甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)的工作原理 工作原理 一、甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組生成機(jī)理： 甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組中常用的發(fā)電機(jī)為同步交流發(fā)電機(jī)，是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。 在柴油機(jī)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(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)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(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。 將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。 甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組工作結(jié)構(gòu)圖 二、交流發(fā)電機(jī)生成機(jī)理 以旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機(jī)為例介紹柴油機(jī)組中發(fā)電機(jī)的工作原理。 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)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(diǎn)： （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)則直接將電力送往外接電路，因此相對(duì)于旋轉(zhuǎn)電樞式、旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)可提供電高的電壓，適用于大型發(fā)電機(jī)。 1、電動(dòng)勢的產(chǎn)生 ● 當(dāng)導(dǎo)體切割磁場的磁力線時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。 ● 線圈abcd代表整個(gè)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(duì)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(jī)的端蓋上、且與滑環(huán)1、2的滑動(dòng)接觸關(guān)系不變。 ● 當(dāng)電樞沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，ab邊處于N極下時(shí)、山邊的感應(yīng)電動(dòng)勢方向?yàn)橛蒫至d，并設(shè)此時(shí)電動(dòng)勢方向?yàn)檎较?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(shí)ab和cd邊中的電動(dòng)勢均改變方向，顯然此時(shí)電動(dòng)勢為負(fù)值。 由上述過程可知，對(duì)于一對(duì)磁極的單向同步交流發(fā)電機(jī)、其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，在電樞繞組中產(chǎn)生一個(gè)周波的交流電動(dòng)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(dòng)勢。而對(duì)于三相同步交流發(fā)電機(jī)、其各項(xiàng)繞組產(chǎn)生交流電動(dòng)勢的原理與單項(xiàng)同步交流發(fā)電機(jī)完全相同。 2、電動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)、導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)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(yùn)動(dòng)速度。 而正弦交流電動(dòng)勢的有效值E計(jì)算： E=Kn ● 式中n——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速； ● K——發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)。 同步交流發(fā)電機(jī)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(jī)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(dòng)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(jī)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(jī)磁通量的大小，達(dá)到調(diào)整其輸出電壓的目的。 3、電動(dòng)勢的頻率 ● 當(dāng)發(fā)電機(jī)磁極對(duì)數(shù)一定時(shí)(如P=1)，其轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，電樞繞組可產(chǎn)生一個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩周，產(chǎn)生兩個(gè)周波的交流電動(dòng)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(dòng)勢。由此可知，交流電動(dòng)勢的頻率f與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n成正比。 ● 當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一定時(shí)(如n=1周/s)，磁極對(duì)數(shù)P=1，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。磁極對(duì)數(shù)P=2，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生兩個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。若為P對(duì)磁極，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生P個(gè)周波的交流電動(dòng)勢。由此可知，交流電動(dòng)勢的頻率f還與磁極對(duì)數(shù)P成正比。 綜上所述，同步交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢的頻率f與其轉(zhuǎn)速n 和磁極對(duì)數(shù)P成正比，因此f的計(jì)算公式為： F=P*n/60 (周/s) 改變同步交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n或磁極對(duì)數(shù)P,均可改變其頻率f。但是，發(fā)電機(jī)制成后，其磁極對(duì)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(dá)到額定值后，就不能再隨便改變轉(zhuǎn)速n。 