汪偉

摘要： 柴油發(fā)電機(jī)組在我國(guó)備用電源領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，本文我們通過對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組控制原理以及整體的控制系統(tǒng)的研究，深入探究柴油發(fā)電機(jī)在我國(guó)整體應(yīng)用的表現(xiàn)。通過分析柴油發(fā)電機(jī)組以及其電控裝置在日常生活中可能出現(xiàn)的問題，提出一系列解決柴油發(fā)電機(jī)組在我國(guó)實(shí)際應(yīng)用中問題的解決方法。柴油發(fā)電機(jī)是根據(jù)發(fā)電機(jī)內(nèi)柴油發(fā)電圈產(chǎn)生切割磁感線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生電磁效用，通過這些研究使柴油發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展。

Abstract： Diesel generator set is widely used in the field of standby power supply in China. In this paper， we study the control principle of diesel generator set and the overall control system to explore the performance of the overall application of diesel generator in China.Through the analysis of diesel generator set and its electronic control device in daily life may appear problems， put forward a series of solutions to the diesel generator set in China's practical application of the problem.Diesel generator is based on the diesel generator circle to generate cutting magnetic induction line movement， and then produce electromagnetic utility， through these studies to make the diesel generator set electrical control system further development.

關(guān)鍵詞： 柴油發(fā)電機(jī);電控裝置;柴油電機(jī)發(fā)展與應(yīng)用

Key words： diesel generator;electronic control device;development and application of diesel motor

中圖分類號(hào)：TM611.22? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）23-0036-02

1? 控制與結(jié)構(gòu)原理

機(jī)組在多種零件配合下，具有功率大、效率高、尾氣排放低、噪音低等特點(diǎn)。在柴油發(fā)電機(jī)組中，旋轉(zhuǎn)定子在柴油機(jī)中繞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)起著重要的作用，ECU是柴油機(jī)的電子控制器，其作用是監(jiān)測(cè)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速控制和運(yùn)行狀況，如油壓、水溫、轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)等。發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器AVR是通過監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)在工作過程中監(jiān)測(cè)壓的變化，進(jìn)而到達(dá)額定限度時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)額定電壓變化進(jìn)行調(diào)整，利用整體的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，在機(jī)組正常運(yùn)行的過程中，使發(fā)電機(jī)提供穩(wěn)定功率運(yùn)轉(zhuǎn)，在某個(gè)角度上，這種狀態(tài)也稱之為后期運(yùn)行。當(dāng)發(fā)電機(jī)的功率逐漸減小，發(fā)電機(jī)不再向外界吸收功率時(shí)，這就出現(xiàn)了電流滯后的一個(gè)現(xiàn)象，而此狀態(tài)也是發(fā)電機(jī)的重要現(xiàn)象這種狀態(tài)稱為漸進(jìn)式操作。電機(jī)在不斷地運(yùn)行的過程中，如果電流逆向運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)使發(fā)電機(jī)的效率大幅度下降，如果想增加發(fā)電機(jī)運(yùn)行的效率，就要切割磁感線的運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的成比例增加，從而減少電擊靜態(tài)的穩(wěn)定性。在考慮發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性方面，要介入自動(dòng)調(diào)節(jié)磁感應(yīng)裝置，當(dāng)發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行當(dāng)中，會(huì)使內(nèi)部漏磁現(xiàn)象逐漸增加，會(huì)使內(nèi)部運(yùn)作處于峰值狀態(tài)此時(shí)，內(nèi)部調(diào)節(jié)磁調(diào)節(jié)器產(chǎn)生起著重大的作用。伴隨著溫度的逐漸升高，也會(huì)使漏磁量進(jìn)而增加，此時(shí)，我們就要選擇階段性的斷開電源，為整臺(tái)機(jī)器降低溫度。我們已降低溫度的方法以及內(nèi)部裝置磁感應(yīng)調(diào)節(jié)器的方法，使整個(gè)電機(jī)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。這也是柴油發(fā)電機(jī)組重要的組成部分之一。因此，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行能力必須通過試驗(yàn)確定。換句話說，供應(yīng)必須是活躍的能吸收多少無功功率來維持系統(tǒng)的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定，各部件溫升不超過限值可滿足電壓要求。

