新闻主题	柴油发电机调速器通常可分为哪几种类型

 

摘要：发电用柴油发电机要求在外界负荷（用电量）变化时能保持恒定的转速，以保证发电机的电压和频率恒定。若外界负荷减少而喷油量不变，则柴油发电机的功率就会大于外负荷而使转速升高，转速升高后又进一步扩大了功率的不平衡，使转速继续升高以致发生飞车。反之，若外界负荷增加而喷油量不变，柴油发电机转速就会降低并最终导致停车。所以，发电用柴油发电机必须装设定速调速器，保证负荷变化时柴油发电机的转速基本不变。

 

1．调速器的类型

 

（1）按调速范围分类

①极限调速器（限速器）只用于限制柴油发电机的最高转速不超过某规定值，在转速低于此规定值时不起调节作用。

②定速（单制）调速器 在负荷变化时能使柴油发电机转速保持在规定范围内。此种调速器应用于发电柴油发电机。通常，为满足多台柴油发电机并联运行的要求，本调速器一般有士10％标定转速的可调范围。

③双制式调速器 能维持柴油发电机的最低运转转速并可限制其最高转速。其中间转速由人工手动调节。

④全制式调速器 在从最低稳定转速到最高转速的全部运转范围内，均能自动调节喷油量以保持任一设定转速。

 

（2）按执行机构分类

①机械式（直接作用式）调速器 它是直接利用飞重产生的离心力去移动油量调节机构以调节柴油发电机的转速。

②液压（间接作用式）调速器 它是通过液压伺服器将飞重产生的离心力加以放大，使用放大后的动力去移动油量调节机构。

③电子调速器 转速信号监测或执行机构采用电气方式的调速器。

 

2．调速器的性能指标

调速器的性能好坏直接影响柴油发电机运转的稳定性和可靠性。调速器装机后，在柴油发电机性能鉴定时，应对柴油发电机进行突变负荷试验，同时用转速自动记录仪记录柴油发电机的转速随时间的变化曲线，用以分析调速器的工作性能。图1所示曲线即为柴油发电机进行突变负荷试验时得到的调速过程转速变化曲线。柴油发电机先在最高空载转速n_omax下稳定运转，在某瞬时突加全负荷，转速立即下降，瞬时转速下降到最低瞬时转速n_min。此后由于调速器的调节，转速又回升，经过一段时间t：并经数次收敛性波动后，转速稳定在全负荷稳定转速nb。此调节过程称调节的过渡过程。试验还可以从其后某点突卸全负荷开始，转速突然增高至最高瞬时转速n_max，由于调速器的调节，转速又下降，经过t₃时间后，转速又稳定在最高空载转速n_omax。

图1 调速过程转速变化曲线

 

据此，评定调速器性能有以下两种工作指标。

 

（1）动态指标

动态指标是用以评定调速系统过渡过程的性能指标（稳定性），参见图2.87。

1）瞬时调速率δ₁

突卸全负荷瞬时调速率

突加全负荷瞬时调速率

中国有关规范要求柴油发电机的δ＋ 1≤10％；δ－1（突加50％后再加50％全负荷）≤10％。

2）稳定时间t_s

稳定时间指从突加（或突减）全负荷后转速刚偏离最高空载转速的波动范围（或标定转速的波动范围）到转速恢复到标定转速的波动范围（或最高空载转速的波动范围）为止所需时间（s）。中国有关规范规定，交流发电机t_s≤5s。

 

（2）静态指标 

1）稳定调速率δ₂

稳定调速率指当操纵手柄在标定供油位置时，最高空载转速 n_omax与标定转速n_b之差同标定转速n_b比值的百分数，即

  

稳定调速率δ₂用来衡量调速器的准确性，其值愈小，表示调速器的准确性愈好。δ₂在国外称速度降（speed drop）。对单台柴油发电机运转允许δ₂＝0，表示该柴油发电机将不随外界负荷变化而保持恒速运转。但在几台柴油发电机并联工作时，为使各机负荷分配合理，各机的δ₂必须相等且不得为零。对δ₂的要求应根据柴油发电机的用途而定。中国有关规范规定，船用主机的δ₂≤10％；交流发电机的δ₂≤5％。

 

2）转速波动率Φ或转速变化率φ

用来表征在稳定运转时柴油发电机转速的变化程度，主要是由柴油发电机回转力矩不均匀而引起的。但两者的定义不同。

转速波动率

 

转速变化率

 

式中

n_cmax——测定期间的最高转速，r/min；

n_cmin——测定期间的最低转速，r/min；

n_m——测定期间的平均转速，r/min，n_m＝（n_cmax＋n_cmin）/2。

一般地，在标定工况时Φ≤（0.25～0.5）％；φ≤（0.5～1）％。

 

3）不灵敏度

当柴油发电机在一定负荷下稳定运转时，由于调速机构中存在间隙、摩擦和阻力，若转速稍有变化，调速器并不能立即改变供油量，直到转速变化量足够大时调速器才能开始起到调节供油的作用。这种现象称调速器的不灵敏性。国内用不灵敏度e表示不灵敏区域的大小。

令

式中n₁——柴油发电机转速减少时，调速器开始起作用的转速，r/min；

n₂——柴油发电机转速增加时，调速器开始起作用的转速，r/min；

n_m——柴油发电机平均转速，r/min，nm＝（n₁＋n₂）/2。

 

不灵敏度过大会引起柴油发电机转速不稳定，严重时会导致调速器失去作用发生飞车，一般规定在标定转速时ε≤1.5％～2％；而在最低稳定转速时E≤10％～13％。

 

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