柴油發(fā)電機(jī)的工作原理，基本結(jié)構(gòu)及采購時的注意事項
今天和大家聊聊有關(guān)柴油發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)，工作原理及采購時注意事項，總結(jié)為一句話：柴油發(fā)電機(jī)是由柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，柴油機(jī)作動力帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
它由氣缸、活塞、氣缸蓋、進(jìn)氣門、排氣門、活塞銷、連桿、曲軸、軸承和飛輪等構(gòu)件構(gòu)成。
柴油機(jī)的工作原理
先說柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：它由氣缸、活塞、氣缸蓋、進(jìn)氣門、排氣門、活塞銷、連桿、曲軸、軸承和飛輪等構(gòu)件構(gòu)成。
柴油發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)一般是單缸或多缸四行程的柴油機(jī)，下面只說說單缸四行程柴油機(jī)的工作基本原理：柴油機(jī)起動是通過人力或其它動力轉(zhuǎn)動柴油機(jī)曲軸使活塞在頂部密閉的氣缸中作上下往復(fù)運動。活塞在運動中完成四個行程：進(jìn)氣行程、壓縮行程、燃燒和作功（膨脹）行程及排氣行程。當(dāng)活塞由上向下運動時進(jìn)氣門打開，經(jīng)空氣濾清器過濾的新鮮空氣進(jìn)入氣缸完成進(jìn)氣行程。活塞由下向上運動，進(jìn)排氣門都關(guān)閉，空氣被壓縮，溫度和壓力增高，完成壓縮過程。活塞將要到達(dá)最頂點時，噴油器把經(jīng)過濾的燃油以霧狀噴入燃燒室中與高溫高壓的空氣混合立即自行著火燃燒，形成的高壓推動活塞向下作功，推動曲軸旋轉(zhuǎn)，完成作功行程。作功行程完了后，活塞由下向上移動，排氣門打開排氣，完成排氣行程。每個行程曲軸旋轉(zhuǎn)半圈。經(jīng)若干工作循環(huán)后，柴油機(jī)在飛輪的慣性下逐漸加速進(jìn)入工作。
柴油機(jī)結(jié)構(gòu)
柴油機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)便帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電，發(fā)電機(jī)有直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。
直流發(fā)電機(jī)主要由發(fā)電機(jī)殼、磁極鐵芯、磁場線圈、電樞和炭刷等組成。工作發(fā)電原理：當(dāng)柴油機(jī)帶動發(fā)電機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)時，由于發(fā)電機(jī)的磁極鐵芯存在剩磁，所以電樞線圈便在磁場中切割磁力線，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，由磁感應(yīng)產(chǎn)生電流并經(jīng)炭刷輸出電流。
交流發(fā)電機(jī)主要由磁性材料制造多個南北極交替排列的永磁鐵（稱為轉(zhuǎn)子）和硅鑄鐵制造并繞有多組串聯(lián)線圈的電樞線圈（稱為定子）組成。工作發(fā)電原理：轉(zhuǎn)子由柴油機(jī)帶動軸向切割磁力線，定子中交替排列的磁極在線圈鐵芯中形成交替的磁場，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈，磁通的方向和大小變換多次，由于磁場的變換作用，在線圈中將產(chǎn)生大小和方向都變化的感應(yīng)電流并由定子線圈輸送出電流。
為了保護(hù)用電設(shè)備，并維持其正常工作，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流還需要調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制等等。 用戶在購買柴油發(fā)電機(jī)組時應(yīng)留意的八大陷阱：
1、混淆KVA和KW的關(guān)系。把KVA當(dāng)成KW夸大功率，賣給客戶。實際上KVA是視在功率，KW是有效功率，他們之間的關(guān)系為IKVA=0.8KW。進(jìn)口機(jī)組一般用KVA表示功率單位，而國內(nèi)用電設(shè)備一般都用KW表示，所以核算功率時應(yīng)把KVA打8折換算成KW。
2、不講長行（額定）功率和后備功率的關(guān)系，僅說一個“功率”，把后備功率當(dāng)作長行功率賣給客戶。實際上，后備功率=1.1x長行功率。而且，后備功率只能在12小時連續(xù)運行中使用1小時。
3、柴油機(jī)功率與發(fā)電機(jī)的功率配置成一樣大，以求降低成本。實際上，業(yè)內(nèi)一般規(guī)定柴油機(jī)功率≥發(fā)電機(jī)功率10%，因為有機(jī)械損耗。更為惡劣的，還有的把柴油機(jī)馬力當(dāng)作千瓦誤報給用戶，及用小于發(fā)電機(jī)功率的柴油機(jī)來配置機(jī)組，俗稱：小馬拉大車，以至機(jī)組壽命降低，維修頻繁，使用費居高不下。
