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發(fā)電機
本詞條是多義詞，共2個義項
將其他能源轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備
發(fā)電機是指將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機，再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。
發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉(zhuǎn)換的目的。
主要結(jié)構(gòu)
主要分類
發(fā)明歷史
1832年，法國人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機，其原理是通過轉(zhuǎn)動永磁體使磁通發(fā)生變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并把這種電動勢以直流電壓形式輸出；
1866年，德國的西門子發(fā)明了自勵式直流發(fā)電機；
1869年，比利時的格拉姆制成了環(huán)形電樞，發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機。這種發(fā)電機是用水力來轉(zhuǎn)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子的，經(jīng)過反復(fù)改進，于1875年得到了3.2KW的輸出功率；
1882年，美國的戈登制造出了輸出功率447KW，高3米，重22噸的兩相式巨型發(fā)電機；
發(fā)電機
1896年，特斯拉的兩相交流發(fā)電機在尼亞拉發(fā)電廠開始勞動營運，3750KW，5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。
工作原理
汽油發(fā)電機
汽油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，將汽油的能量轉(zhuǎn)化為電能。
在汽油機汽缸內(nèi)，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行作功。
無論是柴油發(fā)電機還是汽油發(fā)電機，都是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)電機與動力機曲軸同軸安裝，就可以利用動力機的旋轉(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。
相關(guān)規(guī)程
安裝規(guī)程
機組啟動前的準(zhǔn)備：
2.檢查柴油機的供油、潤滑、冷卻等系統(tǒng)各個管路及接頭有無漏油漏水現(xiàn)象；
啟動：
1.合上控制箱內(nèi)的保險后，按啟動按鈕，按下按鈕3~5s，若啟動不成功，應(yīng)等20s左右再次啟動。若多次啟動不成功，應(yīng)停止啟動操作，排除電瓶電壓或油路等故障因數(shù)后，再次啟動；
2.啟動時應(yīng)觀察幾油壓力，若油壓無顯示或很低時，應(yīng)立即停車檢查。
運行：
2.通常情況下，機組啟動后轉(zhuǎn)速直接達到額定轉(zhuǎn)速；有怠速要求的機組，怠速時間一般為3~5min，怠速時間不易過長，否則可能燒壞發(fā)電機相關(guān)元器件；
3.檢查機組油路、水路及電器的滲漏情況；
4.檢查機組各連接處的緊固情況，看有無松動和劇烈振動；
5.觀察機組各種保護和監(jiān)視裝置是否正常；
7.檢查確認(rèn)控制屏各項參數(shù)是否在允許的范圍內(nèi)，再次檢查機組的振動，有無三漏及其他故障；
8.機組運行時嚴(yán)禁超載。
正常停機：
停機前必須先分閘，
一般情況卸載后需運行3~5min停機。
發(fā)電機
緊急停機：
1.發(fā)電機組運轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常情況時，必須立即停機；
保養(yǎng)事項：
2.機油第一次更換時間為50H，以后機油正常更換時間為每250H。
操作規(guī)程
1.啟動前應(yīng)檢查燃油箱油量是否充足，各油管及接頭處無漏油現(xiàn)象；冷卻系統(tǒng)水量是否充足、清潔、無滲漏，風(fēng)扇皮帶松緊是否合適。檢查內(nèi)燃機與發(fā)電機傳動部分應(yīng)連接可靠，輸出線路的導(dǎo)線絕緣良好，各儀表齊全、有效。
2.啟動后，應(yīng)低速運轉(zhuǎn)3～5分鐘，待溫度和機油壓輪均正常后，方可開始作業(yè)。發(fā)電機在升速中應(yīng)無異響，滑環(huán)及整流子上電刷接觸良好，無跳動及冒火花現(xiàn)象。待運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，頻率、電壓達到額定值后，方可向外供電。
3.運行中出現(xiàn)異響、異味、水溫急劇上升及機油壓力急劇下降等情況時，應(yīng)立即停機檢查并排除故障。
注意事項
正確使用和維護發(fā)電機組可延長發(fā)電機組的使用壽命：
起動前的準(zhǔn)備工作：
