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永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和前景
我國風(fēng)能資源非常豐富,可開發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示,我國陸地風(fēng)能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦,海上風(fēng)能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風(fēng)能資源比較集中,“三北”地區(qū)(華北、深圳羅湖東北和西北)以及東南沿海地區(qū)、深圳羅湖沿海島嶼潛在風(fēng)能資源開發(fā)量約占全國的80%.風(fēng)能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度,與電力負(fù)荷則呈逆向分布。
“十三五”時(shí)期,我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量占發(fā)電機(jī)總?cè)萘勘壤龑⑦M(jìn)一步加大,出于電網(wǎng)考慮,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必須在“低電壓穿越”保障下“御風(fēng)而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露,2020年陸地風(fēng)電的成本將與煤電持平,之后風(fēng)電將逐步脫離 補(bǔ)貼,“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚(yáng)州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī),實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)低成本制造,使機(jī)組極易實(shí)現(xiàn)低電壓穿越,在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。
永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于機(jī)械損耗小、深圳羅湖運(yùn)行效率高、深圳羅湖維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機(jī)型受到社會(huì)廣泛關(guān)注,并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)力機(jī)、深圳羅湖永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)、深圳羅湖變頻器和變壓器組成。
(1)基本原理
永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理,就是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn),拖動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似,只是所采用的發(fā)電機(jī)為永磁式發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu),不需外部提供勵(lì)磁電源,提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實(shí)現(xiàn)的,把永磁同步發(fā)電機(jī)的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電,實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng),因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。
(2)技術(shù)特點(diǎn)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和更新,由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善,永磁同步發(fā)電機(jī)已變得越來越具吸引力了。
采用永磁同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):1)永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不需要?jiǎng)?lì)磁裝置,具有重量輕、深圳羅湖效率高、深圳羅湖功率因數(shù)高、深圳羅湖可靠性好等優(yōu)點(diǎn);2)變速運(yùn)行范圍寬,即可超同步運(yùn)行也可以亞同步運(yùn)行;3)轉(zhuǎn)子無勵(lì)磁繞組,磁極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、深圳羅湖變頻器容量小,可以做成多極電機(jī);4)同步轉(zhuǎn)速降低,使風(fēng)輪機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)可直接耦合,省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱,減小了發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作并降低噪聲,使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
(3)適用場(chǎng)合
1)在電力供應(yīng)匱乏、深圳羅湖交通不便、深圳羅湖燃料短缺,但是風(fēng)力資源豐富的地區(qū),可以解決部分用電問題,如為高速公路照明設(shè)備提供電源等;2)在單機(jī)容量比較小的風(fēng)場(chǎng),永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電;3)為農(nóng)村、深圳羅湖牧區(qū)、深圳羅湖邊防哨所、深圳羅湖氣象臺(tái)站等偏遠(yuǎn)、深圳羅湖負(fù)載較輕的用戶,提供電力。
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發(fā)電機(jī)組的分類簡(jiǎn)述
發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備,早產(chǎn)生于第二次工業(yè)革命時(shí)期,由德國工程師西門子于1866年制成,它由水輪機(jī)、深圳羅湖同城汽輪機(jī)、深圳羅湖同城柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng),將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī),再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。
發(fā)電機(jī)的分類方式通常有以下三種:
1、深圳羅湖同城按轉(zhuǎn)換的電能方式分類
1)按轉(zhuǎn)換的電能方式可分為交流發(fā)電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)兩大類。
2)交流發(fā)電機(jī)又分為同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)兩種。同步發(fā)電機(jī)又分為隱極式同步發(fā)電機(jī)和凸極式同步發(fā)電機(jī)兩種?,F(xiàn)代發(fā)電站中常用的是同步發(fā)電機(jī),異步發(fā)電機(jī)很少用。
3)交流發(fā)電機(jī)組又可分為單相發(fā)電機(jī)和三相發(fā)電機(jī)兩種。三相發(fā)電機(jī)輸出電壓為380V,單相發(fā)電機(jī)輸出電壓為220V.
2、深圳羅湖同城按照轉(zhuǎn)速高低分類,可分為高速柴油發(fā)電機(jī)組、深圳羅湖同城中速柴油發(fā)電機(jī)組和低速柴油發(fā)電機(jī)組。
1)高速柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速大于1000r/min。
2)中速柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速小于500r/min。
3)低速柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速小于500r/min
3、深圳羅湖同城按勵(lì)磁方式分類
1)按勵(lì)磁方式可分為刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)和無刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)兩類
2)有刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式為他勵(lì)式,無刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式為自勵(lì)式。他勵(lì)式式發(fā)電機(jī)的整流裝置是在發(fā)電機(jī)定子上,而自勵(lì)磁式發(fā)電機(jī)的整流裝置是在發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子上。
