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柴油发电机的工作原理 工作原理 一、柴油发电机组生成机理： 柴油发电机组中常用的发电机为同步交流发电机，是以电磁感应为基础的旋转式机械。根据其结构特点可分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。 在柴油机汽缸内，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曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 柴油发电机组工作结构图 二、交流发电机生成机理 以旋转电枢式同步发电机为例介绍柴油机组中发电机的工作原理。 旋转磁极式发电机产生电动势的原理与旋转电枢式相同，都是电磁感应现象。而主要区别有两点： （1）产生感应电流的方式：旋转电枢式发电机通过电枢的旋转使闭合线圈的磁通量变化，从而产生感应电流；旋转磁极式发电机则通过磁极的旋转使定子线圈切割磁力线，从而在定子线圈中产生感应电流。 （2）电力输出方式：旋转电枢式发电机通过电刷和集电环向外接电路供电；而旋转磁极式发电机则直接将电力送往外接电路，因此相对于旋转电枢式、旋转磁极式发电机可提供电高的电压，适用于大型发电机。 1、电动势的产生 ● 当导体切割磁场的磁力线时，会在导体中产生感应电动势。 ● 线圈abcd代表整个电伛绕组、其两端分别固定在同一转轴上的滑环1和2上，两者同轴旋转，且相对位置和连接关系不随转子位置的变化而变化。电刷A和B通过刷架固定在发电机的端盖上、且与滑环1、2的滑动接触关系不变。 ● 当电枢沿顺时针方向旋转，ab边处于N极下时、山边的感应电动势方向为由c至d，并设此时电动势方向为正方向;当电枢旋转180。后、ab边处于S极下，cd边处于N极下，此时ab和cd边中的电动势均改变方向，显然此时电动势为负值。 由上述过程可知，对于一对磁极的单向同步交流发电机、其转子旋转一周，在电枢绕组中产生一个周波的交流电动势。若磁通密度B按正弦规律分布，则可产生正弦交流电动势。而对于三相同步交流发电机、其各项绕组产生交流电动势的原理与单项同步交流发电机完全相同。 2、电动势的大小 根据电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时、导体中的感应电动势e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——导体在磁场中的有效长度； ● V——导体垂直于磁场方向的运动速度。 而正弦交流电动势的有效值E计算： E=Kn ● 式中n——发电机转速； ● K——发电机的结构常数。 同步交流发电机制成后，其结构常数K已成定值。因此，可通过改变发电机的转速n或每极磁通来调整其输出电压的高傲。但是，通常情况下要求电动势的频率f恒定，而频率f与转速n成正比，所以发电机的转速是不能随便调整的。因此，主要通过调节同步交流发电机磁通量的大小，达到调整其输出电压的目的。 3、电动势的频率 ● 当发电机磁极对数一定时(如P=1)，其转子每旋转一周，电枢绕组可产生一个周波的交流电动势。转子旋转两周，产生两个周波的交流电动势，苦转子每秒旋转n/60周，则产生n/60周/s的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f与发电机转速n成正比。 ● 当发电机的转速一定时(如n=1周/s)，磁极对数P=1，转子每旋转一周产生一个周波的交流电动势。磁极对数P=2，转子每旋转一周产生两个周波的交流电动势。若为P对磁极，转子每旋转一周产生P个周波的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f还与磁极对数P成正比。 