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关于柴油发电机组的技术探讨
一、同城柴油发电机组主要参数
当前,性能优良的柴油发电机是一个功能完善、同城功率容量范围大、同城对环境和场地条件要求低、同城安装使用方便的小型发电设备。其使用相对广泛,输出容量从数KVA到数兆VA。柴油发电机组主体主要由发动机、同城发电机和控制系统三部分组成。其中与现代柴油发电机组配套的同步交流发电机由于性能及结构的特点，普遍采用自励恒压型,通常选用自激式同步交流发电机和PMG永磁式激励式同步交流发电机。发电机组包括以下几项主要性能参数。
电压调整率：在负载功率因数为0.8-1、同城负载空载至满载变化、同城从冷机到满机及转速下跌4.5%以内等情况下,电压调整率可以控制在±1%以内。
频率调整率：负载从0-范围内变化,频率稳定不变。
随机频率波动：负载处于0-功率之间任何值,随机频率波动率 值±0.25%。
电压波形：电路开路空载, 总波形畸变1.5%,只相平衡负载 总波形畸变5%。
金融业机房一般采用“市电——发电机——UPS”并机系统组成的供电系统。系统中,发电机的负载主要包括UPS、同城机房专用空调、同城应急照明、同城消防电梯等,这些负载启动或运行时都会对发电机产生振荡和干扰。尽管在组成“市电——发电机——UPS”供电系统时,发电机的负载量在其额定输出容量范围内，但在实际情况中，市电中断而发电机投人运行过程中却经常发生工作不稳定，产生多种使“发电机——UPS”系统不能正常工作的现象。
1、同城负载反馈的波动电压造成发电机输出电压稳定度较差，常出现发电机组输出电压振荡现象。UPS整流器允许的输人电压范围一般在±15%巧或更宽,发电机的输出电压不稳定对其影响较小。
2、同城UPS整流器的输人谐波造成多个过零点。
3、同城发电机的频率（转速）振荡一般情况下，频率振荡比电压、同城电流振荡范围小，但影响比较大，导致UPS处于频繁切换及非正常工作状态。频率振荡一般在±5%以内，由于负载有规律地忽大忽小，造成发电机组工作也忽强忽弱，加剧机组振动，加速机械磨损,甚至引起机件严重损坏。频率振荡明显的特征之一，即柴油机工作噪声有规律地忽大忽小，因此必须引起高度重视。
4、同城工作不正常空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生±Hz频率漂移,造成UPS频繁切换。当频率、同城电压振荡变化超出UPS输入工作范围时，UPS由蓄电池供电,而发电机在无UPS负载时恢复正常，随即UPS又自动投人，这样交错进行。频率漂移会对UPS正常运行产生两方面影响。一方面是不能旁路，另一方面是电池寿命缩短。
二、同城发电机运行不稳定原因分析
在“市电——发电机——UPS”供电系统中，UPS电路结构决定了其输人非线性的特性。典型的是传统双变换在线式UPS，由于其输人端AC/DC变换器是整流滤波电路，它的输入电流是脉动电流，不仅输入功率因数低（0.7一0.8），还包括大量的高次谐波电流（30%一40%）。低输人功率因数和谐波电流都会通过发电机定子线圈的感性内阻，由于发电机组定子线圈内阻大于电力变压器的短路阻抗，因此发电机更易受到非线性负载的影响,即在同样的负载电流波形失真度（THDI）情况下，其电压波形失真度（THDI）大于变压器。同时的谐波电流使发电机损耗明显增大（磁滞损耗正比于电流频率,涡流损耗比于电流频率的平方及导线的电流趋肤效应），并使得发电机的输出电压波形失真度明显增大，严重影响发电机的正常工作。
此外，负载的阶跃变化、同城UPS前端滤波器提供的容性电流都是造成发电机组不能正常工作的主要原因。
三、同城发电机组的使用与维护
为确保发电机组的运行,日常运行维护和快速的故障排除至关重要。根据发电机组的不同,维护和检修的内容、同城步骤、同城方法有所区别，一般应按照发电机组保养要求和本单位制定的维护计划进行。
(1)定期检查项目定期测量发电机电池组的电压及内阻情况,并进行记录定期检查空气过滤器、同城冷却液位、同城驱动皮带、同城排烟系统、同城燃油液位、同城机油液位、同城各种控制器及工作环境等情况。
(2)须按照发电机组保养要求及时更换机油、同城三滤、同城启动电池及冷却液。
(3)定期由供应商对发电机组进行检测,并出具报上口
(4)定期(至少一个季度一次)进行发电机组空载、同城带载测试。
针对柴油发电机组出现的故障，应该有步骤有目的地进行检查与分析，切不可盲目检查，胡乱拆卸。应根据故障的异常征兆、同城迹象、同城响声、同城出现时机、同城变化规律来寻找故障产生的部位，从原理与结构层面进行细致的分析推理，做出正确判断来寻找产生故障原因。查找故障时,应从简到繁、同城由表及里,按系统部位分段分步骤进行。
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柴油发电机组BOSCH电控系统功能描述
（1）点火钥匙开关
