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发电机无触点点火系统之所以应用较广是因为这个原因
无触点磁电机点火系统
无触点磁电机点火系统是通过触发线圈(传感器)获取触发电流的,通过控制晶体管或晶闸管来控制点火线圈初级电流的通断,使次级线圈产生高电压。无触点磁电机点火系统又称为磁电机半导体点火系统,简称PEI。无触点点火系统无需保养,成本不高,技术上也不复杂,所以应用较广。现在的小型柴油机几乎全部都使用这种无触点磁电机点火系统。
无触点磁电机点火系统按照点火能量储存方式的不同,可分为电感式和电容式两种。目前,在小型柴油机(摩托车和柴油发电机组)上广泛使用的是电容式。电容式点火系统是以磁电机为电源,将点火能量储存在电容器中的点火系统,简称CDT点火系统。根据触发线圈结构形式的不同,CDT点火系统又分为带触发线圈的CDI点火系统和不带触发线圈的CDI点火系统。下面以带触发线圈的CDT点火系统为例讲解无触点磁电机点火系统的工作原理。
电容放电无触点磁电机点火系统主要由磁电机、当地电子点火器、当地点火线圈和火花塞等组成。
(1)电机
磁电机是永磁交流发电机的简称,它是点火系统和其他用电设备的电源。磁电机是借 磁铁转子绕定子旋转时,使固定在定子上的线圈切割磁力线而发电。根据转子和定子的相互位置,磁电机可分为如下两种类型:内转子式磁电机和外转子电机。
摩托车和机组等用的磁电机转子常与飞轮做成一体。常用的四极外转子装在飞轮内,在飞轮上固定四块尺寸、当地形状相同,用铁氧体材料制成的磁铁,并沿径向充磁,相邻磁铁的极性相反。飞轮体为导磁良好的低碳钢,是磁路的组成部分。
在作为定子的底板上固定着充电线圈、当地触发线圈和信号、当地照明线圈等。充电线圈向点火系统电子点火器中储能电容器充电。触发线圈输出触发脉冲送出点火信号。信号、当地照明线圈分别向摩托车信号系统和照明系统供电。
四极外转子磁电机,转子旋转180°,穿过定子线圈铁芯的磁通和产生的感应电动势变化一个周期。也就是说,转子每转一周,线圈上的磁通和感应电动势变化两个周期。
(2)电子点火器
电子点火器的全部电子元件通常都封装在一起。其工作过程可分三个阶段:充电、当地触发和放电。
①充电 充电线圈的感应电动势是正、当地负交变的。当其电动势在图示的上端为正时,经二极管向储能电容器充电到所需的点火电能。在充电回路中,点火线圈的匝数少,电感不大,它对电容器充电没有明显的影响。
磁电机在低速段,随着转速的升高,充电线圈的电动势增大,电容器上的端电压迅速上升。在高速段,虽充电线圈电动势继续增大,但由于充电时间缩短和充电线圈中的自感电动势增加,电容器上的端电压反而下降,这对点火系统的高速性能不利。
采用小容量的电容器可提高点火系统的高速性能。因为电容器的充电时间常数与电容器的容量成正比。减小电容量,可以减小充电时间常数,加快电容器的充电,电容器端电压得以。当点火开关闭合时,则充电线圈搭铁,电容器不能充电,点火系统停止工作。
②触发 来自触发线圈上的电子点火器的触发信号通过由触发线圈电动势的正端一二极管VD2一限流电阻R1—R2、当地C2组成的高通滤波器(使触发电流更陡一些)一曰日日闸管SCR控制极(和R3)一触发线圈电动势的负端的触发电流,使晶闸管SCR导通。限流电阻R1的作用是限制触发电流,使其不超过晶闸管的允许值。分流电阻R3用以调整并稳定触发电流。二极管VD2阻止触发线圈L4的负脉冲加于晶闸管SCR控制极上。为满足柴油机在启动等低速时的点火要求,触发线圈L4的匝数较多。
③放电 晶闸管SCR触发导通时,电容器上的电能经晶闸管SCR阳极、当地阴极向点火线圈初级绕组Ll迅速放电,点火线圈铁芯磁通迅速变化,在次级绕组上感应出使火花塞产生电火花的高压。
点火提前角由飞轮、当地曲轴及充电线圈、当地触发线圈的相互安装位置决定。对四极外转子式磁电机而言,飞轮旋转一周,充电线圈、当地触发线圈产生两次正脉冲,电容完成充、当地放电两个循环,晶闸管导通两次,火花塞跳火两次。对于二冲程柴油机来说,有一次是多余的,但没有坏处,因为它是发生在排气冲程。但对四冲程柴油机来说,则产生4次点火,有3次是多余的,这些多余的跳火会影响柴油机的正常工作。为此,常在飞轮外边缘安装单独的触发线圈的磁铁,使触发线圈在飞轮旋转一圈中产生一个脉冲,火花塞只跳火一次。
