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一起回望柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展史
現(xiàn)代柴油機(jī)是在德國(guó)機(jī)械工程師狄塞爾發(fā)明的柴油機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,1892年,德國(guó)機(jī)械工程師狄塞爾取得了柴油發(fā)電機(jī)壓縮點(diǎn)火的 。他的做法是以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比來提高熱效率,利用壓縮氣體的高溫來點(diǎn)燃進(jìn)入汽缸的燃料,這樣做的好處是不但省去了點(diǎn)火裝置和汽化器,而且可以使用比柴油價(jià)格更低的柴油做燃料。
狄塞爾經(jīng)過了5年的實(shí)驗(yàn),在1897年制成了 臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的壓縮點(diǎn)火柴油發(fā)電機(jī),即壓燃式柴油機(jī)。與以前的柴油發(fā)電機(jī)相比,它延長(zhǎng)了汽缸內(nèi)氣體的壓縮過程,大大提高了壓縮終了時(shí)氣體的壓力和溫度,實(shí)現(xiàn)了不用點(diǎn)火系統(tǒng)而使柴油自動(dòng)點(diǎn)火燃燒的功能。狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能將35%的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動(dòng)力而當(dāng)時(shí)有效的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也只能將28%的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動(dòng)力,這是柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)第二次革命性的突破。但是,當(dāng)時(shí)狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)存在著很多的缺點(diǎn),比如重量重、噪聲大、冒黑煙,排出的大量廢氣會(huì)對(duì)環(huán)境影響很大,而且噴油泵還不完善,從而嚴(yán)重限制和影響了柴油機(jī)的衄??梢哉f,狄塞爾先生生前只看到發(fā)動(dòng)機(jī)的成功的開端,卻沒有看到柴油機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展,沒有看到柴油機(jī)的廣泛應(yīng)用。
據(jù)資料記載,柴油機(jī)技術(shù)在1914年以前發(fā)展比緩慢,在 次世界期間,由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要柴油發(fā)動(dòng)機(jī)開始大量生產(chǎn),用于軍事目的。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)電的發(fā)展史真正得到廣泛應(yīng)用是在1950年左右。早期的柴油機(jī)都是四沖程的,1899年德國(guó)工程師雨果.古爾德納制造出了二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī),他把當(dāng)時(shí)采用相同缸徑的四沖程柴油機(jī)的功率提高了60%~80%。二沖程柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,但其燃油和潤(rùn)滑油的消耗量較高、冷卻比較困難、耐用性較差,而且很難制造出功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī),所以至今實(shí)際使用的功率比較大的柴油機(jī)都是四沖程的。
世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)是1831年由英國(guó)的物理學(xué)家邁克爾·法拉第發(fā)明的。當(dāng)時(shí)法拉第在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)磁鐵在線圈中移動(dòng)時(shí),線圈會(huì)產(chǎn)生電流,即今天我們大家所熟知的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后不久,便利用電磁感應(yīng)原理發(fā)明了世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī),即法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。這臺(tái)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與現(xiàn)代的發(fā)電機(jī)不同,在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的不是線圈,而是一個(gè)用紫銅做的圓盤。圓心處固定一個(gè)搖柄,圓盤的邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼,用導(dǎo)線把電刷與電流表連接起來;紫銅圓盤放置在馬蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中。當(dāng)法拉第轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄使紫銅圓盤旋轉(zhuǎn)起來的時(shí)候,電流表的指針偏向一邊,這說明電路中產(chǎn)生了持續(xù)的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)。當(dāng)年法拉第曾在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上表演他的發(fā)電機(jī)。當(dāng)時(shí),有一位貴夫人問法拉第:“這玩藝兒有什么用呢?”法拉第非常有禮貌地回答道:“夫人,新生的嬰兒又有什么用處呢?”這一絕妙的回答受到大家的交口稱贊。
當(dāng)拉第發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)雖然非常簡(jiǎn)單,它產(chǎn)生的電流甚至不能讓一只小燈泡發(fā)光,但是,這是世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī),是它首先向人類揭開了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。后來,人們?cè)诖嘶A(chǔ)上將馬蹄形 磁鐵改為能產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)的電磁鐵,用多股導(dǎo)線繞制的線框代替紫銅圓盤,對(duì)電刷也進(jìn)行了改進(jìn),終于制成了功率的可供實(shí)用的發(fā)電機(jī)。目前,即使功率為IGW、10GW的特大型發(fā)電機(jī),也是根據(jù)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的基本原理一電磁感應(yīng)原理制成的。
1866年,德國(guó)的電工學(xué)家、實(shí)業(yè)家恩斯脫.韋爾納·馮·西門子在法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上研制出自激勵(lì)式發(fā)電機(jī),1870年,比利時(shí)的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵(lì)式直流發(fā)電機(jī)。在經(jīng)過不斷改進(jìn)之后,電機(jī)技術(shù)已經(jīng)走向成熟,1877年真正實(shí)用的發(fā)電機(jī)開始進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段。
100多年過去了,正是這簡(jiǎn)陋、不成熟、像初生嬰兒一樣的圓盤發(fā)電機(jī)人類帶入了電氣時(shí)代,為人類利用電能做出了重大貢獻(xiàn)。
21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的時(shí)代,特別是電腦技術(shù)等高科技成果在柴發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用,使柴油發(fā)電機(jī)組有了更廣闊的發(fā)展前景。以柴油機(jī)為動(dòng)力用的柴油發(fā)電機(jī)組己經(jīng)是通信等企業(yè)必不可少的重要設(shè)備。
