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柴油发电机组额定参数的介绍
我们日常生活中,很多设备都会有应急电源,比如商场的应急电源,关于备用设备,跟柴油发电机组的使用是离不开的,在柴油发电机组选购的过程中,掌握柴油发电机组额定参数尤其重要。下面就来了解一下柴油发电机组的额定参数:
(1)额定功率(pe):指柴油发电机组在额定运行情况时所能输出的 有功功率,单位为千瓦(kW)或兆瓦(MW)。
(2)额定功率因数(cosφ):指电机额定运行时的功率因数。
(3)额定电压(Ue):指柴油发电机组在正常运行时的线电压,单位为伏(V)或千伏(kv)。
(4)额定电流(Ie):指柴油发电机组在额定状态运行时的线电流,单位为安
(A)或千安(kA)。
(5)额定转速(nc):柴油发电机组为了维持交流电的频率为50Hz时所需要的转速,单位为转/分(r/min)。
(6)额定效率(ηe):指柴油发电机组在额定状态运行时的效率。
(7)额定频率(fe):中国规定额定频率为50Hz。
(8)额定温升:运行中柴油发电机组定子绕组和转子绕组允许比环境温度升高的度数。中国规定环境温度以40℃计算。



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柴油发电机维护问题和保养的简述
一、在绝大多数时间柴油发电机组都是处于待机备用状态,一旦停电,就要求机组“急时启动,急时供电”否则备用机组将失去意义,如何才能达到此目的?实践证明:加强日常维护保养是经济有效的方法,因为机组长斯处于静态,机组本身各种材料会与机油、冷却水、柴油、空气等发生复杂的化学、物理变化,从而将机组“停坏”。
1、机组起动电瓶故障
电瓶长时间无人维护,电解液水分挥发后得不到及时补充,没有配置起动电瓶充电器,电瓶长时间自然放电后电量降低,或所使用的充电器需要人工定期进行均充/浮充倒换,由于疏忽未进行倒换操作致使电瓶电量达不到要求,解决此问题除了配置高品质充电器外,必要的检测维护是必须的。
2、水进入柴油机
由于空气中水气在温度的变化发生冷凝现象,结成水珠挂附在油箱内壁,流入柴油,致使柴油含水量超标,这样的柴油进入发动机高压油泵,会锈蚀精密耦合件-----柱塞,严重的会损坏机组,定期维护即有效可避免。
3、四滤的更换周期(柴滤、机滤、空滤、水滤)
滤器是起到对柴油、机油或水过滤作用的,以防杂质进入机体内,而在柴油中油污、杂质也是不可避免的存在,所以在机组运行过程中,过滤器就起到了重要作用,但同时这些油污或杂质也就被沉积在滤网壁上而使滤器过滤能力下降,沉积过多,油路将无法畅通,这样油机带载运行时将会因油无法供给而休克(如同人缺氧),所以正常发电机组在使用过程中,我们建议: 、常用机组每500小时更换三滤;第二、备用机组每二年更换三滤;
4、润滑系统、密封件
由于润滑油或油酯的化学特性及机械磨损后产生的铁屑,这些不仅降低了它的润滑效果,还加速了零件的损伤,同时由于润滑油对橡胶密封圈有一定的腐蚀作用,另外油封本身也随时而老化使其密封效果下降。
5、燃油、配气系统
发动机功率的输出主要是燃油在缸内燃烧做功而燃油是通过喷油嘴喷出,这就使燃烧后的积炭沉积于喷油嘴,随沉积量的增加喷油嘴喷油量将受到一定影响,导致喷油嘴点火提前角时间不准,发动机各缸喷油量也就不均匀,工作状态也就不平稳,所以定期对燃油系统的清洗,过滤部件的更换其供油畅通,对配气系统的调正使其点火均匀。
6、机组的控制部分
油机的控制部分也是机组维护保养的重要部分,机组使用过长,线路接头松动,AVR模块工作是否正常。
二、无论进行任何保养,都应有计划、有步骤地进行拆检和安装,并合理的使用工具,用力要适当,解体后各零部件表面应保持清洁,并涂上防锈油或油脂以防止生锈;注意可拆零件的相对位置,不可拆零件的结构特点,以及装配间隙和调整方法。同时应保持柴油机及附件的清洁完整。
柴油发电机组保养周期表及维修标准
日常维护(每班工作);
一级技术保养(累计工作100小时或每隔1个月);
二级技术保养(累计工作500小时或每隔6个月);
三级技术保养(累计工作1000~1500小时或每隔1年)。
无论进行任何保养,都应有计划、有步骤地进行拆检和安装,并合理的使用工具,用力要适当,解体后各零部件表面应保持清洁,并涂上防锈油或油脂以防止生锈;注意可拆零件的相对位置,不可拆零件的结构特点,以及装配间隙和调整方法。同时应保持柴油机及附件的清洁完整。



