柴油發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)原理如何分析 6BT型柴油機(jī)中冷型采用的是水對(duì)空中冷類(lèi)型。它由中冷器殼及中冷器芯等組成。中冷器殼由鋁板模壓而成。中冷器殼分為中冷器蓋和中冷器體兩部分。中冷器蓋通過(guò)進(jìn)氣岐管與空氣壓縮機(jī)相連，中冷器還進(jìn)氣岐管與氣缸蓋進(jìn)氣口相連。中冷卻芯由銅合金管子組成。發(fā)電機(jī)冷卻液從中冷器后端的進(jìn)水街頭進(jìn)入中冷器芯中，然后由前端出口流向節(jié)溫器?？諝庥稍鰤浩鲏核偷街欣淦?，流過(guò)中冷器受到冷卻液的冷卻，降溫后而進(jìn)入氣缸?，F(xiàn)在智能控制系統(tǒng)的使用已經(jīng)大大提高了柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，保障了柴油發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定工作，柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)就像發(fā)電機(jī)組的心臟，那么控制系統(tǒng)是通過(guò)何種原理和算法來(lái)實(shí)現(xiàn)的呢？ 一、數(shù)字勵(lì)磁控制器軟件實(shí)現(xiàn)與算法研究 主要是對(duì)數(shù)字式勵(lì)磁控制器的軟件和所采用的控制算法進(jìn)行論述。首先對(duì)數(shù)字勵(lì)磁控制器的主程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后對(duì)電量參數(shù)采集算法和智能勵(lì)磁控制算法進(jìn)行研究，并在CPU上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)的數(shù)字勵(lì)磁控制，需要得到實(shí)時(shí)、的電量數(shù)據(jù)，而要獲得實(shí)時(shí)、的電量數(shù)據(jù)，則需要采用交流采樣方法，并推導(dǎo)出交流采樣下各個(gè)電量的計(jì)算公式，終編寫(xiě)計(jì)算出電量數(shù)據(jù)的算法程序。交流采樣是按一定的規(guī)律對(duì)被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值進(jìn)行采樣，再按照一定的數(shù)學(xué)算法求出被測(cè)電量參數(shù)的測(cè)量方法。下面給出交流電壓，交流電流，有功功率，無(wú)功功率，功率因素的各種算法中的離散公式。 二、數(shù)字式勵(lì)磁控制器總體設(shè)計(jì)方案 工作電源：由于微處理器的工作電源要求，我們需要一個(gè)5V的穩(wěn)定直流電源，信號(hào)調(diào)理電路的運(yùn)算電路的供電需要一組±12V的直流電源，另外，開(kāi)關(guān)量輸出需要驅(qū)動(dòng)繼電器，所以需要一個(gè)+24V的直流電源，為此我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)化模塊得到系統(tǒng)正常工作所需的三組DC電源。 三、交流采樣鎖相環(huán)電路 要進(jìn)行交流采樣，通常需要進(jìn)行同步采樣，目前交流采樣方式主要有硬件同步采樣、軟件同步采樣和異步采樣三種。硬件同步由硬件同步電路向CPU提出中斷實(shí)現(xiàn)同步。硬件同步電路有多種形式，常見(jiàn)的如鎖相環(huán)同步電路等。硬件同步采樣法是由專(zhuān)門(mén)的硬件電路產(chǎn)生同步于被測(cè)信號(hào)的采樣脈沖。它能克服軟件同步采樣法存在截?cái)嗾`差等缺點(diǎn)，測(cè)量精度高。利用鎖相頻率跟蹤原理實(shí)現(xiàn)同步等間隔采樣的原理圖，在相位比較器PD、低通濾波器LP、壓控振蕩器VCO構(gòu)成的鎖相環(huán)內(nèi)加入n分頻器，輸入為被測(cè)信號(hào)的頻率，作為鎖相環(huán)的基準(zhǔn)頻率，輸出 為采樣頻率。