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柴油發(fā)電機結構：講的太清楚了
這里介紹柴油發(fā)電機的構造，由于發(fā)電機大小不同，結構也不相同，但主要部分的結構與功能相同，本課件就柴油發(fā)電機的基本結構與組成進行介紹，為顯示清楚，定子與轉子槽數(shù)都較少，定子線圈外形按導線繞制的線圈繪制(不是用銅條或銅管連接成的線圈)。發(fā)電機主要部件結構則參考大中型柴油發(fā)電機繪制。
發(fā)電機主要由轉子與定子組成。柴油發(fā)電機是同步發(fā)電機，由于柴油機的轉速很高，故柴油發(fā)電機的轉子只有一對磁極，在額定轉速每分鐘3000轉時輸出50赫茲的三相交流電。下面通過一個柴油發(fā)電機模型來介紹柴油發(fā)電機的基本構造與組成。
由于大型柴油發(fā)電機轉速高，轉子磁極表面線速度達150m/s以上，離心力很大，故轉子直徑不能過大，大型發(fā)電機轉子都為細長型。轉子圓周上沒有凸出的磁極，轉子鐵芯是一個在圓周上開有一些槽的圓柱，在圓周兩側各有一段槽距大的面稱為大齒，就是磁極(圖1所示)，稱之為隱極式轉子。在槽中嵌有勵磁繞組，隱極式轉子將勵磁繞組分成多個線圈，便于安裝與加固。
勵磁繞組兩端通過集電環(huán)(滑環(huán))接到勵磁電源，在轉子圓周兩側就形成北極與南極，旋轉時就產(chǎn)生旋轉磁場。
放大的定子鐵芯與轉子鐵芯截面圖，兩鐵芯間有氣隙。定子鐵芯的內圓周有嵌放定子線圈的槽，在槽口兩側有固定槽楔的小槽，槽楔用途是壓住定子線圈。轉子鐵芯的外圓周有嵌放轉子線圈的槽，在槽口兩側有小槽，用來固定槽楔，在槽底有用于通風的槽。
轉子鐵芯與軸用高強度高磁導率的合金鋼材整體制作，在轉子鐵芯部分有一些軸向與徑向的孔隙，用來通風冷卻。由于各種電機冷卻方式不同，孔隙布置走向也不同，這里就不作介紹了，見圖4。
柴油發(fā)電機轉子
轉子勵磁繞組由多個線圈組成，嵌放在轉子鐵芯的槽中，多個線圈串聯(lián)起來組成轉子繞組，在轉子軸的勵磁端(簡稱勵端)安裝集電環(huán)，轉子繞組的兩個線端分別連接到兩個集電環(huán)。見圖5。
嵌裝好繞組的柴油發(fā)電機轉子
嵌放好線圈后在槽口塞入槽楔，壓住槽內線圈，線圈在槽外的端部用護環(huán)壓住，防止線圈被離心力甩出，見圖6。
為減小負序磁場的影響，在轉子表面還裝有阻尼裝置，這里就不介紹了。
轉子線圈與護環(huán)
為降低發(fā)電機的溫度，在轉子兩端還裝有軸流風扇對機內氣體進行強制循環(huán)。見圖7，這是整個轉子，是發(fā)電機中的旋轉部件。
安裝好集電環(huán)與風扇的柴油發(fā)電機轉子
定子
因為定子鐵芯內的磁通是在不停的變化，為防止渦流損耗，定子鐵芯采用多層硅鋼片疊成，硅鋼片涂絕緣漆相互絕緣。硅鋼片導磁良好。為通風冷卻定子鐵芯分成多段，段間有縫隙實現(xiàn)徑向通風。在定子鐵芯的兩端用壓圈與穿心螺桿壓緊定子鐵芯，見圖8。
柴油發(fā)電機定子鐵芯
在定子鐵芯槽內嵌放定子的三相繞組，繞組形式一般為雙層疊繞。每相繞組由多個線圈組成，按一定規(guī)律對稱排列，大型發(fā)電機的線圈只有幾匝，是用一根根銅條或銅管彎成，在端部進行連接形成線圈。本模型簡化處理，線圈是由表皮絕緣的導線繞成多匝的線圈。
在24槽電機模型有24個線圈，分為3組，組成三相繞組，6個引出線中3個是A、B、C相輸出端，3個為中性線端，一同連接到到電機下方的出線盒的瓷套管端子。
嵌裝好線圈還要在槽口插入槽楔，把線圈壓緊固定。圖11是嵌裝好線圈的定子鐵芯剖視圖。
發(fā)電機的實際組裝過程是定子鐵芯先安裝進機座，然后才進行線圈的嵌裝工作。
定子與轉子裝入機座
