通信电源第二章-油机课件.ppt
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1、求是求是 立德立德 尚学尚学 精业精业 本章内容v 油机发电机组的作用油机发电机组的作用v 油机发电机组的工作原理油机发电机组的工作原理v 油机的总体构造油机的总体构造v 便携式油机发电机便携式油机发电机v 油机发电机的使用与维护油机发电机的使用与维护v 高压油机基本知识高压油机基本知识本章重点、难点v 本章重点本章重点柴油发电机组的工作原理柴油发电机组的工作原理柴油发电机组的使用与维护柴油发电机组的使用与维护v 本章难点:本章难点:油机发电机组的原理油机发电机组的原理油机发电机组的使用与维护油机发电机组的使用与维护2.1油机发电机的作用油机发电机的作用概述的内容提要概述的内容提要1 2.2
2、油机的总体构造油机的总体构造22.3油机发电机的工作原理油机发电机的工作原理32.4便携式油机发电系统便携式油机发电系统 4 2.5柴油发电机组的运行柴油发电机组的运行5 2.6高压柴油发电机组高压柴油发电机组6讨论题讨论题7学习本章目的和要求v 掌握油机发电机组的基本理论掌握油机发电机组的基本理论v 掌握柴油发电机组的原理和运用技术掌握柴油发电机组的原理和运用技术v 一般掌握汽油及便携油机发电机组的原理和运用技术掌握一般掌握汽油及便携油机发电机组的原理和运用技术掌握油机发电机组的日常养护和一般故障的排除方法、具体分油机发电机组的日常养护和一般故障的排除方法、具体分析问题和解决问题的能力析问题
3、和解决问题的能力 2.1油机发电机组的作用油机发电机组的作用v 使用柴油或汽油在发动机汽缸内燃烧而产生高温高压气体,经过活塞连杆和曲轴机构把化学能转换为机械能(动力)的机器,称为内燃机(统称油机),用柴油作燃料的称为柴油机,用汽油作燃料的称为汽油机。v 用油机作为动力,驱动三相交流同步发电机的电源设备,称为油机发电机组。油机使用柴油的称为柴油发电机组,使用汽油的称为汽油发电机组。 v 在通信领域,油机发电机组作为交流电源供给设备,在没有市电的地方,油机发电机组就成为通信设备的独立电源,在有市电供给的地方,油机发电机组就作为备用电源,以便在市电停电时期保证通信设备的供电需要,确保通信设备的不间断
4、工作。 2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造油机主要由曲轴连杆机构、配气机构、启动系统、供油系统、润滑系统和冷却系统等几部分组成 。1.曲轴连杆机构曲轴连杆机构 曲轴连杆机构是油机的主要组成部分。它由气缸、活塞、连杆、曲轴等部件组成。它的作用是将燃料燃烧时产生的化学能转变为机械能,并将活塞在气缸内的上下往返直线运动变为曲轴的圆周运动,以带动其它机械做功 。2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造 气缸:气缸是燃料燃烧的地方,根据油机的功率不同,气缸的直径和数目也不相同 。燃料在气缸中燃烧时,温度可高达15002000,因此,油机中必须采用冷却水散热,为此,气缸壁都做成中空的夹层,两层之间的空间
5、称为水套。 气缸2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造 活塞:油机在工作时,活塞既承受很高的温度,又承受很大的压力,而且运动速度极快,惯性很大。因此,活塞必须具有良好的机械强度和导热性能,并且应当用质量较轻的铝合金铸造,以减小惯性。为了使活塞与气缸之间紧密接触,活塞的上部还装有活塞环,如图,活塞环有压缩环(气环)和油环两种,气环的作用是防止气缸漏气,油环的作用是防止机油窜入燃烧室。活塞2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造 连杆与曲轴:连杆将活塞与曲轴连接起来,从而将活塞承受的压力传给曲轴,并通过曲轴把活塞的往返直线运动变为圆周运动。 2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造2.配气机构配气机构
