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<天津>维曼机电设备有限公司


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什么问题导致发电机散热器损坏 (1)故障现象 某部一车用C系列康明斯柴油机，行驶过程中发现冷却液温度过高，经检查发现冷却液过少，添加到规定值后，继续行驶。半小时以后，水温又偏高，停车检查时，冷却液又减少了。检查发现散热器下部有漏水现象，对其进行焊接后，试机发现冷却液温度正常，冷却液也没有过量减少现象。但是该车高速行驶过后，又出现散热器漏水和冷却液温度过高的现象。 (2)故障查找分析 显然，这起冷却液温度过高的故障是由于散热器中冷却液泄漏导致的，而散热器芯屡次破损可能是由于质量较差或者是冷却系统压力过高造成的。经过检查，排除了 种原因。接下来查找压力的来源。如果是气缸内的高压气体进入散热器，那么柴油机工作时，散热器内应有较多水泡逸出，因此旋掉散热器盖后开机，没有发现异常现象。 检查散热器盖上的空气一蒸汽阀，检查发现蒸汽阀被异物卡死。 为了防止冷却液溅出，散热器的加水口平时用散热器盖盖住。但是由于柴油机工作后温度升高，冷却液会产生水蒸气，从而使冷却系统的气压升高，如果冷却系统完全封闭，可能会胀裂散热器的芯子。因此，通常在散热器盖内安装空气—蒸汽阀。空气一蒸汽阀主要由蒸汽阀、空气阀和蒸汽排出管等部分组成。 柴油机正常工作时，蒸汽阀2和空气阀3均因弹簧的压力处于关闭，将冷却系统和大气隔开，防止水蒸气溢出，使冷却系统的压力稍高于大气的压力，从而提高冷却液的沸点，增大散热器与空气间的温差，提高了散热器的散热能力，这对于在高原和热带工作的柴油机更为有利。当冷却系统内压过高时，蒸汽阀2被蒸汽压开，经蒸汽排出管1排出一部分水蒸气，使其内压降低，保护了散热器芯不至于被过高的内压胀裂。当冷却系统内压过低时，空气阀3被大气压力压开，外界空气经蒸汽排出管1进入散热器中，防止散热器的冷却液管被大气压力压瘪，因弹簧的预紧力不同，蒸汽阀和空气阀的开启压力也不同。一般蒸汽阀在散热器内压力比大气压力高出20～30kPa时开启。由于空气蒸汽阀的自动调压作用，闭式水冷系统的沸点较高，当冷却系统内蒸汽压力保持在130kPa时，水的沸点可提高到108℃，这使柴油机机与空气间的温差增大，提高了散热能力和对气候条件的适应性，同时减少了冷却液的消耗。故目前散热器上普遍采用空气蒸汽阀。 可知，当蒸汽阀无法开启，冷却系统内部压力过高时，会导致散热器芯损坏。 在柴油机的使用过程中，如果需要打开散热器盖进行检査，必须使冷却液温度低于50℃，否则就会出现的冷却液向外喷射而被烫伤的现象。 (3)故障排除 焊接散热器并更换散热器盖总成后，故障排除。

柴油发电机组的基本原理和结构 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能，根据其用途的不同，可分为陆用柴油发电机组及船用柴油发电机组；如果按品牌的不同，可分为国产柴油发电机组和进口柴油发电机组； 按转速不同，可分为低速发电机组和高速发电机组。 基本原理 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内，经过空气弗列加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。这里只描述发电机组基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。


结构分析 一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成，柴油机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓 将发电机钢性连接片和柴油机飞 连接而成，目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较 多一些，柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，如 水温传感器，通过这些传感器，直观地把柴油机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器， 就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警，这个时候如果操作 员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用 的。传感器起接收和反馈各种信息的作用，真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组 的控制系统，控制屏一般安装在发电机上，称为背包式控制屏，也有部分是独立一个屏放置在操 作室内，称为分体式控制屏，控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接，分别显示电参数和柴油 机运行参数。此外 发电机组还有底盘、联轴器、散热器、燃油箱 有的还装设有消声器和外罩。



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野外施工时柴油发电机组应注意哪些问题 柴油发电机组已经在野外施工场所中备受重用，因为其是以柴油机为原动机，拖动同步发电机发电的一种电源设备，是一种起动迅速、操作维修方便、投资少、对环境的适应性能较强的发电装置。 野外施工时，有以下问题需要注意： 1、野外施工柴油发电机的额定电压必须与外电线路电源电压等级相符。 2、野外施工柴油发电机组的安装环境应选择靠近负荷中心，进出线方便，周边道路畅通及避开污染源的下风侧和易积水的地方。 3、固定式柴油发电机组应安装在室内符合规定的基础上，并应高出室内地面0.25至0.30m。移动式柴油发电机组应处于水平状态，放置稳固，其拖车应可靠接地，前后轮应卡住。室外使用的柴油发电机组应搭设防护棚。 4、发电机组电源必须与外电线路电源连锁，严禁与外电线路并列运行；当2台及2台以上发电机组并列运行时，必须装设同步装置，并应在机组同步后再向负载供电。 5、柴油发电机组及其控制、配电、修理室等的设置应保证电气距离和满足防火要求；排烟管道应伸出室外，且严禁在室内和排烟管道附近存放贮油桶。

