柴油發(fā)電機的基本結構是由柴油機和發(fā)電機組成,柴油機作動力帶動發(fā)電機發(fā)電。
柴油機的基本結構:由氣缸、活塞、氣缸蓋、進氣門、排氣門、活塞銷、連桿、曲軸、軸承和飛輪等構件構成。柴油發(fā)電機的柴油機一般是單缸或多缸四行程的柴油機,下面我只說說單缸四行程柴油機的工作基本原理:柴油機起動是通過人力或其它動力轉(zhuǎn)動柴油機曲軸使活塞在頂部密閉的氣缸中作上下往復運動。活塞在運動中完成四個行程:進氣行程、壓縮行程、燃燒和作功(膨脹)行程及排氣行程。當活塞由上向下運動時進氣門打開,經(jīng)空氣濾清器過濾的新鮮空氣進入氣缸完成進氣行程?;钊上孪蛏线\動,進排氣門都關閉,空氣被壓縮,溫度和壓力增高,完成壓縮過程?;钊麑⒁竭_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,柴油機在飛輪的慣性下逐漸加速進入工作。
柴油機曲軸旋轉(zhuǎn)便帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電,發(fā)電機有直流發(fā)電機和交流發(fā)電機。
直流發(fā)電機主要由發(fā)電機殼、磁極鐵芯、磁場線圈、電樞和炭刷等組成。工作發(fā)電原理:當柴油機帶動發(fā)電機電樞旋轉(zhuǎn)時,由于發(fā)電機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)電磁感應原理,由磁感應產(chǎn)生電流并經(jīng)炭刷輸出電流。
交流發(fā)電機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電流并由定子線圈輸送出電流。
為了保護用電設備,并維持其正常工作,發(fā)電機發(fā)出的電流還需要調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)控制等等。
船舶柴油發(fā)電機組的運行過程是電站運行的重要組成部分。并聯(lián)運行的柴油發(fā)電機組數(shù)量決定了船舶電站的容量。并聯(lián)運行的穩(wěn)定性與船舶電站的穩(wěn)定性密切相關。建立能準確反映柴油發(fā)電機組運行的數(shù)學模型對電站的運行控制、仿真和性能分析都具有重要意義。柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行過程的研究涉及到柴油發(fā)電機的模型、并聯(lián)運行控制模型、電力負荷模型等的建立。其中,柴油發(fā)電機模型盡管存在一些不同的建模方法,但大多數(shù)于單臺模型仿真。以柴油發(fā)電機模型為核心,建立多臺柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行的數(shù)學模型。以“育鯤”輪的船舶電站為參考對象,分別建立了柴油發(fā)電機模型、電力負荷模型,并聯(lián)運行控制系統(tǒng)模型。
柴油發(fā)電機的本質(zhì)原理就是將發(fā)動機燃料的化學能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機械能,發(fā)電機將此機械能轉(zhuǎn)化為電能;速度控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)供油來調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速,即電的頻率,并以固定頻率調(diào)節(jié)輸出有功功率。勵磁調(diào)壓系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電流實現(xiàn)對發(fā)電機的電壓;控制器可以控制機組的遠程啟停,顯示、記錄和監(jiān)控發(fā)電機的運行參數(shù),保證發(fā)電機的運行。同時具有自動同步和遠程數(shù)據(jù)傳輸及遠程控制功能,以及機組并網(wǎng)運行時的運行設定功能。