhuǎn)子 定子是交流發(fā)電機(jī)中固定不動的部分，可以是電樞，也可以是磁極。對于旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，其定子組件就是電樞組件；而對于旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)，其定子組件則為磁極及其勵磁繞組等組成的磁極組件， 轉(zhuǎn)子是發(fā)電阻的旋轉(zhuǎn)部分.可以是發(fā)電機(jī)的磁極，也可以是發(fā)電機(jī)的電摳。對于旋轉(zhuǎn)磁極式同步交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子部分通常由磁極鐵芯、勵磁繞組、轉(zhuǎn)軸及附件組成。 4.電壓調(diào)節(jié)器AVR 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器可自動改變發(fā)電機(jī)勵磁電流，確保輸出電壓恒定。常見的電壓調(diào)節(jié)器有SX460型、SA465型、SX440型、SX421型、MX341型、MX321型等。 發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng) 伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，柴油發(fā)電機(jī)組自動化技術(shù)日臻成熟。專業(yè)控制器采用未處理技術(shù)，以各種集成電路取代繼電器控制及分立電子元器件組成的邏輯電路，直至發(fā)展成以專用控制器為核心的自動化系統(tǒng)。其總體來說具有成本低、性能高的特點(diǎn)。 柴油發(fā)電機(jī)組控制器具有檢測和顯示發(fā)電機(jī)各物理量的功能；進(jìn)行發(fā)電機(jī)的啟動、運(yùn)行、停機(jī)、緊急停機(jī)等控制性操作；供電及負(fù)載檢測與切換；機(jī)組保護(hù)；故障診斷；遠(yuǎn)程通信遙測、遙控等作用、增強(qiáng)了柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性和人機(jī)交流方便性。常見的有DSE55O控制器、ACCESS4000控制器、TA3000控制器等。
發(fā)電機(jī)電控系統(tǒng)部件詳細(xì)介紹 噴油器 燃油共軌系統(tǒng)采用的是電控噴油器，它是根據(jù)電子控制單元的指令在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑦m量的燃油噴射到燃燒室中。電控高壓噴油器主要由噴油器體、噴油器控制電磁閥、噴油器偶件、O形密封圈、QR code信息片、噴油器電磁閥接線柱等部分組成。 電控噴油器的工作原理、工作過程如下。 ①未噴油狀態(tài)。高壓油軌內(nèi)的燃油進(jìn)入噴油器，但電磁閥沒通電，TWV閥關(guān)閉，控制室壓力等于油軌壓力，噴嘴關(guān)閉。 ②噴油過程。ECU控制電磁閥通電，TWV閥打開，控制室壓力得到釋放，使控制活塞上移，噴嘴打開噴射燃油。 ③噴油結(jié)束。電磁閥斷電，TWV閥關(guān)閉，控制室壓力與油軌壓力同步，噴嘴關(guān)閉，噴油結(jié)束。 電子控制單元 電子控制單元是整個柴油機(jī)電控系統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)與控制中心”，它是電控系統(tǒng)的“大腦”整個電控系統(tǒng)的核心。它承擔(dān)整個電控系統(tǒng)的信號采集與處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算與分析、控制策略的實(shí)現(xiàn)、控制指令的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的通信與交換等功能。 ECU通過各種傳感器和開關(guān)，采集到發(fā)動機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)信息，進(jìn)行分析計(jì)算并按此狀態(tài)下預(yù)先標(biāo)定好的 參數(shù)，控制發(fā)動機(jī)的噴油量、噴油時(shí)間及噴油壓力，從而調(diào)整發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，達(dá)到省油、、低排放的目的。 傳感器 傳感器是一種轉(zhuǎn)換器，作用是進(jìn)行信號變換。柴油機(jī)電控系統(tǒng)中常用的傳感器有溫度、壓力、轉(zhuǎn)速傳感器等。 電控共軌系統(tǒng)中的傳感器一般有加速踏板位置傳感器、曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器等。 ①加速踏板位置傳感器。加速踏板位置傳感器分為電位器式（早期使用）和霍爾式兩種，常稱為“電子油門”，其作用是通過檢測加速踏板的位置了解駕駛員的愿望，進(jìn)而了解發(fā)動機(jī)的負(fù)荷狀況。