综上所述，同步交流发电机电动势的频率f与其转速n 和磁极对数P成正比，因此f的计算公式为： F=P*n/60 (周/s) 改变同步交流发电机的转速n或磁极对数P,均可改变其频率f。但是，发电机制成后，其磁极对数P是不能改变的因此,只能通过改变转速n来调整频率f。一旦频率f达到额定值后，就不能再随便改变转速n。 4、改善电动势波形的措施 根据要求，同步交流发电机输出电压应为正弦波。但是，由于发电机定子铁芯结构、磁极结构、电枢绕组结构、三相发电机电枢绕组的连接形式等因素的影响，电动势的波形会产生畸变，形成非正弦交流电动势。 非正弦交流电动势中除含有基波分量外，还含有频率不同的许多高次谐波分量。不仅严重影响发电机的性能和工况，还影响用电设备的正常工作。因此，在设计、生产同步交流发电机时，采取了诸多方法，改善电动势波形，使其成为正弦波。其具体方法有：改善磁极形状、采用斜槽定子、改善定子绕组结构和三相发电机采用星形接法。 （1）改善磁极形状：磁极的分布规律由磁极的形状决定，将磁极尖削尖或采用扭斜磁极，使磁通密度B近似按正弦规律分布，进而使电动势成为正弦波； （2）采用斜槽定子：将定子铁芯扭斜一个槽距的位置，使其成为斜糟定子，无论转子旋转至何种位置，磁极端画所覆盖的铁芯齿面积始终保持不变，这样可消除齿谐波的影响； （3）改善定子绕组结构：同步交流发电机通常采用短距分布式绕组结构，可消除或削弱许多高次谐波分量，使电动势接近于正弦波； （4）三相发电机采用星形接法：三相同步发电机的三相电枢绕组采用星形接法，其线电压中将不再含有三次及三的整倍数次谐波分量·改善线电压的波形。 5、同步交流发电机励磁方式 发电机励磁功率的产生方式，称为其励磁方式。同步交流发电机的励磁方式有他励式和自励式两种。 （1）他励式：励磁功率由本身以外的其他电源供给，这种发电机称为:他励式发电机。根据获得励磁功率形式的不同，他励式交流发电机又有采用血流励磁机励磁和采用无刷交流励磁机励磁之分。其中、采用直流励磁机励磁是靠同轴转动的并励直流发电机供给励磁功率的；采用无刷交流励磁机励磁是由同轴转动的交流励磁发电机供给励磁功率的。 （2）自励式：励磁功率由本身供给的发电机称为自励式发电机。其励磁功率一般由以下三种方法获得：直接从同步交流发电机输出端取得，由安装在同步交流发电机的定子槽中的副绕组供给；发电机电枢绕组为带抽头式的，由抽头处引出部分电枢绕组供给。 综上所述，无论是他励式同步交流发电机，还是自励式同步交流发电机，改变励磁电流的大小，均可调整发电机的输出电压。
永磁直驱式风力发电机的工作原理 导语。今天是金直驱永磁机组的又一新成员1.5vp机组发布的日子，希望大家能够给这个新成员多些支持和鼓励。那么趁此机会，小编也自行恶补一下直驱永磁风电机组的一些工作原理，在这里与大家分享，和小编一样不了解的童鞋们也默默的学习下吧！ 1、直驱永磁风电机组原理 对于现在国内国外大型水平轴风力发电机组，有双馈机和永磁直驱发电机。 永磁直驱发电机顾名思义是在传动链中不含有增速齿轮箱。 总所周知，一般发电机要并网必须满足相位、幅频、周期同步。而我国电网频率为50hz这就表示发电机要发出50hz的交流电。学过电机的都知道。转速、磁极对数、与频率是有关系的n=60f/p。 所以当极对数恒定时，发电机的转速是一定的。所以一般双馈风机的发电机额定转速为1800r/min。而叶轮转速一般在十几转每分。这就需要在叶轮与发电机之间加入增速箱。而永磁直驱发电机是增加磁极对数从而使得电机的额定转速下降，这样就不需要增速齿轮箱，故名直驱。 2、直驱永磁技术趋势 对于永磁直驱发电机的磁极部分是用钕铁硼的永磁磁极，原料为稀土。 风轮吸收风能转化为机械能通过主轴传递给发电机发电，发出的电通过全功率变流器之后过升压变压器上网。风力发电机也在逐步的永磁化。采用永磁风力发电机，不仅可以提高发电机的效率，而且能在增大电机容量的同时，减少体积，并且因为发电机采用了永磁结构，省去了电刷和集电环等易耗机械部件，提高了系统的可靠性，这也是风电发电机的发展趋势之一。风力机的直驱化也是当前的一个热点趋势。 