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发电机的形式很多

  发电机型号含义及运行原理


1. 概述
电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,最早产生于第二次工业时期,由工程师西门子于1866年制成,它由柴油发电机机、汽轮机、柴油机(清远康明斯)或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的类型。
发电机的形式很多,但其运行原理都基于电磁定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁的磁和电,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。
发电机的分类可归纳如下:
发电机 : 直流发电机、交流发电机 、 同步发电机、异步发电机(很少引进) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。

2. 结构及运行原理
发电机通常由定子、转子、端盖.机座及轴承等部件构成。
定子由机座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯(有磁扼.磁极绕组)滑环、(又称铜环.集电环).风扇及转轴等部件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定[1]子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生电势,通过接线端子引出,接在回中,便产生了电流。
汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的能效,汽轮机一般做成高速的,通常为3000转/分(频率为50赫)或3600转/分(频率为60赫)。柴油发电机站中汽轮机RPM较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗,转子直径一般做得比较小,长度比较大,即引进细长的转子。特别是在3000转/分以上的大功率高速机组,由于材料强度的关系,转子直径受到严格的,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。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行速度,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大小受到严格的。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限大小,要再增大电机功率,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 5~10万匹马力以上的汽轮发电机都引进了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来,汽轮发电机的最大功率已达到130~150万[2]千伏安。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。
3.柴油发电机
柴油发电机 由内燃机驱动的发电机。它起动迅速,静音发电机使用方便。但内燃机发电成本较高,所以柴油发电机组主要用作紧急后备电源,或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。柴油发电机RPM通常在1000转/分以下,功率在几千瓦到几千千伏安之间,尤以200千瓦以下的机组应用较多。它制造比较简单。引擎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运行。因此,柴油发电机的结构部件,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,柴油发电机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引擎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。
柴油发电机组主要由柴油机、发电机和控制器组成,引擎和发电机有两种连接方法,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引擎飞轮盘连接而成,目前使用刚性连接比较多一些,柴油机(清远康明斯)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,把引擎的运转状态显示给使用员,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系统会预先报警,这个时候如果使用员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油发电机组就是采取这种方法起作用的。传感器起接收和反馈各种信息的作用,真正显示这些参数和执行性能的是机组本身的控制系统。
柴油发电机型号含义
柴油机(清远康明斯)发电机组是以柴油机作动力,驱动同步交流发电机而发电的电源设备。为了便于生产管理和使用,国家对柴油机发电机组的名称和型号编制方法做了统一,机组的型号排列和符号含义如下图

