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江西康垚爲您解答柴油發電機

編輯:江西康垚動力機電設備有限公司時間:2018-06-11

柴油發電機組的工作原理及结构:

發電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。

由軸承及端蓋將發電機的定子,轉子連接組裝起來,使轉子能在定子中旋轉,做切割磁力線的運動,從而産生感應電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便産生了電流。

汽輪發電機與汽輪機配套的發電機

爲了得到較高的效率,汽輪機一般做成高速的,通常爲1500轉/分(頻率爲50赫)或1800轉/分(頻率爲60赫)。核電站中汽輪機轉速較低,但也在1500轉/分以上。高速汽輪發電機爲了減少因離心力而産生的機械應力以及降低風摩耗,轉子直徑一般做得比較小,長度比較大,即采用細長的轉子。

特别是在3000转/分以上的大容量高速机组,由于材料强度的关系,转子直径受到严格的限制,一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度,运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。

10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5~10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来,汽轮发电机的最大容量已达到130~150万千瓦。从1986年以来,在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用,这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。

將機械能轉變成電能的電機。通常由汽輪機、水輪機或內燃機驅動。小型發電機也有用風車或其他機械經齒輪或皮帶驅動的。

發電機分爲直流發電機和交流發電機兩大類。後者又可分爲同步發電機和異步發電機兩種。現代發電站中最常用的是同步發電機。這種發電機的特點是由直流電流勵磁,既能提供有功功率,也能提供無功功率,可滿足各種負載的需要。異步發電機由于沒有獨立的勵磁繞組,其結構簡單,操作方便,但是不能向負載提供無功功率,而且還需要從所接電網中汲取滯後的磁化電流。

因此異步發電機運行時必須與其他同步電機並聯,或者並接相當數量的電容器。這限制了異步發電機的應用範圍,只能較多地應用于小型自動化。城市電車、電解、電化學等天天看片所用的直流電源,在20世紀50年代以前多采用直流發電機。但是直流發電機有換向器,結構複雜,制造費時,價格較貴,且易出故障,維護困難,效率也不如交流發電機。故大功率可控整流器問世以來,有利用交流電源經半導體整流獲得直流電以取代直流發電機的趨勢。

同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油發電機 3种。它们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外,一般的磁场都是由通直流电的励磁线圈产生,而且励磁线圈放在转子上,电枢绕组放在定子上。因为励磁线圈的电压较低,功率较小,又只有两个出线头,容易通过滑环引出;而电枢绕组电压较高,功率又大,多用三相绕组,有3个或4个引出头,放在定子上比较方便。发电机的电枢(定子)铁心用硅钢片叠成,以减少铁耗。转子铁心由于通过的磁通不变,可以用整体的钢块制成。在大型电机中,由于转子承受着强大的离心力,制造转子的材料必须选用优质钢材。

類型:

由于一次能源形態的不同,可以制成不同的發電機。

用水利資源和水輪機配合,可以制成水輪發電機;由于水庫容量和水頭落差高低不同,可以制成容量和轉速各異的水輪發電機。

利用煤、石油等資源,和鍋爐,渦輪蒸汽機配合,可以制成汽輪發電機,這種發電機多爲高速電機(3000rpm)。

此外還有利用風能、原子能、地熱、潮汐等能量的各類發電機。

此外,由于發電機工作原理不同又分作直流發電機,異步發電機和同步發電機。目前在廣泛使用的大型發電機都是同步發電機。

水輪發電機:由水輪機驅動的發電機。

水利發電機是將水的動能和重力勢能轉換爲機械功的動力機械。我國的三峽就是很好的例子。在發電這一塊最好要數核能發電了,不過相對核能汙染較大。所以我國現在廣泛還是用煤炭發電。目前我國煤炭資源吃緊,煤炭價格一直在漲,這也是爲什麽現在會有電荒的出現的主要原因。

由于水電站自然條件的不同,水輪發電機組的容量和轉速的變化範圍很大。通常小型水輪發電機和沖擊式水輪機驅動的高速水輪發電機多采用臥式結構,而大、中型代速發電機多采用立式結構(見圖)。由于水電站多數處在遠離城市的地方,通常需要經過較長輸電線路向負載供電,因此,電力系統對水輪發電機的運行穩定性提出了較高的要求:電機參數需要仔細選擇;對轉子的轉動慣量要求較大。所以,水輪發電機的外型與汽輪發電機不同,它的轉子直徑大而長度短。水輪發電機組起動、並網所需時間較短,運行調度靈活,它除了一般發電以外,特別適宜于作爲調峰機組和事故備用機組。水輪發電機組的最大容量已達70萬千瓦。

柴油發電機

柴油機驅動發電機運轉,將柴油的能量轉化爲電能。

在柴油機汽缸內,經過空氣濾清器過濾後的潔淨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,稱爲‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經過連杆變成了推動曲軸轉動的力量,從而帶動曲軸旋轉。

將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子,利用‘電磁感應’原理,發電機就會輸出感應電動勢,經閉合的負載回路就能産生電流。

