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新聞主題	柴油發(fā)電機調(diào)速器通?？煞譃槟膸追N類型

 

摘要：發(fā)電用柴油發(fā)電機要求在外界負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(biāo)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(biāo)

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(fù)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(fù)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n_omax下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，在某瞬時突加全負(fù)荷，轉(zhuǎn)速立即下降，瞬時轉(zhuǎn)速下降到最低瞬時轉(zhuǎn)速n_min。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(fù)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(fù)荷開始，轉(zhuǎn)速突然增高至最高瞬時轉(zhuǎn)速n_max，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n_omax。

圖1 調(diào)速過程轉(zhuǎn)速變化曲線

 

據(jù)此，評定調(diào)速器性能有以下兩種工作指標(biāo)。

 

（1）動態(tài)指標(biāo)

動態(tài)指標(biāo)是用以評定調(diào)速系統(tǒng)過渡過程的性能指標(biāo)（穩(wěn)定性），參見圖2.87。

1）瞬時調(diào)速率δ₁

突卸全負(fù)荷瞬時調(diào)速率

突加全負(fù)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(fù)荷）≤10％。

2）穩(wěn)定時間t_s

穩(wěn)定時間指從突加（或突減）全負(fù)荷后轉(zhuǎn)速剛偏離最高空載轉(zhuǎn)速的波動范圍（或標(biāo)定轉(zhuǎn)速的波動范圍）到轉(zhuǎn)速恢復(fù)到標(biāo)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t_s≤5s。

 

（2）靜態(tài)指標(biāo) 

1）穩(wěn)定調(diào)速率δ₂

穩(wěn)定調(diào)速率指當(dāng)操縱手柄在標(biāo)定供油位置時，最高空載轉(zhuǎn)速 n_omax與標(biāo)定轉(zhuǎn)速n_b之差同標(biāo)定轉(zhuǎn)速n_b比值的百分?jǐn)?shù)，即

  

穩(wěn)定調(diào)速率δ₂用來衡量調(diào)速器的準(zhǔn)確性，其值愈小，表示調(diào)速器的準(zhǔn)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(fù)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(fù)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

n_cmax——測定期間的最高轉(zhuǎn)速，r/min；

n_cmin——測定期間的最低轉(zhuǎn)速，r/min；

n_m——測定期間的平均轉(zhuǎn)速，r/min，n_m＝（n_cmax＋n_cmin）/2。

一般地，在標(biāo)定工況時Φ≤（0.25～0.5）％；φ≤（0.5～1）％。

 

3）不靈敏度

當(dāng)柴油發(fā)電機在一定負(fù)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；

n_m——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(yán)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(biāo)定轉(zhuǎn)速時ε≤1.5％～2％；而在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時E≤10％～13％。

 

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