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柴油發(fā)電機結(jié)構(gòu)：講的太清楚了
這里介紹柴油發(fā)電機的構(gòu)造，由于發(fā)電機大小不同，結(jié)構(gòu)也不相同，但主要部分的結(jié)構(gòu)與功能相同，本課件就柴油發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)與組成進行介紹，為顯示清楚，定子與轉(zhuǎn)子槽數(shù)都較少，定子線圈外形按導(dǎo)線繞制的線圈繪制(不是用銅條或銅管連接成的線圈)。發(fā)電機主要部件結(jié)構(gòu)則參考大中型柴油發(fā)電機繪制。
發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子與定子組成。柴油發(fā)電機是同步發(fā)電機，由于柴油機的轉(zhuǎn)速很高，故柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)子只有一對磁極，在額定轉(zhuǎn)速每分鐘3000轉(zhuǎn)時輸出50赫茲的三相交流電。下面通過一個柴油發(fā)電機模型來介紹柴油發(fā)電機的基本構(gòu)造與組成。
由于大型柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子磁極表面線速度達150m/s以上，離心力很大，故轉(zhuǎn)子直徑不能過大，大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子都為細長型。轉(zhuǎn)子圓周上沒有凸出的磁極，轉(zhuǎn)子鐵芯是一個在圓周上開有一些槽的圓柱，在圓周兩側(cè)各有一段槽距大的面稱為大齒，就是磁極(圖1所示)，稱之為隱極式轉(zhuǎn)子。在槽中嵌有勵磁繞組，隱極式轉(zhuǎn)子將勵磁繞組分成多個線圈，便于安裝與加固。
勵磁繞組兩端通過集電環(huán)(滑環(huán))接到勵磁電源，在轉(zhuǎn)子圓周兩側(cè)就形成北極與南極，旋轉(zhuǎn)時就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
放大的定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯截面圖，兩鐵芯間有氣隙。定子鐵芯的內(nèi)圓周有嵌放定子線圈的槽，在槽口兩側(cè)有固定槽楔的小槽，槽楔用途是壓住定子線圈。轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓周有嵌放轉(zhuǎn)子線圈的槽，在槽口兩側(cè)有小槽，用來固定槽楔，在槽底有用于通風的槽。
轉(zhuǎn)子鐵芯與軸用高強度高磁導(dǎo)率的合金鋼材整體制作，在轉(zhuǎn)子鐵芯部分有一些軸向與徑向的孔隙，用來通風冷卻。由于各種電機冷卻方式不同，孔隙布置走向也不同，這里就不作介紹了，見圖4。
柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子勵磁繞組由多個線圈組成，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中，多個線圈串聯(lián)起來組成轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子軸的勵磁端(簡稱勵端)安裝集電環(huán)，轉(zhuǎn)子繞組的兩個線端分別連接到兩個集電環(huán)。見圖5。
嵌裝好繞組的柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子
嵌放好線圈后在槽口塞入槽楔，壓住槽內(nèi)線圈，線圈在槽外的端部用護環(huán)壓住，防止線圈被離心力甩出，見圖6。
為減小負序磁場的影響，在轉(zhuǎn)子表面還裝有阻尼裝置，這里就不介紹了。
轉(zhuǎn)子線圈與護環(huán)
為降低發(fā)電機的溫度，在轉(zhuǎn)子兩端還裝有軸流風扇對機內(nèi)氣體進行強制循環(huán)。見圖7，這是整個轉(zhuǎn)子，是發(fā)電機中的旋轉(zhuǎn)部件。
安裝好集電環(huán)與風扇的柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子
定子
因為定子鐵芯內(nèi)的磁通是在不停的變化，為防止渦流損耗，定子鐵芯采用多層硅鋼片疊成，硅鋼片涂絕緣漆相互絕緣。硅鋼片導(dǎo)磁良好。為通風冷卻定子鐵芯分成多段，段間有縫隙實現(xiàn)徑向通風。在定子鐵芯的兩端用壓圈與穿心螺桿壓緊定子鐵芯，見圖8。
柴油發(fā)電機定子鐵芯