柴油發電機由内燃机驱动的发电机。它起动迅速,操作方便。但内燃机发电成本较高,所以柴油發電機組主要用作应急备用电源,或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。柴油發電機转速通常在1000转/分以下,容量在几千瓦到几千千瓦之间,尤以200千瓦以下的机组应用较多。它制造比较简单。柴油机轴上输出的转矩呈周期性脉动,所以发电机是在剧烈振动的条件下工作。因此,柴油發電機的结构部件,特别是转轴要有足够的强度和刚度,以防止这些部件因振动而断裂。此外,为防止因转矩脉动而引起发电机旋转角速度不均匀,造成电压波动,引起灯光闪烁,柴油發電機的转子也要求有较大的转动惯量,而且应使轴系的固有扭振频率与柴油机的转矩脉动中任一交变分量的频率相差20%以上,以免发生共振,造成断轴事故。

柴油發電機組主要由柴油机、发电机和控制系统组成,柴油机和发电机有两种连接方式,一为柔性连接,即用连轴器把两部分对接起来,二为刚性连接,用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成,目前使用刚性连接比较多一些,柴油机和发电机连接好后安装在公共底架上,然后配上各种传感器,如水温传感器,通过这些传感器,把柴油机的运行状态显示给操作员,而且有了这些传感器,就可以设定一个上限,当达到或超过这个限定值时控制系统会预先报警,这个时候如果操作员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油發電機組就是采取这种方式起自我保护作用的。传感器起接收和反馈各种信息的作用,真正显示这些数据和执行保护功能的是机组本身的控制系统。

風力發電機

是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话,还是不如柴油發電機。风力发电不可视为备用电源,但是却可以长期利用。

滾筒直流發電機使用注意事項:

1、購買和使用發電機,應當符合銘牌上的技術要求,如電壓,功率和額定輸出電流等。例如用于豐收—27型拖拉機,東方紅—40型拖拉機等,常用150瓦發電機,額定輸出電流爲13安;用于鐵牛—55型拖拉機常用220瓦發電機,額定輸出電流爲18安。

2、用于拖拉機上的發電機通常爲並激式,也就是說發電機激磁線圈是並聯的,所以,總要有一端通過機殼與電樞線圈是並聯的,所以,總要有一端通過機殼與電樞線圈相接。若激磁線圈在發電機內通過機殼與電樞線圈相接叫內搭鐵(圖5—1),即叫“內搭鐵發電機”;若激磁線圈在發電機外通過調節器搭鐵(圖5—2),即叫“外搭鐵發電機”。國産拖拉機目前使用的直流發電機均爲內搭鐵。在接線時,一定要將激磁線圈的引出線與搭鐵的碳刷架相接,激磁線圈便無電流通過,發電機不會發電。另外有些進口的拖拉機上使用外搭鐵發電機,如果改爲內搭鐵發電機,只要調換發電機激磁線圈抽頭接線即可。

3、發電機殼上兩個接線柱,一般均有“電樞”“磁場”字樣注明。如文字標注不清,可用下述方法識別。

1) 电枢接线柱:直径较粗;是接在绝缘的刷架上。

2) 磁场接线柱:直径较细;磁场线圈一个端头就按在上面。

4 、在拖拉机上的发电机组是由发动机带动的,所以转动方向是一定的,在检修时若将发电机反向旋转就不发电,这是因为正转时电枢线圈在磁场的作用下感应出的电流经调节器与激磁线圈相通。激磁线圈通电后的磁场方向与铁芯剩磁方向相同,因而磁场不断增强,电压迅速升高。反转时电流方向与正转时相反,使激磁线圈通电后的磁场方向与铁芯剩磁方向相反,磁场越来越弱,使发电机不能发电。

5、當發電機電樞不經負載短路時,發電楊是不會燒壞的。這是因爲拖拉機上使用的直流發電機均爲並激式。發電機于額定功率下工作時,電樞繞組産生的電流大部分輸向外電路,小部分輸入激磁繞組産生磁場。當電樞接線柱與機殼短路時,發電機電流迅速增大,此時在電機內産生很大的壓降和強烈的電樞反應,使輸出的電壓急劇下降,激磁電流迅速消失,發電機電壓趨近于零。因此,當電樞接線柱與機殼短路時不會燒壞發電機。

6、在使用中有時發現發電機極性突然改變的現象(即發出的電流方向改變)。這是因爲輸出電流驟然增大時,電機內部強烈的電樞反應使鐵芯剩磁方向改變而引起。遇到這種情況必須將其改變過來,才能使充電電路正常工作。改變的方法是:將蓄電池正極與機殼連接,負極與磁場接線柱相觸2—3秒,即能改變磁極鐵芯的剩磁方向。(在正極搭鐵的系統中)。有時,在檢修中用蓄電池做電源,用跳火花法檢查激磁線圈故障時,如不注意連接的極性,把蓄電池負極當成搭鐵極,改變了激磁線圈的電流方向,從而使鐵芯剩磁方向改變了。由于剩磁方向的改變,則發電機電壓極性也隨之改變。這是應當注意的。

7、一般的直流柴油發電機組整流子铜片间的云母片都低于铜片。这是因为铜片比云母片磨损速度快,使用一段时间云母片就会高出整流子铜片,使碳刷悬空。这样整流子和碳刷之间就会出现强烈火花。为避免此现象,整流子车光后应用锯片将云母割低于整流子铜片0.8毫米左右。但有的直流发电机如ZF—28型和ZF—33型,整流子铜片间采用人工云母,它与铜片磨损速度相近,故出厂时未将云母片割低,检修这种发电机就不需割低。


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