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柴油發(fā)電機的工作原理
工作原理
一、江蘇鹽城柴油發(fā)電機組生成機理:
柴油發(fā)電機組中常用的發(fā)電機為同步交流發(fā)電機,是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)式機械。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。
在柴油機汽缸內(nèi),經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度迅速升高,達到柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行,稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。
將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應(yīng)’原理,發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢,經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。
柴油發(fā)電機組工作結(jié)構(gòu)圖
二、江蘇鹽城交流發(fā)電機生成機理
以旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機為例介紹柴油機組中發(fā)電機的工作原理。
旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的原理與旋轉(zhuǎn)電樞式相同,都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。而主要區(qū)別有兩點:
(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式:旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機通過電樞的旋轉(zhuǎn)使閉合線圈的磁通量變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流;旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機則通過磁極的旋轉(zhuǎn)使定子線圈切割磁力線,從而在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
(2)電力輸出方式:旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機通過電刷和集電環(huán)向外接電路供電;而旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機則直接將電力送往外接電路,因此相對于旋轉(zhuǎn)電樞式、江蘇鹽城旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機可提供電高的電壓,適用于大型發(fā)電機。
1、江蘇鹽城電動勢的產(chǎn)生
● 當導(dǎo)體切割磁場的磁力線時,會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
● 線圈abcd代表整個電傴繞組、江蘇鹽城其兩端分別固定在同一轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)1和2上,兩者同軸旋轉(zhuǎn),且相對位置和連接關(guān)系不隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發(fā)電機的端蓋上、江蘇鹽城且與滑環(huán)1、江蘇鹽城2的滑動接觸關(guān)系不變。
● 當電樞沿順時針方向旋轉(zhuǎn),ab邊處于N極下時、江蘇鹽城山邊的感應(yīng)電動勢方向為由c至d,并設(shè)此時電動勢方向為正方向;當電樞旋轉(zhuǎn)180。后、江蘇鹽城ab邊處于S極下,cd邊處于N極下,此時ab和cd邊中的電動勢均改變方向,顯然此時電動勢為負值。
由上述過程可知,對于一對磁極的單向同步交流發(fā)電機、江蘇鹽城其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,在電樞繞組中產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。若磁通密度B按正弦規(guī)律分布,則可產(chǎn)生正弦交流電動勢。而對于三相同步交流發(fā)電機、江蘇鹽城其各項繞組產(chǎn)生交流電動勢的原理與單項同步交流發(fā)電機完全相同。
2、江蘇鹽城電動勢的大小
根據(jù)電磁感應(yīng)定律,當導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運動時、江蘇鹽城導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢e可由式求得:
E=BLV
● B——磁通密度;
● L——導(dǎo)體在磁場中的有效長度;
● V——導(dǎo)體垂直于磁場方向的運動速度。
而正弦交流電動勢的有效值E計算:
E=Kn
● 式中n——發(fā)電機轉(zhuǎn)速;
● K——發(fā)電機的結(jié)構(gòu)常數(shù)。
同步交流發(fā)電機制成后,其結(jié)構(gòu)常數(shù)K已成定值。因此,可通過改變發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n或每極磁通來調(diào)整其輸出電壓的高傲。但是,通常情況下要求電動勢的頻率f恒定,而頻率f與轉(zhuǎn)速n成正比,所以發(fā)電機的轉(zhuǎn)速是不能隨便調(diào)整的。因此,主要通過調(diào)節(jié)同步交流發(fā)電機磁通量的大小,達到調(diào)整其輸出電壓的目的。
3、江蘇鹽城電動勢的頻率