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发电机为什么能发电?
发电机原理及构造——发电机的励磁系统
众所周知,同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中,其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电,由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用,在电刷上获得了直流电,再通过另一套电刷,滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子,励磁绕组去励磁,因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器,显然可以用一组硅二节管取代,而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动,则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、绕组励磁。这就是无刷系统。
下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统,介绍它的工作原理。
一、相复励励磁原理
由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压几何叠加,经过桥式整流器ZL整流,供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流,进行电流补偿,由线形电抗器DK移相进行相位补偿。
二、三次谐波原理
对一般发电机来源,我们需要的是工频正弦波,称为基波,比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量 ,在谐波发电机定子槽中,安放有主绕组和谐波励磁绕组(s1、s2),而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来,经过ZL桥式整流器整流,送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。
三、可控硅直接励磁原理
可控硅直接励磁是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量,经整流后送入励磁绕组去的励磁方式,它是由自动电压调节器(AVR),控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。
四、无刷励磁原理
无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机,其定子上的剩磁或 磁铁(带永磁机)建立电压,该交流电压经旋转整流起整流后,送入主发电机的励磁绕组,使发电机建压。自动电压调节器(AVR)能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流,维持发电机的所设定电压近似不变


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介绍柴油发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了柴油发电机组调速系统的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制,变速积分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
1.1常规PID控制
首先看常规PID控制,下面是它的系统仿真框图,这是常规采用的PID控制系统图,通过对真实控制系统绘制仿真框图,观察采用常规PID控制效果。
1.2不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图2不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分,这是用来改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
1.3变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
1.4模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合,吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力,能够自动识辨被控过程参数、自动整定控制参数,能够适应被控过程模型参数的变化;其次它又具有常规PID控制器结构简单、鲁棒性强、可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器,再在Simulink中建立系统仿真模型,把模糊控制器模块和我们设计的FIS结构连接起来,就可以对它进行仿真研究了,系统仿真框图的建立关键是对PID三个参数Kp,Ki,Kd的整定,这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊规则表。
(1)比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但容易产生超调,可能会导致系统不稳定。Kp取值过小,会降低调节精度,使响应速度变慢,延长调节时间,使系统动态和静态特征变坏。
(2)积分作用系数Ki的作用是系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。但Ki过小会使系统的静态误差难以,影响系统的调节精度。
(3)微分的作用系数Kd的作用是改善系统的动态特征,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd过大,会使响应过程提前制动,延长了调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
2对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后,就可以对系统进行仿真研究,就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自适应PID控制的比较,并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对柴油发电机组调速系统的快速理解,并初步地分析出我们需要的控制参数,对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过MATLAB中的模糊控制箱实现,同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的,基本可以反应控制系统的基本情况,可以起到很好的仿真模拟作用。
首先,比较常规PID控制和变积分PID控制,变速积分PID通过改变积分项的累加速度,使得它和偏差大小相适应,偏差大的时候,积分慢;偏差小时,积分快,这就可以减少超调,同时更好地静差。
下面比较一下常规PID控制和不完全微分PID控制的区别。不完全微分就是在PID算法中引入了一个一阶惯性环节,使得系统性能得到改善,在改善系统动态特性的时候又尽量减少高频干扰。
介绍模糊自适应控制和常规PID的比较,并对模糊自适应控制的仿真进行分析。这些都是基于前面建立的柴油发电机的系统模型的
可见模糊PID控制器和常规PID控制相比,它使得系统响应的超调时间减小,曲线更平整,反应时间加快了,控制效果明显更好了。同时模糊PID控制器在控制过程前期具有模糊控制器的特点,而在控制过程后期具有PID调节器的所有优势,是一种性能优良的控制器,所以在实际使用中可以选用模糊自适应控制方法。







