柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。
在柴油機汽缸內(nèi),經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度迅速升高,達到柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行,稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。
將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應(yīng)’原理,發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢,經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。
柴油發(fā)電機組屬自備電站交流供電設(shè)備的一種類型,是一種小型獨立的發(fā)電設(shè)備,以內(nèi)燃機作動力,驅(qū)動同步交流發(fā)電機而發(fā)電。
柴油發(fā)電機組是一種中小型的發(fā)電設(shè)備。它具有機動靈活、投資較少、啟動方便等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于通訊、采礦、筑路、林區(qū)、農(nóng)田灌溉、野外施工和國防工程等各部門。柴油發(fā)電機組也是自備電站中的一種交流供電設(shè)備。
按照控制和操作的方式分類,可分為現(xiàn)場操作發(fā)電機組、隔室操作發(fā)電機組和自動化發(fā)電機組。
1) 現(xiàn)場操作發(fā)電機組。操作人員在機房內(nèi)對發(fā)電機組進行啟動、合閘、調(diào)速、分閘、停機等操作。這類發(fā)電機組運行時所產(chǎn)生的振動、噪聲、油霧和廢氣對操作人員的身體有不良影響。
2) 隔室操作發(fā)電機組,這類發(fā)電機組的機房和控制室分開設(shè)置,操作人員在操作室內(nèi)對機房內(nèi)的柴油發(fā)電機組進行啟動、調(diào)速、停機等操作,并對機組的運行參數(shù)進行監(jiān)測,對機房內(nèi)的輔機也實施集中控制。隔室操作可改善操作人員的工作環(huán)境。
3) 自動化發(fā)電機組。經(jīng)過各有關(guān)單位的多年研究,柴油發(fā)電機組的自動化可實現(xiàn)無人值守,其中包括機組自啟動、自動調(diào)壓、自動調(diào)頻、調(diào)載、自動并車、按負荷大小自動增減機組、自動處理故障、自動記錄打印機組可在市電中斷后10-15s自動啟動,代替市電進行供電。
為了保證機組達到各項技術(shù)指標,在機組設(shè)計和制造時,必須使柴油機和發(fā)電機良好匹配,它包括功率和轉(zhuǎn)速兩個方面。柴油機的功率是指柴油機以額定轉(zhuǎn)速連續(xù)12小時正常運行所能達到的有效功率。同步發(fā)電機的功率是指在額定轉(zhuǎn)速下,長期連續(xù)運轉(zhuǎn)時輸出端子上得到的額定電功率。通常把柴油機的額定功率(馬力)與同步發(fā)電機的額定功率(千瓦)之比稱為匹配比。在平原上使用的機組一般要求匹配比為1.6:1;對于一些要求較高的移動電站,匹配比取2:1。轉(zhuǎn)速的匹配要求也很嚴格。轉(zhuǎn)速與機組的功率、頻率、電壓等都有密切的關(guān)系,因此要求與發(fā)電機配套的柴油機必須具有性能較好而又工作可靠的調(diào)速器,以保證在較短時間內(nèi)把發(fā)電機帶到它的額定轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定運行,還要能滿足負載發(fā)生變化時對調(diào)速的要求。