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柴油發(fā)電機結(jié)構(gòu)：講的太清楚了
這里介紹柴油發(fā)電機的構(gòu)造，由于發(fā)電機大小不同，結(jié)構(gòu)也不相同，但主要部分的結(jié)構(gòu)與功能相同，本課件就柴油發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)與組成進行介紹，為顯示清楚，定子與轉(zhuǎn)子槽數(shù)都較少，定子線圈外形按導(dǎo)線繞制的線圈繪制(不是用銅條或銅管連接成的線圈)。發(fā)電機主要部件結(jié)構(gòu)則參考大中型柴油發(fā)電機繪制。

  發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子與定子組成。柴油發(fā)電機是同步發(fā)電機，由于柴油機的轉(zhuǎn)速很高，故柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)子只有一對磁極，在額定轉(zhuǎn)速每分鐘3000轉(zhuǎn)時輸出50赫茲的三相交流電。下面通過一個柴油發(fā)電機模型來介紹柴油發(fā)電機的基本構(gòu)造與組成。

  由于大型柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子磁極表面線速度達150m/s以上，離心力很大，故轉(zhuǎn)子直徑不能過大，大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子都為細長型。轉(zhuǎn)子圓周上沒有凸出的磁極，轉(zhuǎn)子鐵芯是一個在圓周上開有一些槽的圓柱，在圓周兩側(cè)各有一段槽距大的面稱為大齒，就是磁極(圖1所示)，稱之為隱極式轉(zhuǎn)子。在槽中嵌有勵磁繞組，隱極式轉(zhuǎn)子將勵磁繞組分成多個線圈，便于安裝與加固。

  勵磁繞組兩端通過集電環(huán)(滑環(huán))接到勵磁電源，在轉(zhuǎn)子圓周兩側(cè)就形成北極與南極，旋轉(zhuǎn)時就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

  放大的定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯截面圖，兩鐵芯間有氣隙。定子鐵芯的內(nèi)圓周有嵌放定子線圈的槽，在槽口兩側(cè)有固定槽楔的小槽，槽楔用途是壓住定子線圈。轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓周有嵌放轉(zhuǎn)子線圈的槽，在槽口兩側(cè)有小槽，用來固定槽楔，在槽底有用于通風(fēng)的槽。

  轉(zhuǎn)子鐵芯與軸用高強度高磁導(dǎo)率的合金鋼材整體制作，在轉(zhuǎn)子鐵芯部分有一些軸向與徑向的孔隙，用來通風(fēng)冷卻。由于各種電機冷卻方式不同，孔隙布置走向也不同，這里就不作介紹了，見圖4。

  柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  轉(zhuǎn)子勵磁繞組由多個線圈組成，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中，多個線圈串聯(lián)起來組成轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子軸的勵磁端(簡稱勵端)安裝集電環(huán)，轉(zhuǎn)子繞組的兩個線端分別連接到兩個集電環(huán)。見圖5。

  嵌裝好繞組的柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  嵌放好線圈后在槽口塞入槽楔，壓住槽內(nèi)線圈，線圈在槽外的端部用護環(huán)壓住，防止線圈被離心力甩出，見圖6。

  為減小負序磁場的影響，在轉(zhuǎn)子表面還裝有阻尼裝置，這里就不介紹了。

  轉(zhuǎn)子線圈與護環(huán)

  為降低發(fā)電機的溫度，在轉(zhuǎn)子兩端還裝有軸流風(fēng)扇對機內(nèi)氣體進行強制循環(huán)。見圖7，這是整個轉(zhuǎn)子，是發(fā)電機中的旋轉(zhuǎn)部件。

  安裝好集電環(huán)與風(fēng)扇的柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  定子

  因為定子鐵芯內(nèi)的磁通是在不停的變化，為防止渦流損耗，定子鐵芯采用多層硅鋼片疊成，硅鋼片涂絕緣漆相互絕緣。硅鋼片導(dǎo)磁良好。為通風(fēng)冷卻定子鐵芯分成多段，段間有縫隙實現(xiàn)徑向通風(fēng)。在定子鐵芯的兩端用壓圈與穿心螺桿壓緊定子鐵芯，見圖8。

  柴油發(fā)電機定子鐵芯

  在定子鐵芯槽內(nèi)嵌放定子的三相繞組，繞組形式一般為雙層疊繞。每相繞組由多個線圈組成，按一定規(guī)律對稱排列，大型發(fā)電機的線圈只有幾匝，是用一根根銅條或銅管彎成，在端部進行連接形成線圈。本模型簡化處理，線圈是由表皮絕緣的導(dǎo)線繞成多匝的線圈。