2? 柴油發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)

①發(fā)電機(jī)，整體系統(tǒng)通常是由發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子以及電刷以及端蓋所組成，定子與轉(zhuǎn)子的作用是在整個(gè)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的過程中，發(fā)電機(jī)組在發(fā)電中各項(xiàng)裝置協(xié)調(diào)配合，而轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵心對(duì)磁組進(jìn)行阻撓，包括整個(gè)鐵圈的線，風(fēng)機(jī)滑環(huán)等。無論是做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，又或是產(chǎn)生磁電流效應(yīng)，可以使端子引線連接到整體電流的回路當(dāng)中。如果想使柴油發(fā)電機(jī)組整體潤(rùn)滑配合，就要使柴油發(fā)電機(jī)組上的裝置軟件完整，電流可以通過閉合的狀態(tài)導(dǎo)入回路當(dāng)中。進(jìn)而達(dá)到負(fù)負(fù)得正的效果，在保證整個(gè)裝置回路的前提下，使整個(gè)發(fā)電機(jī)的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。才可以實(shí)現(xiàn)整體裝置的運(yùn)行。在現(xiàn)在汽油的汽缸中，汽油燃燒會(huì)產(chǎn)生高額熱量，再由氣缸中的動(dòng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)將熱量轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，在轉(zhuǎn)化過程中迅速將活塞推動(dòng)下去，使每個(gè)氣缸按一定的順序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，活塞上的推力也會(huì)通過連桿改變推動(dòng)曲軸的動(dòng)力使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)通過電磁感應(yīng)的原理產(chǎn)生電流，從而建立主磁場(chǎng)，使整個(gè)磁場(chǎng)進(jìn)行良性循環(huán)。

②通常，在現(xiàn)代的柴油發(fā)電機(jī)組的工作原理是，將感應(yīng)墊圈與交流電動(dòng)勢(shì)相配合，使其導(dǎo)入電刷中，進(jìn)而引出直流電動(dòng)是在電刷上，是不存在電壓的，如果用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電刷可能會(huì)使電刷內(nèi)的針圈進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過切割不同的磁感線，進(jìn)而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，也就是電壓。由于電磁感應(yīng)以及切割磁感線的方向是有一定的規(guī)定的，因此在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，就必須受到線圈的約束，線圈也必須是整條線框所構(gòu)成。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在整體柴油電動(dòng)機(jī)中的運(yùn)用較為重要，線圈與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的交換，也是產(chǎn)生電流多少的重要因素之一。例如，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一般具有兩個(gè)電刷，電刷a與電刷臂在整體進(jìn)行交互切換的時(shí)候，電刷與電火花必會(huì)對(duì)整個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生磁感應(yīng)。電動(dòng)式的n極與s極也需要根據(jù)切割磁感線的方向進(jìn)行調(diào)換，如果n級(jí)與s級(jí)的方向是相反的，就可能會(huì)使切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電流方向是逆向的，就可能會(huì)使整個(gè)發(fā)電機(jī)處于癱瘓狀態(tài)。例如，如果隨著線圈的數(shù)量不斷增加，可能會(huì)使脈沖振動(dòng)的幅度不斷減小，進(jìn)而使直流電動(dòng)勢(shì)的大小以及整個(gè)柴油發(fā)電機(jī)處于不穩(wěn)定同步的狀態(tài)。同步柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行方式不同于母線的運(yùn)行方式頻率偏差稱為轉(zhuǎn)差。并聯(lián)頻率略高于母線頻率，在電磁感應(yīng)中，為了避免動(dòng)態(tài)電磁感應(yīng)產(chǎn)生逆向并聯(lián)的現(xiàn)象，就要使發(fā)電機(jī)與母線進(jìn)行直接相連，使其在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，每次旋轉(zhuǎn)時(shí)間不超過12個(gè)小時(shí)，在進(jìn)行周期性旋轉(zhuǎn)等待后，應(yīng)該使平行發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)間減小到零后再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。如果使整個(gè)柴油發(fā)電機(jī)持續(xù)處于運(yùn)行狀態(tài)，可能會(huì)使整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生崩塌，使整個(gè)裝置受到損害。