機座(機殼)由鋼板卷制焊接而成，為確保剛度在殼內壁焊有多圈圓環(huán)筋與多條軸向筋。本模型圓環(huán)筋較寬，為便于冷卻氣體流動，開有多個通氣孔。在機座下方有發(fā)電機出線盒，發(fā)出的三相交流電從這里引出，見圖12。安裝好的機殼加端蓋應有很好的氣密性，以防止冷卻介質泄露。
發(fā)電機機殼
把定子鐵芯安裝在發(fā)電機機座內，再進行定子線圈嵌裝，把各相線圈連接起來組成三相繞組。在定子鐵芯的槽口插入定子槽楔，壓緊槽內線圈，見圖13。三相繞組的6個線端連接到出線盒的六個瓷套管端子，在出線盒外接成 Y 形連接，按三相四線輸出。
裝入機座的發(fā)電機定子鐵芯與繞組
把轉子插入定子鐵芯內是發(fā)電機安裝的重要工序，要保證不損傷定子與轉子的任何部分。圖14是插入轉子后的狀態(tài)。
發(fā)電機安裝轉子
本模型的兩個轉子軸承安裝在機殼兩側的端蓋上，稱為端蓋式軸承。每塊端蓋由上下兩塊組成，在端蓋上安裝軸承部件，軸承部件由軸瓦與軸承油密封等組成，循環(huán)的密封油可以潤滑軸瓦、防止氫氣泄露、降低軸瓦溫度。
安裝好機殼兩側的下端蓋，在端蓋上安裝軸承部件，軸承把轉子支撐起來，轉子磁極與定子鐵芯間留有氣隙，轉子可自由旋轉，見圖15。
發(fā)電機安裝軸承
安裝電刷裝置
轉子的勵磁電源連接到電刷，電刷與集電環(huán)緊密接觸，勵磁電流先通過電刷，再通過集電環(huán)到轉子勵磁繞組。電刷由天然石墨制成，有很好的自潤滑特性，導電良好，電刷通過刷辮接到勵磁端子。電刷裝在刷盒內，可自由上下移動，壓簧把電刷壓向集電環(huán)。壓簧采用恒壓彈簧，在電刷整個行程中壓力基本不變，恒壓彈簧固定在彈簧夾上，彈簧夾上有楔形卡子，彈簧夾插在刷盒內，卡子進入卡孔就卡住了。圖16左圖是壓簧，右圖是較新的電刷在刷盒的狀態(tài)，中圖是磨損較多的電刷(待換電刷)在刷盒的狀態(tài)。
電刷盒結構
刷盒固定在刷握上，刷握固定在刷握架上，刷辮連接到勵磁電源接線端子上，見圖17左圖，在圖17右圖中顯示了電刷與集電環(huán)的相對位置(圖中隱去了轉子軸)。
電刷裝置與集電環(huán)
僅為發(fā)電機電刷示意圖，實際大型發(fā)電機的勵磁電流很大，每個集電環(huán)由幾段組成，電刷組相應增多，電刷數(shù)量達數(shù)十個。集電環(huán)采用耐磨的優(yōu)質合金鋼制成，為降低集電環(huán)溫度，集電環(huán)有通風孔，在兩集電環(huán)之間還裝有離心風扇。
電刷裝置安裝在發(fā)電機的勵端集電環(huán)的兩側。在轉子兩端還要安裝轉子上的風扇，為了使風扇的氣流按照指定路徑流動，必須安裝上導風罩，見圖18。
發(fā)電機安裝電刷與風扇
發(fā)電機整機
把機座兩端的上半端蓋安裝好，發(fā)電機就組裝好了，圖19是柴油發(fā)電機的剖視圖。
冷卻系統(tǒng)
大型發(fā)電機產(chǎn)生的熱量很大，必須有強有力的冷卻措施，不同型號發(fā)電機的定子、轉子、機座等主要結構基本一樣，但冷卻系統(tǒng)五花八門，也較復雜。
主要的冷卻介質是氫氣與水，也有用空氣。氫氣比空氣的密度小很多、導熱系數(shù)大很多;水與很大的比熱容、導熱系數(shù)大、價格低廉。冷卻方式主要有：
全氫冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉子繞組、定子鐵芯均用氫氣冷卻。
水氫冷發(fā)電機，電機定子繞組采用水內冷、轉子繞組與定子鐵芯用氫氣冷卻。
水水空發(fā)電機，電機定子繞組與轉子繞組采用水內冷、定子鐵芯用空氣冷卻。
水水氫發(fā)電機，電機定子繞組與轉子繞組采用水內冷、定子鐵芯用氫氣冷卻。
全水冷發(fā)電機，電機定子繞組與轉子繞組采用水內冷、定子鐵芯也用水冷卻。
空冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉子繞組、定子鐵芯均用空氣冷卻，僅用于中小型發(fā)電機。
氫氣或水如何在電機內循環(huán)則有多種途徑，根據(jù)循環(huán)路線在定子鐵芯與轉子鐵芯上制作冷卻介質的通道，繞組水冷采用空心銅管作導線，在管內通水冷卻。
，機座完全密封，在機殼靠兩端設有氫氣冷卻器，氫氣冷卻器就是排管式熱交換器，管內是流動的水，水通過電機外設備冷卻。在機殼內部充滿氫氣，風扇向兩端抽出熱氫氣，熱氫氣經(jīng)過氫氣冷卻器降溫，再次進入定子與轉子帶走熱量。圖中淺藍色箭頭線示意氫氣的流動路徑。
除了上述的基本部件外，在定子、轉子、繞組、軸承等部位分布著許多溫度傳感器;在一些部位還有壓力傳感器、振動傳感器、位移傳感器等，監(jiān)視發(fā)電機的工作狀態(tài)。
在機外還配有發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)、冷卻水的凈化裝置與循環(huán)裝置、氫氣的儲存與控制裝置、密封油的循環(huán)系統(tǒng)等。
的技術工人就是電工，這句話沒毛病吧?
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避免柴油發(fā)電機積碳的措施
在柴油發(fā)電機長期使用過程中會出現(xiàn)積碳，這種問題主要是在燃油、潤滑油燃燒不充分的情況下產(chǎn)生的一種沉積物，嚴重時會對柴油發(fā)電機功率、油耗帶來一定的影響，還會影響柴油發(fā)電機氧傳感器的靈敏性，影響輸出號的準確性，導致柴油發(fā)電機燒惡化，出現(xiàn)嚴重的尾氣排放超標問題。在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，社會各界越來越注重環(huán)境保護問題，相關政府部門出臺了相應的排放法律法規(guī)，這就需要加強對柴油發(fā)電機積碳的措施進行具體分析。
柴油發(fā)電機積碳的措施：
1.按照 氣溫選擇柴油牌號：柴油發(fā)電機在工作的過程中，受到各種因素的影響，生成積碳的現(xiàn)象是不可避免的。工作人員應當結合柴油發(fā)電機積碳生成的原因來采取相應的措施，從而減少積碳的生成。在選擇柴油牌號的時候，工作人員要結合 的氣溫來選擇。一般情況下柴油的零點要比當?shù)禺斣碌? 氣溫低4℃～6℃，所選擇的柴油要保證在 氣溫的時候小能出現(xiàn)凝固或者結蠟的現(xiàn)象。當?shù)貐^(qū) 溫度在4℃以上，一般選用零號柴油。當 溫度是處于－5℃以上的地區(qū)，一般選用－10號柴油。當?shù)貐^(qū) 溫度位于－5℃～－14℃，所適用的柴油是－20號柴油。當?shù)貐^(qū)的 溫度處于－14℃～－29℃，所選用的柴油是－35號。一般情況下，在選擇合適的柴油牌號時，應當是從該年的十月份到次年的五月份期間選用－35號柴油，其他的時間段可以使用零號柴油。
2.提高柴油的清潔度：經(jīng)常對油箱內的沉淀物以及水分進行排放，提高柴油的清潔度，工作人員可以在柴油發(fā)電機內加注燃油或者清潔柴油。從而對油箱內的雜質進行，經(jīng)過30d，油箱內的雜能以及水分可以進行沉淀，然后再進行排放。新加的柴油在沉淀48h之后進行排放，從面減少柴油中的雜質和水分的含量。提高柴油的清潔程度，減少積碳現(xiàn)象的發(fā)生。