  在24槽電機模型有24個線圈，分為3組，組成三相繞組，6個引出線中3個是A、B、C相輸出端，3個為中性線端，一同連接到到電機下方的出線盒的瓷套管端子。

  嵌裝好線圈還要在槽口插入槽楔，把線圈壓緊固定。圖11是嵌裝好線圈的定子鐵芯剖視圖。

  發(fā)電機的實際組裝過程是定子鐵芯先安裝進機座，然后才進行線圈的嵌裝工作。

  定子與轉(zhuǎn)子裝入機座

  機座(機殼)由鋼板卷制焊接而成，為確保剛度在殼內(nèi)壁焊有多圈圓環(huán)筋與多條軸向筋。本模型圓環(huán)筋較寬，為便于冷卻氣體流動，開有多個通氣孔。在機座下方有發(fā)電機出線盒，發(fā)出的三相交流電從這里引出，見圖12。安裝好的機殼加端蓋應(yīng)有很好的氣密性，以防止冷卻介質(zhì)泄露。

  發(fā)電機機殼

  把定子鐵芯安裝在發(fā)電機機座內(nèi)，再進行定子線圈嵌裝，把各相線圈連接起來組成三相繞組。在定子鐵芯的槽口插入定子槽楔，壓緊槽內(nèi)線圈，見圖13。三相繞組的6個線端連接到出線盒的六個瓷套管端子，在出線盒外接成 Y 形連接，按三相四線輸出。

  裝入機座的發(fā)電機定子鐵芯與繞組

  把轉(zhuǎn)子插入定子鐵芯內(nèi)是發(fā)電機安裝的重要工序，要保證不損傷定子與轉(zhuǎn)子的任何部分。圖14是插入轉(zhuǎn)子后的狀態(tài)。

  發(fā)電機安裝轉(zhuǎn)子

  本模型的兩個轉(zhuǎn)子軸承安裝在機殼兩側(cè)的端蓋上，稱為端蓋式軸承。每塊端蓋由上下兩塊組成，在端蓋上安裝軸承部件，軸承部件由軸瓦與軸承油密封等組成，循環(huán)的密封油可以潤滑軸瓦、防止氫氣泄露、降低軸瓦溫度。

  安裝好機殼兩側(cè)的下端蓋，在端蓋上安裝軸承部件，軸承把轉(zhuǎn)子支撐起來，轉(zhuǎn)子磁極與定子鐵芯間留有氣隙，轉(zhuǎn)子可自由旋轉(zhuǎn)，見圖15。

  發(fā)電機安裝軸承

  安裝電刷裝置

  轉(zhuǎn)子的勵磁電源連接到電刷，電刷與集電環(huán)緊密接觸，勵磁電流先通過電刷，再通過集電環(huán)到轉(zhuǎn)子勵磁繞組。電刷由天然石墨制成，有很好的自潤滑特性，導(dǎo)電良好，電刷通過刷辮接到勵磁端子。電刷裝在刷盒內(nèi)，可自由上下移動，壓簧把電刷壓向集電環(huán)。壓簧采用恒壓彈簧，在電刷整個行程中壓力基本不變，恒壓彈簧固定在彈簧夾上，彈簧夾上有楔形卡子，彈簧夾插在刷盒內(nèi)，卡子進入卡孔就卡住了。圖16左圖是壓簧，右圖是較新的電刷在刷盒的狀態(tài)，中圖是磨損較多的電刷(待換電刷)在刷盒的狀態(tài)。

  電刷盒結(jié)構(gòu)

  刷盒固定在刷握上，刷握固定在刷握架上，刷辮連接到勵磁電源接線端子上，見圖17左圖，在圖17右圖中顯示了電刷與集電環(huán)的相對位置(圖中隱去了轉(zhuǎn)子軸)。

  電刷裝置與集電環(huán)

  僅為發(fā)電機電刷示意圖，實際大型發(fā)電機的勵磁電流很大，每個集電環(huán)由幾段組成，電刷組相應(yīng)增多，電刷數(shù)量達數(shù)十個。集電環(huán)采用耐磨的優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，為降低集電環(huán)溫度，集電環(huán)有通風(fēng)孔，在兩集電環(huán)之間還裝有離心風(fēng)扇。

  電刷裝置安裝在發(fā)電機的勵端集電環(huán)的兩側(cè)。在轉(zhuǎn)子兩端還要安裝轉(zhuǎn)子上的風(fēng)扇，為了使風(fēng)扇的氣流按照指定路徑流動，必須安裝上導(dǎo)風(fēng)罩，見圖18。

  發(fā)電機安裝電刷與風(fēng)扇

  發(fā)電機整機

  把機座兩端的上半端蓋安裝好，發(fā)電機就組裝好了，圖19是柴油發(fā)電機的剖視圖。

  冷卻系統(tǒng)