4、改善電動(dòng)勢波形的措施 根據(jù)要求，同步交流發(fā)電機(jī)輸出電壓應(yīng)為正弦波。但是，由于發(fā)電機(jī)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(jī)電樞繞組的連接形式等因素的影響，電動(dòng)勢的波形會(huì)產(chǎn)生畸變，形成非正弦交流電動(dòng)勢。 非正弦交流電動(dòng)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(yán)重影響發(fā)電機(jī)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(jì)、生產(chǎn)同步交流發(fā)電機(jī)時(shí)，采取了諸多方法，改善電動(dòng)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(jī)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(jìn)而使電動(dòng)勢成為正弦波； （2）采用斜槽定子：將定子鐵芯扭斜一個(gè)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(jī)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(dòng)勢接近于正弦波； （4）三相發(fā)電機(jī)采用星形接法：三相同步發(fā)電機(jī)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(jī)勵(lì)磁方式 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁功率的產(chǎn)生方式，稱為其勵(lì)磁方式。同步交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式有他勵(lì)式和自勵(lì)式兩種。 （1）他勵(lì)式：勵(lì)磁功率由本身以外的其他電源供給，這種發(fā)電機(jī)稱為:他勵(lì)式發(fā)電機(jī)。根據(jù)獲得勵(lì)磁功率形式的不同，他勵(lì)式交流發(fā)電機(jī)又有采用血流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁和采用無刷交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁之分。其中、采用直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁是靠同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁功率的；采用無刷交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁是由同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁功率的。 （2）自勵(lì)式：勵(lì)磁功率由本身供給的發(fā)電機(jī)稱為自勵(lì)式發(fā)電機(jī)。其勵(lì)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(jī)輸出端取得，由安裝在同步交流發(fā)電機(jī)的定子槽中的副繞組供給；發(fā)電機(jī)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(lì)式同步交流發(fā)電機(jī)，還是自勵(lì)式同步交流發(fā)電機(jī)，改變勵(lì)磁電流的大小，均可調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)面臨國際舞臺(tái)的角色轉(zhuǎn)換 甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組作為、可靠、的應(yīng)急電源、移動(dòng)電源和自備電源，為中國過去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的 甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組作為、可靠、的應(yīng)急電源、移動(dòng)電源和自備電源，為中國過去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的輔助電源保障。同時(shí)，對(duì)應(yīng)急備用電源持續(xù)增長的需求也使得中國國內(nèi)出現(xiàn)了一批能夠和康明斯、卡特彼勒等國際知名品牌瓜分市場的本土企業(yè)。上世紀(jì)八十年代開始，中國甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組市場從大部分依賴進(jìn)口階段，演變到中低功率段產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，乃至到目前部分國內(nèi)本土企業(yè)能夠生產(chǎn)出具有較高穩(wěn)定性的2000kW以上大功率機(jī)組。短短的二三十年時(shí)間，中國甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)在生產(chǎn)上所體現(xiàn)出的成熟工藝技術(shù)和裝配能力獲得了國內(nèi)外諸多用戶的廣泛肯定。 三大因素助中國本土企業(yè)快速發(fā)展 過去十年，有幾個(gè)重大因素驅(qū)動(dòng)了中國市場對(duì)甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)烈需求，這極大促使了中國本土企業(yè)在國內(nèi)市場上的立足和發(fā)展。首先，2003-2005年中國經(jīng)歷了一場從局部到全國性大面積的缺電現(xiàn)象，特別是2004年全年全國缺電超過30000MW缺口，相當(dāng)于30臺(tái)超超臨界火電機(jī)組的裝機(jī)量。為了保障城鎮(zhèn)的居民用電，政府不得不對(duì)高耗能的制造工廠拉閘限電，由此推動(dòng)了對(duì)甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組的巨量需求。第二，2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010年上海世博會(huì)期間，僅場館投資方面，北京奧運(yùn)會(huì)達(dá)到200億元，上海世博會(huì)180億元。重要的是，由此拉動(dòng)對(duì)城市軌道交通、高級(jí)酒店業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)和通信以及金融服務(wù)超過上萬億元的建設(shè)投資。而這些終端市場正是甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組的主要應(yīng)用領(lǐng)域。第三，為了抵御全球性金融危機(jī)，從2009年到2011年，中國政府投入了4萬億元用于刺激國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，其中超過2萬億元屬于鐵路、公路等工程建設(shè)項(xiàng)目。除此之外，還包括2008年和2011年中國國內(nèi)發(fā)生的嚴(yán)重缺電現(xiàn)象，尤其是2011年的缺電一度再次接近30000MW的缺口。 由于這些因素對(duì)中國甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組市場產(chǎn)生的需求刺激，使得國內(nèi)市場在一定時(shí)期內(nèi)年復(fù)合增長率接近15%。