6、配气机构的作用是适时打开和关闭进气门和排气门,将可燃的气体送入气缸,并及时将燃烧后的废气排出。配气机构由进气门、排气门、凸轮轴、推杆、挺杆和摇臂等部件组成。 配气机构2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造3.供油系统供油系统柴油机的供油系统一般由油箱、柴油滤清器、低压油泵、高压油泵、喷油嘴等部分组成。如图 所示。柴油机工作时,柴油从机箱中流出,经粗滤器过滤,低压油泵升压,又经细滤器(也称精滤器)进一步过滤,高压油泵升压后,通过高压油管送到喷油嘴,并在适当的时机通过喷油嘴将柴油以雾状喷入气缸压燃。2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造供油系统2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造4.润滑系统润滑
7、系统油机工作时,各部分机件在运动中将产生摩擦阻力。为了减轻机件摩损,延长使用寿命,必须采用机油润滑。润滑系统通常由机油泵,机油滤清器(粗滤和细滤)等部分组成。如图所示。机油泵通常装在底部的机油盘内,它的作用是提高机油压力,从而将机油源源不断地送到需要润滑的机件上。机油滤清器的作用是滤除机油中的杂质,以减轻机件摩损并延长机油的使用期限。2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造润滑系统2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造5.冷却系统冷却系统油机工作时,温度很高(燃烧时最高温度可达2000),这样将使机件膨胀变形,摩擦力增大。此外,机油也可能因温度过高而变稀,从而降低润滑效果。为了避免温度过高,油机
8、中通常都装有水冷却系统,以保证油机在适宜的温度(8090)下正常工作。2.2柴油机的总体构造柴油机的总体构造冷却系统包括水套、散热器、水管和水泵等,如图2-6所示。冷却水通过水泵加压后在冷却系统中循环。循环途径为:水箱下水管水泵气缸水套气缸盖水套节温器上水管水箱。节温器可以自动调节进入散热器的水量,以便油机始终在最适宜的温度下工作。冷却系统2.3油机发电机组的工作原理油机发电机组的工作原理2.3.1 油机工作原理油机工作原理油机是将燃料的化学能转化为机械能的一种机器,它是通过气缸内连续进行进气、压缩、工作、排气四个过程来完成能量转换的 。活塞在气缸中运动时有两个极端位置:上止点和下止点(又称上
9、死点和下死点)。上止点和下止点间的距离称为活塞冲程(又称为活塞行程)当活塞由上止点移到下止点时,所经过的容积称为气缸工作容积,又称活塞排量,通常以升或立方厘米计算。工作容积与燃烧室容积之和叫气缸总容积。气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。2.3.1 油机工作原理四冲程柴油机的工作循环是在曲轴旋转两周(720),即活塞往复运动四个冲程中,完成了进气、压缩、工作、排气这四个过程。2.3.1 油机工作原理四冲程汽油机的工作循环过程,也是通过进气、压缩、工作、排气四个冲程完成一个循环。只是由于所用燃料的性质不同,它的工作方式与柴油机有所不同。(1)汽油机进气过程中,被吸进的是汽油和空气的混合物,而
10、不是纯净的空气。(2)汽油机的压缩比低(一般为59),压缩终了时,可燃混合气的压强只有510 Kg/cm2,温度只有250400。(3)汽油机气缸内的可燃混合气,是用火花塞发生的电火花点燃的。 2.3.1 油机工作原理四缸四冲程柴油机工作示意图。它好象四个单缸柴油机用一根共用的曲轴连在一起,其中第一缸和第四缸的曲柄处在同一方向,第二缸和第三缸的曲柄处在同一方向,两个方向间互相错开180,每个气缸按顺序完成各自的工作循环过程中,在同一行程都有固定的顺序,一般为1-3-4-2,就是第一缸作功后,第三缸作功,然后为第四缸作功,最后为第二缸作功。以后各个过程顺序重复进行。四缸四冲程柴油机在曲轴每转两圈
