新聞主題
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柴油發(fā)電機調(diào)速器通??煞譃槟膸追N類型
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摘要:發(fā)電用柴油發(fā)電機要求在外界負荷(用電量)變化時能保持恒定的轉(zhuǎn)速,以保證發(fā)電機的電壓和頻率恒定。若外界負荷減少而噴油量不變,則柴油發(fā)電機的功率就會大于外負荷而使轉(zhuǎn)速升高,轉(zhuǎn)速升高后又進一步擴大了功率的不平衡,使轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高以致發(fā)生飛車。反之,若外界負荷增加而噴油量不變,柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速就會降低并最終導(dǎo)致停車。所以,發(fā)電用柴油發(fā)電機必須裝設(shè)定速調(diào)速器,保證負荷變化時柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速基本不變。
1.調(diào)速器的類型
(1)按調(diào)速范圍分類
①極限調(diào)速器(限速器)只用于限制柴油發(fā)電機的最高轉(zhuǎn)速不超過某規(guī)定值,在轉(zhuǎn)速低于此規(guī)定值時不起調(diào)節(jié)作用。
②定速(單制)調(diào)速器 在負荷變化時能使柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速保持在規(guī)定范圍內(nèi)。此種調(diào)速器應(yīng)用于發(fā)電柴油發(fā)電機。通常,為滿足多臺柴油發(fā)電機并聯(lián)運行的要求,本調(diào)速器一般有士10%標定轉(zhuǎn)速的可調(diào)范圍。
③雙制式調(diào)速器 能維持柴油發(fā)電機的最低運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速并可限制其最高轉(zhuǎn)速。其中間轉(zhuǎn)速由人工手動調(diào)節(jié)。
④全制式調(diào)速器 在從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速的全部運轉(zhuǎn)范圍內(nèi),均能自動調(diào)節(jié)噴油量以保持任一設(shè)定轉(zhuǎn)速。
(2)按執(zhí)行機構(gòu)分類
①機械式(直接作用式)調(diào)速器 它是直接利用飛重產(chǎn)生的離心力去移動油量調(diào)節(jié)機構(gòu)以調(diào)節(jié)柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。
②液壓(間接作用式)調(diào)速器 它是通過液壓伺服器將飛重產(chǎn)生的離心力加以放大,使用放大后的動力去移動油量調(diào)節(jié)機構(gòu)。
③電子調(diào)速器 轉(zhuǎn)速信號監(jiān)測或執(zhí)行機構(gòu)采用電氣方式的調(diào)速器。
2.調(diào)速器的性能指標
調(diào)速器的性能好壞直接影響柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。調(diào)速器裝機后,在柴油發(fā)電機性能鑒定時,應(yīng)對柴油發(fā)電機進行突變負荷試驗,同時用轉(zhuǎn)速自動記錄儀記錄柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線,用以分析調(diào)速器的工作性能。圖1所示曲線即為柴油發(fā)電機進行突變負荷試驗時得到的調(diào)速過程轉(zhuǎn)速變化曲線。柴油發(fā)電機先在最高空載轉(zhuǎn)速nomax下穩(wěn)定運轉(zhuǎn),在某瞬時突加全負荷,轉(zhuǎn)速立即下降,瞬時轉(zhuǎn)速下降到最低瞬時轉(zhuǎn)速nmin。此后由于調(diào)速器的調(diào)節(jié),轉(zhuǎn)速又回升,經(jīng)過一段時間t:并經(jīng)數(shù)次收斂性波動后,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在全負荷穩(wěn)定轉(zhuǎn)速nb。此調(diào)節(jié)過程稱調(diào)節(jié)的過渡過程。試驗還可以從其后某點突卸全負荷開始,轉(zhuǎn)速突然增高至最高瞬時轉(zhuǎn)速nmax,由于調(diào)速器的調(diào)節(jié),轉(zhuǎn)速又下降,經(jīng)過t3時間后,轉(zhuǎn)速又穩(wěn)定在最高空載轉(zhuǎn)速nomax。