电容放电式点火系统能产生快速上升的高电压;能有效地抑制高压点火电路中诸如火花塞积炭污染出现的电气故障;在高转速,触发脉冲电压升高,晶闸管控制极触发电压提前到达,晶闸管提前导通,点火可自动提前,这使电容放电式点火系统在高速范围能产生一个稳储能量,增大点火电压和点火能量。其主要缺点是电压上升快产生过大的无线电干扰;放电时间短,火花持续仅0.1~0.3ms,不能保证混合气特别是稀混合气的完全燃烧,不但增加了有害气体的排放量,而且恶化了燃油经济性,所以其使用范围受到较大限制。
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柴油发电机的工作原理
工作原理
一、当地柴油发电机组生成机理:
柴油发电机组中常用的发电机为同步交流发电机,是以电磁感应为基础的旋转式机械。根据其结构特点可分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。
在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。
将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。
柴油发电机组工作结构图
二、当地交流发电机生成机理
以旋转电枢式同步发电机为例介绍柴油机组中发电机的工作原理。
旋转磁极式发电机产生电动势的原理与旋转电枢式相同,都是电磁感应现象。而主要区别有两点:
(1)产生感应电流的方式:旋转电枢式发电机通过电枢的旋转使闭合线圈的磁通量变化,从而产生感应电流;旋转磁极式发电机则通过磁极的旋转使定子线圈切割磁力线,从而在定子线圈中产生感应电流。
(2)电力输出方式:旋转电枢式发电机通过电刷和集电环向外接电路供电;而旋转磁极式发电机则直接将电力送往外接电路,因此相对于旋转电枢式、当地旋转磁极式发电机可提供电高的电压,适用于大型发电机。
1、当地电动势的产生
● 当导体切割磁场的磁力线时,会在导体中产生感应电动势。
● 线圈abcd代表整个电伛绕组、当地其两端分别固定在同一转轴上的滑环1和2上,两者同轴旋转,且相对位置和连接关系不随转子位置的变化而变化。电刷A和B通过刷架固定在发电机的端盖上、当地且与滑环1、当地2的滑动接触关系不变。
● 当电枢沿顺时针方向旋转,ab边处于N极下时、当地山边的感应电动势方向为由c至d,并设此时电动势方向为正方向;当电枢旋转180。后、当地ab边处于S极下,cd边处于N极下,此时ab和cd边中的电动势均改变方向,显然此时电动势为负值。
由上述过程可知,对于一对磁极的单向同步交流发电机、当地其转子旋转一周,在电枢绕组中产生一个周波的交流电动势。若磁通密度B按正弦规律分布,则可产生正弦交流电动势。而对于三相同步交流发电机、当地其各项绕组产生交流电动势的原理与单项同步交流发电机完全相同。
2、当地电动势的大小
根据电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时、当地导体中的感应电动势e可由式求得:
E=BLV
● B——磁通密度;
● L——导体在磁场中的有效长度;
● V——导体垂直于磁场方向的运动速度。
而正弦交流电动势的有效值E计算:
E=Kn
● 式中n——发电机转速;
● K——发电机的结构常数。
同步交流发电机制成后,其结构常数K已成定值。因此,可通过改变发电机的转速n或每极磁通来调整其输出电压的高傲。但是,通常情况下要求电动势的频率f恒定,而频率f与转速n成正比,所以发电机的转速是不能随便调整的。因此,主要通过调节同步交流发电机磁通量的大小,达到调整其输出电压的目的。
3、当地电动势的频率