点火钥匙开关在“ON”位置时的四种状态：
1——钥匙开关在“ON”位置，诊断请求开关在“OFF”位置，发动机没有启动或运行
2——钥匙开关在“ON”位置，诊断请求开关在“OFF”位置，发动机没有启动或运行
3——钥匙开关在“ON”位置，发动机启动
4——钥匙开关在“ON”位置，发动机启动
在状态1的情况下，ECU检测水温、附近进气温度压力等模拟输入量，以及制动信号、附近离合器信号的等信号量并对电控系统进行自检。
转动点火钥匙到“ON”位置时，需要停顿片刻，待检查发动机预热灯和故障灯熄灭后再启动发动机。预热灯工作状态当ECU检测到水温、附近进气温度过低，需要使用进气预热，ECU输出信号，驱动进气预热继电器对发动机进行进气预热，同时点亮冷启动灯，提示驾驶员发动机正处在预热状态，这时驾驶员需等待预热灯熄灭后再启动发动机。故障灯工作状态系统正常的情况下，故障灯在钥匙打到“ON”位置时，系统开始自检，同时故障灯亮，如果自检没有问题，2s后故障灯熄灭，发动机可以点火；如果系统检查出有当前或历史故障，故障灯点亮后常亮，必须排除或确认这些故障不影响启动后再启动发动机。
另外在状态1下，系统的K-LINE（诊断接口通信）处于状态，可使用诊断仪对发动机进行离线诊断。
在状态2的情况下，如果发动机有当前或历史故障，诊断灯将会依次闪出相对应的故障闪码。
状态3为发动机从停机到着火的中间过程，点火后发动机将一直在状态4运行。
（2）故障诊断功能
电控系统具有故障诊断功能。在点火开关“ON”位置时，打开故障诊断开关，就可以通过诊断灯输出故障闪码。诊断请求开关为常开开关或自复位常开开关，一端接ECU端子1.72，另一端由1.04供电。诊断灯驱动端为1.22，诊断灯地端为1.30。
（3）巡航功能
BOSCH电控系统提供巡航功能供选用，该功能可实现车辆在道路上行驶时，不需踩下油门踏板就能保持稳定车速，提高驾驶舒适性。
巡航使用方法如下。
①确认巡航“ON/OFF”开关在“ON”位置上，处于Standby模式，等待巡航。
②确保车速在50km/h（ 巡航车速）以上。
③按下“SET+/-”开关，整车即保持车速，进入巡航状态，此时脚可以从油门上松开。
④此时如果想超车，可以踩油门，汽车进入加速状态，以大于刚才设置车道的速度超车，松开油门，车速慢慢回到设置车速。
⑤如果想调整巡航车速，可以按“SET+”或“SET-”开关，进行巡航速度的点加或点减，每按一下调整1km/h。
⑥当驾驶员踩刹车或踩离合，或者使用排气制动，系统自动退出巡航，回到Standby等待巡航模式。如果驾驶员想重新进入巡航状态，只用按下Resume恢复开关，整车又将回到刚才退出的巡航速度。
⑦驾驶员只用将“ON/OFF”开关调回到“OFF”位置上，系统即结束巡航。
巡航开关的电气连接线路，开关供电为端子1.04，四个开关都为自复位常开开关。
（4）排气制动功能
车辆用户可通过ECU,实现对排气制动阀的控制。排气制动的电气连接线路：排气制动开关为常开开关，一端接ECU端子1.32，一端由1.29接地。开关闭合时，ECU的端子1.32给电，ECU通过端子2.03、附近2.06输出排气制动阀驱动信号（接口在发动机线束上），实现排气制动功能。
（5）冷启动功能（预热功能）
如果整车需要到气温-15℃以下地区行驶，则必须使用预热功能。
柴油机ECU自动根据环境温度进行控制预热，当ECU判断环境温度过低时，启动前发动机必须先预热。ECU通过端子1.55、附近1.59驱动预热继电器，开始预热，同时通过端子1.38点亮冷启动灯，提示驾驶员正在进行预热，等预热灯灭后再启动发动机。
（6）空调怠速功能
部分大型客车，怠速时，可能会觉得空调功率不够，这时可按下仪表板上的空调请求开关，由ECU提高发动机怠速转速，从而改善整车空调效果。空调请求开关的电气连接线路：空调请求开关为常开开关，一端接ECU端子1.42，另一端由1.04供电。
（7）发动机舱副停车功能
通过此功能，驾驶员可在发动机舱直接停止发动机，这也可以称为紧急停车功能。
发动机副停车开关的电气连接线路：发动机副停车开关为自复位常开关，一端接1.47，一端由1.29接地，开关闭合时发动机停止工作。
（8）发动机转速输出功能
BOSCH CA6DL2/6DF3电控系统提供发动机转速输出功能，电气连接线路发动机ECU以脉冲的形式（默认8脉冲/转）将发动机转速输出给整车仪表。
（9）发动机启动控制功能
ECU控制发动机启动的电气连接线路：钥匙开关在“ON”位置时，ECU端子1.40通电；“START”位置时，ECU端子1.61接到启动信号（24V）。当空挡开关闭合（变速箱挂入空挡）时，ECU通过端子1.37（高端）控制启动继电器闭合，使启动机工作，启动发动机。空挡开关安装在变速箱上，为常开开关，一端接ECU端子1.85，另一端由1.04供电，打到空挡时，空挡开关闭合。
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