柴油發(fā)電機組電控裝置與技術的發(fā)展與應用分析

汪偉

摘要： 柴油發(fā)電機組在我國備用電源領域應用較為廣泛，本文我們通過對柴油發(fā)電機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)電機在我國整體應用的表現(xiàn)。通過分析柴油發(fā)電機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)電機組在我國實際應用中問題的解決方法。柴油發(fā)電機是根據(jù)發(fā)電機內(nèi)柴油發(fā)電圈產(chǎn)生切割磁感線運動，進而產(chǎn)生電磁效用，通過這些研究使柴油發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)進一步發(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.

關鍵詞： 柴油發(fā)電機;電控裝置;柴油電機發(fā)展與應用

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

中圖分類號：TM611.22? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0036-02

1? 控制與結構原理

機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。在柴油發(fā)電機組中，旋轉定子在柴油機中繞旋轉運動起著重要的作用，ECU是柴油機的電子控制器，其作用是監(jiān)測柴油機的轉速控制和運行狀況，如油壓、水溫、轉速監(jiān)測等。發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器AVR是通過監(jiān)測發(fā)電機在工作過程中監(jiān)測壓的變化，進而到達額定限度時，對發(fā)電機額定電壓變化進行調(diào)整，利用整體的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，保證發(fā)電機運行的可靠性和穩(wěn)定性，在機組正常運行的過程中，使發(fā)電機提供穩(wěn)定功率運轉，在某個角度上，這種狀態(tài)也稱之為后期運行。當發(fā)電機的功率逐漸減小，發(fā)電機不再向外界吸收功率時，這就出現(xiàn)了電流滯后的一個現(xiàn)象，而此狀態(tài)也是發(fā)電機的重要現(xiàn)象這種狀態(tài)稱為漸進式操作。電機在不斷地運行的過程中，如果電流逆向運轉，會使發(fā)電機的效率大幅度下降，如果想增加發(fā)電機運行的效率，就要切割磁感線的運動相應的成比例增加，從而減少電擊靜態(tài)的穩(wěn)定性。在考慮發(fā)電機的穩(wěn)定性方面，要介入自動調(diào)節(jié)磁感應裝置，當發(fā)電機處于運行當中，會使內(nèi)部漏磁現(xiàn)象逐漸增加，會使內(nèi)部運作處于峰值狀態(tài)此時，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，也會使漏磁量進而增加，此時，我們就要選擇階段性的斷開電源，為整臺機器降低溫度。我們已降低溫度的方法以及內(nèi)部裝置磁感應調(diào)節(jié)器的方法，使整個電機處于良好的運行狀態(tài)。這也是柴油發(fā)電機組重要的組成部分之一。因此，發(fā)電機的運行能力必須通過試驗確定。換句話說，供應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)電機控制系統(tǒng)

①發(fā)電機，整體系統(tǒng)通常是由發(fā)電機的定子，轉子以及電刷以及端蓋所組成，定子與轉子的作用是在整個發(fā)電機運行的過程中，發(fā)電機組在發(fā)電中各項裝置協(xié)調(diào)配合，而轉子是由轉子鐵心對磁組進行阻撓，包括整個鐵圈的線，風機滑環(huán)等。無論是做切割磁感線運動，又或是產(chǎn)生磁電流效應，可以使端子引線連接到整體電流的回路當中。如果想使柴油發(fā)電機組整體潤滑配合，就要使柴油發(fā)電機組上的裝置軟件完整，電流可以通過閉合的狀態(tài)導入回路當中。進而達到負負得正的效果，在保證整個裝置回路的前提下，使整個發(fā)電機的能量進行轉換。才可以實現(xiàn)整體裝置的運行。在現(xiàn)在汽油的汽缸中，汽油燃燒會產(chǎn)生高額熱量，再由氣缸中的動能轉化系統(tǒng)將熱量轉化成動能，在轉化過程中迅速將活塞推動下去，使每個氣缸按一定的順序進行運動，活塞上的推力也會通過連桿改變推動曲軸的動力使曲軸轉動。同時通過電磁感應的原理產(chǎn)生電流，從而建立主磁場，使整個磁場進行良性循環(huán)。

