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發(fā)電機為什么能發(fā)電?
發(fā)電機原理及構(gòu)造——發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)
眾所周知,同步發(fā)電機要用直流電流勵磁。在以往的他勵式同步發(fā)電機中,其直流電流是有附設(shè)的直流勵磁機供給。直流勵磁機是一種帶機械換向器的旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機。其多相閉合電樞繞組切割定子磁場產(chǎn)生了多相交流電,由于機械換向器和電刷組成的整流系統(tǒng)的整流作用,在電刷上獲得了直流電,再通過另一套電刷,滑塊系統(tǒng)將獲得的直流輸送到同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子,勵磁繞組去勵磁,因此直流勵磁機的換向器原則上是一個整流器,顯然可以用一組硅二節(jié)管取代,而功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展提供了這個條件。將半導(dǎo)體元件與發(fā)電機的軸固結(jié)在一起轉(zhuǎn)動,則可取消換向器、滑塊等滑動接觸部分、利用二極管換成直流電流。直流送給轉(zhuǎn)子勵磁、繞組勵磁。這就是無刷系統(tǒng)。
下面我們以典型的幾種不同發(fā)電機勵磁系統(tǒng),介紹它的工作原理。
一、相復(fù)勵勵磁原理
由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加,經(jīng)過橋式整流器ZL整流,供給發(fā)電機勵磁繞組。負載時由電流互感器LH供給所需的復(fù)勵電流,進行電流補償,由線形電抗器DK移相進行相位補償。
二、三次諧波原理
對一般發(fā)電機來源,我們需要的是工頻正弦波,稱為基波,比基波高的正弦波都稱為諧波、其中三次諧波的含量 ,在諧波發(fā)電機定子槽中,安放有主繞組和諧波勵磁繞組(s1、s2),而這個繞組之間沒有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應(yīng)出來,經(jīng)過ZL橋式整流器整流,送到主發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組LE中進行勵磁。
三、可控硅直接勵磁原理
可控硅直接勵磁是采用可控硅整流器直接將發(fā)電機輸出的任一相一部分能量,經(jīng)整流后送入勵磁繞組去的勵磁方式,它是由自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR),控制可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)勵磁電流大小而維持發(fā)電機端電壓的穩(wěn)定。
四、無刷勵磁原理
無刷勵磁主要用于西門子、斯坦福、利萊等無刷發(fā)電機。它是利用交流勵磁機,其定子上的剩磁或 磁鐵(帶永磁機)建立電壓,該交流電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流起整流后,送入主發(fā)電機的勵磁繞組,使發(fā)電機建壓。自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)能根據(jù)輸出電壓的微小偏差迅速地減小或增加勵磁電流,維持發(fā)電機的所設(shè)定電壓近似不變黑龍江黑河發(fā)電機出租,黑龍江黑河發(fā)電機租賃,黑龍江黑河應(yīng)急發(fā)電車出租,黑龍江黑河發(fā)電車出租,黑龍江黑河發(fā)電機出租公司,江蘇發(fā)電機出租公司,保定發(fā)電機出租公司,沈陽發(fā)電機出租公司,阜新發(fā)電機出租公司,山東發(fā)電機出租公司,濟南發(fā)電機出租公司,唐山發(fā)電機出租公司,秦皇島發(fā)電機出租公司,鹽城發(fā)電機出租公司,黑龍江黑河發(fā)電機出租租賃,黑龍江黑河發(fā)電機出租公司,黑龍江黑河高壓發(fā)電機出租,黑龍江黑河高壓發(fā)電車出租,黑龍江黑河高壓發(fā)電機租賃,黑龍江黑河高壓發(fā)電車租賃,黑龍江黑河10KV發(fā)電機出租,黑龍江黑河20KV發(fā)電機出租,黑龍江黑河35KV發(fā)電機出租,黑龍江黑河10KV發(fā)電機租賃,黑龍江黑河20KV發(fā)電機租賃,黑龍江黑河35KV發(fā)電機租賃,黑龍江黑河變壓器出租,黑龍江黑河變壓器租賃,黑龍江黑河UPS保電公司,黑龍江黑河UPS保電,黑龍江黑河UPS出租,黑龍江黑河UPS租賃,黑龍江黑河升壓車出租,黑龍江黑河增壓車出,黑龍江黑河10KV升壓車出租,黑龍江黑河10KV增壓車出租,黑龍江黑河升壓車租賃,黑龍江黑河增壓車租賃,黑龍江黑河10KV增壓車租賃,黑龍江黑河10KV升壓車租賃
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黑龍江黑河柴油發(fā)電機的工作原理
