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柴油发电机组 — 组成及原理简介 主要内容 柴油发电机组概况 柴油发电机组主要电气性能指标 柴油发电机组的基本结构和工作原理 柴油发电机组的控制屏 柴油发电机组的维护 一、柴油发电机组概况 组成：三大部分 — 柴油发动机 — 三相交流同步发电机 — 控制屏（自动检测、控制及保护装置） 类型： — 移动式：中、小功率，如地面电源车 — 固定式：中、大功率 柴油发电机组的特点 ⑴ 单机容量等级多：几KW～几千KW ⑵ 配套设备少，安装地点灵活，占地面积小 无须水坝、锅炉；冷却水少；不与电网并联 ⑶ 热效率高，燃油消耗低 柴油机：30-46%；蒸汽机20-40%； 燃气轮机：20-30% ⑷ 启动迅速，可快速达到全功率：min等级 ⑸ 维护简单； ⑹ 建设成本低：风电/水电/太阳能/核电/火电 柴油机的技术特点 ⑴ 发出50Hz的交流电，机组转速只能是3000、 1500、1000、750、500、375、300rpm； ⑵ 输出电压为400/230V，频率50Hz，PF=0.8 ⑶ 功率变化范围大：0.5kW-10000kW， 12-1500kW为移动电站、备用电源 ⑷ 装有调速装置，以保持频率稳定； ⑸ 自动化程度高：具有自启动、自动加载、 自动报警、自动保护功能 二、柴油发电机组的主要电气性能指标 ⑴ 空载电压整定范围：为Un的95%～105% ⑵ 冷热态电压变化：±2%～±5% ⑶ 稳态电压调整率：±（1～3）%（负载变化） ⑷ 稳态频率调整率：±（0.5～3）%（同上） ⑸ 电压畸变率：≤10% ⑹ 电压波动率和频率波动率：负载不变时 ⑺ 容许不对称负载：≤±5% 三、柴油发电机组的基本结构和工作原理 由三大部分组成： — 柴油发动机 — 交流同步发电机 — 励磁调节系统及控制屏 功率转换关系： 燃油热能 → 机械能 → 电能 柴油发动机 交流发电机 柴油发动机（1） 1 机体组件+曲柄连杆机构 — 机体组件：是油机的骨架，上有汽缸体-曲 柄箱、汽缸套、汽缸盖、汽缸垫、油底壳等 — 曲柄连杆机构：将热能→机械能，包括： 活塞组 + 连杆组 — 曲轴飞轮组：驱动辅助系统 2 配气系统与进排气系统 按照工作循环和点火顺序，定时启闭各汽缸的进排气门，确保进气多，排气充分 柴油发动机（2） 3 供油系统：定时、定量、定压喷油 调速器：根据柴油机负载情况，自动调节供 油量，以保持油机转速稳定 4 冷却系统：冷却活塞、汽缸、汽缸盖、气门等 水冷80-85℃/风冷150-180℃ 5 润滑系统：减磨、冷却、清洁、密封、防锈 6 启动与电气系统：人工/电动机/汽油机/压缩 空气启动 7 柴油机增压系统：提高进气压力→提高功率 交流同步发电机 同步发电机： p —磁极对数；f — 交流电频率；n — 转速 机载电源f = 400Hz，p = 2，则n = 12000rpm 工频电源f = 50Hz，p = 2，则n = 1500rpm 备用电源/地面电源种类： 1）静止变流器INV：功率小，用于通信电站 2）直流电动机-发电机组：机载二次电源 3）柴油发电机组：功率大，自备电站 交流同步发电机：两种结构示意图 交流同步发电机：组成 定子：铁心 + 机座 + 电枢绕组 转子：转轴 + 磁极 + 励磁绕组 + 集电环 定、转子间隙：很小 端盖及轴承：上有电刷、风扇（风冷） 集电环：将固定的直流励磁电流用电刷引入 到转子励磁绕组上（指旋转磁极式） 交流无刷同步发电机 组成： ⑴ 主发电机：旋转磁极式，为电网供电 ⑵ 交流励磁机：旋转电枢式，为主发励磁 ⑶ 旋转整流器：将励磁机的AC→DC ⑷ 永磁发电机（PMG）：旋转磁极式，为交 流励磁机励磁 电气结构示意图： 三级交流无刷同步发电机：电气图 无刷交流发电机结构图（二级） 励磁调节系统及控制屏 1. 发电机控制系统：两大部分 — 调速系统：控制发电机转速→频率 — 励磁系统：控制发电机励磁电流→电压 励磁调节系