4、將各系統(tǒng)管路閘門設(shè)置在“工作”位置；
5、檢查傳動機構(gòu)的鏈接螺栓，并緊固好；
6、將離合器手柄壓力是否正常，超速保險裝置是否定位；
8、打開打氣泵的排污閥；
10、將勵磁電阻置于最大的電阻位置，并將送電開關(guān)斷開。
起動和運行操作：
2、起動燃油泵，放出管路中的空氣，觀察電壓是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。若正常，方可進行正式起動；
5、當(dāng)發(fā)電機起動后，即認(rèn)為發(fā)電機及全部電氣設(shè)備均已帶電，人體不得接觸帶電部位；
6、發(fā)電機起動后，應(yīng)逐漸提高柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，并進行送電前的檢查；
主要特性
工作特性：
表征同步發(fā)電機性能的主要是空載特性和負載運行特性。
這些特性是用戶選用發(fā)電機的重要依據(jù)。
發(fā)電機
空載特性：
發(fā)電機不接負載時，電樞電流為零，稱為空載運行。此時電機定子的三相繞組只有勵磁電流If感生出的空載電動勢E0（三相對稱），其大小隨If的增大而增加。但是，由于電機磁路鐵心有飽和現(xiàn)象，所以兩者不成正比。反映空載電動勢E0與勵磁電流If關(guān)系的曲線稱為同步發(fā)電機的空載特性。
當(dāng)發(fā)電機接上對稱負載后，電樞繞組中的三相電流會產(chǎn)生另一個旋轉(zhuǎn)磁場，稱電樞反應(yīng)磁場。其轉(zhuǎn)速正好與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)。
同步發(fā)電機的電樞反應(yīng)磁場與轉(zhuǎn)子勵磁磁場均可近似地認(rèn)為都按正弦規(guī)律分布。它們之間的空間相位差取決于空載電動勢E0與電樞電流I之間的時間相位差。電樞反應(yīng)磁場還與負載情況有關(guān)。當(dāng)發(fā)電機的負載為電感性時，電樞反應(yīng)磁場起去磁作用，會導(dǎo)致發(fā)電機的電壓降低；當(dāng)負載呈電容性時，電樞反應(yīng)磁場起助磁作用，會使發(fā)電機的輸出電壓升高。
負載運行特性：
主要指外特性和調(diào)整特性。外特性是當(dāng)轉(zhuǎn)速為額定值、勵磁電流和負載功率因數(shù)為常數(shù)時，發(fā)電機端電壓U與負載電流I之間的關(guān)系。調(diào)整特性是轉(zhuǎn)速和端電壓為額定值、負載功率因數(shù)為常數(shù)時，勵磁電流If與負載電流I之間的關(guān)系。
常見種類
風(fēng)力發(fā)電機
作為一種價格低廉、運行可靠、無溫室氣體排放的新型發(fā)電系統(tǒng)，
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的安裝容量正在以每年超過30%的增長率在世界范圍得到日益廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)形成一個年產(chǎn)值超過五十億美元的全球性產(chǎn)業(yè)。但是用于邊遠地區(qū)獨立供電的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還需要克服很多技術(shù)上的難點才能得以廣泛的應(yīng)用。隨著我國對“三農(nóng)”投入力度加大，經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，廣大農(nóng)、牧、漁民對改善生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量，解決生活用電的迫切要求，采用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為局部負載提供電力，不僅可以減少一次性巨額投資，還可以免除火力發(fā)電系統(tǒng)的溫室氣體排放，改善環(huán)境和農(nóng)村地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)，有益于可持續(xù)性發(fā)展。
發(fā)電機
風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功、并帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)來發(fā)電的。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來用的話，還是不如柴油發(fā)電機。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。
運行管理：
風(fēng)力發(fā)電機組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)微處理器進行控制，
一般都由多個CPU并列運行，其自身的抗干擾能力強，并且通過通信線路與計算機相連，可進行遠程控制，這大大降低了運行的工作量。所以風(fēng)機的運行工作就是進行遠程故障排除和運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及故障原因分析。
發(fā)電機
遠程故障排除：
