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柴油发电机的控制系统原理如何分析 6BT型柴油机中冷型采用的是水对空中冷类型。它由中冷器壳及中冷器芯等组成。中冷器壳由铝板模压而成。中冷器壳分为中冷器盖和中冷器体两部分。中冷器盖通过进气岐管与空气压缩机相连,中冷器还进气岐管与气缸盖进气口相连。中冷却芯由铜合金管子组成。发电机冷却液从中冷器后端的进水街头进入中冷器芯中,然后由前端出口流向节温器。空气由增压器压送到中冷器,流过中冷器受到冷却液的冷却,降温后而进入气缸。现在智能控制系统的使用已经大大提高了柴油发电机组的运行,保障了柴油发电机组的稳定工作,柴油发电机组的控制系统就像发电机组的心脏,那么控制系统是通过何种原理和算法来实现的呢? 一、数字励磁控制器软件实现与算法研究 主要是对数字式励磁控制器的软件和所采用的控制算法进行论述。首先对数字励磁控制器的主程序进行设计,然后对电量参数采集算法和智能励磁控制算法进行研究,并在CPU上进行实现。为了实现的数字励磁控制,需要得到实时、的电量数据,而要获得实时、的电量数据,则需要采用交流采样方法,并推导出交流采样下各个电量的计算公式,终编写计算出电量数据的算法程序。交流采样是按一定的规律对被测信号的瞬时值进行采样,再按照一定的数学算法求出被测电量参数的测量方法。下面给出交流电压,交流电流,有功功率,无功功率,功率因素的各种算法中的离散公式。 二、数字式励磁控制器总体设计方案 工作电源:由于微处理器的工作电源要求,我们需要一个5V的稳定直流电源,信号调理电路的运算电路的供电需要一组±12V的直流电源,另外,开关量输出需要驱动继电器,所以需要一个+24V的直流电源,为此我们需要设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组DC电源。 三、交流采样锁相环电路 要进行交流采样,通常需要进行同步采样,目前交流采样方式主要有硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种。硬件同步由硬件同步电路向CPU提出中断实现同步。硬件同步电路有多种形式,常见的如锁相环同步电路等。硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。它能克服软件同步采样法存在截断误差等缺点,测量精度高。利用锁相频率跟踪原理实现同步等间隔采样的原理图,在相位比较器PD、低通滤波器LP、压控振荡器VCO构成的锁相环内加入n分频器,输入为被测信号的频率,作为锁相环的基准频率,输出 为采样频率。经n分频后与相比较,根据锁相环工作原理,锁定时/n=,即:=n。由于锁相环的时跟踪性,当被测信号频率变化时,电路能自动快速跟踪并锁定,始终满足=n的关系,即采样频率为被测信号频率的整数n倍,从而实现一周内等间隔采样n点。此外,还可将分频系数n为程序控制,则可根据不同频率的被测信号及CPU、A/D转换器的速度,动态改变n值,以达到 的效果。 柴油发电机组控制系统的工作原理和算法很复杂,每个电路的设计都有其特定的算法来实现。柴油发电机组的控制部分,数字式励磁控制器较传统的模拟电路,励磁控制器具有精度高,反应快,控制算法适应性强,对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应,甚至可以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。 四、对继电保护装置的要求 继电保护装置是确保供电,保护电气设备而装设的,因此,对它的要求是:动作要迅速当供电系统或电气设备发生故障时,继电保护装置动作时限应短,迅速切除故障,以减轻被保护设备的损坏程度,阻止故障的蔓延。对于电气元件,如果短路电流通过时,产生的热量与短路电流的平方和电流通过的时间成正比,因此,保护装置切除得越快,产生的热量就越小,设备就不易损坏。灵敏度要高灵敏度是指保护装置对其保护范围内的故障或工作状态不正常的反应能力。灵敏度越高,故障发觉和切除就越早,从而对系统和设备的破坏就越小。可靠性要高可靠性是指装置本身应能可靠地工作。在正常运行或不属于它保护范围的故障,不应误动作,而属于它保护范围内的故障,不应拒绝动作。因此,保护装置的可靠性很重要,否则,它本身就可能是产生和扩大事故的根源。
