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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?？諝庥稍鰤浩鲏核偷街欣淦?，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(jīng)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(shù)字勵磁控制器軟件實現(xiàn)與算法研究
主要是對數(shù)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(shù)字勵磁控制器的主程序進行設(shè)計，然后對電量參數(shù)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(shù)字勵磁控制，需要得到實時、河北唐山同城的電量數(shù)據(jù)，而要獲得實時、河北唐山同城的電量數(shù)據(jù)，則需要采用交流采樣方法，并推導(dǎo)出交流采樣下各個電量的計算公式，終編寫計算出電量數(shù)據(jù)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(shù)學(xué)算法求出被測電量參數(shù)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(shù)字式勵磁控制器總體設(shè)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(diào)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(guān)量輸出需要驅(qū)動繼電器，所以需要一個+24V的直流電源，為此我們需要設(shè)計一個電源轉(zhuǎn)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(chǎn)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(gòu)成的鎖相環(huán)內(nèi)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(zhǔn)頻率，輸出 為采樣頻率。經(jīng)n分頻后與相比較，根據(jù)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(dāng)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(guān)系，即采樣頻率為被測信號頻率的整數(shù)n倍，從而實現(xiàn)一周內(nèi)等間隔采樣n點。此外，還可將分頻系數(shù)n為程序控制，則可根據(jù)不同頻率的被測信號及CPU、河北唐山同城A/D轉(zhuǎn)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(fù)雜，每個電路的設(shè)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(shù)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(yīng)快，控制算法適應(yīng)性強，對于不同特性的電機只要通過調(diào)整程序參數(shù)就能適應(yīng)，甚至可以實現(xiàn)更高端的自適應(yīng)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(shè)備而裝設(shè)的，因此，對它的要求是：動作要迅速當(dāng)供電系統(tǒng)或電氣設(shè)備發(fā)生故障時，繼電保護裝置動作時限應(yīng)短，迅速切除故障，以減輕被保護設(shè)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(chǎn)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(chǎn)生的熱量就越小，設(shè)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(nèi)的故障或工作狀態(tài)不正常的反應(yīng)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(shè)備的破壞就越小。可靠性要高可靠性是指裝置本身應(yīng)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(yīng)誤動作，而屬于它保護范圍內(nèi)的故障，不應(yīng)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(chǎn)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(jié)構(gòu)鋼鍛造而成，并經(jīng)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(nèi)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(dāng)活塞在上止點爆發(fā)壓力 時，曲軸上的壓油孔正好對準(zhǔn)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(shè)鎖緊裝置），連桿螺釘?shù)木o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(shè)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。現(xiàn)在設(shè)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(jié)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(yīng)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?，F(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(shè)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(gòu)，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(biāo)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(guān)，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(guān)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(gòu)
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(dāng)發(fā)動機開始運行后，啟動電動機應(yīng)立即與曲軸分。否則當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高，使啟動電動機大大超速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)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(gòu)。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(gòu)有以下幾種：
(1)彈簧離合機構(gòu)這種機構(gòu)套裝在啟動機電樞軸上，驅(qū)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(yīng)缺口中并伸人花鍵套筒左端的環(huán)檜內(nèi)，這樣齒輪和花鍵套筒可一起作軸向移動，兩者可相對滑轉(zhuǎn)。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內(nèi)徑小于齒輪和套筒相應(yīng)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(zhuǎn)，有使離合彈簧收縮的趨勢，由于離合彈簧被箍在相應(yīng)外圓面上，于是，啟動機扭矩靠彈簧與外圓面的摩擦傳給驅(qū)動齒輪，從而帶動飛輪圈轉(zhuǎn)動。當(dāng)機啟動后，齒輪有比套筒轉(zhuǎn)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(gòu)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(yīng)用。
（2）摩擦片式離合機構(gòu)摩擦片式離合機構(gòu)。這種離合結(jié)構(gòu)這樣裝配的，內(nèi)花鍵殼9裝在具有右旋外花鍵上，主動片8套在內(nèi)花鍵殼9的導(dǎo)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(diào)整墊片5。驅(qū)動齒輪右端的形部分有一個導(dǎo)槽，從動片齒形凸緣裝入此導(dǎo)槽之中， 裝卡環(huán)7，以防止啟動機驅(qū)動齒輪1與從動片松脫。離合結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)動，靠內(nèi)花鍵殼9與花鍵套10之間的右旋花鍵，使內(nèi)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(gòu)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(qū)動齒輪，帶動飛輪齒圈轉(zhuǎn)動。發(fā)動機啟動后，驅(qū)動齒輪相對于花鍵套轉(zhuǎn)速加快，內(nèi)花鍵殼在花鍵套上右移，于是摩擦片便松開，離合機構(gòu)處于分離狀態(tài)。
該離合機構(gòu)摩擦力矩的調(diào)整，即調(diào)整墊片5可改變內(nèi)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(diào)整離合機構(gòu)所能傳遞的 摩擦力矩。
摩擦片式的離合機構(gòu)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(gòu)
為柴油機所用的ST614型啟動機的結(jié)構(gòu)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(guān)和離合機構(gòu)等部件組成。
為電磁操縱機構(gòu)啟動機電氣接線圖。
啟動時，打開電路鎖鑰（即電路開關(guān)），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(chǎn)生同一方向的磁場吸力，吸引鐵心左移，并帶動驅(qū)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(guān)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(zhuǎn)工作，同時與啟動開關(guān)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(chǎn)生磁場吸力保持鐵心位置不動。
啟動后，應(yīng)及時松開啟動按鈕，使其回到斷開位置，并轉(zhuǎn)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(fù)位彈簧的作用下，鐵心右移復(fù)原位，直流電動機斷電停轉(zhuǎn)。同時，齒輪驅(qū)動杠桿也在復(fù)位彈簧的作用下，使齒輪退出嚙合。
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