3? 柴油發(fā)電機(jī)并機(jī)控制

3.1 關(guān)閉信號(hào)

在斷路器中有一定的反應(yīng)時(shí)間，柴油機(jī)的并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)是由整個(gè)控制系統(tǒng)所控制的，在控制系統(tǒng)中，斷路器也是必要的，在整個(gè)斷路器中，應(yīng)該向合閘信號(hào)發(fā)生指揮信號(hào)，使合閘信號(hào)繼續(xù)運(yùn)行，確保整體再開機(jī)運(yùn)行中能流暢切換。同時(shí)關(guān)機(jī)脈沖持續(xù)時(shí)間為100ms（80ms+20ms）。

3.2 系統(tǒng)并聯(lián)

并聯(lián)G2發(fā)電機(jī)空氣斷路器正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)滑差頻率為正時(shí)，G2產(chǎn)生電這臺(tái)機(jī)器產(chǎn)生有功功率。當(dāng)滑差頻率為負(fù)時(shí)，G2產(chǎn)生功率該機(jī)器吸收有功功率，這種現(xiàn)象稱為逆功率滑頻，它包含兩種設(shè)置——“同步DF MAX”和“同步DF分鐘”。下面的計(jì)算說明了正確設(shè)置滑移的重要性。注：（DF MAX+DF MIN）/2=滑差例如發(fā)電頻率，如果處于15秒每赫茲時(shí)，這時(shí)候，發(fā)電機(jī)的母線之間會(huì)使磁感線的偏角減小，使其進(jìn)入同步點(diǎn)，如果發(fā)電機(jī)的頻率位于20赫茲每小時(shí)，就會(huì)使發(fā)電機(jī)的頻率產(chǎn)生上升的趨勢(shì)。即發(fā)電機(jī)與母線之間的相角沒有減小。在這種狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)相位永遠(yuǎn)不會(huì)進(jìn)入同步點(diǎn)。

4? 柴油發(fā)電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展前景與實(shí)際應(yīng)用分析

4.1 獨(dú)立交流微電網(wǎng)中蓄電池儲(chǔ)能與柴油發(fā)電機(jī)的協(xié)調(diào)控制

在蓄電池電網(wǎng)中，也會(huì)與柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生一定的聯(lián)系，柴油發(fā)電機(jī)的持續(xù)性發(fā)電會(huì)使蓄電池電網(wǎng)的供電穩(wěn)定運(yùn)行得到保證，基于蓄電池，電網(wǎng)可能需要源源不斷的電量的運(yùn)用，我們將提出一些關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)與蓄電池相并聯(lián)協(xié)調(diào)運(yùn)用的方法，將柴油發(fā)電機(jī)作為主要的能源提供裝置，在蓄能系統(tǒng)完整的前提下，使柴油發(fā)電機(jī)平穩(wěn)地運(yùn)行下去，使整個(gè)蓄電池電網(wǎng)完整運(yùn)行。同時(shí)，應(yīng)該導(dǎo)入輔助系統(tǒng)，防止因柴油發(fā)電機(jī)流經(jīng)時(shí)間過高，影響了其穩(wěn)定性，也解決短時(shí)間內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)電源的電網(wǎng)從能量?jī)?chǔ)存切換到柴油發(fā)電機(jī)狀態(tài)，為了保證能量與能量之間的轉(zhuǎn)化消耗，減少可以使柴油發(fā)電機(jī)與儲(chǔ)能電池之間的連接較為密切。

4.2 船舶柴油發(fā)電機(jī)組建模與運(yùn)行仿真

在現(xiàn)代船舶運(yùn)行過程當(dāng)中，柴油發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行決定了船舶在運(yùn)動(dòng)的過程中是否有足夠的動(dòng)力是否可以進(jìn)行可持續(xù)航行，柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)的數(shù)量決定了整個(gè)船舶發(fā)電的容量，也就是說，船舶電站并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性與船舶電站的運(yùn)行通暢有密切的關(guān)系。因此，建立良好的柴油發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型，對(duì)其整體船舶發(fā)電站進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)整個(gè)發(fā)電站的控制系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)以及性能應(yīng)用具有重要的意義。

