柴油發(fā)電機組原理
概述
在通信系統(tǒng)中，一旦市電中斷，一般都是靠蓄電池放電來保整流器或者UPS等設(shè)備不間斷供電。但是電池的容量是有限的，如果停電時間較長，勢必會有掉電的危險，所以要提供一些后備電源，以保供電安全。目前，至常用的后備電源是柴油發(fā)電機組。
柴油發(fā)電機組
柴油發(fā)電機組簡而言之，就是由柴油發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，從而輸出電能的設(shè)備。
柴油發(fā)動機
一、柴油發(fā)動機原理
在汽缸內(nèi)，潔凈空氣與高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度升高，達(dá)到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積膨脹，推動活塞下行，成為“作功”。各汽缸按順序依次作功，作用在活塞上的推動經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。
四沖程的工作過程
2 進(jìn)氣沖程：活塞從上止點移動，目的是吸入新鮮空氣為燃燒作好準(zhǔn)備，此時進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉。活塞到達(dá)下止點時進(jìn)氣門關(guān)閉。活塞到達(dá)下止點時進(jìn)氣門關(guān)閉，進(jìn)氣沖程結(jié)束。
2 壓縮沖程：活塞從下止點向上止點移動，此時上下氣門關(guān)閉，氣缸內(nèi)空氣受壓縮，溫度、壓力增加，為燃燒提供條件，活塞到達(dá)上此點時壓縮沖程結(jié)束。
2 膨脹（作功）沖程：在壓縮沖程結(jié)束前，噴油器將燃油噴入氣缸，與空氣混合形成可燃?xì)怏w并自燃，產(chǎn)生高溫、高壓推動活塞向下止點運動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功，活塞到達(dá)下止點時，氣缸內(nèi)壓力下降，直至排氣門打開。
2 排氣沖程：作功結(jié)束后，氣缸內(nèi)的氣體已成為廢氣，活塞從下止點向上止點運動，排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞將廢氣排除氣缸，到達(dá)上止點時，排氣沖程結(jié)束。
柴油機通過改變氣缸內(nèi)柴油和空氣的比例來達(dá)到調(diào)整功率的目的。發(fā)動機轉(zhuǎn)速固定時，又跟單位時間內(nèi)柴油供應(yīng)量大小、柴油燃燒性能的好壞等因素有關(guān)。向氣缸內(nèi)多噴油，功率增加，當(dāng)油量多到數(shù)量后，由于氧氣不足，排氣開始冒黑煙，如再繼續(xù)增加油量，冒煙加重，但功率仍可少許增加，達(dá)到至大功率后，再多噴油，功率下降。
二、柴油發(fā)動機的結(jié)構(gòu)
柴油機總體結(jié)構(gòu)一般由以下幾大系統(tǒng)或機構(gòu)組成：機體、曲軸連桿機構(gòu)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)。
機體組件：包括機體（氣缸—曲軸蓋）、氣缸、氣缸蓋和油底殼等。這些零件構(gòu)成了柴油機骨架，運動件和輔助系統(tǒng)都支承在它上面。
曲軸連桿機構(gòu)：氣缸內(nèi)燃燒氣體的壓力推動曲軸連桿機構(gòu)，并將活塞的直線運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)動力。主要部件有：活塞、連桿、曲軸、飛輪等。
配氣機構(gòu)：適時向氣缸內(nèi)提供新鮮空氣，并適時的排出氣缸中燃料燃燒后的廢氣。它由進(jìn)氣門、排氣門、凸輪軸及其傳動零件組成。
燃油系統(tǒng)：燃料供給系統(tǒng)是按照內(nèi)燃機工作是所要求的時間，供給氣缸適量的燃料。它由燃油箱、燃油濾清器、油泵、噴油器等組成。
潤滑系統(tǒng)：潤滑系統(tǒng)是向柴油機各運動機件的摩擦表面，不斷提供適量的潤滑油。它由機油泵、機油濾清器、機油散熱器等組成。
調(diào)壓閥
冷卻系統(tǒng)：適當(dāng)冷卻在高溫下工作的機件，使柴油機保持正常的工作溫度。它由水泵、散熱器、水套、節(jié)溫器、風(fēng)扇等組成。
啟動系統(tǒng)：以外力轉(zhuǎn)動內(nèi)燃機曲軸，使內(nèi)燃機由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的裝置。由蓄電池、啟動馬達(dá)等組成。
電磁線圈及保持線圈通電，鐵心移動帶動驅(qū)動桿擺動，使啟動機的齒輪與飛輪齒圈嚙合，鐵心繼續(xù)移動接通直流電動機電路開始運轉(zhuǎn)工作，直至柴油機啟動。
三、柴油發(fā)電機的使用與維護
運轉(zhuǎn)前檢查
2 外觀檢查：發(fā)動機外部是否有損，缺件，螺絲是否松動，發(fā)電機輸出線或控制線是否損傷松動。
2 燃料系統(tǒng)：1、燃油量是否足夠，配線配管是否有沒有漏油或管件松動（等），排除燃油系統(tǒng)中的空氣；2、潤滑系統(tǒng)：發(fā)動機潤滑油是否足夠。
2 冷卻系統(tǒng)：冷卻散熱器的水量是否足夠。
2 蓄電池：電壓是否正確，接頭有無松動。
2 排氣系統(tǒng)：消音器有無破損、排氣管安裝是否牢固。
2 機組四周不可存放易燃物及雜物。