位置傳感器把發(fā)動機(jī)的負(fù)荷信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?fù)荷越高，電壓越大，然后把此信息ECU由其進(jìn)行相關(guān)比較和計(jì)算后，發(fā)出指令控制相關(guān)的執(zhí)行器（如增加噴油量）。 加速踏板信號是雙路信號，信號1的電壓值約為信號2電壓值的2倍。 ②曲軸轉(zhuǎn)速傳感器。曲軸轉(zhuǎn)速傳感器（Ne傳感器）可以確定活塞上止點(diǎn)位置，同時(shí)測量發(fā)動機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速。曲軸轉(zhuǎn)速傳感器安裝在飛輪殼體上。 傳感器信號產(chǎn)生的原理是：飛輪360°范圍內(nèi)按6°間隔打58個孔!剩下2孔未打，形成聞隙，作為判斷活塞上止點(diǎn)的依據(jù)。傳感器中的磁通跟隨著通過的孔與間隙而變化，產(chǎn)生正弦交流電壓，其波幅隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而變化。設(shè)定間隙到傳感器位置的角度，可確定一缸上止點(diǎn)。結(jié)合凸輪軸傳感器正時(shí)凸輪，確定一缸點(diǎn)火上止點(diǎn)。 ③凸輪軸位置傳感器。凸輪軸位置傳感器安裝在高壓油泵總成上，通過測量高壓油泵凸輪軸轉(zhuǎn)速和位置，來確定柴油機(jī)噴油正時(shí)時(shí)聞（凸輪軸轉(zhuǎn)速為曲軸轉(zhuǎn)速的1/2）。 ④進(jìn)氣壓力傳感器。進(jìn)氣壓力傳感器的安裝位置：進(jìn)氣壓力傳感器為半導(dǎo)體壓敏電阻式壓力傳感器，其作用是把進(jìn)氣壓力信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，然后發(fā)送給ECU，由ECU計(jì)算進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸的空氣量，用來控制噴油量（空燃比）。 ⑤軌壓傳感器。軌壓傳感器安裝在共軌管的一端，用于實(shí)時(shí)測量共軌管中的燃油壓力，測量范圍為0～200MPa。其原理是把壓力信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，再將信號放大后輸送到ECU，由ECU對壓力控制閥（PCV）實(shí)施反饋控制，通過增減油泵供油量來調(diào)節(jié)油壓，使油壓穩(wěn)定在目標(biāo)值。 ⑥冷卻液溫度傳感器。冷卻液溫度傳感器安裝在節(jié)溫器體上，是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻傳感器，使用范圍為-40～130℃。該傳感器主要用于測量發(fā)動機(jī)冷卻的溫度，把溫度信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，從而進(jìn)一步控制燃油噴射量。 進(jìn)氣溫度傳感器。進(jìn)氣溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，安裝于進(jìn)氣歧管上，主要用于測量進(jìn)氣管中的進(jìn)氣溫度，從而進(jìn)一步控制燃油噴射量。 執(zhí)行器 ①主繼電器控制。電裝共軌系統(tǒng)的主繼電器控制電路。當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)到“ON”位置后，ECU端子中KEY/SW端子得電，M_REL端子就輸出低電平，導(dǎo)致主繼電器動作，+BP端子就輸入24V電壓供給整個ECU工作；當(dāng)電源關(guān)斷或掉電時(shí)，M_REL端子由軟件控制，并不馬上變?yōu)楦唠娖?，而是維持一段時(shí)間，使得ECU有足夠時(shí)間保存數(shù)據(jù)。只有當(dāng)延遲時(shí)間結(jié)束后，M_REL端子才由低電平轉(zhuǎn)變成高電平，從而切斷ECU的工作電源。 ②PCV繼電器控制。壓力控制閥用于控制從供給泵到共軌管內(nèi)的燃油量，電裝共軌系統(tǒng)的PCV繼電器控制電路：當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)打到“ON”位置時(shí)，PCV繼電器動作，向PCV1和PCV2供電，當(dāng)ECU發(fā)出PCV驅(qū)動指令后，三級管導(dǎo)通，PCV開始工作。 ③燃油計(jì)量閥。燃油計(jì)量閥安裝在高壓油泵的進(jìn)油位置，ECU通過控制其通電時(shí)間來調(diào)整油泵的燃油供給量，從而控制共軌中的燃油壓力值。 燃油計(jì)量單元在斷電狀態(tài)下，靠彈簧作用力，閥處于全開位置當(dāng)通電后電磁閥作用，克服彈簧力，將閥關(guān)閉。在柴油機(jī)啟動或柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)ECU的指令來執(zhí)行電磁閥的動作，保證高壓軌內(nèi)壓力穩(wěn)定在規(guī)定要求。


