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。

多台发电机组并网措施和技术怎样实施 风能是 有开发价值的新能源，风能是分布广，离我们近，取用方便的无污染的清洁能源，用好风电对减少碳排放，改善环境意义重大。风能也是储量巨大的新能源，风能取之不尽，用之不竭，并具有相对 的开发成本，所以风电的发展应该作为新能源发展的重点。 　　 　　 　一、陆地微风新型风电机 　　 　　风电开发对我国来说才刚刚起步，风电占全国的用电量还非常小，面对如此巨大的市场，为什么我们的80多家生产企业大部分产能闲置？为什么会出现严重产能过剩？有人认为是电网瓶颈的限制，也有大部分人认为是产业发展过快过热造成的。这些问题与风电产业巨大的发展空间相比，可以说是微不足道的。目前大家都盯着 和地方的那点风电项目肯定是不行的，我们应该在风电机的推广普及上寻找“突破口”，我国地域辽阔，急需用电、大量用电的地方很多，任何山区、草原、边防站、海岛、勘探单位、企业厂矿，冶炼单位等，这些地方蕴藏着巨大的开发空间，如果这些市场得到开发，都用上大型风电设备，不但可以使这些企业产能得到释放，还可能会岀現产能不足的问题。所以我们要在风电机的普及推广上下功夫，大幅提高风电机微风发电性能，适合在全国各地推广；大幅降低风电机成本，使风电成本小于火电和水电，提高风电的竞争能力。 　　 　　我国陆地风速较低，有多风地区，但都较偏远，大部分是少风地区，我们要让少风地区也用上风电机，就必须大幅提高微风发电性能。目前欧美的风电技术都是以海洋性气候发展起来的高风速风电机，陆地使用 的缺点是发电效率太低，三级风以下基本没有发电能力，设计风速是13~15米/秒，也就是要达到七级大风才能满负荷，这样的大风在陆地很罕见。还有风电机的高昂成本也不利于风电机推广普及。提高发电量，降低风电机成本是目前迫切解决的问题。 　　 　　我国风电产业的“突破口”在于生产开发微风的新型风电机，这种风电机性能应当是一、二级风就能启动，三四级风就能很好发电，五级风就可以达到满负荷，适合在全国大部分地区推广使用，具有良好的并网稳定性，风电机成本降低60%以上，基本实现免维护，让人人都敢用，人人都好用，并可以实现在三年内收回投资，风电机优良的发电性能和低成本将为风电产业的发展开辟巨大的空间。 　　 　　首先各工矿企业都有安装大型风电设备的需求，如果能一次投资，享受二、三十年的收益，安装风电机的积极性肯定非常高，对于大型冶炼单位，一般都有自己的发电厂，如果能够大量利用风电，起到节能减排的作用，对提高企业效益有很大的帮助，低成本的风电肯定会得到大量推广使用，全国的工矿企业蕴藏着巨大的风电市场，这个市场的规模将比 投资在建的“陆地三峡”大数倍。我国各地还有无数的火电厂，在电厂周围都可以布满风电机，可以实现风电与火电的互补，并可以随时根据风电调控火电，这对降低火电厂的碳排放是非常有利的，并且投资较小，控制灵活，取得效益显著，这些火电厂周围衍生出来的风电场规模不会小于“陆地三峡”的规模，进一步扩展了风电的发展空间。我国还有分布在山区的数百个水电站，山顶都有很丰富的风能，由于新型风电机可以实现免维护，并且安装方便，成本和安装费用都较低，不需要太大的投资就可以实现规模化运营。风电 的不足就是具有间歇性，而水电 的优点就是调控方便，风电和水电可以说是一种完美结合，并将成为风电的一种发展方向，又为风电发展开辟巨大的发展空间。所以，大力发展低成本的适合在全国各地推广的微风新型风电机是促进风电产业发展，解决风电产能过剩的“突破口”。