  大型發(fā)電機產(chǎn)生的熱量很大，必須有強有力的冷卻措施，不同型號發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子、機座等主要結(jié)構(gòu)基本一樣，但冷卻系統(tǒng)五花八門，也較復(fù)雜。

  主要的冷卻介質(zhì)是氫氣與水，也有用空氣。氫氣比空氣的密度小很多、導(dǎo)熱系數(shù)大很多;水與很大的比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)大、價格低廉。冷卻方式主要有：

  全氫冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用氫氣冷卻。

  水氫冷發(fā)電機，電機定子繞組采用水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組與定子鐵芯用氫氣冷卻。

  水水空發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯用空氣冷卻。

  水水氫發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯用氫氣冷卻。

  全水冷發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯也用水冷卻。

  空冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用空氣冷卻，僅用于中小型發(fā)電機。

  氫氣或水如何在電機內(nèi)循環(huán)則有多種途徑，根據(jù)循環(huán)路線在定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯上制作冷卻介質(zhì)的通道，繞組水冷采用空心銅管作導(dǎo)線，在管內(nèi)通水冷卻。

  ，機座完全密封，在機殼靠兩端設(shè)有氫氣冷卻器，氫氣冷卻器就是排管式熱交換器，管內(nèi)是流動的水，水通過電機外設(shè)備冷卻。在機殼內(nèi)部充滿氫氣，風(fēng)扇向兩端抽出熱氫氣，熱氫氣經(jīng)過氫氣冷卻器降溫，再次進入定子與轉(zhuǎn)子帶走熱量。圖中淺藍色箭頭線示意氫氣的流動路徑。

  除了上述的基本部件外，在定子、轉(zhuǎn)子、繞組、軸承等部位分布著許多溫度傳感器;在一些部位還有壓力傳感器、振動傳感器、位移傳感器等，監(jiān)視發(fā)電機的工作狀態(tài)。

  在機外還配有發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)、冷卻水的凈化裝置與循環(huán)裝置、氫氣的儲存與控制裝置、密封油的循環(huán)系統(tǒng)等。

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柴油發(fā)電機啟動后在低速下暖機有什么用呢 柴油發(fā)電機啟動后應(yīng)先在低速下進行暖機，一般為600r/min,然后才能逐漸提高轉(zhuǎn)速，絕不允許猛加油門使轉(zhuǎn)速突然升高，其原因是：（1)機器剛發(fā)動機溫低，機油粘度大，機油不能迅速進人各軸承間隙內(nèi)及活塞與汽缸套之間；（2）柴油機未運轉(zhuǎn)時，各軸頸是全部壓在軸承上，在常情況下，軸頸與軸承之間僅有極少量的油膜存在，剛啟動時，各軸頸與軸承之間幾乎處干磨擦狀態(tài)有機器逐漸走熱，機溫逐漸上升時，機油變稀機油才逐漸被壓人軸承內(nèi)和各運動件間隙之間，形成油膜得到潤滑；（3）柴油機剛啟動，若猛加油門將會引起下列后果：①猛加油門，供油量突增，轉(zhuǎn)速由低速猛增到高速，對曲軸連桿機構(gòu)產(chǎn)生一個沖擊力，有間隙的部位會產(chǎn)生敲擊，影響其強度，加大磨損；②由于油量猛增，而吸氣量短時間供應(yīng)不足，就會產(chǎn)生冒黑煙，既浪費油料又會產(chǎn)生積炭增加磨損；③猛開油門，轉(zhuǎn)速突增，調(diào)速器動作來不及起調(diào)速作用，往往會產(chǎn)生瞬間超速等后果。 柴油機啟動后，在 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，空負荷運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意下列問題： (1)檢查機油壓力表指示的壓力，應(yīng)在（200～500)kPa范圍，但不同型號柴油機各有具體規(guī)定，康明斯各系列柴油機機油壓力。 (2)檢查外部各管系與零件連接處有無漏油、漏水現(xiàn)象。 (3)觀察柴油機排煙是否正常，運轉(zhuǎn)中有無異常雜音。 (4)空載低速運轉(zhuǎn)時間不宜過長，以免燃燒室內(nèi)引起結(jié)炭結(jié)焦現(xiàn)象，因此，應(yīng)逐漸提高轉(zhuǎn)速，從60r/min提高到1000r/min左右進行暖機。

