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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。
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柴油发动机气缸套磨损的原因
1、磨损现象 正常使用的气缸磨损状况是不均匀的,工作表面在活塞运动区域内的磨损沿纵断面方向呈上大下小的不规则倒“锥形”,磨损的 处是 道活塞环在上止点位置时所对应的气缸壁。从气缸的横断面看,磨损后失去原来正圆形状。因为活塞环接触不到的气缸上口几乎没有磨损,所以形成了“台肩”。
2、磨损原因
1)使用环境恶劣。如几沙、粉尘严重等;空气滤清不良。滤芯破损或进气管路短路,致使很多沙土吸入气缸,在气缸壁间形成严重的磨料磨损。因此,空气弗列加滤清器应及时保养,维护弗列加滤清器的正常工作是降低气缸磨损的关键。
2)润滑油使用不当。牌号规格不对,过稀或过稠及润滑油压力不足,致使气缸润滑不良,气缸上部处于半干摩擦或干摩擦状态,润滑不良将加剧磨损;润滑油滤清过脏,又未及时保养清洁,致使过脏润滑油旁通,或者加注润滑油时,尘土或杂质混入油底壳内,也会加剧磨损。
3)冷车起动后立即带负荷工作,摩擦表面润滑不足。深圳发电机出租
4)长时间不能保持正常工作温度。温度高,气缸强度降低,润滑油变稀,造成气缸粘着磨损,甚至酿成“胀缸”事故;温度过低,润滑油粘度大,油膜不易形成。且气缸内可燃混合气燃烧后,产生水蒸气和酸性氧化物,生成矿物酸和有机酸,附在气缸壁上,在柴油机低温频繁起动和燃烧不完全时酸性物质更易生成,造成气缸严重的腐蚀磨损。实践和实验证明,当气缸壁温度低于50℃时,气缸磨损量是90℃时的4倍。
5)装配使用不当。气缸套装配时,过盈量过大,缸套上平面高出缸体量过多,会造成气缸套局部变形,当柴油机高温、大负荷运转时,气缸因热变形加剧,当热变形超过某一限度时,会使活塞环与气缸的适应性变差,加速气缸、活塞环的磨损。维修中活塞环端隙,侧隙修配不当,环受热膨胀、卡死在气缸内,端口锉修后有飞边等原因都会加剧磨损。
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鉴别柴油发电机润滑油是否变质的方法
柴油发电机的润滑油在使用一段时间后,由于机械杂质的污染和来自外界的灰尘,燃料燃烧产生的废气、水分、颗粒物等原因,都会使润滑油变质。
如何鉴别润滑油是否变质了?介绍几种简易的鉴别方法如下:
1、油流观察法
取两只量杯,其中一个盛有待检查的润滑油,另一只空放在桌面上,将盛满润滑油的量杯举高离开桌面30-40厘米并倾斜,让润滑油慢慢流到空杯中,观察其流动情况,质量好的润滑油油流时应该是细长、均匀、连绵不断,若出现油流忽快忽慢,时而有大块流下,则说润滑油已变质。
2、光照法
在天气晴朗的日子,用螺丝刀将润滑油箱盖撩起,与水平面成45度角。对照阳光,观察油滴情况,在光照下,可清晰地看到润滑油中无磨屑为良好,可继续作用,若磨屑过多,应更换润滑油。
3、手捻法
将润滑油捻在大拇指与食指之间反复研磨,没有污染的润滑油手感颗粒物、磨屑少,若感到手指之间的砂粒之类较大摩擦感,则表明润滑油内杂质多,不能再用,应更换新润滑油。
润滑油变质后呈深黑色、泡沫多并已出现乳化现象,用手指研磨,有颗粒物,发涩或有异味,滴在白试纸上呈深褐色,无黄色浸润区或黑点很多。若不及时更换润滑油会加速零部件的磨损,影响使用寿命,甚至发生事故,因此,经常检查润滑油是否变质并及时更换尤为重要。
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柴油发电机组的PT供油系的基本原理
燃油从油箱流经滤清器被齿轮泵所吸入,从齿轮泵排出的燃油压力约为980kPa左右,然后经过PT泵内部的稳压器、调速器、节流阀(油门)、断流阀(停车阀)后,离开PT泵组合体,大部分经供油管分别进入左排或右排缸的燃油歧管中,每个气缸盖上都钻有燃油通道,使燃油从燃油歧管进入喷油器。
喷油器由凸轮驱动机构所控制,按顺序定时地把燃油喷入气缸丽,喷油器中其余的燃油通过钻在气缸盖上与进油通道相平行的另一条回流通道经燃油回油歧管,返回PT泵的进油一侧。
PT型供油系统调节供油量所依据的基本原理是:液体通过某一通道的流量是与液体的压力、允许通过的诶时间和通道的阻力(通道的断面尺寸)成比例。在通过时间的阻力不变情况下,流量与压力成正比;在压力与阻力不变时,流量与允许通过的时间也成正比;若压力与时间不变,则流量与阻力成反比。这实质上是由流体力学龙岗基本方程式所导出的必然结论。
作为单一喷油器来说,其入口处的量孔断面尺寸是经选定而不变的。那么,油量仅与压力和喷油时间成正比,所以可称为PT供油系。另外,喷油凸轮形状也是不变的。以角度计无论转速然后变化,所经历的角度是不变的,但以时间计则燃油进入时间是变化的,随转速升高而变短,使喷油量减少。在此情况下,如果还要保持供油量不变,则必须由PT燃油泵来提高喷油器的进油压力,以补偿由时间缩短对供油量得影响。所以PT燃油泵的输油压力是同时随发动机负荷和转速而变化的,这就是利用压力、时间来控制循环供油量得基本道理。基于上述原理构成了整个PT型供油系。该系统中,值得重讨论的部分是PT泵、喷油器和冒烟限制器。