新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的靜態(tài)和動態(tài)指標(biāo)

 

柴油發(fā)電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速是通過改變每一循環(huán)的噴油量獲得的。在一定的外界負(fù)荷條件下，供給柴油發(fā)電機(jī)一定燃油量，使柴油發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率與外界負(fù)荷相平衡，柴油發(fā)電機(jī)就在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。柴油發(fā)電機(jī)的外界負(fù)荷是經(jīng)常變動的，欲使柴油發(fā)電機(jī)的功率與新的外界負(fù)荷相適應(yīng)，就應(yīng)及時改變噴油量。為了使柴油發(fā)電機(jī)在選定的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行，必須裝有專門的調(diào)速器，通過它自動地改變柴油發(fā)電機(jī)噴油泵的噴油量，以適應(yīng)外界負(fù)荷的變化。

 

柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速板接線圖

 

 

一、調(diào)速器的性能指標(biāo)

1、調(diào)速器的靜態(tài)指標(biāo)

 

（1）穩(wěn)定調(diào)速率 δ2

調(diào)速器標(biāo)定工況下的穩(wěn)定調(diào)速率δ2是根據(jù)標(biāo)定工況突卸全部負(fù)載求得的。它是指當(dāng)操縱手柄在標(biāo)定供油位置不變，柴油發(fā)電機(jī)在標(biāo)定工況穩(wěn)定運(yùn)行時突卸全部負(fù)載，調(diào)速器起作用使柴油發(fā)電機(jī)重新穩(wěn)定運(yùn)行后，其最高空載轉(zhuǎn)速（空車穩(wěn)定轉(zhuǎn)速）n0max與標(biāo)定轉(zhuǎn)速nb之差同標(biāo)定轉(zhuǎn)速nb比值的百分比， 穩(wěn)定調(diào)速率δ2用來衡量調(diào)速器的準(zhǔn)確性。調(diào)速器存在調(diào)速率（也稱速度降）說明當(dāng)外界負(fù)荷變化時，柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速會有少量波動，其值較小就表示準(zhǔn)確性好；如果δ2過大，不僅對被帶動的工作設(shè)備的穩(wěn)定工作不利，即便對空轉(zhuǎn)時柴油發(fā)電機(jī)零件的磨損也是有害的。穩(wěn)定調(diào)速率的大小應(yīng)根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的用途和要求而定，我國海船建造規(guī)范規(guī)定，船用主機(jī)調(diào)速器的穩(wěn)定調(diào)速率應(yīng)不超過10％，船用發(fā)電柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速器的穩(wěn)定調(diào)速率應(yīng)不超過5％。對于單臺柴油發(fā)電機(jī)允許δ2＝0，它表示柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不會隨外界負(fù)荷變化而保持恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。但在幾臺柴油發(fā)電機(jī)并聯(lián)工作時，為了按比例均衡分配負(fù)載，各柴油發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定調(diào)速率δ2必須相等且不為零。

（2）轉(zhuǎn)速波動率 Φ 或轉(zhuǎn)速變化率

柴油發(fā)電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速也會產(chǎn)生微小的波動，轉(zhuǎn)速的變化程度可用“轉(zhuǎn)速波動率Φ”或“轉(zhuǎn)速變化率 ”來評價，兩者定義不同，均用來衡量調(diào)速器的穩(wěn)定性。一般讓柴油發(fā)電機(jī)在某轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行15min，測定其間的轉(zhuǎn)速波動情況。轉(zhuǎn)速波動率Φ表征穩(wěn)定工況下轉(zhuǎn)速波動的大小，轉(zhuǎn)速變化率 表征其轉(zhuǎn)速變化的大小。為保證柴油發(fā)電機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，一般規(guī)定在標(biāo)定工況時，Ф≤0.25％～0.5％， ≤0.5％～1％。如果超過規(guī)定范圍，就表示調(diào)速系統(tǒng)的工作不正常。

（3）不靈敏度ε

調(diào)速器在工作時，因?yàn)檎{(diào)速器內(nèi)的運(yùn)動元件之間存在摩擦阻力，從調(diào)速器到噴油泵之間的傳動件（拉桿、杠桿、銷軸等）之間有間隙，各零件運(yùn)動時有摩擦阻力和慣性力。因此當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)外界負(fù)荷有點(diǎn)變化并引起轉(zhuǎn)速微量增加或減少時，調(diào)速器不會立即作出反應(yīng)去改變供油量，而要到轉(zhuǎn)速變化量足夠大時，調(diào)速器才開始起到噴油量的調(diào)節(jié)作用。這種現(xiàn)象稱為調(diào)速器的不靈敏性，通常用不靈敏度ε來表示不靈敏性的大小：
不靈敏度過大會引起柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，嚴(yán)重時會導(dǎo)致調(diào)速器失去作用，甚至產(chǎn)生飛車事故。不靈敏度ε隨柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高低會有差異，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，因調(diào)速器預(yù)緊力較小，產(chǎn)生張力也小，而傳動機(jī)構(gòu)的阻力卻反而增大，造成不靈敏度加大。 一般規(guī)定在標(biāo)定轉(zhuǎn)速時ε≤1.5％～2％，在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時ε≤10％～13％。

 

2、調(diào)速器的動態(tài)指標(biāo)

 

