柴油發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是由柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)組成,柴油機(jī)作動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
柴油機(jī)的基本結(jié)構(gòu):由氣缸、活塞、氣缸蓋、進(jìn)氣門、排氣門、活塞銷、連桿、曲軸、軸承和飛輪等構(gòu)件構(gòu)成。柴油發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)一般是單缸或多缸四行程的柴油機(jī),下面我只說說單缸四行程柴油機(jī)的工作基本原理:柴油機(jī)起動(dòng)是通過人力或其它動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)柴油機(jī)曲軸使活塞在頂部密閉的氣缸中作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞在運(yùn)動(dòng)中完成四個(gè)行程:進(jìn)氣行程、壓縮行程、燃燒和作功(膨脹)行程及排氣行程。當(dāng)活塞由上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)氣門打開,經(jīng)空氣濾清器過濾的新鮮空氣進(jìn)入氣缸完成進(jìn)氣行程。活塞由下向上運(yùn)動(dòng),進(jìn)排氣門都關(guān)閉,空氣被壓縮,溫度和壓力增高,完成壓縮過程?;钊麑⒁竭_(dá)頂點(diǎn)時(shí),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(dòng)活塞向下作功,推動(dòng)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(dòng),排氣門打開排氣,完成排氣行程。每個(gè)行程曲軸旋轉(zhuǎn)半圈。經(jīng)若干工作循環(huán)后,柴油機(jī)在飛輪的慣性下逐漸加速進(jìn)入工作。
柴油機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)便帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電,發(fā)電機(jī)有直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。
直流發(fā)電機(jī)主要由發(fā)電機(jī)殼、磁極鐵芯、磁場(chǎng)線圈、電樞和炭刷等組成。工作發(fā)電原理:當(dāng)柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí),由于發(fā)電機(jī)的磁極鐵芯存在剩磁,所以電樞線圈便在磁場(chǎng)中切割磁力線,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,由磁感應(yīng)產(chǎn)生電流并經(jīng)炭刷輸出電流。
交流發(fā)電機(jī)主要由磁性材料制造多個(gè)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(jī)帶動(dòng)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(chǎng),轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一圈,磁通的方向和大小變換多次,由于磁場(chǎng)的變換作用,在線圈中將產(chǎn)生大小和方向都變化的感應(yīng)電流并由定子線圈輸送出電流。
為了保護(hù)用電設(shè)備,并維持其正常工作,發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流還需要調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制等等。
船舶柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程是電站運(yùn)行的重要組成部分。并聯(lián)運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組數(shù)量決定了船舶電站的容量。并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性與船舶電站的穩(wěn)定性密切相關(guān)。建立能準(zhǔn)確反映柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型對(duì)電站的運(yùn)行控制、仿真和性能分析都具有重要意義。柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行過程的研究涉及到柴油發(fā)電機(jī)的模型、并聯(lián)運(yùn)行控制模型、電力負(fù)荷模型等的建立。其中,柴油發(fā)電機(jī)模型盡管存在一些不同的建模方法,但大多數(shù)于單臺(tái)模型仿真。以柴油發(fā)電機(jī)模型為核心,建立多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。以“育鯤”輪的船舶電站為參考對(duì)象,分別建立了柴油發(fā)電機(jī)模型、電力負(fù)荷模型,并聯(lián)運(yùn)行控制系統(tǒng)模型。
柴油發(fā)電機(jī)的本質(zhì)原理就是將發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能,發(fā)電機(jī)將此機(jī)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(dòng)機(jī)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(lì)磁調(diào)壓系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電流實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓;控制器可以控制機(jī)組的遠(yuǎn)程啟停,顯示、記錄和監(jiān)控發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù),保證發(fā)電機(jī)的運(yùn)行。同時(shí)具有自動(dòng)同步和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程控制功能,以及機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行設(shè)定功能。