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调速器的工作原理
发电机调速器是根据实际转速与给定值之间的偏差,对转速实行调整。调速器的种类很多,现以柴油发电机常用的离心式调速器为例。来说明其工作原理及特性。
离心式调速器结构原理如图1所示。调速器的竖轴通过齿轮传动装置与柴油机的轴连接。当柴油发电机转动时,轴1带动离心飞锤一起转动。飞锤与杠杆系统连接器连接在一起,穿过连接器的套简把弹簧压在连接器上。改变套筒的高度,就改变了弹簧的长度,相应于改变弹簧对连接器的压力,所以,套筒的弹簧是一个转速整定装置。在套筒位置不变、弹簧压力一定的情况下,柴油发电机转速越高,飞锤的离心力越大,连接器的位置越高;反之,转速越低,连接器位置就越低。因此,柴油机的转速与连接器的位置一一对应。
图1 离心式调速器原理 |
连接器上固定着滑动杠杆ABC,杠杆的B端接在油压缸的活塞上。活塞的另一头通过直角杠杆DE接到控制燃油泵的阀门拉杆上,杠杆ABC的另一头C与配压阀的活塞相接。当柴油发电机转速正常时,配压阀的活塞堵住了管a和管b的通道,因此高压油不能进入油缸,油压缸活塞不会移动,柴油发电机燃油的输入量不会改变。只要配压阀活塞(或C点)保持不变。柴油发电机就在给定的转速下运行。
设柴油发电机带负载为P1 时,调整器杠杆的位置为 A1、B1,C1,如图2的位置①。当负载由P1增加到P2=P1+ΔP,则柴油发电机转速因能量输入不足而降低,飞锤的离心力减小,连接器的位置从A1点下降到A'点。由于油的不可压缩性,此时杠杆的 B1点是不动的,而配压阀活塞上移,C1点提升到C'点的位置(图2的位置②),这就打开了配压阀上的a管和b管的通道。压力油从a管流入油压缸活塞的上部,活塞下部的油通过b管便从配压阀排出。活塞在油压的作用下向下移动,一方面使杠杆B点下降,另一方面带动直角杠杆DE,拉动燃油泵的拉杆,使油门加大。这时进入柴油机汽缸的燃油也增加,柴油发电机转速开始升高。连接器上升,即A'点上升,但由于这时 B1点在下降,因此使配压阀的C'点向下运动。当配压阀的活塞完全回到原来位置C1点时,a、b两管又被堵住,油压缸活塞停止运动,于是调速器工作在新的稳定平衡状态。此时C1点位置与原来位置没有变化,而B1点则移到B2点,A1点则移动A2点,杠杆处于新的平衡位置A2、B2、C1,如图2的位置③。
图2 调整器杠杆动作过程 |
在新的稳定平衡状态下,柴油机承担负载增大,进油量也增加,但转速却下降了,所以这种调速器的调速性能是有差的。同理,当柴油发电机负载减少时,调速器的动作过程与此相反。