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朔锐机电设备有限公司
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无刷充电机的工作原理
发动机起动期间，发电机电压小于蓄电池电压时，整流二极管截止，发电机不能对外输出，由蓄电池供给磁场电流。路径为：蓄电池正极→点火开关SW(或点火继电器触点)→磁场烧组调节器→搭铁→蓄电池负极。
流入励磁绕组的电流，在励磁铁心中建立一个带状的磁通量。这个带状磁通量沿着各个导磁元件环行，在整个磁回路中，这个磁通量将在励磁绕组周围找到一个 磁阻的通道：励磁电流产生的磁力线通过励磁铁心(磁轭托架)→辅助气隙g1→转子N极→主气隙g→定子铁心→主气隙g→转子S极→辅助气隙g2→励磁铁心形成一个闭合的磁路系统。这种结构除转子爪极外径与定子内表面之间的气隙(称为主气隙)外，在闭合的磁路系统中，增加了两个有相对运动的径向附加气隙，使闭合回路的磁阻增大。所以必须通过增加磁场绕组的激磁安匝来补有效磁通量所减小的部分，才能保证无刷交流发电机的输出。
随着转子的旋转，使通过定子铁心的磁通量发生变化，定子绕组切割磁力线而产生感应电动势，定子绕组发出三相交流电压，通过三相桥式整流电路整流成直流。当转速达到1000r/min左右时，发电机应能正常发电并对外输出，经滤波电容C后输出28V直流电压，发电机电压大于蓄电池电压，发电机自励，并对蓄电池充电，或对其他负载供电。N端通过VD4、VD5、VD6中的一个硅管整流，与对地端形成半波整流电压，被称为中性点电压，其输出信号为14V直流脉动电压( 负载不能超过2A)，N端可用于接转速表。中性点电压除了直流成分外，还含有交流成分，且幅值随发电机的转速而变，与中性点相连的二极管(VD10、VD11)就称为中性点二极管。当中性点二极管的正极管(VD11)电位 或负极管(VD11)电位 时，中性二极管亦处于正向导通，可对外输出，能有效利用中性点电压来增加发电机的输出功率。实践证明，在交流发电机上安装中性二极管后，输出功率可增加10%～15%。
定子绕组的三相交流电压经三相全桥整流后，经调节器向励磁绕组供电。调节器以通/断方式调节励磁电流，使充电机的输出电压保持在(28±0.3)V范围内波动，给蓄电池浮充电。发电机调节器电路如图8-14中调节器部分所示，主要由3个电阻R1、R2、R3，2个三极管VT1、VT2和1个稳压管VR组成。R1、R2，为分压电阻，VT1为小功率三极管，接在大功率管的前一级，起功率放大作用，也称前级放大。三极管VT2为大功率三极管，其集电极与发电机磁场绕组相连，磁场绕组为VT2负载，VT2导通时，磁场电流接通反之磁场电流切断。因此，可以通过控制三极管VT2的导通与截止，改变磁场电流使发电机输出电压稳定。
稳压二极管VR是感受元件，其一端接三极管VT1的基极，另一端接分压电阻R1、R2、以组成电压检测电路，监测发电机电压的变化。当发电机的输出电压在分压电阻R1上的电压达到VR的设定电压时，VR击穿，VT1有基极电流使VT1导通，VT2截止，这就使发电机的F点不接地面切断了磁场绕组的电路，发电机电压便会下降。发电机电压下降时又使VR、VT1截止，VT2导通，发电机电压重又升高如此反复作用，使发电机端电压被控制在一定的范围内。
现在集成电路电压调节器也被广泛使用。用集成电路开发的电压调节器体积很小，可方便地安装在发电机的内部与发电机组成一个整体，称之为整体式交流发电机。集成电路调节器的基本工作原理与晶体管调节器完全一样，都是根据发电机的电压信号(输入信号)，利用三极管的开关特性控制发电机的磁场电流以此达到稳定发电机输出电压的目的。集成电路调节器有内、外搭铁之分，以外搭铁形式居多。
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柴油发电机组的自动化性能起到了什么作用
随着通信的发展，现代通信设备的普及应用，对交流电源的供电要求也越来越高，有些通信设备不允许交流电源有瞬间中断，这就要求机组必须具备自动化的功能，目前正逐步推广电源设备集中监控技术也要求机组必须自动化。由于机组自动化程度不同，因此， 标准有明确规定。根据国标GB4712-84标准，机组自动化分为三级，下面分别予以叙述。
1.一级自动化机组的性能
(1)机组应自动维持应急准备运行状态，柴油机启动前自动进行预润滑；
(2)当机组需要启动运行时，能按自动控制指令或遥控指令实现自动启动。如果机组需要停机时，也能按自动控制指令或遥控指令自动停机。
(3)机组在运行过程中，若出现过载、短路、超速、过频、水温过高、机油压力过低等异常情况均能进行自动保护。
(4)机组应配备表明正常运行和非正常运行声光信号系统，通过这些信号表明机组运行情况。
(5)机组在无人值守的情况下应能连续运行4h。
2.二级自动化机组
此类机组除满足一级自动化机组各项要求外，还应满足下述要求：
(1)机组应具有燃油、机油和冷却水自动补充的功能。
(2)机组在无人值守的情况下，能连续运行240h.