● 當發(fā)電機磁極對數(shù)一定時(如P=1),其轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周,電樞繞組可產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩周,產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢,苦轉(zhuǎn)子每秒旋轉(zhuǎn)n/60周,則產(chǎn)生n/60周/s的交流電動勢。由此可知,交流電動勢的頻率f與發(fā)電機轉(zhuǎn)速n成正比。
● 當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速一定時(如n=1周/s),磁極對數(shù)P=1,轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。磁極對數(shù)P=2,轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極,轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生P個周波的交流電動勢。由此可知,交流電動勢的頻率f還與磁極對數(shù)P成正比。
綜上所述,同步交流發(fā)電機電動勢的頻率f與其轉(zhuǎn)速n 和磁極對數(shù)P成正比,因此f的計算公式為:
F=P*n/60 (周/s)
改變同步交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n或磁極對數(shù)P,均可改變其頻率f。但是,發(fā)電機制成后,其磁極對數(shù)P是不能改變的因此,只能通過改變轉(zhuǎn)速n來調(diào)整頻率f。一旦頻率f達到額定值后,就不能再隨便改變轉(zhuǎn)速n。
4、江蘇鹽城改善電動勢波形的措施
根據(jù)要求,同步交流發(fā)電機輸出電壓應(yīng)為正弦波。但是,由于發(fā)電機定子鐵芯結(jié)構(gòu)、江蘇鹽城磁極結(jié)構(gòu)、江蘇鹽城電樞繞組結(jié)構(gòu)、江蘇鹽城三相發(fā)電機電樞繞組的連接形式等因素的影響,電動勢的波形會產(chǎn)生畸變,形成非正弦交流電動勢。
非正弦交流電動勢中除含有基波分量外,還含有頻率不同的許多高次諧波分量。不僅嚴重影響發(fā)電機的性能和工況,還影響用電設(shè)備的正常工作。因此,在設(shè)計、江蘇鹽城生產(chǎn)同步交流發(fā)電機時,采取了諸多方法,改善電動勢波形,使其成為正弦波。其具體方法有:改善磁極形狀、江蘇鹽城采用斜槽定子、江蘇鹽城改善定子繞組結(jié)構(gòu)和三相發(fā)電機采用星形接法。
(1)改善磁極形狀:磁極的分布規(guī)律由磁極的形狀決定,將磁極尖削尖或采用扭斜磁極,使磁通密度B近似按正弦規(guī)律分布,進而使電動勢成為正弦波;
(2)采用斜槽定子:將定子鐵芯扭斜一個槽距的位置,使其成為斜糟定子,無論轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至何種位置,磁極端畫所覆蓋的鐵芯齒面積始終保持不變,這樣可齒諧波的影響;
(3)改善定子繞組結(jié)構(gòu):同步交流發(fā)電機通常采用短距分布式繞組結(jié)構(gòu),可或削弱許多高次諧波分量,使電動勢接近于正弦波;
(4)三相發(fā)電機采用星形接法:三相同步發(fā)電機的三相電樞繞組采用星形接法,其線電壓中將不再含有三次及三的整倍數(shù)次諧波分量·改善線電壓的波形。
5、江蘇鹽城同步交流發(fā)電機勵磁方式
發(fā)電機勵磁功率的產(chǎn)生方式,稱為其勵磁方式。同步交流發(fā)電機的勵磁方式有他勵式和自勵式兩種。
(1)他勵式:勵磁功率由本身以外的其他電源供給,這種發(fā)電機稱為:他勵式發(fā)電機。根據(jù)獲得勵磁功率形式的不同,他勵式交流發(fā)電機又有采用血流勵磁機勵磁和采用無刷交流勵磁機勵磁之分。其中、江蘇鹽城采用直流勵磁機勵磁是靠同軸轉(zhuǎn)動的并勵直流發(fā)電機供給勵磁功率的;采用無刷交流勵磁機勵磁是由同軸轉(zhuǎn)動的交流勵磁發(fā)電機供給勵磁功率的。
(2)自勵式:勵磁功率由本身供給的發(fā)電機稱為自勵式發(fā)電機。其勵磁功率一般由以下三種方法獲得:直接從同步交流發(fā)電機輸出端取得,由安裝在同步交流發(fā)電機的定子槽中的副繞組供給;發(fā)電機電樞繞組為帶抽頭式的,由抽頭處引出部分電樞繞組供給。
綜上所述,無論是他勵式同步交流發(fā)電機,還是自勵式同步交流發(fā)電機,改變勵磁電流的大小,均可調(diào)整發(fā)電機的輸出電壓。



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運輸移動柴油發(fā)電機時注意什么?
在移動或者運輸發(fā)電機時,一定要做好妥善的防護措施,并且遵循相關(guān)的執(zhí)行要求,否則,一個不小心很容易造成發(fā)電機設(shè)備的損壞。下朔銳發(fā)電機組出租廠家就來說說運輸移動柴油發(fā)電機時注意事項。
運輸發(fā)電機時,為避免設(shè)備的意外損壞,首先要確保運輸工具的載重量不低于設(shè)備及附屬件的總重量的1.2倍。為避免發(fā)電機受到風(fēng)吹日曬,必須給設(shè)備進行必要的包裝,如加裝木箱及內(nèi)襯防雨布等。應(yīng)將發(fā)電機牢固地固定在車廂內(nèi),以免顛簸振動導(dǎo)致其部件松動甚至損壞。當柴油發(fā)電機組正在運輸中時,禁止任何人、江蘇鹽城附近物在機組上面,讓機組受壓。
從車輛上裝卸發(fā)電機設(shè)備時,應(yīng)使用叉車或吊裝設(shè)備,要小心避免設(shè)備傾倒或掉落地面,導(dǎo)致摔壞??捎脩业鯔C車小心發(fā)電機或者用鏟車在設(shè)備底座上小心地推拉。應(yīng)注意懸吊鋼索的承重能力及懸吊鋼索的角度應(yīng)盡可能垂直,保持發(fā)電機設(shè)備平衡,吊裝受力位置應(yīng)盡可能靠近機組的重心,鏟車的叉臂承載力應(yīng)大于機組重量的120~130%。
此外,還需注意的是,散熱器、江蘇鹽城附近進氣管、江蘇鹽城附近排氣管以及電氣部件是發(fā)電機中比較脆弱的部位,在運輸和移動時一定要注意防止發(fā)生碰撞,避免不必要的損失。
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