風(fēng)機的大部分故障都可以進行遠程復(fù)位控制和自動復(fù)位控制。風(fēng)機的運行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進行雙向保護，風(fēng)機設(shè)置了多重保護故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動復(fù)位的。由于風(fēng)能的不可控制性，所以過風(fēng)速的極限值也可自動復(fù)位。還有溫度的限定值也可自動復(fù)位，如發(fā)電機溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風(fēng)機的過負荷故障也是可自動復(fù)位的。
除了自動復(fù)位的故障以外，其它可遠程復(fù)位控制故障引起的原因有以下幾種：
1、風(fēng)機控制器誤報故障；
2、各檢測傳感器誤動作；
3、控制器認(rèn)為風(fēng)機運行不可靠。
運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析：
對風(fēng)電場設(shè)備在運行中發(fā)生的情況進行詳細的統(tǒng)計分析是風(fēng)電場管理的一項重要內(nèi)容。通過運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，可對運行維護工作進行考核量化，也可對風(fēng)電場的設(shè)計，風(fēng)資源的評估，設(shè)備選型提供有效的理論依據(jù)。
每個月的發(fā)電量統(tǒng)計報表，是運行工作的重要內(nèi)容之一，其真實可靠性直接和經(jīng)濟效益掛鉤。其主要內(nèi)容有：風(fēng)機的月發(fā)電量，場用電量，風(fēng)機的設(shè)備正常工作時間，故障時間，標(biāo)準(zhǔn)利用小時，電網(wǎng)停電，故障時間等。
風(fēng)機的功率曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，可對風(fēng)機在提高出力和提高風(fēng)能利用率上提供實踐依據(jù)。通過對風(fēng)況數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，掌握各型風(fēng)機隨季節(jié)變化的出力規(guī)律，并以此可制定合理的定期維護工作時間表，以減少風(fēng)資源的浪費。
風(fēng)力發(fā)電機組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機械。從能量轉(zhuǎn)換的角度看，風(fēng)力發(fā)電機組由兩大部分組成：其一是風(fēng)力機，它的功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能；其二是發(fā)電機，它的功能是將機械能轉(zhuǎn)換為電能。
小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般由風(fēng)輪、發(fā)電機、尾舵和電氣控制部分等構(gòu)成。
常規(guī)的小型風(fēng)力發(fā)電機組多由感應(yīng)發(fā)電機或永磁同步發(fā)電機加AC/DC變換器、蓄電池、逆變器組成。在風(fēng)的吹動下，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動起來，使空氣動力能轉(zhuǎn)變成了機械能（轉(zhuǎn)速+扭矩）。風(fēng)輪的輪轂固定在發(fā)電機軸上，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動了發(fā)電機軸的旋轉(zhuǎn)，帶動永磁三相發(fā)電機發(fā)出三相交流電。風(fēng)速的不斷變化、忽大忽小，發(fā)電機發(fā)出的電流和電壓也隨著變化。發(fā)出的電經(jīng)過控制器的整流，由交流電變成了具有一定電壓的直流電，并向蓄電池進行充電。從蓄電池組輸出的直流電，通過逆變器后變成了220V的交流電，供給用戶的家用電器。
發(fā)電機
風(fēng)力發(fā)電機根據(jù)應(yīng)用場合的不同又分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型風(fēng)力機。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機亦稱獨立運行風(fēng)力機，是應(yīng)用在無電網(wǎng)地區(qū)的風(fēng)力機，一般功率較小。獨立運行風(fēng)力機一般需要與蓄電池和其他控制裝置共同組成獨立運行風(fēng)力機發(fā)電系統(tǒng)。這種獨立運行系統(tǒng)可以是幾kW乃至幾十kw，解決一個村落的供電系統(tǒng)，也可以是幾十到幾百W的小型風(fēng)力發(fā)電機組以解決一家一戶的供電。
由于風(fēng)能的隨機性，發(fā)電機所發(fā)出電能的頻率和電壓都是不穩(wěn)定的，以及蓄電池只能存儲直流電能，無法為交流負載直接供電。因此，為了給負載提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的電能和滿足交流負載用電，需要在發(fā)電機和負載之間加入電力變換裝置，這種電力變換裝置主要由整流器、逆變器、控制器、蓄電池等組成。