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(jì)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(shí)刻在波動，為了保證康明斯柴油發(fā)電機(jī)組在任何時(shí)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(jì)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(shí)還受到所處環(huán)境溫度，水介質(zhì)溫度，大氣壓等因素影響。康明斯柴油發(fā)電機(jī)組由于其自身特點(diǎn)，其啟動過程耗時(shí)較長，由此有時(shí)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(shí)，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(shí)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）。
柴油發(fā)電機(jī)組的電球構(gòu)成和控制系統(tǒng) 電機(jī)按照其發(fā)生或需要的電能的性質(zhì)可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)；交流電機(jī)除變壓器外，還可分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。異步電機(jī)多作為電動機(jī)，作發(fā)電機(jī)用的非常少見。 柴油發(fā)電機(jī)組中常用的發(fā)電機(jī)為同步發(fā)電機(jī)，由定子、轉(zhuǎn)子和電壓調(diào)節(jié)器及輔助裝置構(gòu)成。 1.電樞組件 電樞由電樞鐵芯和電樞繞組組成。電樞鐵芯由導(dǎo)磁良好且彼此絕緣的薄硅鋼片疊壓而成，既可構(gòu)成發(fā)電機(jī)的部分磁路，又可減小鐵芯的渦流損耗、電樞硅鋼片的內(nèi)沿中央制有均勻的開口，許多硅鋼片疊壓后其內(nèi)沿形成開口槽，用于安放電樞繞組。電樞繞組是由高強(qiáng)度漆包線統(tǒng)制而成，按照設(shè)計(jì)規(guī)律安放在電樞槽內(nèi)并正確地連接起來，構(gòu)成完整的單相或三相電樞繞組，用以產(chǎn)生交流電動勢，向負(fù)載輸出電能。 2.磁極 磁極由磁級鐵芯和勵磁繞組組成。磁極鐵芯由導(dǎo)磁良好且彼此絕緣的薄硅鋼片疊壓而成、，在勵磁電流的作用下產(chǎn)生主磁場、同時(shí)減小渦流損耗。勵磁繞組由外涂高強(qiáng)度絕緣漆的銅導(dǎo)線集中統(tǒng)制在各個磁促上，然后將其正確地連接起來。當(dāng)通入直流電流時(shí)，磁極被磁化，產(chǎn)生符合要求的主磁通和磁極極。其匝數(shù)由所要求的主磁通量和所選用的磁極鐵芯的材料與截面積決定，導(dǎo)線的線徑由額定勵磁電流決定。 3.定子和轉(zhuǎn)子 定子是交流發(fā)電機(jī)中固定不動的部分，可以是電樞，也可以是磁極。對于旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，其定子組件就是電樞組件；而對于旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)，其定子組件則為磁極及其勵磁繞組等組成的磁極組件， 轉(zhuǎn)子是發(fā)電阻的旋轉(zhuǎn)部分.可以是發(fā)電機(jī)的磁極，也可以是發(fā)電機(jī)的電摳。對于旋轉(zhuǎn)磁極式同步交流發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子部分通常由磁極鐵芯、勵磁繞組、轉(zhuǎn)軸及附件組成。 4.電壓調(diào)節(jié)器AVR 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器可自動改變發(fā)電機(jī)勵磁電流，確保輸出電壓恒定。常見的電壓調(diào)節(jié)器有SX460型、SA465型、SX440型、SX421型、MX341型、MX321型等。 發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng) 伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，柴油發(fā)電機(jī)組自動化技術(shù)日臻成熟。專業(yè)控制器采用未處理技術(shù)，以各種集成電路取代繼電器控制及分立電子元器件組成的邏輯電路，直至發(fā)展成以專用控制器為核心的自動化系統(tǒng)。其總體來說具有成本低、性能高的特點(diǎn)。 柴油發(fā)電機(jī)組控制器具有檢測和顯示發(fā)電機(jī)各物理量的功能；進(jìn)行發(fā)電機(jī)的啟動、運(yùn)行、停機(jī)、緊急停機(jī)等控制性操作；供電及負(fù)載檢測與切換；機(jī)組保護(hù)；故障診斷；遠(yuǎn)程通信遙測、遙控等作用、增強(qiáng)了柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性和人機(jī)交流方便性。常見的有DSE55O控制器、ACCESS4000控制器、TA3000控制器等。


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