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柴油發電機組基本結構及工作特性介紹

點擊次數:298 發布時間:2019-12-02
  柴油發電機組的工作原理即為通過柴油發動機供給動能,再由軸承和端蓋將發電機中已經組裝并且并聯在一起的定子和轉子在高速的旋轉過程中做切割磁力線的運動,從而產生感應電勢,進而產生感應電流。
  
  隨著數據中心電力需求的不斷增長,則相應的對備用柴油發電機組的單機容量要求越來越大、臺數越來越多,電壓等級越來越高,因此對基礎設施運維工作者也提出了更高的要求,所以很有必要了解發電機組的基本結構及工作特性。
  
  一、柴油機系統
  
  柴油發電機是將柴油的化學能轉化機械能,再由機械能轉化為電能的機械設備,其發電原理是通過其他輔助動力帶動柴油發電機曲軸轉動,使活塞在密閉氣缸的頂部作上下往返運動。當活塞由上向下運動時,氣缸進氣門打開,室外空氣由空濾裝置過濾后進入氣缸,完成進氣行程。當活塞由下向上運動,氣缸進排氣門關閉,在活塞上行的擠壓下,氣體體積因迅速被壓縮,導致氣缸內的溫度迅速上升,完成壓縮行程。當活塞達到頂端時,經過油濾裝置過濾后的燃油經高壓噴油嘴霧化噴射,與高溫高壓的空氣混合劇烈燃燒,此時氣體體積迅速膨脹,推動活塞向下做功。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量,從而帶動曲軸旋轉,完成做功行程。做功行程完成之后,活塞由下向上移動,氣缸排氣門打開排氣,完成排氣行程。每個行程曲軸旋轉半圈,經過若干個工作循環后,柴油機組在飛輪的慣性下逐漸加速旋轉工作。
  
  二、同步交發電機系統
  
  上述過程中進行的是化學能與機械能的轉化,那么機械能又是如何轉變為電能的呢?結構上,同步交流發電機與柴油發電機曲軸同軸安裝,利用柴油發電機的旋轉帶動發電機的轉子旋轉,由于發電機的磁極鐵芯存在剩磁,所以電樞線圈在磁場中切割磁力線,由電磁感應原理可知,發電機就會輸出感應電動勢,經閉合的負載回路就能產生電流。
  
  三、發電機勵磁系統
  
  眾所周知,同步發電機需要直流電流勵磁。供給同步發電機勵磁電流的電源及其附屬設備統稱為勵磁系統,一般由勵磁功率單元和勵磁調節器兩個部分組成。勵磁功率單元向同步發電機轉子提供勵磁電流,而勵磁調節器則根據輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元的輸出。
  
  其中勵磁系統對發電機本身的安全穩定運行提供了重要作用:
  
  1)根據發電機系統下游負載的變化相應的調節勵磁電流,以維持發電機輸出端電壓;
  
  2)控制并機系統中各發電機無功功率輸出;
  
  3)提高發電機并機運行的靜態穩定性和暫態穩定性;
  
  4)根據發電機運行工況實現大勵磁和小勵磁限制;
  
  5)當發電機系統內部出現故障時,自主進行滅磁操作以減少故障損失程度。
  
  
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