根據(jù)MARTEC GROUP咨詢公司的行業(yè)報(bào)告，2011年中國甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組市場銷售額達(dá)到145億元，預(yù)計(jì)2015年市場規(guī)模超過250億元。持續(xù)穩(wěn)定增長的市場需求造就了一批較大規(guī)模的本土企業(yè)，如康誠、鼎新、百發(fā)、星光等年銷售額過5億元的企業(yè)，這些企業(yè)已具備和康明斯、卡特彼勒、科勒等國際巨頭競爭的實(shí)力。 國內(nèi)市場已開始顯現(xiàn)發(fā)展阻力 作為市場發(fā)展周期中必須經(jīng)受的考驗(yàn)，在經(jīng)歷了較快發(fā)展的十年后，中國國內(nèi)的甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組市場也面臨著一些發(fā)展阻力。首當(dāng)其沖的是中國基礎(chǔ)建設(shè)投資和高耗能制造業(yè)增速放緩，在2009-2011年由政府主導(dǎo)的四萬億元投資中的工程項(xiàng)目已基本完工并投入運(yùn)行，部分工程在建成后并沒有起到很好的使用效率，這對(duì)未來經(jīng)濟(jì)刺激政策的推出起到一定阻力。另一方面，為降低污染排放并提高工業(yè)生產(chǎn)能效，大量的中小規(guī)模的制造工廠，特別是高耗能行業(yè)的企業(yè)面臨被關(guān)閉的可能。這些企業(yè)曾經(jīng)在中國的多次電荒中都是甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組的重要用戶。 其次，國內(nèi)市場的競爭激烈、產(chǎn)品同質(zhì)化程度高。僅銷售額過千萬元的企業(yè)就超過200家，這些被稱之為OEM的企業(yè)所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)大部分由重慶康明斯、沃爾沃、三菱重工等企業(yè)提供，發(fā)電機(jī)由利萊森馬、馬拉松等國際品牌供應(yīng)。在中低端的終端應(yīng)用市場上，也會(huì)采用中國本土的發(fā)動(dòng)機(jī)品牌，如上柴、濟(jì)柴、常柴等。在過去的市場階段，中國本土企業(yè)普遍只重視對(duì)客戶的開發(fā)和銷售渠道的擴(kuò)張，很少有企業(yè)會(huì)重視對(duì)客戶應(yīng)用需求的定制化以及售后服務(wù)的維護(hù)。因?yàn)楹笳咝枰度牒艽蟮某杀?，并且不能在短期?nèi)為企業(yè)帶來收益。 再次，由于國際品牌如康明斯、卡特彼勒、科勒等都將生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)移到了中國，有些外資企業(yè)還將中國作為亞太區(qū)乃至全球的生產(chǎn)基地，以此降低成本和國內(nèi)企業(yè)競爭。這無疑降低了行業(yè)整體的利潤率水平。 基于以上這些原因，中國本土甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)已不滿足于國內(nèi)市場，轉(zhuǎn)而發(fā)力海外市場，特別是針對(duì)海外工程承包項(xiàng)目市場。MARTEC GROUP 咨詢公司對(duì)中國甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組市場的專題研究顯示，2006 年中國甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組出口額僅10 億元左右，而到了2010 年，出口額增至100 多億元，年復(fù)合增長率接近80%。 世界市場上和國際巨頭展開競爭 中國本土甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)在全球甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組市場中主要以兩種形式銷售其產(chǎn)品，一部分是通過在海外的分銷商或直銷團(tuán)隊(duì)，將產(chǎn)品直接供給海外當(dāng)?shù)氐慕K端。用戶通常是當(dāng)?shù)氐闹圃旃S或居民，特別在印度、孟加拉和非洲這些大部分時(shí)間都沒有市電供應(yīng)的 和地區(qū)。另一類形式是通過參與海外的工程承包項(xiàng)目，直接客戶通常是中國本土的EPC企業(yè)或工程施工公司。一般來說，絕大部分的中國EPC 企業(yè)或工程施工公司會(huì)采購國內(nèi)的發(fā)電機(jī)組，用于其海外工程項(xiàng)目。海外工程市場對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和品牌信譽(yù)有更高要求，更能體現(xiàn)甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)在市場中的地位。 吸引中國本土企業(yè)參與海外工程承包市場的首要因素，自然是誘人的市場規(guī)模和發(fā)展前景。根據(jù)CHINCA（中國對(duì)外承包工程商會(huì)）的數(shù)據(jù)表明，每年各國面向全球公開招標(biāo)的工程承包項(xiàng)目金額達(dá)到1.8 萬億美元，目前中國EPC 企業(yè)僅占有7%的市場份額。在對(duì)超過30家中國一級(jí)EPC企業(yè)和50 家 的甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)的調(diào)研后，MARTECGROUP咨詢公司發(fā)現(xiàn)：2011 年中國EPC 企業(yè)參與的海外工程承包項(xiàng)目金額達(dá)到1423.5 億美元，由此對(duì)甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組的需求超過50 億元。中國EPC 企業(yè)在公路、鐵路、發(fā)電廠以及通信工程領(lǐng)域的建設(shè)水平處于全球 ，未來他們將逐步占據(jù)剩余93%的市場份額，由此將對(duì)國內(nèi)甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組的采購產(chǎn)生持續(xù)增長的需求。 雖然和國際品牌在全球市場中的份額還相差很大，但中國本土企業(yè)在海外市場中也逐漸建立了品牌知名度，如科泰、泰豪、康誠等中國本土企業(yè)在海外市場的銷售額都超過億元，這對(duì)僅有20 多年發(fā)展歷史的中國甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)來說并不簡單。之所以能有這種業(yè)績增長，得益于以下幾點(diǎn)：相比于國際品牌，中國本土企業(yè)的產(chǎn)品有明顯的價(jià)格優(yōu)勢。中國企業(yè)的甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組通常都使用了康明斯、沃爾沃、斗山、三菱、MTU 等品牌的發(fā)動(dòng)機(jī)，并且擁有成熟的機(jī)組裝配技術(shù)。本土企業(yè)和中國EPC 企業(yè)、中國工程施工企業(yè)擁有良好的客戶關(guān)系。 從國內(nèi)市場到國際舞臺(tái)的市場擴(kuò)張中，若要取得對(duì)國際品牌的競爭優(yōu)勢，中國本土的甘肅蘭州柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)還應(yīng)該彌補(bǔ)自身的不足之處，比如提高終端應(yīng)用的定制化水平、增強(qiáng)國內(nèi)外的售后服務(wù)市場等，通過地企業(yè)在產(chǎn)品、服務(wù)和內(nèi)部管理上的水準(zhǔn)，才能獲得客戶長期的信賴，并贏得更多的全球用戶。