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交流發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)組額定值的定義 交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值主要受繞組絕緣系統(tǒng)的熱能力控制 交流發(fā)電機(jī)的額定值定義了其向連接負(fù)載提供電力的能力。額定值以kVA為單位,并且是在發(fā)電機(jī)組應(yīng)用中交流發(fā)電機(jī)選型的起點(diǎn)。雖然在選型和選擇過(guò)程中還必須考慮其他因素,但本文討論的主題包括額定值和占空比的定義、行業(yè)中使用的術(shù)語(yǔ)以及這如何為協(xié)助GOEM為其發(fā)電機(jī)組選擇合適的交流發(fā)電機(jī)提供信息。 交流發(fā)電機(jī)額定值 交流發(fā)電機(jī)的kVA額定值主要取決于繞組絕緣系統(tǒng)的熱容量和所需的預(yù)期使用壽命。對(duì)于給定的使用壽命,絕緣等級(jí)越高,交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的熱量越高。 下表列出了用于對(duì)絕緣系統(tǒng)的性能進(jìn)行分類的字母和相應(yīng)的標(biāo)稱工作溫度。 現(xiàn)代繞組絕緣的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是低壓系統(tǒng)為H級(jí)(<1kV),中壓和高壓系統(tǒng)為F級(jí)(>1kV)。 然而,應(yīng)該注意的是,分配給絕緣系統(tǒng)等級(jí)的字母不一定與交流發(fā)電機(jī)額定的溫升等級(jí)相同。如果交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值導(dǎo)致運(yùn)行溫度低于絕緣系統(tǒng)的標(biāo)稱容量,則運(yùn)行壽命會(huì)延長(zhǎng)。相反,如果kVA額定值導(dǎo)致高于絕緣系統(tǒng)標(biāo)稱能力的工作溫度,則工作壽命會(huì)縮短。 這兩種情況都是可接受的運(yùn)行條件,但是在為特定應(yīng)用選擇交流發(fā)電機(jī)時(shí),必須考慮交流發(fā)電機(jī)繞組的預(yù)期壽命。 示例:備用電源與主電源應(yīng)用 在典型的備用電源應(yīng)用(例如醫(yī)院)中,每年的運(yùn)行時(shí)間很可能少于200小時(shí)。在安裝的整個(gè)生命周期內(nèi),例如15年,這相當(dāng)于總共多3000小時(shí)運(yùn)行時(shí)間。鑒于運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較低,交流發(fā)電機(jī)可以在更高的溫度下運(yùn)行,因此額定值相對(duì)較高。 出于這個(gè)原因,客戶將在備用應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)上達(dá)到kVA額定值峰值。 然而,在連續(xù)運(yùn)行的應(yīng)用中,例如嵌入式發(fā)電方案,運(yùn)行時(shí)間可能高達(dá)每年8000小時(shí)。這相當(dāng)于在同樣的15年期間運(yùn)行超過(guò)120000小時(shí)。在這種情況下,繞組的溫度必須使用相對(duì)較低的kVA額定值來(lái)降低。 因此,客戶的交流發(fā)電機(jī)將達(dá)到F級(jí)甚至B級(jí)kVA額定值。 熱損傷曲線說(shuō)明絕緣壽命隨工作溫度的變化,并與其他工具結(jié)合使用,以便在為特定發(fā)電應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)指定額定值時(shí)做出選型和選擇決定。 發(fā)電機(jī)組額定值 發(fā)電機(jī)組額定值原理引入了備用和主電源應(yīng)用的概念。在ISO8528-1的指導(dǎo)下,發(fā)電機(jī)組額定值的定義按應(yīng)用分為四個(gè)類別。 ■ 應(yīng)急備用電源,(ESP額定值) ■ 限時(shí)主電源,(LTP額定值) ■ 主要額定功率,(PRP額定值) ■ 連續(xù)運(yùn)行功率,(COP額定值) 每個(gè)定義都規(guī)定了以下標(biāo)準(zhǔn): ■ 負(fù)載類型 其中包括可變負(fù)載,即負(fù)載循環(huán)的幅度和持續(xù)時(shí)間不同,另外還有恒定負(fù)載,即負(fù)載保持恒定水平,但負(fù)載循環(huán)的持續(xù)時(shí)間可能會(huì)有所不同。 ■ 每年運(yùn)行小時(shí)數(shù) 將平均負(fù)載水平與發(fā)電機(jī)組的指定額定值進(jìn)行比較,并表示為額定kVA的百分比。發(fā)電機(jī)組必須能夠在規(guī)定的小時(shí)數(shù)中在平均負(fù)載水平運(yùn)行。 ■ 過(guò)載要求 過(guò)載能力表示可在指定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)高于指定kVA額定值的百分比。 交流發(fā)電機(jī)額定值的術(shù)語(yǔ)和定義因行業(yè)而異,與發(fā)電機(jī)組使用的術(shù)語(yǔ)和定義不一致。交流發(fā)電機(jī)的定義以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(如NEMA MG 1-32(北美))為指導(dǎo),這些標(biāo)準(zhǔn)本身引入了進(jìn)一步的變化。 下表總結(jié)了根據(jù)ISO 8528-1對(duì)發(fā)電機(jī)組的定義以及ISO 8528-3和IEC 60034-1對(duì)交流發(fā)電機(jī)的定義。盡管存在差異,但該表顯示了如何匹配交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組的額定值和運(yùn)行負(fù)荷。 需要注意的是,與標(biāo)準(zhǔn)相比,GOEM可能決定提供更高水平的性能,例如更高的平均負(fù)載或更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。 在將交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組額定值和應(yīng)用相匹配時(shí),需要考慮到這一點(diǎn)。




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柴油發(fā)電機(jī)組的電球構(gòu)成和控制系統(tǒng) 電機(jī)按照其發(fā)生或需要的電能的性質(zhì)可分為直流電機(jī)和交流電機(jī);交流電機(jī)除變壓器外,還可分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。異步電機(jī)多作為電動(dòng)機(jī),作發(fā)電機(jī)用的非常少見(jiàn)。 柴油發(fā)電機(jī)組中常用的發(fā)電機(jī)為同步發(fā)電機(jī),由定子、轉(zhuǎn)子和電壓調(diào)節(jié)器及輔助裝置構(gòu)成。 1.電樞組件 電樞由電樞鐵芯和電樞繞組組成。電樞鐵芯由導(dǎo)磁良好且彼此絕緣的薄硅鋼片疊壓而成,既可構(gòu)成發(fā)電機(jī)的部分磁路,又可減小鐵芯的渦流損耗、電樞硅鋼片的內(nèi)沿中央制有均勻的開(kāi)口,許多硅鋼片疊壓后其內(nèi)沿形成開(kāi)口槽,用于安放電樞繞組。電樞繞組是由高強(qiáng)度漆包線統(tǒng)制而成,按照設(shè)計(jì)規(guī)律安放在電樞槽內(nèi)并正確地連接起來(lái),構(gòu)成完整的單相或三相電樞繞組,用以產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì),向負(fù)載輸出電能。 2.磁極 磁極由磁級(jí)鐵芯和勵(lì)磁繞組組成。磁極鐵芯由導(dǎo)磁良好且彼此絕緣的薄硅鋼片疊壓而成、,在勵(lì)磁電流的作用下產(chǎn)生主磁場(chǎng)、同時(shí)減小渦流損耗。勵(lì)磁繞組由外涂高強(qiáng)度絕緣漆的銅導(dǎo)線集中統(tǒng)制在各個(gè)磁促上,然后將其正確地連接起來(lái)。當(dāng)通入直流電流時(shí),磁極被磁化,產(chǎn)生符合要求的主磁通和磁極極。其匝數(shù)由所要求的主磁通量和所選用的磁極鐵芯的材料與截面積決定,導(dǎo)線的線徑由額定勵(lì)磁電流決定。 3.定子和轉(zhuǎn)子 定子是交流發(fā)電機(jī)中固定不動(dòng)的部分,可以是電樞,也可以是磁極。