經(jīng)n分頻后與相比較，根據(jù)鎖相環(huán)工作原理，鎖定時(shí)/n=，即：=n。由于鎖相環(huán)的時(shí)跟蹤性，當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率變化時(shí)，電路能自動(dòng)快速跟蹤并鎖定，始終滿足=n的關(guān)系，即采樣頻率為被測(cè)信號(hào)頻率的整數(shù)n倍，從而實(shí)現(xiàn)一周內(nèi)等間隔采樣n點(diǎn)。此外，還可將分頻系數(shù)n為程序控制，則可根據(jù)不同頻率的被測(cè)信號(hào)及CPU、A/D轉(zhuǎn)換器的速度，動(dòng)態(tài)改變n值，以達(dá)到 的效果。 柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的工作原理和算法很復(fù)雜，每個(gè)電路的設(shè)計(jì)都有其特定的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。柴油發(fā)電機(jī)組的控制部分，數(shù)字式勵(lì)磁控制器較傳統(tǒng)的模擬電路，勵(lì)磁控制器具有精度高，反應(yīng)快，控制算法適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)于不同特性的電機(jī)只要通過(guò)調(diào)整程序參數(shù)就能適應(yīng)，甚至可以實(shí)現(xiàn)更高端的自適應(yīng)智能控制算法等優(yōu)點(diǎn)。 四、對(duì)繼電保護(hù)裝置的要求 繼電保護(hù)裝置是確保供電，保護(hù)電氣設(shè)備而裝設(shè)的，因此，對(duì)它的要求是：動(dòng)作要迅速當(dāng)供電系統(tǒng)或電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)限應(yīng)短，迅速切除故障，以減輕被保護(hù)設(shè)備的損壞程度，阻止故障的蔓延。對(duì)于電氣元件，如果短路電流通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生的熱量與短路電流的平方和電流通過(guò)的時(shí)間成正比，因此，保護(hù)裝置切除得越快，產(chǎn)生的熱量就越小，設(shè)備就不易損壞。靈敏度要高靈敏度是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或工作狀態(tài)不正常的反應(yīng)能力。靈敏度越高，故障發(fā)覺(jué)和切除就越早，從而對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的破壞就越小?？煽啃砸呖煽啃允侵秆b置本身應(yīng)能可靠地工作。在正常運(yùn)行或不屬于它保護(hù)范圍的故障，不應(yīng)誤動(dòng)作，而屬于它保護(hù)范圍內(nèi)的故障，不應(yīng)拒絕動(dòng)作。因此，保護(hù)裝置的可靠性很重要，否則，它本身就可能是產(chǎn)生和擴(kuò)大事故的根源。

從4個(gè)方面來(lái)分析并比較發(fā)電機(jī)的風(fēng)冷和水冷系統(tǒng) 柴油發(fā)電機(jī)過(guò)冷或者過(guò)熱（即發(fā)電機(jī)冷卻能力過(guò)強(qiáng)或者過(guò)弱）都會(huì)對(duì)其動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性，工作可靠性帶來(lái)不利的影響。因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng)，能夠保證發(fā)電機(jī)始終處于適宜的溫度下工作，以獲得較高的發(fā)電機(jī)經(jīng)濟(jì)性能，動(dòng)力性能，工作可靠性指標(biāo)等。冷卻系統(tǒng)的功用就是使發(fā)電機(jī)在各種工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)電機(jī)過(guò)熱，又要防止冬季發(fā)電機(jī)過(guò)冷，在冷態(tài)下的發(fā)電機(jī)啟動(dòng)之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)電機(jī)迅速升溫，盡快達(dá)到正常的工作溫度。 