工作原理
一、黑龍江黑河柴油發(fā)電機組生成機理:
黑龍江黑河柴油發(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。
黑龍江黑河柴油發(fā)電機組工作結(jié)構(gòu)圖
二、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、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、電動勢的產(chǎn)生
● 當(dāng)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、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、且與滑環(huán)1、2的滑動接觸關(guān)系不變。
● 當(dāng)電樞沿順時針方向旋轉(zhuǎn),ab邊處于N極下時、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(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)180。后、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、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、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、電動勢的大小
根據(jù)電磁感應(yīng)定律,當(dāng)導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運動時、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、電動勢的頻率
● 當(dāng)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(dāng)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、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)、磁極結(jié)構(gòu)、電樞繞組結(jié)構(gòu)、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、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、采用斜槽定子、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、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、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。
黑龍江黑河柴油發(fā)電機組在使用過程中常見錯誤操作
黑龍江黑河柴油發(fā)電機組在使用過程中的錯誤操作,錯誤操作一:
柴油機在機油不足時運轉(zhuǎn)此時會因機油供給不足而造成各摩擦副表面供油不足,導(dǎo)致異常磨損或燒傷。為此,黑龍江黑河柴油發(fā)電機起步前和柴油機運轉(zhuǎn)過程中要保證機油充足,防止由于缺油而引起拉缸、燒瓦故障。
錯誤操作二:
帶負荷急停機或突然卸除負荷后立刻停機柴油機發(fā)電機熄火后冷卻系水的循環(huán)停止,散熱能力急劇降低,受熱件失去冷卻,易造成氣缸蓋、氣缸套、氣缸體等機件過熱,產(chǎn)生裂紋,或使活塞過度膨脹卡死在缸套內(nèi)。另一方面,黑龍江黑河柴油發(fā)電機停機時未經(jīng)怠速降溫,會使摩擦面含油不足,當(dāng)柴油機再次啟動時會因潤滑不良而加劇磨損。因此,黑龍江黑河柴油發(fā)電機熄火前應(yīng)卸除負荷,并逐漸降低轉(zhuǎn)速、空載運轉(zhuǎn)幾分鐘。
錯誤操作三
冷啟動后未暖機就帶負荷運轉(zhuǎn)黑龍江黑河柴油發(fā)電機冷機啟動時,由于機油黏度大、流動性差,是機油泵供油不足,機器摩擦面因缺油潤滑不良,造成急劇磨損,甚至發(fā)生拉缸、燒瓦等故障。因此,柴油機冷卻啟動后應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)升溫,待機油溫度達到40℃以上時再帶負荷運轉(zhuǎn);機器起步應(yīng)掛低速擋,并循序在每一擋位運轉(zhuǎn)一段里程,直到油溫正常、供油充分后,方可轉(zhuǎn)為正常運轉(zhuǎn)。
錯誤操作四
柴油機冷啟動后猛轟油門若猛轟油門,則黑龍江黑河柴油發(fā)電機組轉(zhuǎn)速急劇升高,會造成機上的有些摩擦面因產(chǎn)生干摩擦而劇烈磨損。另外,轟油門時活塞、連桿和曲軸受理力變化大,引起劇烈撞擊,易損壞機件。
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