加注机油宁多勿少是典型的错误做法 导读:柴油发电机组正常使用的必要条件是需要日常维护与保养的,但是不少用户在使用柴油发电机时“零保养”,以致出现了很多大大小小的问题,有部分用户则会出现保养过度,或者说是保养不当,如果这样既达不到保护作用,反而会造成危害。比如,加注机油很多人会觉得宁多忽少,而实质这是一种错误的做法,康明斯厂家将会提供这方面的技术支持。 柴油发电机机油有CA、CB、CC、CD、CE、CF一2、CF一4、CG一4、CH一4、CI一4等级别。CA级适用于低负荷无增压柴油发电机,CB级适用于中增压柴油发电机,CC级适用于高负荷低增压柴油发电机。CD级适用于1985年以前的高负荷中增压柴油发电机。CE级适用于1983年以后的高速高负荷涡轮增压发电机。1990年以后生产的高速自吸和涡轮增压四冲程柴油发电机应使用CF一4以上级别的机油。1998年以后出现的高速四冲程柴油发电机,为适应柴油发电机技术改进和排放规定,应使用CH一4级别的机油。2002年以后生产的涡轮增压重负荷柴油发电机因为有废气再循环装置和配方法规的要求即为满足其后处理技术的要求,应使用CI一4级别的机油。在使用中。高级别的机油可替代低级别的机油。目前,我国柴油发电机机油主要以CF一4级别为主,CD级以下级别的机油几乎没有应用。 柴油发电机常用的机油牌号为:20W/40、15W/40、10W/30、5W/20、2W/20等5种。柴油发电机机油中含硫量及酸度比柴油机油高;而且柴油发电机工作过程中易于结炭,容易污染机油。此外,柴油发电机的机械热负荷要比同等排量的柴油发电机大。因此,对机油的油品要求要高一些,要添加有特殊成分的添加剂。如果把柴油发电机用的机油加到柴油发电机上使用,会引起轴承腐蚀和剥落,也容易烧轴承。柴油发电机转速增高时,由于活塞环的泵油作用加强,摩擦热也增大,使机油温度上升,黏度降低,激溅到汽缸壁上的机油也增多,从而使机油消耗增加。这时,若选用黏度过低的机油,不仅润滑可靠性下降,而且机油消耗增加,改用黏度高一些的机油,就可改善这种情况。柴油发电机使用说明书对所选用的机油牌号,按冬、夏季分别作出规定,必须按规定加注机油,不可任意改变。只有按规定的牌号、黏度加机油,才能保证有良好的润滑,又使机油的消耗量不大。 确定机油性能的指标很多,其中主要的是黏度。机油黏度越大,摩擦零件受力后,机油就越不容易从摩擦面间被挤出来,也就是说,油膜强度也越大。但黏度过大了,机油又不易从润滑系统间隙、孔眼、油路中流过。增加摩擦,引起过热。因此,选用的机油黏度一定要适当。此外,由于机油黏度与温度有关,故在冬天或寒冷地区,尤其是高寒地区,要使用黏度较小的机油。否则将因机油黏度过大,流动性差而不能输送到零件摩擦面的间隙中去;而且黏度大还会影响启动性能,使得冬季启动困难,夏天或热带地区,则要使用黏度大一些的机油,否则将因使用的机油黏度过稀,机油压力下降,而使机油压送不到所有工作部位,柴油发电机得不到可靠的润滑。 发电机机油过少会被吸空,油压将下降,机油到不了各润滑表面,会加快零部件的磨损,甚至发生烧瓦事故。有些用户怕缺油烧瓦,认为多加机油总比少加好,因此常常不按规定加油,使机油超过标准,以便一劳永逸。其实机油过多有许多危害:(1)易在曲轴前后端泄露,增加机油的消耗量,也污染环境,增加了维护的难度。(2)发电机时由于曲轴的搅动,使机油起泡沫变质,增加曲轴转动阻力,另外油面过高也会阻碍连杆的运动,从而降低机械效率。(3)由于机油上窜到燃烧室使燃烧增多,机油消耗量增加。机油燃烧后容易在活塞环、活塞顶部气门座、喷油嘴处形成积碳,导致活塞环的咬死、喷油嘴堵塞等故障。(4)过高的油面在连杆大头搅动下容易产生油气,遇高温会着火燃烧,引起曲轴箱的爆炸。