4、深圳羅湖同城按照控制和操作的方式分類,可分為現(xiàn)場(chǎng)操作發(fā)電機(jī)組、深圳羅湖同城隔室操作發(fā)電機(jī)組和自動(dòng)化發(fā)電機(jī)組。
1)現(xiàn)場(chǎng)操作發(fā)電機(jī)組。操作人員在機(jī)房?jī)?nèi)對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行啟動(dòng)、深圳羅湖同城合閘、深圳羅湖同城調(diào)速、深圳羅湖同城分閘、深圳羅湖同城停機(jī)等操作。這類發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)、深圳羅湖同城噪聲、深圳羅湖同城油霧和廢氣對(duì)操作人員的身體有不良影響。
2)隔室操作發(fā)電機(jī)組,這類發(fā)電機(jī)組的機(jī)房和控制室分開設(shè)置,操作人員在操作室內(nèi)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行啟動(dòng)、深圳羅湖同城調(diào)速、深圳羅湖同城停機(jī)等操作,并對(duì)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的輔機(jī)也實(shí)施集中控制。隔室操作可改善操作人員的工作環(huán)境。
3)自動(dòng)化發(fā)電機(jī)組。經(jīng)過各有關(guān)單位的多年研究,現(xiàn)在柴油發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化可實(shí)現(xiàn)無人值守,其中包括機(jī)組自啟動(dòng)、深圳羅湖同城自動(dòng)調(diào)壓、深圳羅湖同城自動(dòng)調(diào)頻、深圳羅湖同城調(diào)載、深圳羅湖同城自動(dòng)并車、深圳羅湖同城按負(fù)荷大小自動(dòng)增減機(jī)組、深圳羅湖同城自動(dòng)處理故障、深圳羅湖同城自動(dòng)記錄打印機(jī)組可在市電中斷后10-15s自動(dòng)啟動(dòng),代替市電進(jìn)行供電。
5、深圳羅湖同城按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分類
發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的形式有多種,常見的的動(dòng)力機(jī)有:
1)風(fēng)力發(fā)電機(jī)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是依靠風(fēng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生電流;這種發(fā)電機(jī)無需消耗額外能源,是一種無污染的發(fā)電機(jī);
2)水力發(fā)電機(jī)
水力發(fā)電機(jī)是利用水流的落差,產(chǎn)生動(dòng)力,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,也是利用綠色自然資源發(fā)電的設(shè)備,又稱水輪發(fā)電機(jī)
3)燃油發(fā)電機(jī)
燃油發(fā)電機(jī)是依靠柴油或汽油燃燒產(chǎn)生動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組的。目前在一些服務(wù)行業(yè)或小型加工業(yè)中,使用小型燃油發(fā)電機(jī)可以起到應(yīng)急的作用。遇到停電,就可啟動(dòng)燃油發(fā)電機(jī)發(fā)電,以維持正常工作。
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柴油發(fā)電機(jī)組電氣功能及檢測(cè)
1.電源供電
ECU的電源供電電路,其功能是:當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)置于“ON”時(shí)。時(shí)、深圳羅湖同城發(fā)動(dòng)機(jī)ECU收到“ON”信號(hào)后使ECU主繼電器線圈工作,主繼電器觸點(diǎn)閉合,蓄電池向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU供電。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)置于“LOCK”時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)ECU延時(shí)一段時(shí)間后再使ECU主繼電器觸點(diǎn)斷開,蓄電池停止向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU供電。
ECU電源供電電路的檢測(cè)方法如下。
①在點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉(開關(guān)處于“OFF”),確保系統(tǒng)斷電的情況下,拔下ECU上整車端插頭,再將點(diǎn)火開關(guān)打到“ON”,并測(cè)量端子K28與K02或K04或K06間的電壓是否與蓄電池電壓相同。如果不等,則需要根據(jù)線路圖,檢査線路是否正常導(dǎo)通。
②測(cè)量K01、深圳羅湖同城K03、深圳羅湖同城K05與K02、深圳羅湖同城K04、深圳羅湖同城K06間的電壓是否與蓄電池電壓相同。如果不等,則需要檢查主保險(xiǎn)絲、深圳羅湖同城主繼電器是否工作正常。
2、深圳羅湖同城故障診斷
當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)置于“ON”時(shí),故障指示燈亮一下后熄滅,如果電控系統(tǒng)有故障,故障指示燈會(huì)再次點(diǎn)亮,提醒駕駛員車輛存在故障。
通過診斷插座,診斷儀可以從發(fā)電機(jī)ECU讀取相關(guān)故障信息,指導(dǎo)維修人員進(jìn)維修。
3.排氣制動(dòng)
發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后。將排氣制動(dòng)開關(guān)置于“ON”。且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過1000r/min,松開油門踏板時(shí),排氣制動(dòng)功能將被,同時(shí)排氣制動(dòng)指示燈點(diǎn)亮。如果排氣制動(dòng)開關(guān)置于“OFF”,或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于1000r/min,或踩油門踏板,則排氣制動(dòng)功能會(huì)被取消.排氣制動(dòng)指示燈熄滅。
當(dāng)排氣制動(dòng)功能不起作用時(shí),A29與A45均為電源電壓,約24V,當(dāng)排氣制動(dòng)功能開啟時(shí),端子A45電壓被拉低到0左右,A29與A45之間導(dǎo)通,排氣制動(dòng)功能起作用。
4.啟動(dòng)預(yù)熱功能
當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)置于“0N”時(shí),啟動(dòng)預(yù)熱指示燈亮一下后熄火。當(dāng)外界溫度低下0℃時(shí),啟動(dòng)預(yù)熱指示燈再次點(diǎn)亮,同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU使啟動(dòng)預(yù)熱繼電器線圈工作,預(yù)熱繼電器觸點(diǎn)閉合,蓄電池向預(yù)熱塞供電。當(dāng)預(yù)熱指示燈熄火后,提醒駕駛員可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),如果在一段時(shí)間內(nèi)沒有啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)ECU將停止預(yù)熱。
當(dāng)預(yù)熱功能不起作用時(shí),端子A29與A45電壓與電瓶電壓相同(約24V),預(yù)執(zhí)開關(guān)S1開啟時(shí),K92與地導(dǎo)通,A34電壓被拉低到0左右,預(yù)熱繼電器閉合,預(yù)熱塞開始工作。
5.制動(dòng)功能
車輛的制動(dòng)信號(hào)電路。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的端子K17接收主制動(dòng)信號(hào),端子K80則接收制動(dòng)輔助信號(hào),用于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制。
6.車速信號(hào)
車速信號(hào)電路,車速傳感器向車速表發(fā)送車速信號(hào),然后再由車速表向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU(端子K75)發(fā)送車速脈沖信號(hào)。
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