4、把二手機(jī)翻新機(jī)當(dāng)作全新機(jī)賣給客戶，還有的將翻新的柴油機(jī)配上全新的發(fā)電機(jī)及控制柜，使一般非專業(yè)用戶根本分不清究竟是新機(jī)還是舊機(jī)。
5、只報柴油機(jī)或發(fā)電機(jī)品牌，不報產(chǎn)地，不報機(jī)組品牌。如美國康明斯、瑞典volvo、英國史坦福。實際上任何一臺柴油發(fā)電機(jī)組均不可能由一家企業(yè)獨立完成。客戶應(yīng)全面了解機(jī)組的柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制柜制造廠家及品牌，才能綜合評估出機(jī)組的檔次。
6、將不帶保護(hù)功能（俗稱四保護(hù)）的機(jī)組當(dāng)成保護(hù)功能齊全的機(jī)組賣給客戶。更有甚者，將儀表不全、不帶空氣開關(guān)的機(jī)組推銷給客戶。實際上，業(yè)內(nèi)一般規(guī)定10KW以上的機(jī)組必須帶全儀表（俗稱五表）及空氣開關(guān)；大型機(jī)組及自動化機(jī)組必須帶有自四保護(hù)功能。
7． 不談柴油機(jī)及發(fā)電機(jī)的品牌檔次、控制系統(tǒng)配置，不談售后服務(wù)，一味只談價格及交貨期。有的還將非電站專用油機(jī)，如：船用柴油機(jī)，車用柴油機(jī)用于發(fā)電機(jī)組。使機(jī)組的終端產(chǎn)品—-電的質(zhì)量（電壓與頻率）無法得以保證。太低價格的機(jī)組一般有問題，俗稱：只有買錯沒有賣錯！
8、不談隨機(jī)配件情況，如帶不帶消音器、油箱、輸油管，帶什么檔次電瓶、多大容量電瓶、幾個電瓶等等。實際上，這些附件十分重要，必須在合同中寫明。更有甚者連水箱風(fēng)扇都不帶，讓客戶自搞開式水池。柴油發(fā)電機(jī)組屬重要的備用電源設(shè)備，購置時需慎之再慎，使用時方能得心應(yīng)手。
9、機(jī)組選擇時應(yīng)考慮幾個因素。主要包括機(jī)械與電氣性能、機(jī)組的用途、負(fù)荷的容量與變化范圍、機(jī)組的使用環(huán)境條件（包括海拔高度、氣候條件、噪聲）、自動化功能等。由于柴油發(fā)電機(jī)組可用于常用、備用和應(yīng)急等3種情況，因此不同用途對柴油發(fā)電機(jī)組的要求就有所區(qū)別。
10、常用柴油發(fā)電機(jī)組的選擇。常用發(fā)電機(jī)組持續(xù)工作時間長，負(fù)荷曲線變化較大，機(jī)組容量、臺數(shù)、型式的選擇及機(jī)組的進(jìn)行控制方式與應(yīng)急機(jī)組不同。（1）容量的確定：按機(jī)組長期持續(xù)運行輸出功率能滿足全工程最大計算負(fù)荷選擇，并應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的重要性確定發(fā)電機(jī)組備用機(jī)組容量。柴油機(jī)持續(xù)進(jìn)行的輸出功率，一般為標(biāo)定功率的0.9倍。（2）臺數(shù)的確定：一般設(shè)置通常為2臺以上，以保證供電的連續(xù)性及適應(yīng)用電負(fù)荷曲線的變化。機(jī)組臺數(shù)多，才可以根據(jù)用電負(fù)荷的變化確定投入發(fā)電機(jī)組的進(jìn)行臺數(shù)，使柴油機(jī)經(jīng)常是在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷下運行，以減少燃油消耗率，降低發(fā)電成本。柴油機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)是在標(biāo)定功率的75%-90%之間。為保證供電的連續(xù)性，常用機(jī)組本身應(yīng)考慮設(shè)置備用機(jī)組。（3）轉(zhuǎn)速的確定：一般民用上宜選用轉(zhuǎn)速為1000～1500轉(zhuǎn)/分的高速機(jī)組，而轉(zhuǎn)速為300～350轉(zhuǎn)/分的低速機(jī)組適用作船用主機(jī)。（4）電壓的確定：發(fā)電機(jī)輸出電壓的確定與應(yīng)急發(fā)電機(jī)組相同，一般為400V，個別用電量大，輸電距離遠(yuǎn)的工程可選用高壓發(fā)電機(jī)組。
11、備用柴油發(fā)電機(jī)組的選擇。負(fù)荷容量之和，乘以需要系數(shù)之后的計算負(fù)荷小于應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的容量時，備用系數(shù)按1.2考慮，即1.2倍計算容量小于應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的容量，在市電停電后，由應(yīng)急發(fā)電機(jī)組向負(fù)荷供電。負(fù)荷容量之和，乘以需要系數(shù)之后的計算負(fù)荷大于單臺應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的容量時，可選擇2臺型號、容量相同、調(diào)壓、調(diào)速特性相近的自動化發(fā)電機(jī)組。在市電停電后，由其中一臺或二臺機(jī)組向生活和商業(yè)用電供電；當(dāng)市電停電，又發(fā)生火災(zāi)時，由2臺機(jī)組向消防負(fù)荷供電，以利消防。