小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為農(nóng)村能源的組成部分，它的推廣應(yīng)用對于改善用電結(jié)構(gòu)，特別是邊遠山區(qū)的生產(chǎn)、生活用能，推動生態(tài)環(huán)境建設(shè)諸領(lǐng)域的發(fā)展將發(fā)揮積極作用，因此具有廣闊的市場前景。風(fēng)能具有隨機性和不確定性，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)。簡化小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、降低成本、提高可靠性及實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運行，對于小型風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的推廣具有非常重要意義。
風(fēng)力發(fā)電機維護：
風(fēng)力發(fā)電機是集電氣、機械、空氣動力學(xué)等各學(xué)科于一體的綜合產(chǎn)品，
各部分緊密聯(lián)系，息息相關(guān)。風(fēng)力機維護的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟效益的高低；風(fēng)力機本身性能的好壞，也要通過維護檢修來保持，維護工作及時有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風(fēng)機效率。
發(fā)電機
風(fēng)機維護可分為定期檢修和日常排故維護兩種方式。
1、風(fēng)機的定期檢修維護
定期的維護保養(yǎng)可以讓設(shè)備保持最佳期的狀態(tài)，并延長風(fēng)機的使用壽命。定期檢修維護工作的主要內(nèi)容有：風(fēng)機聯(lián)接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動部件之間的潤滑和各項功能測試。
風(fēng)機在正常運行中時，各聯(lián)接部件的螺栓長期運行在各種振動的合力當(dāng)中，極易使其松動，為了不使其在松動后導(dǎo)致局部螺栓受力不均被剪切，必須定期對其進行螺栓力矩的檢查。在環(huán)境溫度低于-5℃時，應(yīng)使其力矩下降到額定力矩的80%進行緊固，并在溫度高于-5℃后進行復(fù)查。一般對螺栓的緊固檢查都安排在無風(fēng)或風(fēng)小的夏季，以避開風(fēng)機的高出力季節(jié)。
風(fēng)機的潤滑系統(tǒng)主要有稀油潤滑（或稱礦物油潤滑）和干油潤滑（或稱潤滑脂潤滑）兩種方式。風(fēng)機的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤滑方式，其維護方法是補加和采樣化驗，若化驗結(jié)果表明該潤滑油已無法再使用，則進行更換。干油潤滑部件有發(fā)電機軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由于運行溫度較高，極易變質(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損，定期維護時，必須每次都對其進行補加。另外，發(fā)電機軸承的補加劑量一定要按要求數(shù)量加入，不可過多，防止太多后擠入電機繞組，使電機燒壞。
定期維護的功能測試主要有過速測試，緊急停機測試，液壓系統(tǒng)各元件定值測試，振動開關(guān)測試，扭纜開關(guān)測試。還可以對控制器的極限定值進行一些常規(guī)測試。
2、日常排故維護
風(fēng)機在運行當(dāng)中，也會出現(xiàn)一些故障必須到現(xiàn)場去處理。
首先要仔細觀察風(fēng)機內(nèi)的安全平臺和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動，
控制柜內(nèi)有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動，扭纜傳感器拉環(huán)是否磨損破裂，偏航齒的潤滑是否干枯變質(zhì)，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常，液壓站的表計壓力是否正常，轉(zhuǎn)動部件與旋轉(zhuǎn)部件之間有無磨損，各油管接頭有無滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。
發(fā)電機
第二是聽，聽一下控制柜里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子松動，或接觸不良，須仔細檢查，聽偏航時的聲音是否正常，有無干磨的聲響，聽發(fā)電機軸承有無異響，聽齒輪箱有無異響，聽閘盤與閘墊之間有無異響，聽葉片的切風(fēng)聲音是否正常。
第三，清理干凈自己的工作現(xiàn)場，并將液壓站各元件及管接頭擦凈，以便于今后觀察有無泄漏。
同步發(fā)電機