因此,发电机机油宁多勿少使错误的,一般机油油面线应略低于油尺上刻度为宜,油面过高会适得其反。 柴油发电机机油加注的量以符合规定油面高度为 ,过多的油往往有害无益。例如,柴油发电机的机油加过了上限,曲轴或连杆大头有时会拍击油面,造成功率损失。机油被击散呈雾状,变质很快,油雾经活塞环漏入曲轴箱通风管带进进气管, 在燃烧室里燃烧成很硬的燃烧积炭,粘附在活塞顶和燃烧窒壁上,既使机油消耗量增大,又容易形成室内的“炽热点”,危害柴油发电机。 正确更换柴油发电机组机油的方法:1、将发电机组放置在一个平面内,并启动发电机数分钟,用以高其机油温度然后停止发电机。2、降注油螺栓(即机油标尺)取下。3、在发电机的下面放置一个油盆,取下放油螺丝,机油即可由曲轴油箱中排出。4、检查放油螺丝,密封及皮,如有损坏,请立即更换。5、重新装回放油螺丝并紧固。6、降机油加至机油标尺网状格的偏上位置。
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曲轴的形状和发动机的发火次序 曲轴的形状及曲柄销间的相互位置(即曲拐的布置)与冲程数、气缸数、气缸排列方式(直列或V形等)和各气缸做功行程发生的顺序(称为发火次序或工作顺序)有关。曲轴的形状同时要满足惯性力的平衡以及发动机工作平稳性的要求。 对四冲程发动机,曲轴每转两转就是一个工作循环,每个气缸都发火做功一次。各缸的发火间隔时间(用0CA表示)要求均匀。如果发动机有i个气缸,则发火间隔为7200/i0CA,即曲轴每转7200/i时,就有一个气缸做功,这样才会使发动机的工作平稳。下面介绍常用的4缸、6缸和V形8缸发动机的发火次序。 (1)四冲程直列4缸机,缸数i=4,发火间隔为7200/4=1800CA。4个曲柄销布置在同一平面内,1、4缸的曲柄销朝上时,2、3缸的朝下,1、4缸与2、3缸相隔1800。这种发动机可能采用的一种发火次序。 这种发火次序为1-3-4-2,习惯上以1缸为准,l缸做功后接着是3缸做功,以此类推。这种发动机的各气缸,就是按照1-3-4-2的顺序循环,不断周而复始地工作着。 如将上述2、3缸的工作过程互换,则可得到另一种发火次序。这种互换之所以可能,是因为2、3缸的曲柄销(即它们的活塞)的位置是相同的。这样就得到另一种发火次序,即1-2-4-3。 所以,4缸机可能采用两种发火次序,即1-3-4-2和1-2-4-3。不过,对某一种具体的发动机来说,由于发火次序还与气门机构的安排等有关,因而是确定而不能变更的。使用一台发动机时,必须了解它的发火次序。 1-3-4-2和1-2-4-3两种发火次序在工作平稳性和主轴承负荷方面,没有什么区别。一般柴油机采用前一种。 (2)四冲程直列6缸机,发火间隔为7200CA/6=1200CA。6个曲柄销分别布置在3个平面内(每个平面内2个),各平面间互成1200。曲柄销的具体布置可有两种方式。当1、6缸的曲柄销朝上时,2、5缸的朝左,3、4缸的朝有,其发火次序是1-5-3-6-2-4。国产6缸机都采用这种曲轴和发火次序。 曲柄销布置的另一种方式是将上述 种方式的2、5缸分别与3、4缸互换。这种方式的发火次序是1-4-2-6-3-5。 当然,上述两种6缸机的曲轴还可能采用其他的发火次序,但由于在实际发动机上几乎没有应用,因而不作介绍。 按发火次序看,前后两个气缸的做功行程有600是重叠的,这种现象是容易理解的。因为各气缸间做功行程的间隔是1200,而每个气缸的做功行程本身都是1800,就必然有600互相重叠。在这个600中,两个气缸都在做功,前一个气缸做功末完,后一个气缸的做功已开始了。这种做功行程重叠的观象对发动机的工作平稳性是有利的。 (3)四冲程8缸机,大多将气缸排列成双列V形(两列气缸中心线的夹角常取900)。气缸数i=8,其发火间隔为7200CA/8=900CA。这种发动机左右两列气缸中相对的一对连杆共装在一个曲柄销上,所以V形8缸机只有4个曲柄销。通常将4个曲柄销布置在两个互成900的平面内。 V形8缸机常用的发火次序为1-5-4-2-6-3-7-8。