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轴带发电机设计(轴带发电机系统)

时间:2022-12-19 13:39 点击:254 编辑:邮轮网

1. 轴带发电机系统

发动机抱死的现象是发电机停转。

发动机抱死有两种情况:

1)活塞与缸套抱死。

原因:冷却水严重缺少、节温器卡死、风扇胶带损坏、缸壁缺少润滑等引起的发动机高温。

2)曲轴与轴承抱死,即“烧瓦抱轴”。其原因95% 以上都是机械故障,通常是由于:

1、曲轴与瓦的质量不好,轴颈与瓦面的光洁度差,尤其是大修更换过轴瓦的车辆,大修中磨轴刮瓦的工作不够精细,上瓦后轴与瓦的配合不好,接触面过小难以形成油膜,加上瓦背面存在间隙,合金与瓦不能完全紧密贴合而松动走外圆,遮堵油孔致使供油中断形成干摩擦。

2、大、小瓦安装不正确,间隙调整不当,接触面积过大或过小,都会使轴与瓦的接触面上难以形成机油油膜。有时轴瓦的紧固螺栓扭力过小,时间长了致使轴瓦松动,也会造成间隙变化影响润滑。

3、机油泵的齿轮严重磨损失效,供油压力减小,机油难以供应到指定润滑位置,造成轴瓦干摩擦。

4、机油油道被不洁杂质堵塞,使通往曲轴的机油受到阻隔,形成轴瓦干摩擦。

5、机油管路发生泄漏,机油循环供应系统压力下降,机油难以供应到指定润滑位置,形成轴瓦干摩擦。

6、冷车启动时猛轰油门, 机油在低温较粘稠状态时尚未泵送到轴瓦,而轴瓦表面已形成瞬时高温,造成金属相互烧熔。

7、发动机严重超负荷运转,出现长时间低速高扭矩工况,因发动机转速低时机油泵转速也低,供油量不足,但轴与瓦之间却形成高温,造成抱死。

上述 机械性问题是造成“烧瓦抱轴”的主要原因,只有两种特殊情况可能因机油因素造成严重轴瓦故障:

1、由于冷却水渗入机油中,造成机油乳化、变质,粘度完全丧失,在轴与瓦表面不能形成油膜,造成较严重的干摩擦。

2、冬季发动机温度过低, 使燃油雾化不好,燃烧不完全使燃油顺缸壁流入油底稀释了润滑油,也会造成“烧瓦 抱轴”。

3、严寒季节使用粘度过大、倾过高的机油,或不加选择地将一些含有增粘作 用的添加剂点大量混入机油中,都可能造成机油在油道中流速过慢,不能按时泵送至 轴瓦,致使轴瓦之间摩擦。

2. 主机轴带发电机

初学偏中级水平的人问的问题; 不妨简单解答如下;对答案不满意,请不要谩骂:分三种情况:

1,CPP 推进的,主机是恒速,通过增速此轮箱拖动轴带发电机,所以可以发出稳定频率的电;轴带可以安装在主机的自由端或驱动端,根据实际需要;

2. FPP推进的,主机的转速变化比较到,PTO 的齿轮轮箱换成‘恒平此轮箱’来拖动轴带发电机;

3. FPP推进的,主机的转速变化比较到,PTO 的齿轮轮箱拖动轴带发电机,发电机发出的电经过 AC/DC-DC/AC变频器的调节后,可达到标准要求的交流电;

以上第2,3 情况,轴带可以跟柴油发电机长期并网;以上第1情况,轴带可以跟柴油发电机短期并网进行负荷转移,在正常海上航行时使用轴带;