作發(fā)電機運行的同步電機。是一種最常用的交流發(fā)電機。在現(xiàn)代電力工業(yè)中，它廣泛用于水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機發(fā)電。由于同步發(fā)電機一般采用直流勵磁，當(dāng)其單機獨立運行時，通過調(diào)節(jié)勵磁電流，能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓。若并入電網(wǎng)運行，因電壓由電網(wǎng)決定，不能改變，此時調(diào)節(jié)勵磁電流的結(jié)果是調(diào)節(jié)了電機的功率因數(shù)和無功功率。
同步發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步發(fā)電機中電樞繞組采用單相。
高速同步發(fā)電機：
因大多數(shù)發(fā)電機與原動機同軸聯(lián)動，火電廠都用高速汽輪機作原動機，所以汽輪發(fā)電機通常用高轉(zhuǎn)速的2極電機，其轉(zhuǎn)速達3000轉(zhuǎn)/分（在電網(wǎng)頻率為60赫時，為3600轉(zhuǎn)/分）。核電站多用4極電機，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分（當(dāng)電網(wǎng)頻率為60赫時，為1800轉(zhuǎn)/分）。為適應(yīng)高速、高功率要求，高速同步發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上一是采用隱極式轉(zhuǎn)子，二是設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)。
隱極式轉(zhuǎn)子：外表呈圓柱形，在圓柱表面開槽以安放直流勵磁繞組，并用金屬槽楔固緊，使電機具有均勻的氣隙。由于高速旋轉(zhuǎn)時巨大的離心力，要求轉(zhuǎn)子有很高的機械強度。隱極式轉(zhuǎn)子一般由高強度合金鋼整塊鍛成，槽形一般為開口形，以便安裝勵磁繞組。在每一個極距內(nèi)約有1/3部分不開槽，形成大齒；其余部分的齒較窄，稱做小齒。大齒中心即為轉(zhuǎn)子磁極的中心。有時大齒也開一些較小的通風(fēng)槽，但不嵌放繞組；有時還在嵌線槽底部銑出窄而淺的小槽作為通風(fēng)槽。隱極式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子本體軸向兩端還裝有金屬的護環(huán)和中心環(huán)。護環(huán)是由高強度合金制成的厚壁圓筒，用以保護勵磁繞組端部不至被巨大的離心力甩出；中心環(huán)用以防止繞組端部的軸向移動，并支撐護環(huán)。此外，為了把勵磁電流通入勵磁繞組，在電機軸上還裝有集電環(huán)和電刷。
冷卻系統(tǒng)：由于電機中能量損耗和電機的體積成正比，它的量級與電機線度量級的三次方成比例，而電機散熱面的量級只是電機線度量級的二次方。因此，當(dāng)電機尺寸增大時（受材料限制，增大電機容量就得加大其尺寸），電機每單位表面上需要散發(fā)的熱量就會增加，電機的溫升將會提高。在高速汽輪發(fā)電機中，離心力將使轉(zhuǎn)子表面和轉(zhuǎn)子中心孔表面產(chǎn)生巨大的切向應(yīng)力，轉(zhuǎn)子直徑越大，這種應(yīng)力也越大。因此，在鍛件材料允許的應(yīng)力極限范圍內(nèi)，2極汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子本體直徑不能超過1250毫米。大型汽輪發(fā)電機要增大單機容量，只有靠增加轉(zhuǎn)子本體的長度（即用細長的轉(zhuǎn)子）和提高電磁負荷來解決。轉(zhuǎn)子長度可達8米，已接近極限。要繼續(xù)提高單機容量，只能是提高電機的電磁負荷。這使大型汽輪發(fā)電機的發(fā)熱和冷卻問題變得特別突出。對于50000千瓦以下的汽輪發(fā)電機，多采用閉路空氣冷卻系統(tǒng)，用電機內(nèi)的風(fēng)扇吹拂發(fā)熱部件降溫。對于容量為5～60萬千瓦的發(fā)電機，廣泛使用氫冷。氫氣（純度99%）的散熱性能比空氣好，用它來取代空氣不僅散熱效果好，而且可使電機的通風(fēng)摩擦損耗大為降低，從而能顯著提高發(fā)電機的效率。但是，采用氫冷必須有防爆和防漏措施，這使電機結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，也增加了電極材料的消耗和成本。此外，還可采用液體介質(zhì)冷卻，例如水的相對冷卻能力為空氣的50倍，帶走同樣的熱量，所需水的流量比空氣小得多。因此，在線圈里采用一部分空心導(dǎo)線，導(dǎo)線中通水冷卻，就可以大大降低電機溫升，延緩絕緣老化，增長電機壽命。
低速同步發(fā)電機：
多數(shù)由較低速度的水輪機或柴油機驅(qū)動。電機磁極數(shù)由4極到60極，甚至更多。對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為1500～100轉(zhuǎn)/分及以下。由于轉(zhuǎn)速較低，一般都采用對材料和制造工藝要求較低的凸極式轉(zhuǎn)子。