4.3 島嶼發(fā)電運(yùn)用

中國(guó)是一個(gè)擁有較多臨島城市的國(guó)家，在這些島嶼城市交通運(yùn)輸不方便，想擁有電力的支持，就需要有發(fā)電機(jī)的產(chǎn)生。對(duì)于發(fā)電機(jī)產(chǎn)生需要相關(guān)裝置以及能量的消耗，柴油發(fā)電機(jī)就是重要的能量輸入之一，柴油發(fā)電機(jī)在我國(guó)島嶼上是，較為容易獲得的一種能源，在我國(guó)臺(tái)灣半島海南島嶼的一些無人居住的島嶼上，水資源，食物資源以及煤炭資源運(yùn)輸都較為困難，因此柴油發(fā)電機(jī)在這些地方的運(yùn)用就較為廣泛。通常在這些地方使用柴油發(fā)電機(jī)，可以使發(fā)電時(shí)間提升為六個(gè)小時(shí)每天，這樣就會(huì)使柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)營(yíng)效率大大提升，進(jìn)而對(duì)整個(gè)島嶼的電力運(yùn)營(yíng)情況得到改善。相比于其他類型發(fā)電，柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電在這些地方的優(yōu)勢(shì)在于整體裝置裝備較為簡(jiǎn)易，發(fā)電時(shí)間較長(zhǎng)，污染較小。如果使用其他類型，例如火燒煤炭發(fā)電就會(huì)對(duì)整個(gè)島嶼原生態(tài)的生態(tài)環(huán)境造成破壞。電力短缺和高價(jià)格嚴(yán)重阻礙了這些島與城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，島民的生活條件生活方式也逐步提升。在經(jīng)濟(jì)在相對(duì)富裕的浙江省，當(dāng)?shù)卣陙硪恢痹诠_這些島嶼的發(fā)電情況，但有良好的風(fēng)力資源，鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)電也采用柴油發(fā)電，20多個(gè)島嶼和近100個(gè)村級(jí)島嶼。因此，許多地方城市政府普遍積極支持風(fēng)力/薪材系統(tǒng)的發(fā)展，該系統(tǒng)的建設(shè)不僅會(huì)使生態(tài)環(huán)境得到保護(hù)同時(shí)也能使這些城市的經(jīng)濟(jì)得到發(fā)展，使用各種現(xiàn)代商業(yè)運(yùn)營(yíng)機(jī)制以此來，鼓勵(lì)企業(yè)和個(gè)人參與風(fēng)電和工資制度的建設(shè)和管理加快中國(guó)可再生能源企業(yè)能力建設(shè)，統(tǒng)一臺(tái)灣發(fā)展規(guī)劃開發(fā)計(jì)劃署、全球環(huán)境基金和政府部門之間的會(huì)議計(jì)劃于1999年下半年舉行計(jì)劃為東南沿海島嶼的薪材系統(tǒng)提供部分基礎(chǔ)，計(jì)劃正在執(zhí)行中。

5? 小結(jié)

柴油發(fā)電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，控制方法的復(fù)雜性以及整體運(yùn)行維護(hù)的專業(yè)性要求比較高，因此，在現(xiàn)代運(yùn)用中也逐漸減少。但是不可否定的是，其功能性特點(diǎn)較為強(qiáng)大，柴油發(fā)電機(jī)組的切割磁感線技術(shù)在發(fā)電方面較為穩(wěn)定，在日常生活中，不論是巡檢發(fā)電又或是儲(chǔ)電都有所應(yīng)用，平時(shí)我們就要根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)以及獨(dú)有的系統(tǒng)運(yùn)行方法規(guī)律規(guī)范，相信根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)獨(dú)特的性能特點(diǎn)，制定出相應(yīng)的規(guī)定方案，同時(shí)對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)的電組控制技術(shù)加深研究，相信我國(guó)以后的柴油發(fā)電機(jī)會(huì)發(fā)展的越來越好。

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