冷卻系統(tǒng)，顧名思義，其主要作用就是對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻，保證柴油發(fā)電機(jī)在一定的溫度范圍內(nèi)可靠的工作，根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，分為風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)兩種。下面康明斯發(fā)電機(jī)公司結(jié)合風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造、振動(dòng)噪聲、冷卻效果、低溫性能、使用壽命，進(jìn)行分析比較。 1.系統(tǒng)構(gòu)造：水冷柴油發(fā)電機(jī)的氣缸套分為干式氣缸套（不直接與水接觸）和濕式氣缸套（直接與水接觸），活塞在缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將熱量傳給缸套，缸套又將熱量傳遞給冷卻液來(lái)實(shí)施冷卻，需要有水泵、水管、節(jié)溫器等專(zhuān)用零部件，構(gòu)造復(fù)雜；風(fēng)冷柴油發(fā)電機(jī)則省去許多部件和環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但風(fēng)冷系統(tǒng)對(duì)材料的耐熱，耐磨，膨脹系數(shù)要求更高，制造起來(lái)技術(shù)工藝要求也比水冷要高。 2.振動(dòng)噪聲：水冷系統(tǒng)由于在缸套外側(cè)配備水套，噪音經(jīng)過(guò)水后變小，從而大大降低了發(fā)電機(jī)內(nèi)部噪音，相對(duì)來(lái)說(shuō)水冷柴油發(fā)電機(jī)的噪聲更小、震動(dòng)較小，擁有更高的壓縮比，爆發(fā)力更強(qiáng)，功率更高，風(fēng)冷系統(tǒng)需要風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行抽風(fēng)與排風(fēng)，風(fēng)燥比較大，震動(dòng)較為明顯。 3.冷卻效果：水冷系統(tǒng)的缸體和缸蓋剛度好，冷卻強(qiáng)度高，發(fā)電機(jī)內(nèi)部和外部冷卻均勻，冷卻水路設(shè)計(jì)自由度大，工作可靠，循環(huán)性好，降溫迅速，不容易過(guò)熱，不受環(huán)境影響；風(fēng)冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)為空氣，空氣的比熱容大約為水的比熱容的1/4左右，空氣的傳熱系數(shù)大概為水的傳熱系數(shù)的1/20—1/30左右，空氣的降溫效果不如水明顯，尤其在夏季使用中，水冷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更為明顯。 4.低溫性能：風(fēng)冷系統(tǒng)啟動(dòng)方便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，啟動(dòng)后氣缸的溫度上升較快，在短時(shí)間內(nèi)即可進(jìn)入大負(fù)荷工作狀態(tài)，沒(méi)有凍裂和過(guò)熱沸騰的危險(xiǎn)，其低溫性能優(yōu)良；水冷系統(tǒng)啟動(dòng)后，溫升比較緩慢，而且冷卻液更換不及時(shí)容易凍壞發(fā)電機(jī)，需要定期檢查冷卻液的質(zhì)量，低溫環(huán)境下風(fēng)冷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更大。使用壽命風(fēng)冷系統(tǒng)中于氣缸壁溫度高，升溫速度快，酸性腐蝕和磨損在很大程度上降低了，柴油發(fā)電機(jī)在露點(diǎn)以下的工作時(shí)間也大大縮短了，因而風(fēng)冷系統(tǒng)機(jī)件腐蝕、銹蝕程度小，而且缸體、缸蓋、散熱器、冷卻部件上也不會(huì)像水冷系統(tǒng)一樣存有水垢；水冷系統(tǒng)時(shí)間久了，冷卻管道容易受到腐蝕和損壞，相關(guān)部件容易老化、開(kāi)裂，水箱容易產(chǎn)生水垢反而影響冷卻效果，風(fēng)冷系統(tǒng)使用壽命更長(zhǎng)。

柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)、排氣系統(tǒng)的作用是什么 進(jìn)氣系統(tǒng)的作用是保證柴油發(fā)電機(jī)的各氣缸在工作時(shí)得到充足的新鮮空氣和排出燃燒室內(nèi)燃燒后形成的廢氣。進(jìn)排氣系統(tǒng)主要由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、消聲器、氣缸蓋進(jìn)氣道及氣缸蓋排氣道等組成。另外為了提高柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率，增壓柴油發(fā)電機(jī)裝有增壓器，高級(jí)增壓系統(tǒng)中還裝有中冷器等。柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本文主要介紹防爆型柴油發(fā)電機(jī)組的進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及作用。 一、進(jìn)氣系統(tǒng) 防爆型柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)由進(jìn)氣管、進(jìn)氣阻火柵欄，空氣關(guān)斷閥及空氣濾清器等組成。 1、進(jìn)氣阻火柵欄構(gòu)造為疊片式，由多塊1.2mm厚，51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄，柵欄片與片的間隙≤0.5mm專(zhuān)為熄滅火焰之用。是為了防止柴油機(jī)氣缸內(nèi)可能返回的火焰直接通向大氣、火焰經(jīng)它熄滅，不至引燃工作環(huán)境的易燃?xì)?。為了保證柴油機(jī)有足夠的進(jìn)氣量，應(yīng)經(jīng)常清理柵欄的表面和間隙間的雜質(zhì)。清理時(shí)應(yīng)保證柵欄間隙不被破壞?？諝怅P(guān)斷閥是為了而設(shè)置的，在柴油機(jī)發(fā)生“飛車(chē)”現(xiàn)象時(shí)，用作緊急停車(chē)用。在空氣關(guān)斷閥關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)氣被完全切斷，在5～10秒內(nèi)，柴油機(jī)即可停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在正常工作狀況停機(jī)時(shí)，要使用停機(jī)開(kāi)關(guān)，嚴(yán)禁使用空氣關(guān)斷閥停機(jī)。 2、空氣濾清器 空氣濾清器的作用是濾除掉空氣中的雜，以保證清潔的空氣進(jìn)人氣缸內(nèi)。否則會(huì)導(dǎo)致氣缸套和活塞組零件早期磨損，縮短柴油發(fā)電機(jī)的使用受命，空氣濾清器一般又分為干式濾清器和濕式濾清器。 紙質(zhì)干式空氣濾清器的結(jié)構(gòu)。它不需要加注機(jī)油，即可將空氣中的雜質(zhì)濾除，其原理是通過(guò)改變空氣流動(dòng)方向或使空氣穿過(guò)具有微孔的濾芯，以達(dá)到凈化空氣的目的。干式空氣濾清器的濾芯一般有金屬網(wǎng)狀濾芯和紙質(zhì)濾芯兩種。這兩種濾芯一般使用150h后，需要濾芯中的雜質(zhì)。金屬網(wǎng)狀漶芯取出后應(yīng)放在汽油中清洗，并用壓縮空氣吹干。紙質(zhì)濾芯取出后，一般用手或木棒輕輕敲擊其端面，使其吸附在濾芯上的灰塵和雜質(zhì)脫落。 濕式濾清器殼的底部放置了一定量的機(jī)油，其日的是利用機(jī)油的黏性吸附進(jìn)人氣缸中空氣的灰塵和雜質(zhì)。目前，進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)較多采用的是濕式空氣濾清器。 