②通常，在現(xiàn)代的柴油發(fā)電機組的工作原理是，將感應墊圈與交流電動勢相配合，使其導入電刷中，進而引出直流電動是在電刷上，是不存在電壓的，如果用原動機拖動電刷可能會使電刷內(nèi)的針圈進行旋轉，通過切割不同的磁感線，進而產(chǎn)生電磁效應，進而產(chǎn)生電動勢，也就是電壓。由于電磁感應以及切割磁感線的方向是有一定的規(guī)定的，因此在進行旋轉時，就必須受到線圈的約束，線圈也必須是整條線框所構成。感應電動勢，在整體柴油電動機中的運用較為重要，線圈與感應電動勢的交換，也是產(chǎn)生電流多少的重要因素之一。例如，感應電動勢一般具有兩個電刷，電刷a與電刷臂在整體進行交互切換的時候，電刷與電火花必會對整個感應電動勢進行切割磁感線運動，進而產(chǎn)生磁感應。電動式的n極與s極也需要根據(jù)切割磁感線的方向進行調(diào)換，如果n級與s級的方向是相反的，就可能會使切割磁感線運動產(chǎn)生的電流方向是逆向的，就可能會使整個發(fā)電機處于癱瘓狀態(tài)。例如，如果隨著線圈的數(shù)量不斷增加，可能會使脈沖振動的幅度不斷減小，進而使直流電動勢的大小以及整個柴油發(fā)電機處于不穩(wěn)定同步的狀態(tài)。同步柴油發(fā)電機的運行方式不同于母線的運行方式頻率偏差稱為轉差。并聯(lián)頻率略高于母線頻率，在電磁感應中，為了避免動態(tài)電磁感應產(chǎn)生逆向并聯(lián)的現(xiàn)象，就要使發(fā)電機與母線進行直接相連，使其在進行旋轉時，每次旋轉時間不超過12個小時，在進行周期性旋轉等待后，應該使平行發(fā)動機時間減小到零后再繼續(xù)旋轉。如果使整個柴油發(fā)電機持續(xù)處于運行狀態(tài)，可能會使整體結構產(chǎn)生崩塌，使整個裝置受到損害。

3? 柴油發(fā)電機并機控制

3.1 關閉信號

在斷路器中有一定的反應時間，柴油機的并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)是由整個控制系統(tǒng)所控制的，在控制系統(tǒng)中，斷路器也是必要的，在整個斷路器中，應該向合閘信號發(fā)生指揮信號，使合閘信號繼續(xù)運行，確保整體再開機運行中能流暢切換。同時關機脈沖持續(xù)時間為100ms（80ms+20ms）。

3.2 系統(tǒng)并聯(lián)

并聯(lián)G2發(fā)電機空氣斷路器正常運行時，當滑差頻率為正時，G2產(chǎn)生電這臺機器產(chǎn)生有功功率。當滑差頻率為負時，G2產(chǎn)生功率該機器吸收有功功率，這種現(xiàn)象稱為逆功率滑頻，它包含兩種設置——“同步DF MAX”和“同步DF分鐘”。下面的計算說明了正確設置滑移的重要性。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，這時候，發(fā)電機的母線之間會使磁感線的偏角減小，使其進入同步點，如果發(fā)電機的頻率位于20赫茲每小時，就會使發(fā)電機的頻率產(chǎn)生上升的趨勢。即發(fā)電機與母線之間的相角沒有減小。在這種狀態(tài)下，發(fā)電機相位永遠不會進入同步點。

4? 柴油發(fā)電機控制技術發(fā)展前景與實際應用分析

4.1 獨立交流微電網(wǎng)中蓄電池儲能與柴油發(fā)電機的協(xié)調(diào)控制

在蓄電池電網(wǎng)中，也會與柴油發(fā)電機產(chǎn)生一定的聯(lián)系，柴油發(fā)電機的持續(xù)性發(fā)電會使蓄電池電網(wǎng)的供電穩(wěn)定運行得到保證，基于蓄電池，電網(wǎng)可能需要源源不斷的電量的運用，我們將提出一些關于柴油發(fā)電機與蓄電池相并聯(lián)協(xié)調(diào)運用的方法，將柴油發(fā)電機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)電機平穩(wěn)地運行下去，使整個蓄電池電網(wǎng)完整運行。同時，應該導入輔助系統(tǒng)，防止因柴油發(fā)電機流經(jīng)時間過高，影響了其穩(wěn)定性，也解決短時間內(nèi)柴油發(fā)電機電源的電網(wǎng)從能量儲存切換到柴油發(fā)電機狀態(tài)，為了保證能量與能量之間的轉化消耗，減少可以使柴油發(fā)電機與儲能電池之間的連接較為密切。