對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī),其定子組件就是電樞組件;而對(duì)于旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī),其定子組件則為磁極及其勵(lì)磁繞組等組成的磁極組件, 轉(zhuǎn)子是發(fā)電阻的旋轉(zhuǎn)部分.可以是發(fā)電機(jī)的磁極,也可以是發(fā)電機(jī)的電摳。對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁極式同步交流發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)子部分通常由磁極鐵芯、勵(lì)磁繞組、轉(zhuǎn)軸及附件組成。 4.電壓調(diào)節(jié)器AVR 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí),電壓調(diào)節(jié)器可自動(dòng)改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,確保輸出電壓恒定。常見(jiàn)的電壓調(diào)節(jié)器有SX460型、SA465型、SX440型、SX421型、MX341型、MX321型等。 發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng) 伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化技術(shù)日臻成熟。專業(yè)控制器采用未處理技術(shù),以各種集成電路取代繼電器控制及分立電子元器件組成的邏輯電路,直至發(fā)展成以專用控制器為核心的自動(dòng)化系統(tǒng)。其總體來(lái)說(shuō)具有成本低、性能高的特點(diǎn)。 柴油發(fā)電機(jī)組控制器具有檢測(cè)和顯示發(fā)電機(jī)各物理量的功能;進(jìn)行發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)、緊急停機(jī)等控制性操作;供電及負(fù)載檢測(cè)與切換;機(jī)組保護(hù);故障診斷;遠(yuǎn)程通信遙測(cè)、遙控等作用、增強(qiáng)了柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性和人機(jī)交流方便性。常見(jiàn)的有DSE55O控制器、ACCESS4000控制器、TA3000控制器等。




請(qǐng)聽(tīng)我說(shuō):柴油發(fā)電機(jī)組的歷史故事 如果用簡(jiǎn)單方式看待歷史,那么組成歷史的僅僅包括年代、人名、故事三個(gè)要素。雖然時(shí)間跨度沖淡他的年代和故事,但他應(yīng)該感到欣慰,因?yàn)橹辽偎拿值靡粤鱾?。魯?shù)婪颉さ屹悹?RudoflDiesel)一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)被忘卻的名字。   命運(yùn)多篤的發(fā)明家   在科學(xué)史上,人們總是會(huì)對(duì)那種無(wú)心插柳卻一舉成功的故事津津樂(lè)道,比如倫琴射線、青霉素、宇宙微波背景輻射等等。當(dāng)然能有上述的成就固然可敬,但還有一種同樣可敬的人:他們?cè)谟猩瓴粩嗵剿?,但成就卻不被世人承認(rèn),直到多年之后他們的成就才發(fā)揚(yáng)光大。柴油機(jī)的發(fā)明者魯?shù)婪?狄賽爾就是這樣的一個(gè)人。      狄賽爾1858年出生在法國(guó)巴黎,他的父親是德國(guó)奧古斯堡的精制皮革制造商。成年之后,狄賽爾進(jìn)入了德國(guó)的慕尼黑技術(shù)大學(xué)攻讀。就在他讀大學(xué)期間的1876年,德國(guó)人奧托研制成功了 臺(tái)4沖程煤氣發(fā)動(dòng)機(jī),這是法國(guó)技師羅夏內(nèi)燃機(jī)理論 次得到實(shí)際運(yùn)用。這一成就鼓舞了當(dāng)時(shí)從事機(jī)械動(dòng)力研究的許多工程師,這其中既包括后來(lái)汽車(chē)的發(fā)明者卡爾·奔馳和戈特利普·戴姆勒,也包括對(duì)機(jī)器動(dòng)力十分有興趣的年輕人狄賽爾。   