王德朋 山東省青州市火箭軍工程大學(xué)士官學(xué)院

75kW柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)壓與調(diào)速系統(tǒng)的改裝

王德朋 山東省青州市火箭軍工程大學(xué)士官學(xué)院

對一臺75kW柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改裝，主要是把機(jī)組的機(jī)械調(diào)速器改裝為電子調(diào)速器，把發(fā)電機(jī)的可控相復(fù)勵(lì)型調(diào)壓器改裝為英國斯坦福發(fā)電機(jī)公司生產(chǎn)的SX440型AVR，從而提高了機(jī)組的供電質(zhì)量。

柴油發(fā)電機(jī)組 械調(diào)速器

引言

柴油發(fā)電機(jī)作為重要的電源在人們?nèi)粘Ｉ罡餍懈鳂I(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，輸出電能質(zhì)量直接影響著用電設(shè)備的工作性能，而輸出電壓的穩(wěn)定性是電能質(zhì)量好壞的重要標(biāo)制，影響機(jī)組電壓穩(wěn)定的因素主要是柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，現(xiàn)在的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組多采用電子調(diào)速器和自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器，根據(jù)負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁電流從而保證電壓的穩(wěn)定，作者對單位的一臺75KW的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了自動(dòng)化的改裝，更換了原機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組自動(dòng)調(diào)速和精確調(diào)壓。

一、機(jī)組的基本情況

75KW機(jī)組使用的是東風(fēng)康明斯生產(chǎn)的EQ6BT柴油機(jī)，功率90kW,驅(qū)動(dòng)一臺75KW三相同步交流發(fā)電機(jī)，在未改裝前采用機(jī)械調(diào)速，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定電壓400V，采用相復(fù)勵(lì)調(diào)壓，本機(jī)組原來采用機(jī)械調(diào)速，發(fā)電機(jī)采用的是可控相復(fù)勵(lì)進(jìn)行調(diào)壓，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率控制在3%-5%[1]。因此在使用過程中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不能自動(dòng)和精確的控制，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率較大，要提高本機(jī)組的供電質(zhì)量，可以通過對機(jī)組的改裝來實(shí)現(xiàn)。

二、調(diào)速系統(tǒng)的改裝

要保證機(jī)組電壓的穩(wěn)定，必須要使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，所以要把機(jī)組的機(jī)械調(diào)速器改裝成電子調(diào)速器，電子調(diào)速器的基本原理是這樣的，電子調(diào)速器根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器傳過來的轉(zhuǎn)速信號，通過執(zhí)行器調(diào)整柴油機(jī)的供油量從而保證轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定，系統(tǒng)中使用的是美國GAC公司生產(chǎn)的ESD5500調(diào)速器和ADC200內(nèi)置式執(zhí)行器，其各各端子功能如下：F端子接24V電源（蓄電池）正極、E端子接電源負(fù)極，同時(shí)接地，C、D端子為轉(zhuǎn)速信號輸入端，轉(zhuǎn)速信號一端要接地。A、B端子為輸出控制信號，控制油門執(zhí)行器，執(zhí)行器通過控制油量的大小從而穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。M、G號端子為怠全速控制端子，M、G號端子短接柴油機(jī)為怠速（750r/min），斷開為全速（1500r/ min）。G、J號端子外接一個(gè)安裝一個(gè)5kΩ的滑變電阻實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速微調(diào)。

圖1 電子調(diào)速器接線原理圖

圖2 轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖

圖3 SX440型AVR接線原理圖

電子調(diào)速器要進(jìn)行調(diào)速必須要有轉(zhuǎn)速信號的輸入，所以必須要安裝轉(zhuǎn)速傳感器，本系統(tǒng)采用的轉(zhuǎn)速傳感器是針對測速齒輪而設(shè)計(jì)的發(fā)電型傳感器，其安裝在飛輪殼上，飛輪旋轉(zhuǎn)引起的磁隙的變化，在探頭線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢來達(dá)到測速的目的。安裝在靠近測速齒輪的地方，輸出與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的頻率信號，如圖2所示。

三、調(diào)壓系統(tǒng)的改裝

三相交流同步發(fā)電機(jī)一般配有自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（又稱AVR），通過調(diào)整勵(lì)磁電流來保證電壓穩(wěn)定，機(jī)組原來使用的是可控相復(fù)勵(lì)型自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器，其電壓調(diào)整率較高，電壓波動(dòng)較大，因此準(zhǔn)備改用性能較好，調(diào)壓精度較高，由英國斯坦福發(fā)電機(jī)公司生產(chǎn)的SX440型AVR，其靜態(tài)電壓調(diào)整率低于1%，其接線原理圖如圖3所示。圖中K1、K2端子為勵(lì)磁中斷連接，P2、P3端子為電源輸入端，由主定子輸入，XX、X端子為勵(lì)磁電流輸出端子，與勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組相連，SX440會根據(jù)由2、3端子輸入的電壓調(diào)節(jié)XX、X端子中的輸出電流，從而使電壓穩(wěn)定。

四、結(jié)論

改裝完成后，起動(dòng)機(jī)組進(jìn)行試機(jī)，進(jìn)行加減負(fù)載實(shí)驗(yàn)，在滿載情況下，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)能控制在1%，而靜態(tài)電壓調(diào)整率低于1%，能夠很好保障滿負(fù)荷向負(fù)載供電，證明改裝后性能良好，能夠進(jìn)行正常使用。

[1]楊貴恒，賀明智，袁春，陳于屏.柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)手冊[M].北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2008