影響柴油發(fā)電機燃油消耗率的5點因素與對應(yīng)措施
  柴油發(fā)電機以其熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、機動性強、運行維護簡便等優(yōu)點成為了重要的動力機械。這一熱能機械，既使節(jié)約百分之一的燃料也會帶來巨大的經(jīng)濟效益。因此，降低柴油發(fā)電機的燃油消耗一直是企業(yè)追求的目標。本公司根據(jù)這一問題重點分析了影響柴油發(fā)電機燃油消耗率的原因，提出了降低燃油消耗率的措施。
影響柴油發(fā)電機燃油消耗率的因素與措施：
  1.柴油發(fā)電機運行組織是否合理對柴油發(fā)電機的燃油消耗有很大影響，運行組織不合理能造成柴油發(fā)電機周轉(zhuǎn)率低，有火停留時間長，燃油的無功消耗占總清耗量的比重大，顯然不合理的柴油發(fā)電機運用方式是燃油無功消耗的根源。措施：完善運行方式合理調(diào)配和使用柴油發(fā)電機減少待發(fā)時間和單機走行時間提高柴油發(fā)電機利用率減少無功消耗。
  2.值機人員操縱水平不但是柴油發(fā)電機正點運行的有力保證，同時對柴油發(fā)電機的功率發(fā)揮燃油消耗的經(jīng)濟性有較大影響。不同的操縱方法將導(dǎo)致不同的燃油消耗，熟悉線路縱斷面、準確掌握柴油發(fā)電機運行速度及區(qū)間運行時分、操縱平穩(wěn)、制動時機恰當?shù)闹禉C人員的操縱，燃油消耗就少，反之燃油消耗就會增加單耗上升。
  3.燃油供應(yīng)系統(tǒng)中，噴油泵及噴油器的質(zhì)量直接決定柴油發(fā)電機燃燒狀態(tài)。噴油泵流量不符合規(guī)定噴油器提前度偏大或偏小化不良是造成燃燒不良的主要原因。噴油泵壓力不夠，噴油器檢修不好或檢修不及時會造成柴油霧化不良，燃燒不干凈，將產(chǎn)生大量的燃油滴漏浪費。這些滴漏的燃油不但造成浪費，而且還會在柴油發(fā)電機燃燒部位產(chǎn)生大雖的積碳，影響柴油發(fā)電機和增壓器工作的效率，進一步降低了柴油發(fā)電機的輸出功率增加了燃油的消耗?？梢妼娪推鳈z修的及時性對節(jié)約燃油有重要的意義。措施：（1）提高備品檢修質(zhì)量，完善檢修工藝，按范圍對噴油泵、噴油器定期互換，上試驗臺檢測、及時發(fā)現(xiàn)狀態(tài)不良的噴油泵、噴油器及時檢修。（2）對噴油器針閥偶件、彈簧、支座板等賣行壽命管理（3）盡可能使用長效噴油器
  4.增壓器、中冷器、空氣弗列加濾清器工作狀態(tài)不良、均會造成柴油發(fā)電機的工作質(zhì)量下降。增壓空氣的壓力、溫度與進氣量直接影響燃油在氣缸里能否有效、充分地燃燒。空氣弗列加濾清器堵塞、中冷器冷卻效率過低、增壓器空氣壓力不足都會減少進入氣缸的空氣量，造成燃燒不充分而使油的消耗增大。措施：（1）對增壓器的真空度進行檢測，檢測不良時及時拆下檢修或者更換。（2）定期清洗空氣弗列加濾清器根據(jù)狀態(tài)及時更挨弗列加濾清器，確保進氣的通與足量（3）適時檢測中冷器的進氣壓力、溫度、出口壓力、中冷水溫等指標、對中冷器的性能進行評定，發(fā)現(xiàn)不良及時更換。
  5.功率調(diào)整：柴油發(fā)電機功率受諸多因素影響。如果柴油發(fā)電機主發(fā)電機外特性調(diào)整點偏離曲線過多，柴油發(fā)電機功率就不能正常發(fā)揮。當電功率高于柴油發(fā)電機功率時，柴油發(fā)電機就會出現(xiàn)壓轉(zhuǎn)速的現(xiàn)象。此時燃燒條件就會惡化，燃油燃燒就會不充分產(chǎn)生浪費。措施：定期上水阻進行功率調(diào)整，保證柴油發(fā)電機良好的牽引特性。
  通過以上分析，我們發(fā)現(xiàn)影響柴油發(fā)電機燃油消耗的因素主要有柴油發(fā)電機運行編排的因素，柴油發(fā)電機自身質(zhì)量狀態(tài)完好情況的因素，操縱方面的因素，燃油品質(zhì)以及線路質(zhì)量方面的因素，通過以上的原因分析與對策研究。綜合來看，只要采取的對策適當，那么降低柴油發(fā)電機燃油消耗并維持在較低水平是沒有任何問題的。西藏阿里發(fā)電機出租、租賃
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