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永磁同步风力发电机的原理和前景
我国风能资源非常丰富,可开发的风能潜力巨大。根据相关资料显示,我国陆地风能资源可开发量大约有23.8亿千瓦,海上风能资源可开发量约2亿千瓦。我国风能资源比较集中,“三北”地区(华北、东北和西北)以及东南沿海地区、沿海岛屿潜在风能资源开发量约占全国的80%.风能资源与煤炭资源的地理分布具有较高的重合度,与电力负荷则呈逆向分布。
“十三五”时期,我国风力发电机装机容量占发电机总容量比例将进一步加大,出于电网考虑,风力发电机组必须在“低电压穿越”保障下“御风而行”。根据 发改委能源研究所有关人士透露,2020年陆地风电的成本将与煤电持平,之后风电将逐步脱离 补贴,“降低成本”也成为风电行业未来发展面临的新的“瓶颈”。扬州市引江发电设备有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步风力发电机,实现了发电机低成本制造,使机组极易实现低电压穿越,在国内处于技术领先水平。
永磁同步风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点成为继双馈感应风电机组之后的又一重要风力发电机型受到社会广泛关注,并逐渐开始投入使用。永磁同步风力发电机主要由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成。
(1)基本原理
永磁同步风力发电的基本原理,就是利用风力带动风力机叶片旋转,拖动永磁同步发电机的转子旋转,实现发电。永磁同步风力发电系统和笼型变速恒频风力发电系统类似,只是所采用的发电机为永磁式发电机,转子为永磁式结构,不需外部提供励磁电源,提高了效率。它的变频恒速控制是在定子回路中实现的,把永磁同步发电机的变频的交流电通过变频器转变为电网同频的交流电,实现风力发电的并网,因此变频器的容量与系统的额定容量相同。
(2)技术特点
随着科学技术的发展和更新,由于永磁材料性能和电力电子装置的改善,永磁同步发电机已变得越来越具吸引力了。
采用永磁同步发电机的风力发电系统具有以下特点:1)永磁同步发电机系统不需要励磁装置,具有重量轻、效率高、功率因数高、可靠性好等优点;2)变速运行范围宽,即可超同步运行也可以亚同步运行;3)转子无励磁绕组,磁极结构简单、变频器容量小,可以做成多极电机;4)同步转速降低,使风轮机和永磁发电机可直接耦合,省去了风力发电系统中的齿轮增速箱,减小了发电机的维护工作并降低噪声,使直驱永磁风力发电机系统。
(3)适用场合
1)在电力供应匮乏、交通不便、燃料短缺,但是风力资源丰富的地区,可以解决部分用电问题,如为高速公路照明设备提供电源等;2)在单机容量比较小的风场,永磁同步发电系统能够并网发电;3)为农村、牧区、边防哨所、气象台站等偏远、负载较轻的用户,提供电力。
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汽油发电机与柴油发电机的主要区别
1、点燃的类型:在柴油机内混合气是用压缩成热量点燃。而在汽油机的气缸内燃油和空气的混合是用火花塞点燃的。
2、燃油的种类:柴油比汽油的挥发性低,每加仑柴油却具有较大的热值。所以,用5dm3柴油比5dm3汽油能获得更多的功率。
3、燃油与空气的混合:在柴油机内,柴油与空气的混合是在柴油被喷入气缸之后进行的。在汽油机内,燃油与空气是在汽化器与进气管道中混合的。
因为混合必须紧接在燃油喷射之后,所以柴油发电机具有一个特殊设计的燃烧室,这个燃烧室有利于柴油与空气的混合。所以燃烧室的设计与制造对柴油发电机是非常重要的。
柴油发电机与汽油发电机的大区别在于点火装置与燃油系统的不同。柴油发电机是个压燃式内燃机,它使用一个喷油泵以及若干个喷油嘴;而汽油发电机有一个汽化器、一个分配器、以及若干个火花塞。
柴油发电机与汽油发电机也有很多相似的地方。柴油发电机与汽油发电机的外观几乎一样。柴油发电机的内部部件也与汽油发电机的相似,但柴油发电机内部的大多数部件比汽油发电机的更结实和更沉重,这是由于柴油发电机要承受机内更大的压力。柴油发电机的运行也如汽油机一样,有赖于空气、燃油和点火。