柴油发电机组行业发展三大特点 随着国际经济的发展，为了实现国内经济一体化，国内各行各业都在飞速发展，近些年，我国柴油发电机组行业也取得了快速发展的成效。但有好的一面，必然也会多少伴随着一点瑕疵。于是，国内便出现了一些低水平重复建设现象。 与发达 相比，我国柴油发电机组在产品品种与技术水平上都比较缺乏，大多是引进国外的发电机先进技术，这对柴油发电机组行业创新发展构成了阻力，现只能通过市场调节和加强下游产业来实现自然淘汰，专家预测我国柴油发电机组市场发展将呈现以下三大特点： 一.柴油发电机组技术含量日趋增加 中国现有的一些柴油发电机组产品技术含量不高，而国外已将很多先进技术应用在柴油发电机组上，如远距离遥控技术(包括监控)、步进电机技术、自动柔性补偿技术、激光切割技术、信息处理技术等。 二.柴油发电机组市场日趋垄断化 目前中国除了柴油发电机组和一些汽油发电机组有一定规模和优势外，其他柴油发电机组几乎不成体系和规模，特别是市场上需求量大的一些成套包装生产线，在世界发电设备中均被几家大型柴油发电机组企业(集团)所垄断。 三.柴油发电机组零部件生产专业化 国际发电设备界十分重视提高柴油发电机组技术能力，所以柴油发电机组零部件生产专业化是发展的必然趋势，很多零部件不再由柴油发电机组厂生产，而是由一些通用的标准件厂生产，某些特殊的零部件由高度专业化的生产厂家生产，真正有名的柴油发电机组厂将可能是组装厂。产品向多功能与单一、高速两极化发展。柴油发电机组的终作用在于有效缓解用电紧缺上。 柴油发电机组正迎合商户生产发展及社会需求的变化而迅速改变，生产趋向技术化，特别是环境保护迫在眉睫的今天，改善柴油发电机组的环保性能已经是箭在弦上。随着工业社会的不短发展，我国柴油发电机组需求将会持续增加，因此柴油发电机组市场空间也较大，而对设备的需求量将会十分可观，市场空间将出现一次大的飞跃。

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同步发电机的序分量电抗 同步发电机的序分量电抗X1、X2、X0 分析同步发电机不对称运行的基本方法是对称分量法。应用对称分量法，可以把发电机不对称的三相电压、电流及其所激励的磁势分解为正序分量、负序分量和零序分量，然后对各个分量分别建立的端点方程式和相序方程式，求解各序分量并研究各序分量分别所产生的效果， ，将它们叠加起来，就得出实际不对称运行的结果和影响。实践证明，在不计饱和时，上述方法所求得的结果，特别是对于基波分量基本上是正确的。 在不对称运行时，同步发电机的空气隙磁场为一椭圆形旋转磁场，即除了正序旋转磁场以外，尚有负序旋转磁场。因为它们的旋转方向不同，所以转子回路的反应也各不相同；对不同相序的电流，同步电机呈显的电抗也就有不同的数值。 当同步电机对称运行时，如前面各章所讨论的情形，定子电流为一稳定的对称三相电流，实际上即一组正序分量，它们所产生的旋转磁场（即正序旋转磁场）和转子之间没有相对运动，这个磁场并不能在转子绕组中产生感应电势，这个电流所遇到的电抗便是同步电抗。故同步电机的正序电抗即系同步电抗，不对称运行时，负序电流所产生的负序旋转磁场以同步速向着和转子转向相反的方向旋转，即该磁场将以两倍同步速载切转子绕组，将在转子绕组中感应一个两倍于电源频率的交变电流。对于负序旋转磁场而言，转子绕组的作用为一短路绕组，致使负序电流所遇到的便不再是同步电抗，而是另一个电抗x2，称它为负序电抗，其数值远较同步电抗为小。 负序旋转磁场在转子激磁绕组和组尼绕组中所感应的两倍频率的交变电流，将引起附加的铜损耗；负序旋转磁场还将在转子表面产生涡流，从而引起附加表面损耗。这些损耗都将使转子温升提高。此外，负序旋转磁场还将在转子轴和定子机座引起振动。 根据我国“发电机运行规程”规定：在额定负载连续运行时，汽轮发电机三相电流之差，不得超过额定值的10%，水轮发电机和同步补偿机的三相电流之差，不得超过额定值的20%，同时任一相的电流不得大于额定值。在低于额定负载连续运行时，各相电流之差可以大于上面所规定的数值，但应根据试验确定。 当零序电流流过定子绕组时，由各相零序电流所产生的三个脉动磁势，其幅值相等，时间上同相，而三者在空间各相隔120°电角度，因此三相零序基波全成磁势恰相至抵消，不形成气隙互磁通，只存在一些漏磁场，数值一般很小。零电流所遇到的电抗为带有漏抗性质的零序电抗，用代表，较更小。 由于现代电力系统的规模很大，在正常运行时负载电流的严重不对称是不常见的。具有实际意义的不对称运行情况为故障状态，如单相接地短路、二相短路和二相接地短路等。

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柴油发电机的工作原理 工作原理 一、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、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、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、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、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、且与滑环1、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、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、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、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、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、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、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、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、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、磁极结构、电枢绕组结构、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、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、采用斜槽定子、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、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、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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