4.2 船舶柴油發(fā)電機組建模與運行仿真

在現(xiàn)代船舶運行過程當中，柴油發(fā)電機組的正常運行決定了船舶在運動的過程中是否有足夠的動力是否可以進行可持續(xù)航行，柴油發(fā)電機組并聯(lián)的數(shù)量決定了整個船舶發(fā)電的容量，也就是說，船舶電站并聯(lián)運行的穩(wěn)定性與船舶電站的運行通暢有密切的關系。因此，建立良好的柴油發(fā)電機數(shù)學模型，對其整體船舶發(fā)電站進行規(guī)劃，對整個發(fā)電站的控制系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)以及性能應用具有重要的意義。

4.3 島嶼發(fā)電運用

中國是一個擁有較多臨島城市的國家，在這些島嶼城市交通運輸不方便，想擁有電力的支持，就需要有發(fā)電機的產(chǎn)生。對于發(fā)電機產(chǎn)生需要相關裝置以及能量的消耗，柴油發(fā)電機就是重要的能量輸入之一，柴油發(fā)電機在我國島嶼上是，較為容易獲得的一種能源，在我國臺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輸都較為困難，因此柴油發(fā)電機在這些地方的運用就較為廣泛。通常在這些地方使用柴油發(fā)電機，可以使發(fā)電時間提升為六個小時每天，這樣就會使柴油發(fā)電機的運營效率大大提升，進而對整個島嶼的電力運營情況得到改善。相比于其他類型發(fā)電，柴油發(fā)電機發(fā)電在這些地方的優(yōu)勢在于整體裝置裝備較為簡易，發(fā)電時間較長，污染較小。如果使用其他類型，例如火燒煤炭發(fā)電就會對整個島嶼原生態(tài)的生態(tài)環(huán)境造成破壞。電力短缺和高價格嚴重阻礙了這些島與城市經(jīng)濟的發(fā)展，島民的生活條件生活方式也逐步提升。在經(jīng)濟在相對富裕的浙江省，當?shù)卣陙硪恢痹诠_這些島嶼的發(fā)電情況，但有良好的風力資源，鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)電也采用柴油發(fā)電，20多個島嶼和近100個村級島嶼。因此，許多地方城市政府普遍積極支持風力/薪材系統(tǒng)的發(fā)展，該系統(tǒng)的建設不僅會使生態(tài)環(huán)境得到保護同時也能使這些城市的經(jīng)濟得到發(fā)展，使用各種現(xiàn)代商業(yè)運營機制以此來，鼓勵企業(yè)和個人參與風電和工資制度的建設和管理加快中國可再生能源企業(yè)能力建設，統(tǒng)一臺灣發(fā)展規(guī)劃開發(fā)計劃署、全球環(huán)境基金和政府部門之間的會議計劃于1999年下半年舉行計劃為東南沿海島嶼的薪材系統(tǒng)提供部分基礎，計劃正在執(zhí)行中。

5? 小結

柴油發(fā)電機由于其結構的獨特性，控制方法的復雜性以及整體運行維護的專業(yè)性要求比較高，因此，在現(xiàn)代運用中也逐漸減少。但是不可否定的是，其功能性特點較為強大，柴油發(fā)電機組的切割磁感線技術在發(fā)電方面較為穩(wěn)定，在日常生活中，不論是巡檢發(fā)電又或是儲電都有所應用，平時我們就要根據(jù)柴油發(fā)電機的特點以及獨有的系統(tǒng)運行方法規(guī)律規(guī)范，相信根據(jù)柴油發(fā)電機獨特的性能特點，制定出相應的規(guī)定方案，同時對于柴油發(fā)電機的電組控制技術加深研究，相信我國以后的柴油發(fā)電機會發(fā)展的越來越好。

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