濕式空氣濾清器的結(jié)構(gòu)。濕式空氣濾清器濾芯所吸附灰塵和雜質(zhì)較多時(shí)，一般可將濾芯放置在汽油中清洗并用壓縮空氣吹干。更換機(jī)油后，再把吹干的濾芯裝人空氣濾清器。 3、進(jìn)氣管 進(jìn)氣管的作用就是按照柴油機(jī)的工作次序，分別供給各缸充足的新鮮空氣。進(jìn)氣管一般是用鑄鐵或鋁合金鑄造，如圖1所示。進(jìn)氣管和排氣管分別安裝在氣缸蓋的兩側(cè)，如果在一側(cè)裝配，會(huì)使排氣管的高溫傳給進(jìn)氣管，造成進(jìn)人氣缸內(nèi)的空氣密度減小，影響進(jìn)氣量。同時(shí)，為了減小空氣的流通阻力，進(jìn)氣管內(nèi)壁一般要做的比較平整和光滑。 圖1 四缸機(jī)進(jìn)氣管 二、 排氣系統(tǒng) 防爆型排氣系統(tǒng)由水夾層排氣管、水夾層彎管、水夾層波紋管、廢氣處理箱和排氣阻火柵欄以及補(bǔ)水箱等組成。 1、廢氣處理箱（如2所示） (1) 水夾層排氣管、水夾層彎管和水夾層波紋管，水夾層中的水作為冷卻液與柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)聯(lián)通封閉循環(huán)冷卻，保證排氣管表面溫度不超150℃。各部件之間在連接處通過(guò)橡膠軟管將各水夾層聯(lián)通，使水夾層形成了一個(gè)通暢的循環(huán)水路。水夾層波紋管位于柴油機(jī)和廢氣處理箱之間，主要起減震的作用。 (2) 廢氣處理箱內(nèi)有排氣阻火柵欄、水浴箱和膨脹箱。用以處理由排氣管進(jìn)入的廢氣。主要用作熄滅廢氣中的火焰、進(jìn)一步冷卻和洗滌廢氣，炭煙及溶解廢氣中的部分有害物質(zhì)。經(jīng)過(guò)排氣阻火柵欄熄滅火焰和水浴處理后的廢氣經(jīng)膨脹箱、排氣尾管通向大氣。 (3) 排氣阻火柵欄構(gòu)造為疊片式，由多塊1.2mm厚，51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄，柵欄片與片的間隙≤0.5mm專(zhuān)為熄滅火焰之用。要及時(shí)清理柵欄的表面和間隙間的雜質(zhì)和積炭，以保證排氣的暢通。排氣阻火柵欄，要做到每天一清理，清理時(shí)打開(kāi)維修門(mén)，松動(dòng)頂緊輪，抽出柵欄，清理兩表面上的積炭和雜質(zhì)，然后將柵欄裝回頂緊，關(guān)閉維修門(mén)并鎖住。維修清理時(shí)應(yīng)保證柵欄間隙不被破壞。 (4) 廢氣處理箱中的水量控制，廢氣處理箱中的水量約50升，與補(bǔ)水箱連通。廢氣處理箱中水量的大小由進(jìn)水浮球閥和水位報(bào)警浮球控制，進(jìn)水浮球閥控制 水位和在水量不足時(shí)由補(bǔ)水箱向廢氣處理箱中補(bǔ)水。水位報(bào)警浮球在水位降至 控制水位且補(bǔ)水箱無(wú)法正常向廢氣處理箱中補(bǔ)水時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)裝置報(bào)警并在1分鐘內(nèi)使柴油機(jī)自動(dòng)停機(jī)。因此，每次工作前必須將補(bǔ)水箱加滿水，在工作中要隨時(shí)觀察補(bǔ)水箱的水位，及時(shí)加水保證防爆柴油機(jī)工作正常。 (5) 氣密封襯墊，在進(jìn)、排氣的管路中，各連接法蘭處都夾有密封襯墊，襯墊均采用特制的銅皮包封石棉板制成，具有良好的彈性、拆裝時(shí)若發(fā)現(xiàn)有損壞或失去彈性應(yīng)予更換，對(duì)各處的密封面不許有任何碰傷和劃痕。 防爆柴油機(jī)排氣系統(tǒng)-康明斯發(fā)電機(jī)組.png 廢氣處理箱的結(jié)構(gòu)示意圖 2、消聲器 消聲器的作用：主要是減少?gòu)U氣排出時(shí)的噪聲。消聲器一般用鋼板沖壓并經(jīng)焊接而成。在裝配時(shí)，消聲器帶有斜面的出口要朝下，以防止雨水或異物進(jìn)人。 3、排氣管 排氣管的作用是按照柴油機(jī)各缸的工作次序，分別把燃燒室燃燒后形成的廢氣從燃燒室中排出。排氣管一般采用鑄鐵鑄造。為了減小排氣阻力，排氣管內(nèi)壁要做的直徑較大且平整和光滑。同時(shí)，排氣外管的彎曲度要做的盡可能小，否則會(huì)影響柴油機(jī)的輸出功率。