在定子鐵芯槽內(nèi)嵌放定子的三相繞組，繞組形式一般為雙層疊繞。每相繞組由多個線圈組成，按一定規(guī)律對稱排列，大型發(fā)電機的線圈只有幾匝，是用一根根銅條或銅管彎成，在端部進行連接形成線圈。本模型簡化處理，線圈是由表皮絕緣的導(dǎo)線繞成多匝的線圈。
在24槽電機模型有24個線圈，分為3組，組成三相繞組，6個引出線中3個是A、B、C相輸出端，3個為中性線端，一同連接到到電機下方的出線盒的瓷套管端子。
嵌裝好線圈還要在槽口插入槽楔，把線圈壓緊固定。圖11是嵌裝好線圈的定子鐵芯剖視圖。
發(fā)電機的實際組裝過程是定子鐵芯先安裝進機座，然后才進行線圈的嵌裝工作。
定子與轉(zhuǎn)子裝入機座
機座(機殼)由鋼板卷制焊接而成，為確保剛度在殼內(nèi)壁焊有多圈圓環(huán)筋與多條軸向筋。本模型圓環(huán)筋較寬，為便于冷卻氣體流動，開有多個通氣孔。在機座下方有發(fā)電機出線盒，發(fā)出的三相交流電從這里引出，見圖12。安裝好的機殼加端蓋應(yīng)有很好的氣密性，以防止冷卻介質(zhì)泄露。
發(fā)電機機殼
把定子鐵芯安裝在發(fā)電機機座內(nèi)，再進行定子線圈嵌裝，把各相線圈連接起來組成三相繞組。在定子鐵芯的槽口插入定子槽楔，壓緊槽內(nèi)線圈，見圖13。三相繞組的6個線端連接到出線盒的六個瓷套管端子，在出線盒外接成 Y 形連接，按三相四線輸出。
裝入機座的發(fā)電機定子鐵芯與繞組
把轉(zhuǎn)子插入定子鐵芯內(nèi)是發(fā)電機安裝的重要工序，要保證不損傷定子與轉(zhuǎn)子的任何部分。圖14是插入轉(zhuǎn)子后的狀態(tài)。
發(fā)電機安裝轉(zhuǎn)子
本模型的兩個轉(zhuǎn)子軸承安裝在機殼兩側(cè)的端蓋上，稱為端蓋式軸承。每塊端蓋由上下兩塊組成，在端蓋上安裝軸承部件，軸承部件由軸瓦與軸承油密封等組成，循環(huán)的密封油可以潤滑軸瓦、防止氫氣泄露、降低軸瓦溫度。
安裝好機殼兩側(cè)的下端蓋，在端蓋上安裝軸承部件，軸承把轉(zhuǎn)子支撐起來，轉(zhuǎn)子磁極與定子鐵芯間留有氣隙，轉(zhuǎn)子可自由旋轉(zhuǎn)，見圖15。
發(fā)電機安裝軸承
安裝電刷裝置
轉(zhuǎn)子的勵磁電源連接到電刷，電刷與集電環(huán)緊密接觸，勵磁電流先通過電刷，再通過集電環(huán)到轉(zhuǎn)子勵磁繞組。電刷由天然石墨制成，有很好的自潤滑特性，導(dǎo)電良好，電刷通過刷辮接到勵磁端子。電刷裝在刷盒內(nèi)，可自由上下移動，壓簧把電刷壓向集電環(huán)。壓簧采用恒壓彈簧，在電刷整個行程中壓力基本不變，恒壓彈簧固定在彈簧夾上，彈簧夾上有楔形卡子，彈簧夾插在刷盒內(nèi)，卡子進入卡孔就卡住了。圖16左圖是壓簧，右圖是較新的電刷在刷盒的狀態(tài)，中圖是磨損較多的電刷(待換電刷)在刷盒的狀態(tài)。
電刷盒結(jié)構(gòu)
刷盒固定在刷握上，刷握固定在刷握架上，刷辮連接到勵磁電源接線端子上，見圖17左圖，在圖17右圖中顯示了電刷與集電環(huán)的相對位置(圖中隱去了轉(zhuǎn)子軸)。
電刷裝置與集電環(huán)
僅為發(fā)電機電刷示意圖，實際大型發(fā)電機的勵磁電流很大，每個集電環(huán)由幾段組成，電刷組相應(yīng)增多，電刷數(shù)量達數(shù)十個。集電環(huán)采用耐磨的優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，為降低集電環(huán)溫度，集電環(huán)有通風孔，在兩集電環(huán)之間還裝有離心風扇。
電刷裝置安裝在發(fā)電機的勵端集電環(huán)的兩側(cè)。在轉(zhuǎn)子兩端還要安裝轉(zhuǎn)子上的風扇，為了使風扇的氣流按照指定路徑流動，必須安裝上導(dǎo)風罩，見圖18。
發(fā)電機安裝電刷與風扇
發(fā)電機整機
把機座兩端的上半端蓋安裝好，發(fā)電機就組裝好了，圖19是柴油發(fā)電機的剖視圖。
冷卻系統(tǒng)
大型發(fā)電機產(chǎn)生的熱量很大，必須有強有力的冷卻措施，不同型號發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子、機座等主要結(jié)構(gòu)基本一樣，但冷卻系統(tǒng)五花八門，也較復(fù)雜。
主要的冷卻介質(zhì)是氫氣與水，也有用空氣。氫氣比空氣的密度小很多、導(dǎo)熱系數(shù)大很多;水與很大的比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)大、價格低廉。冷卻方式主要有：
全氫冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用氫氣冷卻。
水氫冷發(fā)電機，電機定子繞組采用水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組與定子鐵芯用氫氣冷卻。
