发电机调速器的性能指标

     发电机调速器的性能好坏直接影响柴油机运转的稳定性和可靠性。发电机调速器装机后，在柴油机性能鉴定时，应对柴油机进行突变负荷试验，同时用转速自动记录仪记录柴油机的转速随时间的变化曲线，用以分析发电机调速器的工作性能。图2-87所示曲线即为柴油机进行突变负荷试验时得到的调速过程转速变化曲线。柴油机先在最高空载转速n_{o max}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。此后由于发电机调速器的调节，转速又回升，经过一段时间t_s并经数次收敛性波动后，转速稳定在全负荷稳定转速n_b。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t_s时间后，转速又稳定在最高空载转速n_omax。

 图2一87调速过程转速变化曲线

    据此，评定发电机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   δ₁⁺ =n_max - n_{b /nb} X100%    (2一16)

    突加全负荷瞬时调速率   δ₁^- =|n_{min - nomax} /n_b | X100%  (2一17)

    中国有关规范要求发电柴油机的δ₁^{+≤10%; δ₁-}(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δ₂=n_omax-n_b/nbx100%   (2一18)

    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)。对单台柴油机运转允许δ₂ = 0，表示该柴油机将不随外界负荷变化而保持恒速运转。但在几台柴油机并联工作时，为使各机负荷分配合理，各机的占:必须相等且不得为零。对δ₂的要求应根据柴油机的用途而定。中国有关规范规定，船用主机的δ₂<10%;交流发电机的δ_2<5%。

    2)转速波动率Φ。或转速变化率ψ

    用来表征在稳定运转时柴油机转速的变化程度，主要是由柴油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

    Φ=|n_cmax(n_cmin)-n_m/nm|x100%   (2一19)

    转速变化率

    ψ=n_cmax一n_cmin/n_m x100%    (2一20)

    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≤(0.25一0.5)%;ψ≤(0.5一1)%。

    3)不灵敏度ε。

    当柴油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ε表示不灵敏区域的大小。

     令ε= n₂- n_1/ nm x 100%                    (2一21)

式中。n₁—柴油机转速减少时，调速器开始起作用的转速，r/min;

      n₂—柴油机转速增加时，调速器开始起作用的转速，r/min;

      _nm —柴油机平均转速，r/min,_nm =(n₁+n₂)/2。

    不灵敏度过大会引起柴油机转速不稳定，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%一2%;而在最低稳定转速时ε≤10%-13%。

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