凸極式轉(zhuǎn)子的每個磁極常由1～2毫米厚的鋼板疊成，用鉚釘裝成整體，磁極上套有勵磁繞組。勵磁繞組通常用扁銅線繞制而成。磁極的極靴上還常裝有阻尼繞組。它是一個由極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環(huán)形成的一個短接回路。磁極固定在轉(zhuǎn)子磁軛上，磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉(zhuǎn)子可分為臥式和立式兩類。大多數(shù)同步電動機、同步調(diào)相機和內(nèi)燃機或沖擊式水輪機拖動的發(fā)電機，都采用臥式結(jié)構(gòu)；低速、大容量水輪發(fā)電機則采用立式結(jié)構(gòu)。
臥式同步電機的轉(zhuǎn)子主要由主磁極、磁軛、勵磁繞組、集電環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。其定子結(jié)構(gòu)與異步電機相似。立式結(jié)構(gòu)必須用推力軸承承擔(dān)機組轉(zhuǎn)動部分的重力和水向下的壓力。大容量水輪發(fā)電機中，此力可高達四、五十兆牛（約相當(dāng)于四、五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝和安裝要求都很高。按照推力軸承的安放位置，立式水輪發(fā)電機分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機架的上部或中部，在轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)子直徑與鐵心長度的比值較小時，機械上運行較穩(wěn)定。傘式的推力軸承放在轉(zhuǎn)子下部的下機架上或水輪機頂蓋上。負重機架是尺寸較小的下機架，可節(jié)約大量鋼材，并能降低從機座基礎(chǔ)算起的發(fā)電機和廠房高度。
同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 同步發(fā)電機絕大多數(shù)是并聯(lián)運行，并網(wǎng)發(fā)電的。各并聯(lián)運行的同步發(fā)電機必須頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則，并聯(lián)合閘的瞬間，各發(fā)電機之間會產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)流，引起擾動，嚴(yán)重時甚至?xí)拱l(fā)電機遭受破壞。但是，兩臺發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以前，一般說來它們的頻率與電壓的大小和相位是不會完全相同的。為了使同步發(fā)電機能投入并聯(lián)運行，首先必須有一個同步并列的過程。同步并列的方法可分為準(zhǔn)同步和自同步兩種。同步發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以后，各機負載的分配決定于發(fā)電機的轉(zhuǎn)速特性。通過調(diào)節(jié)原動機的調(diào)速器，改變發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速特性，即可改變各發(fā)電機的負載分配，控制各發(fā)電機的發(fā)電功率。而通過調(diào)節(jié)各發(fā)電機的勵磁電流，可以改變各發(fā)電機無功功率分配和調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓。
發(fā)電機
永磁同步風(fēng)力發(fā)電機：
永磁同步風(fēng)力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優(yōu)點成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機型受到廣泛關(guān)注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由風(fēng)力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。
永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理，就是利用風(fēng)力帶動風(fēng)力機葉片旋轉(zhuǎn)，拖動永磁同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機為永磁式發(fā)電機，轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。
在過去的幾十年里，由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發(fā)電機已變得越來越具吸引力了。采用永磁同步發(fā)電機的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點：
2、變速運行范圍寬，即可超同步運行也可以亞同步運行；
4、同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機和永磁發(fā)電機可直接耦合，省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機的維護工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)。