水水空發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯用空氣冷卻。
水水氫發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯用氫氣冷卻。
全水冷發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯也用水冷卻。
空冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用空氣冷卻，僅用于中小型發(fā)電機。
氫氣或水如何在電機內(nèi)循環(huán)則有多種途徑，根據(jù)循環(huán)路線在定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯上制作冷卻介質(zhì)的通道，繞組水冷采用空心銅管作導(dǎo)線，在管內(nèi)通水冷卻。
，機座完全密封，在機殼靠兩端設(shè)有氫氣冷卻器，氫氣冷卻器就是排管式熱交換器，管內(nèi)是流動的水，水通過電機外設(shè)備冷卻。在機殼內(nèi)部充滿氫氣，風扇向兩端抽出熱氫氣，熱氫氣經(jīng)過氫氣冷卻器降溫，再次進入定子與轉(zhuǎn)子帶走熱量。圖中淺藍色箭頭線示意氫氣的流動路徑。
除了上述的基本部件外，在定子、轉(zhuǎn)子、繞組、軸承等部位分布著許多溫度傳感器;在一些部位還有壓力傳感器、振動傳感器、位移傳感器等，監(jiān)視發(fā)電機的工作狀態(tài)。
在機外還配有發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)、冷卻水的凈化裝置與循環(huán)裝置、氫氣的儲存與控制裝置、密封油的循環(huán)系統(tǒng)等。
的技術(shù)工人就是電工，這句話沒毛病吧?
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發(fā)電機組的日常維修需要結(jié)合當?shù)貧夂?
柴油發(fā)電機潤滑、液壓系統(tǒng)的維修
(1) 在所有的加油口和通氣孔上加防沙罩。有條件的情況下，在機油濾清器到渦輪增壓器的油管上加一個濾清器，使進入渦輪增壓器的潤滑油更加清潔，保證渦輪增壓器的正常工作。
(2) 在液壓系統(tǒng)的進油管上，可增設(shè)一套濾油裝置， 設(shè)備管理維修技術(shù)定期用濾油機將液壓油、傳動油各進行一次過濾。
(3) 定期清洗液壓油箱，定期清洗或更換液壓油、潤滑油及濾芯。
柴油發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的維修
西北地區(qū)水質(zhì)硬、堿性大，發(fā)動機水箱必須加入性能好的防凍液。嚴禁加水，否則對缸體、缸套腐蝕很大，特別是對斯太爾發(fā)動機尤為重要。曾有1臺斯太爾自卸車，頭幾年發(fā)動機水箱一直是用防凍液，后因水管接頭破裂，防凍液漏失而臨時加入了水，結(jié)果工作不到1個星期，發(fā)動機出現(xiàn)高溫、翻水現(xiàn)象。拆卸機體后看到缸套已蝕穿，其他部位水垢也較厚。
柴油發(fā)電機絞接銷套部位的維修
(1) 康明斯發(fā)電機組的絞接銷套大都是半開式、采用潤滑脂潤滑的，沙塵極易黏附在銷套上，加速其磨損。故應(yīng)加強對銷套的潤滑，應(yīng)該用耐高溫、耐水、耐腐蝕的潤滑脂，如二硫化鉬。用清潔的潤滑脂將受沙塵污染的潤滑脂擠出，減少磨損。
(2) 對銷套的兩端用粗的O形圈或耐油橡膠墊進行密封，減少沙粒的侵入。
發(fā)電機組日常維修
(1) 在沙漠地區(qū)，一般情況下，對康明斯發(fā)電機組只進行日常保養(yǎng)和小修。對拆下的油管或部件要用干凈、厚實的塑料布包好。嚴禁拆卸和修理發(fā)動機、液壓系統(tǒng)，確要修理應(yīng)送至遠離風沙的場所進行，以防沙塵進入，使修理工作前功盡棄。
(2) 風冷發(fā)動機若出現(xiàn)冒黑煙、功率不足時，要配套更換新件，不能仍用肉眼和手感來判斷活塞缸套有無磨損。如有1臺FL912風冷發(fā)動機的振動碾，一加負荷便出現(xiàn)冒黑煙、工作無力的現(xiàn)象，經(jīng)拆檢觀察、觸摸缸套活塞均無明顯磨損，油泵、進氣系統(tǒng)也未發(fā)現(xiàn)問題。為降低成本，只換了一套新活塞，可裝好后試機問題仍然存在。經(jīng)再次分析判斷，是活塞缸套間隙問題，遂更換了一組新的活塞缸套，試機后工作正常。
結(jié)語
發(fā)電機組在新疆沙漠地區(qū)作業(yè)時要結(jié)合當?shù)氐臍夂?、自然條件的特點，注意采用正確合理的使用、維護措施，綜合考慮各種因素的影響， 程度地提高機械
作業(yè)效率，以保證企業(yè)經(jīng)濟效益的不斷增長。