3.正確使用柴油發(fā)電機：在運轉過程中要加強對機油壓力以及溫度變化的監(jiān)控，避免柴油發(fā)電機出現(xiàn)過熱工作的現(xiàn)象，保證柴油發(fā)電機不處于超負荷的工作狀態(tài)。當柴油發(fā)電機出現(xiàn)停機的情況時，工作人員要先卸除負荷，怠速運轉兩分鐘后再停止柴油發(fā)電機的運轉。當柴油發(fā)電機處于低溫的情況下，避免柴油發(fā)電機出現(xiàn)過冷工作的狀態(tài)，工作人員每天在首次使用柴油發(fā)電機的時候，一定要保證柴油發(fā)電機處于怠速。當柴油發(fā)電機啟動正常之后，要先對柴機油壓力進行檢查，等機油壓力顯示正常后才能對機內的轉速進行，從而保證發(fā)電機的正常運轉。當發(fā)電機處于正常運轉的情況下，工作人員可以用中等的轉速來對柴油發(fā)電機進行頇熱，當柴油發(fā)電機內的溫度升高到40℃之后才能進行負載運轉。
4.選用恰當牌號的機油：一般情況下，柴油發(fā)電機內所使用的機油黏度都會隨著溫度的變化而產(chǎn)生變化。所選擇機油的黏度等級應當結合當?shù)氐臏囟?，一般情況下，夏季的時候可以選用CD15w－40機油，冬季的時候可以選用CD15w－30機油。
5.做好康明斯柴油發(fā)電機的檢查和保養(yǎng)：為了保證柴油發(fā)電機的正常運轉，減少積碳現(xiàn)象的發(fā)生，工作人員要定期對柴油發(fā)電機進行檢查和保養(yǎng)。
1）工作人員要對進氣系統(tǒng)的配置進行檢查，保存配置處于確的狀態(tài)。要對空氣增壓器以及進氣管系統(tǒng)各個連接部分卡箍進行檢查，保障卡箍緊固，避免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，如果發(fā)現(xiàn)漏氣現(xiàn)象要及時上報處理，每年定期進行檢查，要對配氣機構進行檢查。調整好進氣間隙，保證間隙控制在0.2mm,排氣的氣門間隙控制在0.3mm。工作人員要對緊固缸蓋螺栓進行檢查，要將緊固力矩控制在200mm。此外，工作人員還需要對柴油發(fā)電機的進氣管路進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有積碳現(xiàn)象，必須對進氣門漏氣以及配氣相位等進行重新檢查。
2）工作人員要及時對窄氣濾清器的濾芯進行清；先或者更換。工作人員要結合柴泔機的工作環(huán)境來調整空氣濾清器清理或者更換的周期，如果發(fā)現(xiàn)濾清器出現(xiàn)臟污的情況要及時進行更換或者清理，然后每次施工作業(yè)之后要對空氣清器內的塵上進行排出，避免濾清器出現(xiàn)過早污染的現(xiàn)象，或者吸入過多的粉塵。
3）工作人員要對冷卻風扇進氣通道進行暢通檢查，保證吹風扇傳動系統(tǒng)處于正常工作的狀態(tài)，保證冷卻室密封性能好。此外還要定期清理機油散熱器、液壓油散熱器等，保證柴油發(fā)電機的正常散熱。
4）工作人員要定期檢查柴油發(fā)電機的燃油系統(tǒng)，排出燃油系統(tǒng)中的空氣，定期更換柴油濾芯，如果發(fā)現(xiàn)滲油的現(xiàn)象要及時處理，特別是噴油器高壓油泵的連接處。
5）在更換機油或者濾清器濾芯的時候，工作人員要考慮季節(jié)的變化以及柴油發(fā)電機的工作時間，避免機油出現(xiàn)變質的情況，從而導致積碳現(xiàn)象。在柴油發(fā)電機運轉過程中工作人員要做好對機油壓力變化的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)壓力出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，要及時處理，避免燃燒室進入過多機油。
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