3、直驱永磁技术可靠性 直驱式风力发电机可以直接与风轮相连，增加了系统的稳定性，同时增大了电机的体积和设计制造以及控制的难度。直驱型风力发电系统是采用风轮直接驱动多极低速永磁同步发电机发电，通过功率变换电路将电能转换后并入电网，相对于双馈型发电系统，直驱式发电机采用较多的极对数，使得在转速较低时，发电机定子电压输出频率仍然比较高，完全可以在电机的额定等级下工作，并且其定子输出电压通过变流器后再和电网相接，定子频率变化并不会影响电网频率。在直驱风力发电系统中风机与发电机直接耦合，省去了传统风力发电系统中齿轮箱这一部件，减少了发电机的维护工作，并且降低了噪音。另外其不需要电励磁装置，具有重量轻、效率高、可靠性好的优点。直驱永磁发电机采用全功率的交-直-交变频技术，与电网隔离，具有低电压穿越能力，对电网友好。
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柴油发电机组的机油变质简单鉴别方法 发电机组油底壳内的机油，由于与空气接触及受热，易被逐渐氧化。随着油中的酸性物质、胶质、铁屑、沥青质慢慢地增多，机油的颜色会渐渐变黑，黏度也会逐渐下降，同时性能降低，因而到了规定的换油期则必须更换新油。但在工作中发现，有时换油不久，机油又很快地变质，颜色由深蓝变黄，或是先变黑后突然变灰，失去了原有的技术性能。 1.变质原因 ⑴机油中渗进了水分。机油中有水，会促使油泥的形成，使机油沾污变质（俗称“老化”），此时添加剂的抗氧化性和分散性能减弱，促进了泡沫的形成，使机油变成了乳化液，破坏了油膜。实验证明，当水分达到1％时，机件磨损将加快2.5倍。 ⑵曲轴箱通气性差，机油散热不良。柴油发电机工作时，会有一些燃烧气体窜入曲轴箱内，若活塞环严重损坏，此现象将更严重，曲轴箱内的气压将因此而升高，若压力高于外界大气压力，则会给活塞运行带来一定阻力，导致机油由油底壳与气缸体结合处向外渗漏。另外，泄漏到曲轴箱内的气体中含有二氧化硫，会促进机油很快变质。为此，必须使曲轴箱内的气压与外界大气压力相等。有的柴油发电机上特设有通气管（呼吸管），其目的就是使曲轴箱的内、外压力处于均衡状态。 ⑶保养不当。在清洗曲轴箱时，若机油滤清器或散热器清洗不彻底或漏装机油滤清器的密封垫圈，则柴油发电机在加入新机油后，即使时间只有几个小时，也会使机油变得既黑又脏。 ⑷机油牌号使用不当。按照API（美国石油学会）等级标准，将汽油机机油分为6个等级，柴油发电机机油分为4个等级，等级越高，油品品质越高。这两种机油原则上不能相互使用，特别是汽油机机油不能用于柴油发电机，但是凡标有API SE-CC标记的机油，则为汽、柴两用机油。汽油机用机油应符合API-SE品质等级，柴油发电机用机油应符合API-CC品质等级。按SEA（美国汽车工程师学会）等级标准，将汽油机、柴油发电机的机油黏度各分为4个等级，凡带有W字样的油品是冬用机油，标号越大，黏度指标越高；凡标有SAE15W-40牌号的机油，是冬、夏季均能用的机油，国外叫复合油，国内称稠化机油。因此，发电机组选择机油必须注意其品质和黏度这两个方面的要求，即油品的等级牌号（API)和油品的黏度牌号（SAE）；在选用时，只能以高等级油品代替低等级油品，否则容易使机油早期变质。 2.简易鉴别 ⑴观察法。取曲轴箱中的机油少许，放于容器内慢慢倾倒，边倒边观察其流动情况，如油流细长、均匀、有光泽，表明油中无胶结杂质，尚能继续使用；若油流断续且粗细不匀、混浊发黑，则应更换。 ⑵擦研法。从柴油发电机曲轴箱中取少许机油，用手指擦研，如手感有机械杂质或黏度太差，则应更换。 ⑶蒸发法。取一张厚铜片置于明火上加热几分钟，然后取机油试样少许，滴于热铜片上，如果机油一滴在铜片上就发泡飞溅，说明机油内含水较多；若机油滴在铜片上没有飞溅，而立即发出爆裂声，则说明机油内含有有少量水，响声越强，则含水量就越多。
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