1 2 3 4 5 ---- 6 7
柴油发电机组的型号
其中符号和数字代表的型号含义如下:
1---输出额定功率(千伏安),用数字表示。
2---输出电压种类G代表交流工频;P代表交流中频;S代表交流双频;Z代表直流。
3---发电机组用途;F代表陆用;FC代表船用;Q代表柴油发电机用;T代表挂车用。
4---控制亮点,缺位为手动(普通型)机组;Z代表自动化机组;S代表低噪声[5]机组;SZ代表低噪音自动化机组。
5---设计序号,用数字表示。
6---变型代号,用数字表示。
7---亮点,缺位普通型;TH代表湿热型。
柴油发电机组含义的实例:
(5)120GFSZ1代表输出额定功率120千伏安、交流工频、陆用、低噪声、设计序列号为1的自动化柴油发电机组。
(6)200GFC1代表输出额定功率200千瓦、交流工频、船用、设计序列号为1柴油发电机组。
(7)120GT6代表输出额定功率120千瓦、交流工频、挂车式(即拖车式)、设计序列号为1设计序列号为6的柴油发电机组。
(8)90GQ1代表输出额定功率为90千瓦、交流工频、柴油发电机式、设计序列号为1的柴油发电机组。
(9)17ZQ1代表输出额定功率17千瓦、直流、柴油机式、设计序列号为1的柴油发电机组。
有的国产柴油发电机组系列型号是由机组生产厂自行确定的,与上述型号含义不同。
4.柴油发电机原理
柴油机(清远康明斯)驱动发电机运行,将柴油的能量为电能。在引擎汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定 顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机(清远康明斯)曲轴同轴安装,就可以利用引擎的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁’原理,发电机就会输出电动势,经闭合的负载回就能产生电流。
这里只描述发电机组最基本的运行原理。要想得到可使用的、稳定的供电输出,还需要一系列的柴油机(清远康明斯)和发电机控制、器件和回。
柴油发电机组是一种的发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由引擎、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、装置、紧急柜等部件组成。整体可以固定在基础上,定位使用,亦可装在拖车上,供移动使用。 柴油发电机组属非连续运行发电设备,若连续运行超过12h,其输出功率将低于额定功率约90%。 尽管柴油发电机组的功率较低,但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全,便于使用和,所以广泛应用于矿山、铁、廉江发电机维护野外工地、道交通、以及商家、企业、医院等部门,作为后备电源或临时电源。同时这种小型的发电机组也可以作为小型的移动发电机方舱使用,成为很多企业的后备电源使用。
5.类型
由于一次能源形态的不同,可以制成不同的发电机。利用水利资源和柴油发电机机配合,可以制成柴油机发电机;由于水库功率和水头落差高低不同,可以制成功率和RPM各异的柴油发电机发电机。
利用煤、石油等资源,和锅炉,涡轮蒸汽机配合,可以制成汽轮发电机,这种发电机多为高速电机(3000rpm)。
此外还有利用柴油机、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。由于发电机运行原理不同又分作直流发电机,异步发电机和同步发电机。目前在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。
6.滚筒直流发电机使用注意事项
1、购买和使用发电机,应当适宜铭牌上的技术要求,如电压,功率和额定输出电流等。例如用于丰收—27型拖拉机,东方红—40型拖拉机等,主用150瓦发电机,额定输出电流为13安;用于铁牛—55型拖拉机主用220瓦发电机,额定输出电流为18安。
2、用于拖拉机上的发电机通常为并激式,也就是说发电机激磁线圈是并联的,所以,总要有一端通过机壳与电枢线圈是并联的,所以,总要有一端通过机壳与电枢线圈相接。若激磁线圈在发电机内通过机壳与电枢线圈相接叫内搭铁(图5—1),即叫“内搭铁发电机”;若激磁线圈在发电机外通过调节器搭铁(图5—2),即叫“外搭铁发电机”。国产拖拉机目前使用的直流发电机均为内搭铁。在接线时,一定要将激磁线圈的引出线与搭铁的碳刷架相接,激磁线圈便断电流通过,发电机不会发电。另外有些进口的拖拉机上使用外搭铁发电机,如果改为内搭铁发电机,只要调换发电机激磁线圈抽头接线即可。
3、发电机壳上两个接线柱,一般均有“电枢”“”字样注明。如文字标注不清,可用下述方法识别。
1) 电枢接线柱:直径较粗;是接在绝缘的刷架上。
2) 接线柱:直径较细;线圈一个端头就按在。
4 、在拖拉机上的发电机是由柴油机带动的,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的作用下出的电流经调节器与激磁线圈相通。激磁线圈通电后的方向与铁芯剩磁方向相同,因而不断增强,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方向与铁芯剩磁方向相反,越来越弱,使发电机不能发电。
5、当发电机电枢不经负载短时,发电场是不会烧坏的。这是因为拖拉机上使用的直流发电机均为并激式。发电机于额定功率下运行时,电枢绕组产生的电流大部分输向外电,小部分输入激磁绕组产生。当电枢接线柱与机壳短时,发电机电流迅速增大,此时在电机内产生很大的压降和强烈的电枢反应,使输出的电压急剧下降,激磁电流迅速消失,发电机电压趋近于零。因此,当电枢接线柱与机壳短时不会烧坏发电机。
6、在使用中有时发现发电机极性突然改变的现象(即发出的电流方向改变)。这是因为输出电流骤然增大时,电机内部强烈的电枢反应使铁芯剩磁方向改变而引起。遇到这种情况必须将其改变过来,才能使充电电正常运行。改变的方法是:将蓄电池正极与机壳连接,负极与接线柱相触2—3秒,即能改变磁极铁芯的剩磁方向。(在正极搭铁的系统中)。有时,在检修中用蓄电池做电源,用跳火花法检查激磁线圈故障时,如不注意连接的极性,把蓄电池负极当成搭铁极,改变了激磁线圈的电流方向,从而使铁芯剩磁方向改变了。由于剩磁方向的改变,则发电机电压极性也随之改变。这是应当注意的。
7、一般的直流发电机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,整流子铜片间引进人工云母,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。
7.同步发电机
作发电机运转的同步电机。是一种最主用的交流发电机。在现代供电工业中,它广泛用于柴油发电机发电、柴油机发电、柴油发电机发电以及柴油机(清远康明斯)发电。由于同步发电机一般引进直流励磁,当其单机运转时,通过调节励磁电流,能方便地调节发电机的电压。若并入电网运行,因电压由电网决定,不能改变,此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。
同步发电机的定子、转子结构与同步电机相。

发电机的形式很多

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