由一個平衡轉(zhuǎn)速過渡到另一個平衡轉(zhuǎn)速之間所反應(yīng)的調(diào)速系統(tǒng)的特性，稱為調(diào)速器的動態(tài)特性，用作評定調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)過渡過程性能的動態(tài)指示，通常采用下列二項(xiàng)。

（1）瞬時調(diào)速率

根據(jù)試驗(yàn)時負(fù)荷的突卸與突加，可分為突卸負(fù)荷瞬時調(diào)速率 和突加負(fù)荷瞬時調(diào)速率 兩種。1 n, _( e9 }1 b% r; s

① 突卸負(fù)荷瞬時調(diào)速率

指柴油發(fā)電機(jī)先在標(biāo)定工況下穩(wěn)定運(yùn)行，然后突然卸去全部負(fù)荷，測定轉(zhuǎn)速隨時間的變化關(guān)系。

② 突加負(fù)荷瞬時調(diào)速率

與突卸負(fù)荷情況相似，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)在最高空載轉(zhuǎn)速nmax 下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時，突加全部負(fù)荷，轉(zhuǎn)速也會突然下降，最低瞬時轉(zhuǎn)速為nmin，再經(jīng)幾次收斂性的波動后，才會穩(wěn)定在標(biāo)定轉(zhuǎn)速nb運(yùn)行。船用主機(jī)一般要求 ≤10％～12％，對船用發(fā)電柴油發(fā)電機(jī)要求 ≤10％。

（2）穩(wěn)定時間 ts

過渡過程的穩(wěn)定時間是指突卸（或突加）全負(fù)荷后，轉(zhuǎn)速開始波動到轉(zhuǎn)速達(dá)到新的穩(wěn)定范圍（指轉(zhuǎn)速波動率Ф不大于規(guī)定值）為止的時間，表明消除過渡過程中波動現(xiàn)象的快慢，以秒計。穩(wěn)定時間ts越短，說明轉(zhuǎn)速消除得快，調(diào)速器的穩(wěn)定性越好。ts一般限制在5s～10s，對于船用柴油發(fā)電機(jī)，要求ts≤5s。一個好的調(diào)速系統(tǒng)，其調(diào)速過程應(yīng)滿足三個條件：一是過渡過程的轉(zhuǎn)速波動是收斂的，即轉(zhuǎn)速波動的幅度隨時間增長而減小；二是過渡中轉(zhuǎn)速瞬時波動的幅度不應(yīng)過大，以免柴油發(fā)電機(jī)超速而影響其可靠性；三是過渡時間不應(yīng)過長，轉(zhuǎn)速應(yīng)迅速達(dá)到穩(wěn)定。

 

二、轉(zhuǎn)速的調(diào)整

 

① 如果控制屏裝有轉(zhuǎn)速調(diào)整電位器，松開鎖緊螺母，將電位器調(diào)整到中間位置，固定鎖緊螺母。

② 將電子調(diào)速控制器上的電位器分別調(diào)整到如下位置：增益（Gain）20％；積分（I)20％；微分(D)30％；下垂（Droop）0％。

③ 將轉(zhuǎn)速調(diào)整電位器逆時針旋轉(zhuǎn)到鎖定位置，再順時計旋轉(zhuǎn)10圈，此時電位器設(shè)定在中間位置。啟動機(jī)組同時將轉(zhuǎn)速調(diào)整到1500r/min,使機(jī)組熱機(jī)到適當(dāng)溫度。

④ 順時針旋轉(zhuǎn)增益（Gain）電位器使發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)不穩(wěn)定，可緩慢地逆時針旋轉(zhuǎn)使發(fā)電機(jī)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

⑤ 如果電子調(diào)速控制器上有微分（D)和積分（I)電位器，按第④步的方法調(diào)整。

⑥ 檢查轉(zhuǎn)速是否有偏差，并將轉(zhuǎn)速調(diào)到1500r/min。

⑦為使機(jī)組在滿載狀態(tài)下向負(fù)載提供正常工作頻率，在空載情況下調(diào)整發(fā)電機(jī)的下垂特性。

50.0Hz/1500r/min---下垂0％

51.5Hz/1545r/min---下垂3％

52.5Hz/1575r/min---下垂5％

⑧ 當(dāng)發(fā)電機(jī)熱機(jī)到適當(dāng)溫度后，調(diào)整轉(zhuǎn)速電位器到規(guī)定的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

⑨ 在空載條件下，慢慢順時針旋轉(zhuǎn)增益電位器直至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速振蕩；再慢慢逆時針減少增益值至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定；用短路線瞬時短路調(diào)速控制器上7號和10號端子來干擾調(diào)速器；如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)過三次減幅振蕩后恢復(fù)正常，則增益適當(dāng)。

⑩ 加載和減載以確定發(fā)電機(jī)組的動態(tài)響應(yīng)。如果機(jī)組調(diào)試滿足標(biāo)定，則調(diào)速器校驗(yàn)完畢。如果發(fā)電機(jī)組動態(tài)響應(yīng)不能令人滿意，則重復(fù)上一步驟。

? 完成增益調(diào)整后，發(fā)電機(jī)組加滿載，調(diào)整轉(zhuǎn)速電位器使發(fā)電機(jī)組頻率達(dá)到規(guī)定值。

 

 

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