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發(fā)電機(jī)的分類、原理、結(jié)構(gòu)、使用方法,告別小白,一文全明白
發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機(jī)的形式很多,但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此,其構(gòu)造的一般原則是:用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路,以產(chǎn)生電磁功率,達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。
發(fā)電機(jī)是指將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備,它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng),將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī),再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。
一、發(fā)電機(jī)的分類
柴油發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)是將柴油機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,是電力的輸出部分。柴油發(fā)電機(jī)組的種類較多,通??砂匆韵路椒ㄟM(jìn)行分類:
?、侔词褂脳l件不同,柴油發(fā)電機(jī)組可分為陸用和船用兩大類,陸用機(jī)組又可分為固定式和移動(dòng)式(拖車式)兩類。
?、诎搓懹脵C(jī)組使用要求的不同,柴油發(fā)電機(jī)組可分為普通型、自動(dòng)化型、低噪聲型和低噪聲自動(dòng)化型。
③按發(fā)電機(jī)輸出電流性質(zhì)的不同,柴油發(fā)電機(jī)組可分為交流發(fā)電機(jī)組和直流發(fā)電機(jī)組。
?、馨唇涣魍桨l(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式的不同,柴油發(fā)電機(jī)組可分為裝備旋轉(zhuǎn)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的機(jī)組和裝備靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的機(jī)組;
?、莅床裼桶l(fā)電機(jī)組用途的不同,柴油發(fā)電機(jī)組可分為常用發(fā)電機(jī)組、備用發(fā)電機(jī)組、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。
二、發(fā)電機(jī)的工作原理
1、柴油發(fā)電機(jī)
柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機(jī)汽缸內(nèi),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(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動(dòng)活塞下行,稱為‘作功’。
2、汽油發(fā)電機(jī)
汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),將汽油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在汽油機(jī)汽缸內(nèi),混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動(dòng)活塞下行作功。
無論是柴油發(fā)電機(jī)還是汽油發(fā)電機(jī),都是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(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量,從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與動(dòng)力機(jī)曲軸同軸安裝,就可以利用動(dòng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應(yīng)’原理,發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。
三、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子,轉(zhuǎn)子連接組裝起來,使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn),做切割磁力線的運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),通過接線端子引出,接在回路中,便產(chǎn)生了電流。
四、發(fā)電機(jī)的使用方法
發(fā)電機(jī)組的電壓變化率約為20~40%。一般工業(yè)和家用負(fù)載都要求電壓保持基本不變。為此,隨著負(fù)載電流的增大,必須相應(yīng)地調(diào)整勵(lì)磁電流。雖然調(diào)整特性的變化趨勢(shì)與外特性正好相反,對(duì)于感性和純電阻性負(fù)載,它是上升的,而在容性負(fù)載下,一般是下降的。
(1)機(jī)組啟動(dòng)前的準(zhǔn)備:
1.檢查潤(rùn)滑油的油位、冷卻液液位、燃油量;
2.檢查柴油機(jī)的供油、潤(rùn)滑、冷卻等系統(tǒng)各個(gè)管路及接頭有無漏油漏水現(xiàn)象;
3.檢查電氣線路有無破皮等漏電隱患,接地線電氣線路是否松動(dòng),機(jī)組與基礎(chǔ)的連接是否牢固;
4.若環(huán)境溫度低于零度時(shí),須在散熱器內(nèi)添加一定比例的防凍劑;
5.柴油發(fā)電機(jī)組 次啟動(dòng)或停機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間后再次啟動(dòng),應(yīng)先用手壓泵排盡燃油系統(tǒng)內(nèi)的空氣。
(2)啟動(dòng):
1.合上控制箱內(nèi)的保險(xiǎn)后,按啟動(dòng)按鈕,按下按鈕3~5s,若啟動(dòng)不成功,應(yīng)等20s左右再次啟動(dòng)。若多次啟動(dòng)不成功,應(yīng)停止啟動(dòng)操作,排除電瓶電壓或油路等故障因數(shù)后,再次啟動(dòng);
2.啟動(dòng)時(shí)應(yīng)觀察幾油壓力,若油壓無顯示或很低時(shí),應(yīng)立即停車檢查。
(3)運(yùn)行:
1.機(jī)組啟動(dòng)后,檢查控制箱模塊各項(xiàng)參數(shù);機(jī)油壓力、水溫、電壓、頻率等;
2.通常情況下,機(jī)組啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速直接達(dá)到額定轉(zhuǎn)速;有怠速要求的機(jī)組,怠速時(shí)間一般為3~5min,怠速時(shí)間不易過長(zhǎng),否則可能燒壞發(fā)電機(jī)相關(guān)元器件;
3.檢查機(jī)組油路、水路及電器的滲漏情況;
4.檢查機(jī)組各連接處的緊固情況,看有無松動(dòng)和劇烈振動(dòng);
5.觀察機(jī)組各種保護(hù)和監(jiān)視裝置是否正常;
6.當(dāng)轉(zhuǎn)素達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,起空載運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定后,合閘供電;
7.檢查確認(rèn)控制屏各項(xiàng)參數(shù)是否在允許的范圍內(nèi),再次檢查機(jī)組的振動(dòng),有無三漏及其他故障;
8.機(jī)組運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁超載。
(4)正常停機(jī):
停機(jī)前必須先分閘,一般情況卸載后需運(yùn)行3~5min停機(jī)。
(5)緊急停機(jī):
1.發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常情況時(shí),必須立即停機(jī);
2.緊急停機(jī)時(shí),按下急停按鈕或?qū)娪捅猛C(jī)控制手柄迅速推倒停車位置。
(6)保養(yǎng)事項(xiàng):
1.柴油機(jī)濾芯更換時(shí)間為300H;空氣濾芯更換時(shí)間為每400H;機(jī)油濾芯 次更換時(shí)間為50H,以后為250H。
2.機(jī)油 次更換時(shí)間為50H,以后機(jī)油正常更換時(shí)間為每250H。
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