3. 轴带发电机系统基本工作原理

根据同步发电机结构及工作原理,由于定子铁芯组合缝、定子硅钢片接缝,定子与转子空气间隙不均匀,轴中心与磁场中心不一致等,机组的主轴不可避免地要在一个不完全对称的磁场中旋转。这样,在轴两端就会产生一个交流电压。正常情况下要求机组转动部分对地绝缘电阻大于0.5MΩ,如果在大轴两端同时接地就可能产生轴电流。电机带有载流导线和磁性回路结构,通常会导致轴的磁化或引起脉动磁通。脉动磁通在轴、轴承和机壳形成的回路中感生电压,于是有轴电流流过回路,轴和滑动轴瓦表面、或滚动轴承和轴承套表面受到损坏,表象为摩擦和发热增加、滚动轴承的运转性能恶化等。轴电压和轴电流的产生轴电压是电动机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压,交流异步电动机是在正弦交变的电压下运行的,电动机的转子是在正弦交变的磁场中运行。当电动机的定子铁心的圆周方向上的磁阻发生不平衡时,便产生与轴相交链的交变磁通,从而产生交变电势,当电动机产生转动的磁极旋转,通过各磁场极的磁通发生了变化,于是就产生了与轴相交链的磁通。随着磁极的旋转,与轴相交链的磁通交替变化,便产生了轴电压。这种电压是延轴向而产生的,如果与轴两侧的轴承直接接触形成闭合回路,就产生了轴电流。另一方面,电动机在运行过程中,负载方面的流体与旋转体运行摩擦而在旋转体上产生静电荷,电荷逐渐积累也能产生轴电压。由这种情况产生的轴电压和由磁交变所产生的轴电压在机理上是不同的。静电荷产生的轴电压是间歇的,并且是非周期性的,其大小与运转状态、流体的状态等因素关系较大。一般情况下轴电压只有0.5~2V左右,但因电流回路阻抗很小,所以将有很大轴电流产生,对电机轴承危害很大。轴电流产生的危害正常情况下,转轴与轴承间有润滑油膜的存在,起到绝缘的作用。对于较低的轴电压,这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能,不会产生轴电流。当轴电压增加到一定数值时,尤其在电动机启动时,轴承内的润滑油膜还未稳定形成,轴电压将击穿油膜而放电,构成回路,产生各类危害事故。可见轴电压是内在因素,分析轴电流的产生关键得搞清楚轴电压。在电动机运行过程中,如果在两端轴承滚动体和轴承圈之间、或电机转轴与轴承间有轴电流,电机轴承的使用寿命将会大大缩短。轻微的可运行千把小时,严重的甚至只能运行几小时或更短时间,给现场安全生产带来极大的影响。

4. 传动轴带发电机

1.横置

平行于前桥或后桥叫作“横置”。

不论燃油车还是电动车,其装备的发动机都只能朝向一个方向输出动力,朝向后桥则会实现后轮驱动,想要实现前轮驱动就只能朝向某一个前轮;这样布局就等于让发动机或电机的动力输出轴(曲轴/转子)与前桥平行,动力通过变速箱传递到两侧车轮,这是横置前驱的概念。

横置布局也可以打造为后轮驱动,这个布局可以是“横·后置后驱”或“横·中置后驱”,发动机何止横着的,只是把安装的位置放在了中间或车尾;这样的设计更适合高性能的轿跑车,发动机和变速箱的重量等于提高后轮的正压力,压力大则车轮的摩擦力强,急加速就不容易打滑了。

不过这种设计会压缩车辆的驾乘空间,车辆没有后备箱、只有个不大的前备箱,用起来不是很方便;所以普通代步车基本都用前置前驱,即便这会造成后轮抓地力较差的缺点,但只要保守驾驶也不会很容易失控。

2.纵置

垂直于前桥或后桥叫作“纵置”。

纵置只用于装备内燃机的燃油车,在乘用车型中没有必要使用纵置的电机;纵置就是把发动机的飞轮端朝向后桥,让发动机内部的曲轴垂直于前桥或交叉于前桥,这样的布局会有两个缺点。首先是发动机舱会很长,因为内燃机的特点是长而窄,纵置布局就要占用过多的空间;其次是连接后桥当然需要很长的传动轴,也需要一个挺大的变速箱。

纵置后驱的结构特点就是这样,很明显要比前置前驱复杂且笨重,尤其是变速箱;但是变速箱更靠近车辆尾部,连接后桥的传动轴也能起到均衡重量的作用,短前悬、长后悬的设计也有些让重心刻意往后靠。所以后驱车的前后车身重量是相当的,那么前后轮的抓地力也就相当了,这会有效提升车辆的驾驶品质。

毫无疑问纵置后驱要比前置前驱的驾驶体验好,可是复杂的结构决定了制造成本偏高,笨重的传动系统也让油耗偏高了一些;前驱车则有制造成本低和油耗低的优势,所以主流代步车都是横置前驱,高性能车多使用纵置后驱,或者是基于纵置系统打造的四驱。

3.中后置的特殊性

跑车有中置和后置,发动机可以是横置,但也可以设计为“中·纵置后驱/四驱”;一般体积小巧的跑车多用横置,比如MG、MR、莲花等,高标准的大尺寸跑车基本都是纵置布局,比如宾利、兰博基尼、保时捷等。这些中置的发动机会在仅有的一排座椅的后面,这样的设计当然也是为了提高操控极限。