適用場合：
1、在電力設(shè)施匱乏、交通不便、缺乏常規(guī)燃料，但風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設(shè)備提供電源等；
2、在單機容量比較小的風(fēng)場，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠高效并網(wǎng)發(fā)電；
3、為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠、負載較輕的用戶，提供交流或直流電源。
交流發(fā)電機
在日常生活中，用交流發(fā)電機來供用電設(shè)備使用時，常發(fā)生用電設(shè)備不能正常工作的情況，其原因是發(fā)電機輸出的交流電不夠穩(wěn)定，這時候需要電力穩(wěn)壓器來穩(wěn)定電壓，也就是日常生活中常用到的交流穩(wěn)壓電源，交流穩(wěn)壓電源能使發(fā)電機的輸出電壓精度穩(wěn)定到用電設(shè)備正常工作所允許的范圍。
交流發(fā)電機構(gòu)造
交流發(fā)電機的構(gòu)造稍顯復(fù)雜。但是不論它是單相還是三相，都是由下列幾個主要部分組成：
⑴激磁部分：包括激磁機和磁場部分。
⑵電樞部分。
⑶機殼部分：包括裝置備部分的鐵架和機座。
異步發(fā)電機
異步發(fā)電機又稱“感應(yīng)發(fā)電機”。利用定子與轉(zhuǎn)子間氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用的一種交流發(fā)電機。其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同，但轉(zhuǎn)速略高于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。常用作小功率水輪發(fā)電機。
交流勵磁發(fā)電機由于轉(zhuǎn)子方采用交流電壓勵磁，使其具有靈活的運行方式，在解決電站持續(xù)工頻過電壓、變速恒頻發(fā)電、抽水蓄能電站電動-發(fā)電機組的調(diào)速等問題方面有著傳統(tǒng)同步發(fā)電機無法比擬的優(yōu)越性。交流勵磁發(fā)電機主要的運行方式有以下三種：
1）運行于變速恒頻方式；
2）運行于無功大范圍調(diào)節(jié)的方式；
3）運行于發(fā)電-電動方式。
隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的提高，線路的增長，當(dāng)線路的傳輸功率低于自然功率時，線路和電站將出現(xiàn)持續(xù)的工頻過電壓。為改善系統(tǒng)的運行特性，不少技術(shù)先進的國家，在6"世紀(jì)A"年代初開始研究異步發(fā)電機在大電力系統(tǒng)中的應(yīng)用問題，并認(rèn)為大系統(tǒng)采用異步發(fā)電機后，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性和運行的經(jīng)濟性.
異步發(fā)電機由于維護方便，穩(wěn)定性好，常用作并網(wǎng)運行的小功率水輪發(fā)電機。當(dāng)用原動機將異步電機的轉(zhuǎn)子順著磁場旋轉(zhuǎn)方向拖動，并使其轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速時，電機就進入發(fā)電機運行，并把原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)變成電能送至電網(wǎng)。這時電機的勵磁電流取自電網(wǎng)。
測速發(fā)電機
直流測速發(fā)電機：直流測速發(fā)電機本質(zhì)上是一種微型直流發(fā)電機，按定子磁極的勵磁方式分為電磁式和永磁式。直流測速發(fā)電機的工作原理與一般直流發(fā)電機相同。
交流測速發(fā)電機：交流異步測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有籠型的，也有杯型的，在控制系統(tǒng)中多用空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機?？招谋D(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機定子上有兩個在空間上相互差90°電角度的繞組，一為勵磁繞組，另一為輸出繞組。
交流異步測速發(fā)電機的誤差主要有：
非線性誤差：由于直軸磁通變化使測速發(fā)電機產(chǎn)生非線性誤差；
剩余電壓：實際運行中，轉(zhuǎn)子靜止時，測速發(fā)電機輸出一個較小的電壓；
交流同步測速發(fā)電機分為：永磁式、感應(yīng)式和脈沖式。
柴油發(fā)電機