圖1 調(diào)速過程轉(zhuǎn)速變化曲線
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據(jù)此,評定調(diào)速器性能有以下兩種工作指標。
(1)動態(tài)指標
動態(tài)指標是用以評定調(diào)速系統(tǒng)過渡過程的性能指標(穩(wěn)定性),參見圖2.87。
1)瞬時調(diào)速率δ1
突卸全負荷瞬時調(diào)速率
突加全負荷瞬時調(diào)速率
中國有關(guān)規(guī)范要求柴油發(fā)電機的δ+ 1≤10%;δ-1(突加50%后再加50%全負荷)≤10%。
2)穩(wěn)定時間ts
穩(wěn)定時間指從突加(或突減)全負荷后轉(zhuǎn)速剛偏離最高空載轉(zhuǎn)速的波動范圍(或標定轉(zhuǎn)速的波動范圍)到轉(zhuǎn)速恢復(fù)到標定轉(zhuǎn)速的波動范圍(或最高空載轉(zhuǎn)速的波動范圍)為止所需時間(s)。中國有關(guān)規(guī)范規(guī)定,交流發(fā)電機ts≤5s。
(2)靜態(tài)指標
1)穩(wěn)定調(diào)速率δ2
穩(wěn)定調(diào)速率指當操縱手柄在標定供油位置時,最高空載轉(zhuǎn)速 nomax與標定轉(zhuǎn)速nb之差同標定轉(zhuǎn)速nb比值的百分數(shù),即
穩(wěn)定調(diào)速率δ2用來衡量調(diào)速器的準確性,其值愈小,表示調(diào)速器的準確性愈好。δ2在國外稱速度降(speed drop)。對單臺柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)允許δ2=0,表示該柴油發(fā)電機將不隨外界負荷變化而保持恒速運轉(zhuǎn)。但在幾臺柴油發(fā)電機并聯(lián)工作時,為使各機負荷分配合理,各機的δ2必須相等且不得為零。對δ2的要求應(yīng)根據(jù)柴油發(fā)電機的用途而定。中國有關(guān)規(guī)范規(guī)定,船用主機的δ2≤10%;交流發(fā)電機的δ2≤5%。
2)轉(zhuǎn)速波動率Φ或轉(zhuǎn)速變化率φ
用來表征在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速的變化程度,主要是由柴油發(fā)電機回轉(zhuǎn)力矩不均勻而引起的。但兩者的定義不同。
轉(zhuǎn)速波動率
轉(zhuǎn)速變化率
式中
ncmax——測定期間的最高轉(zhuǎn)速,r/min;
ncmin——測定期間的最低轉(zhuǎn)速,r/min;
nm——測定期間的平均轉(zhuǎn)速,r/min,nm=(ncmax+ncmin)/2。
一般地,在標定工況時Φ≤(0.25~0.5)%;φ≤(0.5~1)%。
3)不靈敏度
當柴油發(fā)電機在一定負荷下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時,由于調(diào)速機構(gòu)中存在間隙、摩擦和阻力,若轉(zhuǎn)速稍有變化,調(diào)速器并不能立即改變供油量,直到轉(zhuǎn)速變化量足夠大時調(diào)速器才能開始起到調(diào)節(jié)供油的作用。這種現(xiàn)象稱調(diào)速器的不靈敏性。國內(nèi)用不靈敏度e表示不靈敏區(qū)域的大小。
令
式中n1——柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速減少時,調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速,r/min;
n2——柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速增加時,調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速,r/min;
nm——柴油發(fā)電機平均轉(zhuǎn)速,r/min,nm=(n1+n2)/2。
不靈敏度過大會引起柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定,嚴重時會導(dǎo)致調(diào)速器失去作用發(fā)生飛車,一般規(guī)定在標定轉(zhuǎn)速時ε≤1.5%~2%;而在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時E≤10%~13%。