12、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的選擇。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)一般宜選用高速、增壓、油耗低、同容量的柴油發(fā)電機(jī)組。高速增壓柴油機(jī)單機(jī)容量較大，占據(jù)空間小；柴油機(jī)選用配電子或液壓調(diào)速裝置，調(diào)速性能較好；發(fā)電機(jī)宜選用配無刷勵磁或相復(fù)勵裝置的同步電機(jī)，進(jìn)行較可靠，故障率低，維護(hù)檢修較方便；當(dāng)一級負(fù)荷中單臺空調(diào)器容量或電動機(jī)容量較大時，宜選用三次諧波勵磁的發(fā)電機(jī)組；機(jī)組裝在附有減震器的共用底盤上；排煙管出口宜裝設(shè)消聲器，以減小噪聲對周圍環(huán)境的影響。（1）容量的確定：應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組作應(yīng)急用，經(jīng)常處于待機(jī)應(yīng)急起動狀態(tài)，連續(xù)運行的時間不長，一般不超過8h，因此可按“備用功率”來確定容量。按一級負(fù)荷的容量之和（不計備用容量），考慮經(jīng)修正后的機(jī)組容量，并能滿足一級負(fù)荷中最大一臺電動機(jī)的起動要求，據(jù)此以確定應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的容量。應(yīng)急發(fā)電機(jī)一般選用三相交流同步發(fā)電機(jī)，其標(biāo)定輸出電壓為400V。（2）臺數(shù)的確定：一般選用1臺自動化、轉(zhuǎn)速1000～1500轉(zhuǎn)/分、無刷勵磁、400/230V、三相四線帶控制屏、充放電設(shè)備及共用底盤的發(fā)電機(jī)組。可要求共用底盤帶日用油箱，以減少管路和占用面積。另外從可靠性考慮也可以選用2臺機(jī)組并聯(lián)進(jìn)行供電。供應(yīng)急用的發(fā)電機(jī)組臺數(shù)一般不宜超過3臺。當(dāng)選用多臺機(jī)組時，機(jī)組應(yīng)盡量選用型號、容量相同，調(diào)壓、調(diào)速特性相近的成套設(shè)備，所用燃油性質(zhì)應(yīng)一致，以便進(jìn)行維修保養(yǎng)及共用備件。
13、機(jī)組起動方式的選擇。柴油機(jī)的起動方式有三種：①手搖起動；②電動起動 ；③壓縮空氣起動。在高層建筑中宜采用電起動方式，避免采用壓縮空氣起動方式。一類高層建筑中一定要選擇帶自起動裝置的柴油發(fā)電機(jī)組，一旦市網(wǎng)供電中斷，必須在15秒內(nèi)供電(高規(guī)要求30秒)。二類高層建筑中有條件時，也宜采用帶自起動裝置的機(jī)組，有困難時也可采用手動起動裝置。
14、與三相電動機(jī)匹配需注意的問題。柴油發(fā)電機(jī)組與三相電機(jī)容量選配時，建議考慮安全系數(shù)1.5，即1.5倍的電機(jī)容量(必須是軟啟動方式)。
15、注意額定功率和后備功率的關(guān)系，KVA和KW的關(guān)系。市場上有些廠家僅說一個“功率”，把后備功率當(dāng)作額定功率來介紹和銷售機(jī)組。實際上后備功率=1.1x額定功率。而且后備功率只能在12小時連續(xù)運行中使用1小時。在國內(nèi)普遍都是用額定功率來標(biāo)識柴油發(fā)電機(jī)組的，而在國際上是采用備用功率來標(biāo)識。KVA是視在功率，KW是有效功率，他們之間的關(guān)系為IKVA=0.8KW。進(jìn)口機(jī)組一般用KVA表示功率單位，而國內(nèi)用電設(shè)備一般都用KW表示。
16、認(rèn)清機(jī)組的品牌。一般進(jìn)口發(fā)電機(jī)組均為組裝機(jī)，國產(chǎn)機(jī)組目前也有一體化的（即發(fā)電機(jī)和發(fā)動機(jī)是同一品牌），性能上也同有些進(jìn)口機(jī)組不分上下，且價格便宜，故在選購時應(yīng)全面了解機(jī)組各部件的品牌（有些廠家只報柴油機(jī)或發(fā)電機(jī)品牌，不報產(chǎn)地，不報機(jī)組品牌等），才能綜合評估出機(jī)組的檔次。
選購柴油發(fā)電機(jī)組時還需考慮其他幾個影響因素：
(1)如果使用環(huán)境條件與柴油發(fā)電機(jī)組標(biāo)定的環(huán)境條件值有差距時，應(yīng)在簽約時說明溫度、濕度及海拔高度值，以提供適宜的機(jī)型和配套設(shè)備；
(2)說明使用中采取的冷卻方式，特別是大容量機(jī)組，更應(yīng)注意；
(3)定購時，除應(yīng)說明機(jī)組型號外，還要說明選用何種機(jī)型；
(4)柴油機(jī)組的電壓調(diào)整率分別有1%、2%、2.5%的額定電壓。選用何種，亦應(yīng)說明；
(5)正常供貨時，提供一定量的易損件，另有需要，亦應(yīng)說明。
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