與致力于改造奧托發(fā)動(dòng)機(jī)的奔馳和戴姆勒不同,狄賽爾的想法更為超前,他想完全舍去發(fā)動(dòng)機(jī)中的點(diǎn)火系統(tǒng),靠壓縮空氣發(fā)熱,噴入燃料后自燃做功,這種方式完全區(qū)別于吸入燃?xì)饣旌蠚恻c(diǎn)燃做功的方式,后人稱狄賽爾的原理為“壓縮式內(nèi)燃機(jī)”原理。當(dāng)然狄賽爾產(chǎn)生這樣的設(shè)想也并不是空穴來(lái)風(fēng),因?yàn)楫?dāng)時(shí)并沒(méi)有發(fā)明分電器和高壓點(diǎn)火線圈,點(diǎn)火裝置非常簡(jiǎn)陋和不穩(wěn)定,狄賽爾想跳過(guò)這個(gè)技術(shù)障礙完全是可以理解的。不久,他在法國(guó)人約瑟夫·莫勒特(JosephMollet)發(fā)明的氣動(dòng)打火機(jī)上找到了靈感,并堅(jiān)持不懈的探索下去。   狄賽爾沒(méi)有料到,他的想法實(shí)現(xiàn)起來(lái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比發(fā)明點(diǎn)火系統(tǒng)復(fù)雜的多,他所遇到的 個(gè)就是燃料問(wèn)題。常用的汽油非?;钴S,也非常容易點(diǎn)燃,但汽油卻不能適應(yīng)有很高的壓縮比的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī),一旦把汽油霧化噴入含有高溫、高壓空氣的燃燒室,就會(huì)發(fā)生猛烈的敲缸甚至爆炸。舍去汽油是必然的,狄賽爾創(chuàng)造性把他的目標(biāo)指向了植物油。經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn),對(duì)于植物油的嘗試也失敗了,但他是 個(gè)把植物油料引入內(nèi)燃機(jī)的人,因而近現(xiàn)代鼓吹“綠色燃料”者都把狄賽爾尊為鼻祖。   終燃料選擇鎖定在了石油裂解產(chǎn)物中一直未被重視的柴油上。柴油相對(duì)于汽油來(lái)說(shuō)性質(zhì)非常穩(wěn)定,比較難于點(diǎn)燃,同時(shí)柴油一旦點(diǎn)燃會(huì)冒出大量的黑煙,因而它又不能像煤油那樣用作照明。但柴油穩(wěn)定的特性卻恰恰適合于壓燃式內(nèi)燃機(jī),在壓縮比非常高的情況下柴油也不會(huì)出現(xiàn)爆震,這正是狄賽爾所需要的。經(jīng)過(guò)近20年的潛心研究,狄賽爾終于在1892年試制成了 臺(tái)壓燃式內(nèi)燃機(jī),也就是柴油機(jī)。   這臺(tái)柴油機(jī)用汽缸吸入純空氣,再用活塞強(qiáng)力壓縮,使空氣體積縮小到15倍左右,溫度上升到500—700度,然后用壓縮空氣把霧狀柴油噴入汽缸,與缸中高溫純空氣混合,由于汽缸這是已經(jīng)有了較高的溫度,因而柴油噴入后自行燃燒做功。1892年2月27日,狄賽爾取得了此項(xiàng)技術(shù)的 。   柴油機(jī)的 特點(diǎn)是省油,熱效率高,但狄賽爾初試制的柴油機(jī)卻很不穩(wěn)定,1894年,狄賽爾改進(jìn)了柴油機(jī)并使其能運(yùn)行1分鐘左右,盡管他的柴油機(jī)還并不穩(wěn)定,但狄賽爾卻迫不及待的把它投入了商業(yè)生產(chǎn),因?yàn)樗母?jìng)爭(zhēng)對(duì)手早在1886年就把汽油機(jī)安裝車(chē)輛上,而8年之后,汽油機(jī)汽車(chē)已經(jīng)投入了商業(yè)運(yùn)作。這位只了解技術(shù)并不了解商業(yè)運(yùn)作的發(fā)明家犯下了一生中 的一次錯(cuò)誤,他急于推向市場(chǎng)的20臺(tái)柴油機(jī)由于技術(shù)不過(guò)關(guān),紛紛遭到了退貨,這不但給了他巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),更重要是影響了柴油機(jī)在公眾的印象,在隨后的幾年里幾乎沒(méi)有廠家或個(gè)人樂(lè)意裝配柴油機(jī)。沒(méi)有了資金來(lái)源又負(fù)債累累,這就使得狄賽爾的晚年陷入了極端貧困。1913年10月29日,55歲的狄賽爾獨(dú)自一人呆站在橫渡英吉利海峽的輪船甲板上,被巨浪卷入了大海(多數(shù)歷史學(xué)家認(rèn)為狄賽爾是跳海自盡的)。為了紀(jì)念狄賽爾,人們把柴油發(fā)動(dòng)機(jī)命名為Diesel。
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