2 發(fā)電機室通風(fēng)是否良好。
運轉(zhuǎn)中請注意以下幾點
2 AC電流表：表針指示是否正常，切換電流切換開關(guān)，測量各相序間之間相電流值，各相序間相差至好不要超過10%
2 AC電壓表：表針指示的電壓是否正常。
2 油壓表指示的油壓是否在正常范圍。
2 水溫表指示的水溫是否在正常70℃—95℃范圍。
2 轉(zhuǎn)述表：引擎的轉(zhuǎn)數(shù)是否適當(dāng)。
2 發(fā)電機引擎有無異常的聲音或振動。
2 煙色是否無色或淺貨色。
2 應(yīng)根據(jù)廠家說明書所規(guī)定的要求選擇機油的質(zhì)量等級和粘度等級。
2 要注意使用中機油顏色、氣味變化，有條件的可以定期檢查機油各項性能指標(biāo)。一旦發(fā)現(xiàn)顏色、氣味以及性能指標(biāo)有較大變化，應(yīng)及時更換機油，不應(yīng)教條地照搬換油期限。
2 加注機油要注意適量，油量不足會加速機油變質(zhì)，而且會因缺油而引起零件的燒損；機油加注過多，不僅會使內(nèi)燃機油消耗量增大，而且過多的內(nèi)燃機油容易竄入燃燒室內(nèi)，惡化混合氣的燃燒。
2 要定期檢查清洗機油濾清器，清理油底殼中的臟雜物。
2 要避免不同牌號的內(nèi)燃機油混用，以免相互起化學(xué)反應(yīng)。
2 柴油的使用要符合季節(jié)要求，應(yīng)根據(jù)至低氣溫來選用不同牌號的輕柴油。一般要求柴油的凝點應(yīng)低于當(dāng)?shù)丶竟?jié)至低氣溫5℃。正確選用柴油牌號，可以避免在低溫下析出結(jié)晶而造成油路堵塞，發(fā)動機不能啟動。
2 當(dāng)柴油中含有水分時，不僅會使金屬銹蝕，冬季使用時，還會因結(jié)成冰粒堵塞濾清器，影響發(fā)動機供油。因此，在使用中須注意防止混入水分。
2 不用牌號柴油可摻兌使用，如當(dāng)月至低氣溫為0℃，不宜使用0號輕柴油，但可將0號輕柴油與低凝點輕柴油（-10號以下）按比例摻兌。不能摻入汽油，柴油中若有汽油存在，發(fā)火性能會顯著變差，導(dǎo)致不易啟動，甚至無法啟動。
2 盡量使用防凍液，因為防凍液不僅有防凍的作用，還有防腐蝕、沸點高、防水垢的有點。
2 有水加熱器的機組，在環(huán)境溫度低于5℃時，應(yīng)啟動加熱器，一遍于發(fā)動機啟動。
2 正常關(guān)機：當(dāng)市電恢復(fù)供電或試機完后，應(yīng)先切斷負(fù)荷、空載運行3-5min，再關(guān)閉油門停機。
2 故障停機：當(dāng)出現(xiàn)油壓低、水溫高、轉(zhuǎn)速高、電壓異常等故障時，應(yīng)能自動或手動停機。
2 緊急停機：當(dāng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速過高（飛車）或其它有發(fā)生人身事故或設(shè)備危險情況時，應(yīng)立即切斷油路和（進(jìn)）氣路緊急停機。
2 故障或緊急停機后應(yīng)做好檢查和記錄，在機組未排除故障和恢復(fù)正常時，不得重新開機運行。
發(fā)電機大多采用同步發(fā)電機。
2 同步發(fā)電機由固定的定子和可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩大部分組成。將同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，利用“電磁感應(yīng)”原理，發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。
交流發(fā)電機工作原理
在定子槽里放著三個結(jié)構(gòu)相同的繞組AX、BY、CZ（A、B、C為繞組始端，X、Y、Z為繞組末端）。三個繞組的空間位置互差120°電角度。當(dāng)柴油機拖動電機轉(zhuǎn)子和勵磁機旋轉(zhuǎn)時，勵磁機輸出的直流電流流入轉(zhuǎn)子繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。磁場切割三相繞組，產(chǎn)生三個頻率相同、幅值相等、相應(yīng)差為120°的電動勢。
交流發(fā)電機方框圖
交流發(fā)電機的運作方法
柴油機驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動時，主轉(zhuǎn)子上的剩磁在主定子產(chǎn)生一個小交流電壓，此電壓被AVR整流為直流并加在勵磁定子上；勵磁定子產(chǎn)生了一個磁場，磁場又使勵磁轉(zhuǎn)子感應(yīng)出交流電壓，通過旋轉(zhuǎn)整流器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎峁┙o主轉(zhuǎn)子；此時轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個更大的磁場，其交流電壓也更高；通過上述過程的不斷循環(huán)，當(dāng)發(fā)電機的輸出電壓趨近額定電壓時，AVR開始限制通向勵磁定子的電壓，從而使發(fā)電機輸出保持恒定。
發(fā)電機使用的注意事項
2 發(fā)電機切勿受潮。
2 應(yīng)避免金屬塵屑、水滴塵土、酸堿性氣體進(jìn)入電機內(nèi)部。
2 發(fā)電機運行時應(yīng)通風(fēng)正常，以防因線圈過熱造成絕緣破壞。
2 注意發(fā)電機軸承的溫度，正常情況下不應(yīng)超過55℃。