3.三级自动化机组
该机组除满足一、二级自动化机组的各项要求外，还必须具备下面功能：
(1)当机组自启动失败时，自启动控制程序系统，应能自动地将启动指令转移到下一台备用机组。
(2)机组应能按自动控制指令或遥控指令完成两台同型号规格的机组自动并机和解列。
(3)机组并机运行时，应能自动分配输出的有功功率和无功功率。
(4)机组除了具有一、二级自动化机组的各项保护外，还应具有逆功率保护等功能。
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柴油发电机开机与关机的规范操作
一、开机前的准备
1、每次在开机前必须要检查柴油机水箱内的冷却水或防冻液是否满足，如缺少要加满。拔出机油油标尺查看润滑油是否缺少，如缺少要加到规定的“静满”刻度线，再仔细检查有关部件有无故障隐患，如发现故障要及时排除方可开机。
2、严禁带负荷启动柴油机。柴油机在启动前要注意发电机的输出空气开关必须处在关闭状态。普通型发电机组柴油机启动后要经过3-5分钟的怠速运转（700转/分钟左右）冬天气温偏低，怠速运转时间要适当延长几分钟。柴油机启动后首先要观察机油压力是否正常和有无漏油、漏水等不正常现象，（正常情况下机油压力必须在0.2MPa以上）如发现异常要立即停机检修。如无异常现象将柴油机转速提升到额定转速1500转/分钟，此时发电机显示频率50HZ，电压400V，则可以合上输出空气开关投入使用。发电机组不允许长时间空载运行。（因为长时间空载运行会使柴油机喷油嘴喷出的柴油不能完全燃烧导致积碳，造成气门、活塞环漏气。）如果是自动化发电机组，则不需要怠速运行，因为自动化机组一般都配备水加热器，使柴油机缸体始终保持在45℃左右，柴油机启动后可在8-15秒内正常送电。
3、注意观察运行中的工作状态。发电机组在工作中，要有专人值班，经常注意观察可能出现的一系列故障，尤其要注意机油压力、水温、油温、电压、频率等重要因素的变化。另外还要注意备有足够的柴油，在运行中如燃油中断，客观上造成带负荷停车，有可能会导致发电机励磁控制系统及相关元器件的损坏。
4、严禁带负荷停机。每次停机前，必须先逐步切断负荷，然后关闭发电机组输出空气开关， 将柴油机减速到怠速状态运转3-5分钟左右再停机。
二、开机步骤
1、旋动燃油微调操作手柄或按动“油机升速”按钮，使柴油机门固定在相当于机组怠速位置（约500-700rpm）。
2、打开电源开关、电源指示灯亮，然后，揿下预供油按钮，开动预供泵，每次运转不超过30S，如下次运转达不到要求，应停30S后重复一次，直至油压达到0.2-0.3MPa时（仅对带预供油泵），在揿下起动按钮，使柴油机起动，此时，运转指示灯亮。如果揿下起动按钮12S后，柴油机仍不能起动，则应待2min后再作第二次起动，如连续三次不能起动，应检查并找出故障原因。如遇气温较低时，对装有预热装置的机组，可先将预热开关向外拉到第I位，此时预热器接通，2min后，再将预热开关向外拉到第II位，此时，在预热器接通的同时，接通电磁阀，燃油进入预热器，这时揿下起动按钮，使柴油机起动。起动成功后，应将预热开关推回原始位置。在起动过程中，由于蓄电池电压跌入较大，可能会出现监控仪的显示器数字起伏波动，这时只要按一下“信号解除”按钮即可消除此现象。
3、柴油机起动后，转速应控制在600-700rpm左右，并密切注意机油压力的读数，如机油压力无指示，应立即停机检查。
4、若低速运转正常，可将转速逐渐增加到1000-1200rpm进行柴油机预热运转，当水温达50℃，油温达45℃左右时，将转速增加到1545rpm或1575rpm（对250KW以上机组），充电指示灯亮，并调整发电机电压至额定值，此时频率表读数应指向51.5Hz或52.5Hz（对250KW以上机组）。
5、此时若机组工作正常，则可合上自动空气开关，然后逐渐增加负载。注意该空气开关带有失压保护装置，一定要到发电机电压达到70%额定电压以上时，才有可能合闸（合闸时，应先把开关手柄往下扣一下再向上合闸）。开关分闸后，若发电机电压下降到40-70%额定电压时，此开关又会向上反跳一次，但并不在合闸位置，属正常现象。
三、停机步骤：
1、逐渐卸去负荷，断开自动空气开关。
2、在空载状况下，逐渐将转速降低至600-700r/min，待柴油机水、油温降至70℃
以下时，再行停机。