面包车、老款小客车大都使用“中·纵置后驱”,比如五菱之光、长安之星、丰田海狮等,这些车的中置发动机位于前排座椅的下方,尺寸较大的车型则会在中间出现一个很大的隆起,小时候坐过的公交车也以这种中置车为主。

这种设计的特点是驾乘体验往往都比较差,发动机过强的低频噪音会源源不断地传入车内,高温也会影响体验;所以这样的面包车越来越少了,取而代之的多为前置后驱或前置前驱的载客车。

后置后驱的乘用车型不讨论了,重点了解一下后置后驱的客车吧,现在的燃油动力公交车和长途客车大都是后置后驱;车尾会有一个能掀起来的盖子,打开后里面就是柴油机了,这种设计既不占用乘坐空间、也不影响载货空间,只是会让后排座椅变得高一些,但也总比用中置后驱影响所有空间来的划算。

同时后置后驱还有另一个优势,对于电动客车来说,车辆可以预留“增程器”安装位,不需要增程器则尾箱就是后备箱,反之则可以加装中小排量的内燃机用于发现,现在就有些客车会这么设计。

最后需要了解的是电动汽车,这种车型用横置即可。

电驱系统在设计底盘的时候不需要过于迁就发动机,因为电机的体积总是很小巧,且电机不需要配备变速箱;所以电机独立布局在前或后,对于前后轮的抓地力都不会有太大的影响,只是加速感还是有差异。

不过电机可以轻松地布局在后桥,小巧的体积可以布局在两套独立悬架之间。

然而最重要的还是电机的效率很高,内燃机转化机械能的过程会有接近70%的损耗,永磁同步电机可以低至不足10%;那么在高效率低能耗的前提下,一台车即便装上2~4台电机也不会让电耗变得有多高。于是就出现了“双擎”“三擎”甚至“四擎”的驱动平台。

在前后桥各安装一台驱动电机,都采用横置布局是最理想的四驱;因为横置驱动损耗也更低,前后标准相当则能实现高水平的全时四驱,驾驶车辆会感觉非常平顺,同时简单的结构也决定了故障率会很低。所以电动汽车无需再关注横置或纵置,只需要看车辆有几台电机就好,一般纯电动车都是双擎全时四驱,混动车有三擎(包括内燃机),只有使用轮毂电机才会有四个发动机。

轮毂电机制造成本偏高,预计短期内还无法普及。

5. 轴带发电机系统中的同步补偿机

1、常见无功补偿设备

  目前,在配电网中常用的无功补偿设备有同步发电机、电力电容器、同期调相机、静止无功补偿装置等。同步发电机是目前应用最为广泛的交流发电机,既可以作为电力系统中的唯一有功电源,也可以作为无功基本源。静止无功补偿装置可以平滑的调节无功功率和电压,应用于大型工业用户或超高压输电系统中能有效的增强系统稳定性,保持电力网络电压稳定。

  电力电容器则是应用最为广泛的无功补偿装置,能有效的减少线路损耗提高功率因数。同步调相机则主要用于供给无功功率,是一种专门产生无功功率的同步电机,能自动根据电网要求调节运行状态提高无功出力,主要应用于电网枢纽变电站中,调整和控制电网无功潮流。

2、常见无功补偿方式

  在进行无功补偿时,理论上讲最好的方式是哪里需要无功就在哪里补偿,使整个系统没有无功电流,但在实践中缺乏可操作性,目前常用的有变电站集中补偿、杆上无功补偿、低压集中补偿、用户终端分散补偿几种方式。变电站集中补偿主要用于改善整个电网的功率因素,提高变电所电压并补偿变压器无功损耗,这种方式主要对高压进行补偿,缺乏自动调节能力。

  低压集中补偿是在配变电器380V侧进行集中补偿,主要用于提高专用变压器用户功率因数,对保证专一用户电压水平有较好的作用。但变电站集中补偿和低压集中补偿均对配电网中存在最多的公用变压器无功功率的补偿不足,使得配电网网损依然极高,通常还需采用10KV户外并联电容器在架空线路杆塔上进行杆上无功补偿的方式,但这种方式维护工作量大、安装不易、成本较高。

用户终端分散补偿方式直接对用户终端进行无功补偿,能较好的降低电网损耗维持网络电压水平,相较于前三种方式有较多的优点,但其无功补偿设备在较轻载时闲置利用率不高。

6. 轴带发电机原理

轴电压是指由于发电机磁场不对称,发电机大轴被磁化,静电充电等原因在发电机轴上感应出的电压。轴电流是根据同步发电机结构及工作原理,由于定子铁芯组合缝、定子硅钢片接缝,定子与转子空气间隙不均匀。危害:

1、轴电流的危害主要是将在轴颈和轴瓦之间产生小电弧侵蚀,破坏油膜,使轴承温度升高,润滑油碳化变质等。如果轴电流超过一定数值,发电机转轴轴颈的滑动表面和轴瓦就可能被损坏,轴承不能使用或寿命将会大大缩短。

2、轴电压是发电机运行过程中在转轴两端、转轴局部以及转轴对地的电位差。轴电压是发电机运行过程中普遍存在的一种电气现象,大型、高速发电机尤为严重。为了防止轴电压、轴电流的危害,发电机的大轴上都要安装励磁碳刷,通过接地信号装置接地,如果产生轴电压。转子绝缘不好漏电等使大轴带电,碳刷会及时把电流引向大地,接地信号装置发出预告信号,提醒运行人员注意或处理。扩展资料轴电压的产生原因:1、磁路不对称。磁路不对称引起的轴电压是存在于发电机轴两端的交流型电压。由于定子铁芯采用扇形冲压片、转子偏心、扇形片的磁导率不同以及冷却和夹紧用的轴向导槽等发电机制造和运行原因引起的不对称,产生交链转轴的交变磁通,在发电机大轴两端产生电位差。这种交流轴电压一般为1~10V,但具有较大的能量。如果不采取有效措施,轴电压经过轴轴承机座等处形成一个回路,由于回路阻抗低,产生很大的轴电流。2、电动机整流和逆变系统的电容耦合作用。大型汽轮发电机组普遍采用静态励磁系统。静态励磁系统因晶闸管整流引入了一个新的轴电压源。静态励磁系统将交流电压通过静态晶闸管整流输出直流电压供给发电机励磁绕组,此直流电压为脉动型电压。

3、静电效应。在汽轮机内部,高速流动的湿蒸汽与汽轮机低压缸叶片摩擦在汽轮机低压缸内产生的直流型电压。

4、轴向磁通及剩磁。发电机中存在各种环绕轴的闭合回路,如集电环装置和转子端部绕组,在设计考虑不周或转子绕组发生匝间短路时,它们的磁动势不能相互抵消,就会产生一个轴向的剩余磁通,该磁通经轴、轴承和旋转电机的底板而闭合。

7. 发电机联轴器

1、效率高的有直联(即加连接套直接相连)对电机不好,过载易烧电机;

联轴器(有尼龙注销式,弹性套注销式,弹性块式等)传动效率高,过载切注销;齿轮连接,适合大功率,慢速切力大的场合;

皮带传动,效率低,适合电机与其他设备远的场合,等(还有传动轴,链条等)2、可以加电磁离合器,滑动式花键套等。

8. 轴带发电机的作用

不错哦由于发电机磁通存在不对称度,磁通不均匀所以产生轴电流,还有可能在发电机或汽轮机的热工信号,保护等二次设备接线碰到大轴,产生轴电流,还可能由感应现象,使电荷分布不均匀产生电流。

这样电压通过轴颈轴瓦和轴做和大地形成回路,使油膜破坏,可能烧坏轴瓦。

9. 轮轴发电机

是拉松Magna Max 发电机。

性能特点

 1.马拉松发电机为全球著名品牌,在世界上最恶劣的条件下你都能看见它们的应用,由于其卓越的品质、良好的技术支持,使得其在全球占有率第一。

2.为旋转磁极,无刷型、单轴承;3相4线、50HZ、0.8(滞后)功因,反应速度小于0.05S的发电机:发电机电枢固定,而磁极旋转,无滑环及电刷结构使得发电机可输出较大的电流和电压,同时也不需对电刷和滑环进行维护;

单轴承发电机可保证极高的同轴度,并且马拉松发电机在高速运转过程中,具有自动对心功能,降低自身的振动及噪声;

发电机转子经过严格的平衡试验,也能保证发电机高速平稳运转。

3.绝缘和浸漆:绝缘等级为“H”级,短路能力3-5倍额定电流不少于10S、电流过载能力1.5倍额定电流不少于120S。

所有绕制的零部件均采用专门研制的特殊材料,并采用特殊的工艺浸漆的,为发电机在恶劣环境中运行提供保障;

专门开发的树脂基材料为线圈和各旋转部件提供了高加工强度和高机械强度。

10. 轴带发电机系统原理图

轴带发电机和普通发电机的区别是轴带发电机是发电机仔电机轴带动运转的,普通发电机是皮带带动运转的。

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