11、时,各缸内都进行燃烧和作功一次,也就是曲轴每转半圈就有一个气缸工作,所以它的工作比单缸平稳得多。2.3.2. 交流发电机工作原理油机带动的交流发电机一般都是同步发电机。所谓同步发电机就是它的旋转速度n 和电网频率f 及发电机本身的磁极对数之间保持着严格的恒定关系。即: f=n/60 或 n=60 f /2.3.2. 交流发电机工作原理1.交流发电机的构造交流发电机的构造通信部门用的一般都是三相交流发电机,三相交流发电机一般都做成三相的电枢绕组,均匀分布在由硅钢片迭成的定子铁芯内圆周上。磁极上绕有励磁线圈绕组,与旋转磁极同一转轴上装有滑环和滑环相接触的电刷,产生发电机旋转磁场的直流电流就是通过电
12、刷和滑环引入励磁绕组的。 交流发电机2.3.2. 交流发电机工作原理2.交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理发电机的转子由油机带动旋转后,磁极绕组中流有电流,磁极便产生磁性,就在定子和转子之间的空隙里产生一个磁极旋转磁场。旋转磁场切割定子槽中电枢绕组的线圈便产生交变的电流(接通外电路后),此交变电流也在空气隙中形成一个电枢旋转磁场,电枢旋转磁场的转速与发电机的转速始终保持相等的关系。两者保持同步,所以称为同步发电机。其转子转速n (转/分)与频率f 及磁极对数p 保持不变的关系。即 n=60f/p 。当磁极对数一定后,要获得恒定的频率,必须严格要求发电机的转速稳定不变,也就是要求带动它的油
13、机的转速稳定不变。2.3.2. 交流发电机工作原理3.同步发电机的励磁方式同步发电机的励磁方式同步发电机所采用的励磁方式分为两种:(1)他励式:采用直流励磁机励磁,励磁功率由直流发电机供给 。如下图所示2.3.2. 交流发电机工作原理(2)自励式这种励磁方式的励磁原理是应用半导体硅整流器作为整流元件,将发电机本身提供的励磁功率整流后送入发电机的励磁绕组,用以产生磁场。目前最常用的是利用发电机的三级谐波电流经过整流器进行整流后,供给发电机的励磁绕组。如右图所示。2.3.2. 交流发电机工作原理4.电压调节器电压调节器他励式、自励式交流发电机的输出电压是随着油机的转速、负载的大小的变化而变化的,而
14、通信用交流电源等通信设备都希望得到稳定的交流电压,因此如何解决交流发电机输出电压的自动调节,保持电压的稳定是非常关键的 。下面是是两种自动电压调节器。2.3.2. 交流发电机工作原理TD1型炭阻式自动电压调节器的工作原理图 2.3.2. 交流发电机工作原理TLG1 23半导体硅可控励磁调节器 2.4便携式(小型)油机发电机组便携式(小型)油机发电机组便携式(小型)油机发电系统由发动机(油机)、发电机和控制设备等主要部分组成。如图所示。发动机(油机)多为汽油机或柴油机。这里主要介绍容量在10千瓦以下的小型风冷汽油发电机组,转速为30004000转/分。用于通信方面主要作为工程、移动基站、模块局(
15、站)等小型动力设备的备用电源。2.4.1 发电机组的组成发电机组由下面几个部分组成:1)发电机:发电机多采用单相、旋转磁场式结构的 同步发电 机 。2)发动机:发动机是发电设备的动力装置。3)发电机的励磁调节装置:发电机的励磁调节装置, 根据具体 线路,作成一定的结构,大多数为整体式,安装在控制面板 内或放置在发电机附近。 4)控制面板:便携式发电机组是通过控制面板来启 动、停止、 变换配电向用电设备供电的,同时使操作人员了解发电机组 的运行状态。此外,还有燃油箱(含油量指示)、蓄电池(电启动)、附件工具箱、电缆等,均为发电机组的构成部分。 2.4.2 发电机组的工作原理与运行1原理原理发电机
16、的端电压大小与励磁电流大小有关。要维持发电机的端电压平稳,必须根据负载变化及时调整励磁电流。当负载减小,端电压升高时,须自动减小励磁电流;当负载增大时,端电压减小,则要自动增加励磁电流。2.4.2 发电机组的工作原理与运行2.运行运行(1)准备工作)准备工作检查机油箱内的机油是否充足(通过机油尺),油路是否畅通。检查控制面板,联接电缆及插座、插头是否良好,导线有无折裂和绝缘层破损等现象。(2)启动工作)启动工作打开油门,关闭阻风门(在热机起动时可不关阻风门,避免混合油过浓造成起动困难。)把起动绳按转动轮槽上规定绕行方向绕23圈,手快速抽拉起动绳起动机组。起动后立即逐步打开阻风门,使发动机升到额
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