柴油發(fā)電機組是一種獨立的發(fā)電設(shè)備，系指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發(fā)電機發(fā)電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發(fā)電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應(yīng)急柜等部件組成。整體可以固定在基礎(chǔ)上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動使用。柴油發(fā)電機組屬非連續(xù)運行發(fā)電設(shè)備，若連續(xù)運行超過12h，其輸出功率將低于額定功率約90%。
相關(guān)術(shù)語
發(fā)電機：能把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿脑O(shè)備的總稱。所產(chǎn)生的電能可以是直流電也可以是交流電。
接地：是指電路與大地之間或與某些和大地相通的導(dǎo)電物體之間的連接。
怠速控制：一種可直接根據(jù)電氣負載對發(fā)動機的怠速進行控制的系統(tǒng)。
永磁發(fā)電機：一種帶有永久磁鐵的交流發(fā)電機，用于產(chǎn)生內(nèi)燃機點火所需要的電流。
歐姆：電阻的單位。
相位：交流電的振幅或量值均勻、周期性的變化。三相交流電由三個不同的正弦波電流組成，相互之間的相位差均為120度。
電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：該系統(tǒng)可以把發(fā)電機安全地接入到家庭用電系統(tǒng)中。
額定電壓：一套引擎發(fā)電機組的額定電壓是其設(shè)計的工作電壓值。
后軸承支架：一種鑄件，用作轉(zhuǎn)子軸承外罩。轉(zhuǎn)子軸承支持轉(zhuǎn)子軸。
發(fā)電機
整流器：將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的器件。
繼電器：一種電動開關(guān)，通常用在控制電路中。與電流接觸器相比，其觸點只能通過較小的電流。
電阻：對電流的阻力。
轉(zhuǎn)子：發(fā)電機的轉(zhuǎn)動元件。
單相：一個交流負載或電源，通常情況下，如果是一個負載，則只有兩個輸入端子，如果是一個電源，則只有兩個輸出端子。
定子：電機的靜止部分。
振動支架：位于發(fā)動機或發(fā)電機與機架之間的橡膠器件，可以最大限度地減輕振動。
穩(wěn)壓器：該設(shè)備通過控制激勵轉(zhuǎn)子的直流電量，自動地使發(fā)電機電壓保持在一個正確值上。
繞組：發(fā)電機的所有線圈。定子繞組由若干個定子線圈及其互聯(lián)線路組成。轉(zhuǎn)子繞組由轉(zhuǎn)子磁極上的所有繞組及接線組成。
測試步驟
第三步：起動發(fā)動機，用電壓表測量發(fā)動機B+點電壓，應(yīng)達到如下數(shù)值
第四步：打開部分負載，如車燈
第五步：打開空調(diào)、車燈等主要電器
進行到第三步時，發(fā)電機沒有電壓輸出，可采取如下辦法檢查，對于有產(chǎn)生激磁D+點的發(fā)電機可從電瓶正極引一條2.5mm2的導(dǎo)線，起動發(fā)動機后，用另一端瞬間點擊D+點（時間1S以內(nèi)），再用電壓表測量B+點有無電壓輸出，若有，從第三步開始檢查至第五步，同時判斷出整車充電指示燈線路有斷路現(xiàn)象（一般為指示燈損壞，儀表盤桿接件松動，線路斷路），若無電壓輸出，則發(fā)電機存在不發(fā)電故障。
命名規(guī)則
根據(jù)《2013-2017年 中國發(fā)電機及發(fā)電機組行業(yè)市場前瞻與投資商機分析報告》。國家為了規(guī)范和管理柴油發(fā)電機組，對柴油發(fā)電機組的名稱和型號編制方法做了統(tǒng)一規(guī)定，根據(jù)JB/T1403-99的規(guī)定，機組的型號命名規(guī)則如圖所示
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
圖中從左到右7個格的含義如下：
1--用數(shù)字表示發(fā)電機組的輸出的額定功率，單位為KW；
2--用字母表示發(fā)電機輸出電流的種類，其中G表示工頻，P表示交流中頻，S表示交流雙頻，Z表示直流；
3--用字母表示發(fā)電機組的類型，F(xiàn)表示陸用，F(xiàn)C表示船用，Q表示汽車電站，T表示掛車；
4--用字母表示控制特征，缺位時表示手動，Z表示自動化機型，S表示低噪聲機型，SZ表示低噪聲自動化機型；
5--用數(shù)字表示設(shè)計序號；
6--用數(shù)字表示變形代號；
7--用字母表示環(huán)境特征，缺位時表示普通型，TH表示溫?zé)釒汀?/span>
例：75GFS3表示額定功率為75KW，交流工頻，陸用，低噪聲，設(shè)計序號為3的柴油發(fā)電機組。
參考資料
[1]
淺析風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電機故障2020-01-15T11:27:34+08:00[引用日期2022-06-06 18:24:24]
[2]
科學(xué)家開發(fā)可利用無線信號充電的設(shè)備2019-01-30T10:03:12+08:00[引用日期2022-06-06 18:26:20]
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這家伙太懶了，什么都沒寫！
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