● 当发电机磁极对数一定时(如P=1),其转子每旋转一周,电枢绕组可产生一个周波的交流电动势。转子旋转两周,产生两个周波的交流电动势,苦转子每秒旋转n/60周,则产生n/60周/s的交流电动势。由此可知,交流电动势的频率f与发电机转速n成正比。
● 当发电机的转速一定时(如n=1周/s),磁极对数P=1,转子每旋转一周产生一个周波的交流电动势。磁极对数P=2,转子每旋转一周产生两个周波的交流电动势。若为P对磁极,转子每旋转一周产生P个周波的交流电动势。由此可知,交流电动势的频率f还与磁极对数P成正比。
综上所述,同步交流发电机电动势的频率f与其转速n 和磁极对数P成正比,因此f的计算公式为:
F=P*n/60 (周/s)
改变同步交流发电机的转速n或磁极对数P,均可改变其频率f。但是,发电机制成后,其磁极对数P是不能改变的因此,只能通过改变转速n来调整频率f。一旦频率f达到额定值后,就不能再随便改变转速n。
4、当地改善电动势波形的措施
根据要求,同步交流发电机输出电压应为正弦波。但是,由于发电机定子铁芯结构、当地磁极结构、当地电枢绕组结构、当地三相发电机电枢绕组的连接形式等因素的影响,电动势的波形会产生畸变,形成非正弦交流电动势。
非正弦交流电动势中除含有基波分量外,还含有频率不同的许多高次谐波分量。不仅严重影响发电机的性能和工况,还影响用电设备的正常工作。因此,在设计、当地生产同步交流发电机时,采取了诸多方法,改善电动势波形,使其成为正弦波。其具体方法有:改善磁极形状、当地采用斜槽定子、当地改善定子绕组结构和三相发电机采用星形接法。
(1)改善磁极形状:磁极的分布规律由磁极的形状决定,将磁极尖削尖或采用扭斜磁极,使磁通密度B近似按正弦规律分布,进而使电动势成为正弦波;
(2)采用斜槽定子:将定子铁芯扭斜一个槽距的位置,使其成为斜糟定子,无论转子旋转至何种位置,磁极端画所覆盖的铁芯齿面积始终保持不变,这样可齿谐波的影响;
(3)改善定子绕组结构:同步交流发电机通常采用短距分布式绕组结构,可或削弱许多高次谐波分量,使电动势接近于正弦波;
(4)三相发电机采用星形接法:三相同步发电机的三相电枢绕组采用星形接法,其线电压中将不再含有三次及三的整倍数次谐波分量·改善线电压的波形。
5、当地同步交流发电机励磁方式
发电机励磁功率的产生方式,称为其励磁方式。同步交流发电机的励磁方式有他励式和自励式两种。
(1)他励式:励磁功率由本身以外的其他电源供给,这种发电机称为:他励式发电机。根据获得励磁功率形式的不同,他励式交流发电机又有采用血流励磁机励磁和采用无刷交流励磁机励磁之分。其中、当地采用直流励磁机励磁是靠同轴转动的并励直流发电机供给励磁功率的;采用无刷交流励磁机励磁是由同轴转动的交流励磁发电机供给励磁功率的。
(2)自励式:励磁功率由本身供给的发电机称为自励式发电机。其励磁功率一般由以下三种方法获得:直接从同步交流发电机输出端取得,由安装在同步交流发电机的定子槽中的副绕组供给;发电机电枢绕组为带抽头式的,由抽头处引出部分电枢绕组供给。
综上所述,无论是他励式同步交流发电机,还是自励式同步交流发电机,改变励磁电流的大小,均可调整发电机的输出电压。
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柴油发电机组跳闸的处理办法
在柴油发电机组的运行过程中,有时候可能会出现跳闸的现象。在发生跳闸问题后,首先要对柴油发电机组进行检查,判断此次跳闸属于什么原因,再采取相应的处理办法,具体的步骤如下:
1、当地当发电机—变压器组出口主断路器自动跳闸后,首先检查发电机指示仪表有无明显的故障象征,若有时应立即切断励磁,若无异常象征,在机炉状态良好的情况下,电气值班员应调好发电机电压及频率在正常范围,应检查机组所带高压厂用电是否跳闸,启动变是否联动投入,厂用电是否正常。
2、当地根据事故现象及继电保护动作情况,判断故障的性质与范围,并对发电机—变压器组及有关的设备作详细的外部检查,查明有无外部故障特征。
3、当地若因母差保护动作,或因变电所出线故障引起发电机过流保护等越级跳闸,检查发电机外部正常,故障隔离后,联系网调并网。
