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進口柴油發(fā)電機組的原理
進口柴油發(fā)電機組是常用的備用電源,由于它以柴油發(fā)動機燃燒柴油為動力,帶動發(fā)電機發(fā)出與市電同樣性質(zhì)的電力,所以用在市電斷電后需要后備電源供電幾小時以上的場合。從性能價格比、對工作環(huán)境的要求、帶非線性負載能力方面考慮,采用柴油發(fā)電機組比使用很多大容量蓄電池的長延時UPS往往具有一定的優(yōu)勢。但是柴油發(fā)電機組在市電斷電后需要十秒鐘左右才能發(fā)出穩(wěn)定的電力,這就大不如UPS可不間斷供電的特點。因此,柴油發(fā)電機組和UPS通常是取其各自的優(yōu)勢構(gòu)成一個完善的、可靠的電源系統(tǒng),以確保重要設備的不間斷供電。
進口柴油發(fā)電機組一般是采用同步發(fā)電機(也俗稱電球)將柴油發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)為電能。各種用電設備要依靠它發(fā)出的電力工作,因此對同步發(fā)電機的工作性能要求是很高的。
1 同步發(fā)電機的工作原理
同步發(fā)電機是根據(jù)電磁感應原理制造的。現(xiàn)代交流發(fā)電機通常由兩部分線圈構(gòu)成;為了提高磁場的強度,一部分線圈繞在一個導磁性能良好的金屬片疊成的圓筒內(nèi)壁的凹槽內(nèi),這個圓筒固定在機座上稱為定子。定子內(nèi)的線圈可輸出感應電動勢和感應電流,所以又稱其為電樞。發(fā)電機的另一部分線圈則繞在定子圓筒內(nèi)的一導磁率強的金屬片疊成的圓柱體的凹槽內(nèi),稱為轉(zhuǎn)子。一根軸穿過轉(zhuǎn)子中心并將其緊固在一起,軸兩端與機座構(gòu)成軸承支撐。轉(zhuǎn)子與定子內(nèi)壁之間保持小而均勻的間隙且可靈活轉(zhuǎn)動。這叫做旋轉(zhuǎn)磁場式結(jié)構(gòu)的無刷同步發(fā)電機。
工作時,轉(zhuǎn)子線圈通以直流電形成直流恒定磁場,在柴油機的帶動下轉(zhuǎn)子快速旋轉(zhuǎn),恒定磁場也隨之旋轉(zhuǎn),定子的線圈被磁場磁力線切割產(chǎn)生感應電動勢,發(fā)電機就發(fā)出電來。
2 同步發(fā)電機的調(diào)控
同步發(fā)電機在其額定負載范圍內(nèi)允許帶各種用電負荷。這些負荷的輸入特性會直接影響發(fā)電機的輸出電壓;當負載為純電阻性時,因為同步發(fā)電機的定子端電壓——電樞端電壓與負載電流是同相的,所以使得轉(zhuǎn)子磁場的前一半被定子磁場削弱,而后一半又被定子磁場加強,一周內(nèi)合成磁場平均值不變,發(fā)電機輸出電壓不變。負載呈現(xiàn)為純電感性時,則因負載電流滯后電樞端電壓90°而使得定子磁場削弱了轉(zhuǎn)子磁場,合成磁場降低,造成發(fā)電機輸出電壓下降。若負載是純電容性的,負載電流就會超前電樞端電壓90°,從而使定子磁場加強了轉(zhuǎn)子磁場,合成磁場增大,發(fā)電機輸出電壓上升?？梢?合成磁場是使發(fā)電機性能變化的一個重要因素。而合成磁場中起主要作用的是轉(zhuǎn)子磁場即主磁場,因此,調(diào)控轉(zhuǎn)子磁場就可以調(diào)節(jié)同步發(fā)電機的輸出電壓改善其帶負載能力,從而達到在額定負荷范圍內(nèi)穩(wěn)住發(fā)電機輸出電壓的目的。
3 同步發(fā)電機的維護
同步發(fā)電機是柴油發(fā)電機組的關鍵部分。為柴油發(fā)電機組建立一個合適的工作環(huán)境,做好日常維護是十分必要的。
進口柴油發(fā)電機組房內(nèi)的高溫、潮濕和空氣污染物是引起發(fā)電機故障的最常見因素。粉塵、灰塵和其它空氣污染物的積累會引起絕緣層的性能變壞,不僅易形成對地的導電通路,還會使轉(zhuǎn)子軸承部分的摩擦力增大而發(fā)熱。濕氣以及空氣污染物中的濕氣極易在發(fā)電機內(nèi)形成對地的漏電通路,引起發(fā)電機故障。機房內(nèi)溫度過高會使發(fā)電機組工作時產(chǎn)生的熱量難以散出,造成其輸出功率下降、機組過熱。所以機房的防塵、防潮濕、通風降溫就必須引起足夠的重視。
無論是單軸承發(fā)電機還是雙軸承發(fā)電機,它們的轉(zhuǎn)子軸與柴油發(fā)動機主軸之間連接的同軸度要求很高。長時期運行后的機組有時同軸度可能降低,導致發(fā)電機燥聲增大,溫度過高。應定期檢查、維護以保持同軸度良好。
負荷超出發(fā)電機的額定負載范圍,或三相負荷很不平衡,也會造成發(fā)電機效率降低和過熱。