柴油發(fā)電機的電子調(diào)速器是一種自動調(diào)節(jié)裝置,它根據(jù)發(fā)電機組的負荷的變化,自動增減噴油泵的供油量,使柴油機能夠以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運行。
用于減小某些機器非周期性速度波動的自動調(diào)節(jié)裝置。可使機器轉(zhuǎn)速保持定值或接近設(shè)定值。水輪機、汽輪機、燃氣輪機和內(nèi)燃機等與電動機不同,其輸出的力矩不能自動適應(yīng)本身的載荷變化,因而當載荷變動時,由它們驅(qū)動的機組就會失去穩(wěn)定性。這類機組必須設(shè)置調(diào)速器,使其能隨著載荷等條件變化,隨時建立載荷與能源供給量之間的適應(yīng)關(guān)系,以保證機組作正常運轉(zhuǎn)。調(diào)速器的理論和設(shè)計問題,是機械動力學的研究內(nèi)容。調(diào)速器的種類很多。其中應(yīng)用廣泛的是機械式離心調(diào)速器。而以測速發(fā)電機或其他電子器件作為傳感器的調(diào)速器,已在各個工業(yè)部門中廣為應(yīng)用。調(diào)速器必須滿足穩(wěn)定性條件:①當機組轉(zhuǎn)速與設(shè)定值出現(xiàn)偏差時,調(diào)速器能做出相應(yīng)的反應(yīng)動作,同時又必須有一經(jīng)常作用的恢復力使調(diào)速器回復初始狀態(tài)。離心調(diào)速器中的彈簧就是產(chǎn)生恢復力的零件。這樣的調(diào)速器稱靜態(tài)穩(wěn)定的調(diào)速器。但是靜態(tài)穩(wěn)定的調(diào)速器也可能在調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)動態(tài)不穩(wěn)定性,當調(diào)節(jié)動作過度而出現(xiàn)反向調(diào)節(jié)時,實際調(diào)節(jié)動作會形成一個振蕩過程。使振蕩能很快衰減的調(diào)速器,稱為動態(tài)穩(wěn)定的調(diào)速器,否則是動態(tài)不穩(wěn)定的調(diào)速器,后者不能保證機器正常工作。②在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中增加阻尼是提高動態(tài)穩(wěn)定性的一種方法。調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的阻尼,例如運動副中的摩擦,使調(diào)速器具有一定的不靈敏性,即當被控制軸的轉(zhuǎn)速稍微偏離設(shè)定值時,調(diào)速器不產(chǎn)生相應(yīng)的動作。機械式調(diào)速器的不靈敏性一般約為其設(shè)定值的1%。靈敏性過高的調(diào)速器,也會由于機組正常運轉(zhuǎn)中周期性的速度波動而產(chǎn)生不應(yīng)有的調(diào)節(jié)動作。
1 調(diào)速器是用來保持柴油機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的。在柴油機的負載變化的過程中,它的轉(zhuǎn)速是會相應(yīng)發(fā)生變化的。當轉(zhuǎn)速降低時,如果調(diào)速器不調(diào)節(jié),柴油機終將停掉;當轉(zhuǎn)速升高時,如果調(diào)速器不作用,柴油機終將無法承受過大的離心力而損壞。調(diào)速器的作用就是保持柴油機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。另外,調(diào)速器還可以保持柴油機的低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速,防止低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時熄火和高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時“飛車”,造成機械損壞。
2 調(diào)速器的分類
按其工作原理的不同,可分為機械式,氣動式,液壓式,機械氣動復合式,機械液壓復合式和電子式等多種形式。但目前應(yīng)用廣的當屬機械式調(diào)速器,其結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,性能良好。
按起作用的轉(zhuǎn)速范圍不同,又可分為兩極式調(diào)速器和全程式調(diào)速器。中小型汽車柴油機多數(shù)采用兩極式調(diào)速器,已起到防止超速和穩(wěn)定怠速的作用。在重型汽車上則多采用全程式調(diào)速器,這種調(diào)速器具有兩極式調(diào)速器的功能外,還能對柴油機工作范圍內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速起調(diào)節(jié)作用,使柴油機在各種轉(zhuǎn)速下都能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
3 調(diào)速器的組成
調(diào)速器由速度感受元件、控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)組成。
速度感受元件是分布在柴油機自由端處的兩個速度傳感器;控制機構(gòu)是分布在柴油機靠近發(fā)電機一側(cè)的本體上的兩個“黑匣子”,兩套控制機構(gòu)是互為備用的,當一套控制機構(gòu)故障時,會自動切換到另一套;執(zhí)行機構(gòu)分布在柴油機的自由端,速度傳感器的上部,其內(nèi)部有管線與柴油機潤滑油系統(tǒng)的一支管線相連,用作動力。
4 調(diào)速器的基本原理
調(diào)速的基本原理:改變進入氣缸進行燃燒的柴油的數(shù)量(加大或者關(guān)小“油門”),就可以改變柴油機的轉(zhuǎn)速或者負荷。如果保持轉(zhuǎn)速不變,改變?nèi)加偷臄?shù)量就可以改變康明斯發(fā)電機的負荷;如果保持柴油發(fā)電機的負荷不變,改變?nèi)加偷臄?shù)量,就可以改變柴油機的轉(zhuǎn)速。調(diào)速器就是在保持轉(zhuǎn)速不變的情況下,改變(或者適應(yīng))柴油發(fā)電機的負荷。
5 調(diào)速過程
在講調(diào)速過程之前,先看一下燃油的油路:燃油經(jīng)過柴油機驅(qū)動的泵,經(jīng)過過濾器(見第五章燃油系統(tǒng)介紹)進入柴油機兩側(cè)的進油管,然后由進油管進入每一個氣缸對應(yīng)的高壓柱塞泵(該泵由柴油機的曲軸經(jīng)凸輪軸帶動),高壓油經(jīng)過噴射器后進入氣缸燃燒做功。柴油機(曲軸)每旋轉(zhuǎn)兩周,凸輪軸旋轉(zhuǎn)一周,即往氣缸里送一次油。每一次打入氣缸的油量(即柱塞泵的柱塞行程)是可以調(diào)節(jié)的,這種調(diào)節(jié)就是所謂的開大或者關(guān)小“油門”。
調(diào)速器的調(diào)速過程:先由速度探測元件感受到速度的變化,然后傳遞給速度控制機構(gòu),與設(shè)定的速度值進行比較,該差值的正負將決定是關(guān)小還是開大 “油門”。該差值信號(電信號)傳遞給執(zhí)行機構(gòu),在執(zhí)行機構(gòu)中,經(jīng)過潤滑油系統(tǒng)的壓力放大后(液壓調(diào)節(jié))來驅(qū)動“油門”開大或者關(guān)小。
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