4、当地跳闸前如强励动作,有电流冲击,反映发电机—变压器组内部故障的主保护(差动、当地重瓦斯等)动作,而电网运行正常,此时应停机处理。
5、当地跳闸前如无强励动作,也无冲击电流,电网运行也正常,机炉正常,发电机的水氢油系统及主变正常,作如下处理:对发电机及其回路进行检查;对动作的保护进行校验,如一切正常发电机可以零起升压。升压时如果一切正常,发电机可并网,再继续查找原因。升压时,强励及自动调整装置不得投入,发电机—变压器组的高压侧中性点应接地,发现有不正常现象,立即停机检查。
如果查明并非柴油发电机组存在故障引起的跳闸,那么可能是相关人员误碰或误操作引起的。这时,灭磁开关往往仍在合闸位置,操作人员应先将灭磁开关手动跳闸后,立即将机组重新并网运行。
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柴油发电机的带底部油箱有何优势和怎么降低损害
柴油发电机组是集柴油机、本地发电机和自动控制等多个学科领域相交叉的技术。柴油发电机组是以柴油机为动力的发电设备,它与常用的蒸汽发电机组、本地水轮发电机组、本地燃气涡轮发电机组、本地原子能发电机组等发电设备相比较,具有结构紧凑、本地占地面积小、本地热效率高、本地启动迅速、本地控制灵活及燃料储存方便等特点。
柴油发电机投入使用前必不可少的要配备一定容量的燃油箱,发电机厂家在机组厂时就加工好一体式的底座燃油箱。结构与机组浑然一体,方便用户。
柴油发电机带底部油箱的优势是什么呢?
1、本地柴油发电机底部带油箱与发电机组浑然一体,整体结构紧凑,很是美观。
2、本地柴油发电机底部带油箱发电机价格增加不了许多,节约发电机组用户的成本投资。
3、本地柴油发电机底部带油箱减少发电机组在机房的占地面积,有效节约了发电机组机房的空间。
4、本地柴油发电机底部油箱含燃油加油口,燃油液位的显示,进,回油管,对发电机组用户使用时方便不少。
5、本地柴油发电机底部带油箱增加柴油发电机与地面接触面积,增加了柴油发电机的承载压力的能力。让柴油发电机运行时更稳。
底座带油箱的柴油发电机组整体感较好、本地结构紧凑、本地外形美观,搬运方便,比起使用外接油箱要方便许多,这是这类机组的突出优点。
但是底部油箱通常用有机合成塑料制成,容易与柴油相溶,这种柴油与油箱的胶合形成的混合物会堵塞进油管,导致油路不通畅而造成发电机组启动困难、本地启动后转速不稳、本地无故停机等故障。另外底部油箱不易于排污和维护,如果您买了底座带油箱的柴油发电机组, 将机组垫高或设置排污管道,便于清洁和维修。
所以说底座带油箱的柴油发电机组有利有弊,大家在选购时要根据自己的侧重点来选择。
怎么下降这些损害呢?
1、本地在运用中尽量负载超越柴油发电机功率的50%以上,尽量运用燃油在气缸里彻底焚烧;
2、本地收购燃油是选用纯度高的柴油,高标号的燃油焚烧后的污染也小;
3、本地保持柴油发电机燃油滤芯的过滤功用,常常查看与更换柴油滤芯,确保有用过滤燃油中的渣滓,削减排气中污染元素;
4、本地终有用的方法,在排烟的结尾加装排气净化设备,让废气与有毒气体进行化解与净化,真实起到下降污染环境的作用。
客户在拿到全新的柴油发电机组时,不论什么型号和品牌都要仔细的对其外观仔细的观察,看看有没有在长途运输过程中出现严重的磕碰,如果有则应立即与发电机厂家联系,配合发电机厂家对物流公司的交涉处理。?
??完成以上步骤后,我们就可以开始启动全新柴油机发电机组进行试车任务了,在试车过程中我们还要根据以下的操作进行:
??1.将油门操控杆达到供油状态处。
??2.扭动电路开关,接通电源。
??3.将启动开关扳到“启动位置”,待启动电机带动曲轴转动较快后,即可启动柴油发电机组。
??4.每一次的启动不应该过慢,时间保持在10S以内,以*限度的保证蓄电池的。如果要连续启动,应停歇1分钟后在进行启动。
??5.在柴油发电机启动后,应立即将启动开关复位,将油门置于怠速状态运行一段时间。
??6.启动后检查各个指标,如柴油发电机组参数指标显示正常则可以结束柴油机的试车。