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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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柴油发电机组之PT柴油泵原理及试验
PT燃油泵和PT喷油器或者直立喷油泵与普通喷油器等都是精密部件,其技术状况好坏直接影响到柴油发电机工作的动力性、经济性、稳定性和可靠性。这些部件技术状况不仅取决于其本身的组成结构与技术状况,而且决定于这些部件相互间的位置关系以及它们所产生的综合影响。为解决这一矛盾,泵和喷油器等采用某些可调节机构以弥补和修正零件制造质量及装配质量对性能所产生的影响,这种弥补和修正必须在专用试验台上进行。另外,即使PT燃油泵或喷油泵与调速器等各方面性能都极其优良,但是在以后的使用中其技术状态也必然要发生变化,因此亦应用试验与调整的方法恢复其改变了的技术性能。尤其在修理中,有些零件虽然已有磨损,但尚未到报废或修理的程度,就需要用调整的方法或减少其影响。因此,使用一段时间后也必须在专用试验台上进行试验与调整。
PT燃油泵组合体装在空压机的后部,通过空压机驱动轴与柴油发电机齿轮系相连。和一般喷油泵不一样,PT泵与柴油发电机之间无正时关系。因此,安装时无需对正时。
PT燃油泵油两种:PT(G)型和PT(R)型。康明斯KT-2300C型柴油发电机装PT(G)型燃油泵。(G)的意思是“调速器”。在(G)型泵组合体中,除装有齿轮泵、精滤清、稳定器、油门、停车阀和冒烟限制器外,还装有两速离心式调速器。为适应其他方面的需要,还可在泵上架一VS全速式调速器。VS调速器可在两速的转速范围内起调速作用。这种燃油泵组合体的型号为PT(G)VS。在豪拜120C型康明斯厂家柴油发电机上正是装用这种形式的燃油泵组合体。
一、PT燃油泵组成部分的构造与作用原理分述如下:
1、齿轮输油泵和膜片式稳压器
柴油发电机运转后,齿轮泵由主轴驱动,它将经过滤清器的燃油从进口吸入,并以一定压力输出燃油,经过细滤器把燃油输送到两速器中。与此同时,有一油道使齿轮泵压油腔与膜片稳定器相通,供以输出燃油压力的波动。
2、燃油滤清器
齿轮泵输出的燃油,首先经过滤清器滤除油中杂质。来自齿轮泵的燃油,由来自喷油泵的油进入滤清器,燃油经下滤网流往(G)型调速器,经上滤芯的燃油流往VS型调速器。滤清器的磁芯可滤除燃油中的铁粉。
每使用500h后,应将滤清器进行拆洗。清洗时,取下盖子和滤网等使用清净的柴油进行清洗,并用压缩空气吹净。装配时应注意网眼较细的一个装在上面,其有孔的端板必须朝下,否则燃油无法通过。盖子的紧固力矩为34~41N·m。注意,切勿用力过度,否则,会将滤网压环。
3、调速器
PT(G)VS型燃油泵组合体中装有两种调速器;两速式(G)型调速器和全速式VS型调速器。这种有两个可以操纵的油门杠杆,正常油门杠杆和VS油门杠杆,欲使用燃油泵全程调速时,可把正常油门固定在 开度位置,用VS油门操纵。欲使两级调速时,可以把VS油门固定在 开度位置,用正常油门操纵。
二、PT燃油泵试验台的功能及构成
JCPSOI型PT燃油泵试验台用于康明斯柴油发电机PT燃油泵的性能测试和故障检查,适用于PT(G)、PT(G)V、PT(G) MVS等型号,是PT燃油泵检测与修理的理想设备之一。
1. JCPSOI型PT燃油泵试验台测试项目
测试项目:齿轮泵吸油密封性;额定条件下主要参数检查调整;调速器高速起作用检查调整;近停油点转速检查; 扭矩点检查调整;飞锤助推点检查调整;怠速检查与调整;节流轴泄漏量检查与调整;空燃比控制装置AFC检查与调整;空燃比AFC中无空气调节螺钉检查调整;油门行程检查调整;空气(液压)信号阻尼器ASA检查。
此外,该试验台还可提供以下功能:PFG压力变化特性曲线;调速特性曲线(VS,MVS调速器);自动记录、操作提示功能、数据库查询功能、故障分析功能、历史数据的存储打印显示等功能。
2. PT燃油泵试验台的构成
JCPSOI型PT燃油泵试验台由主试验台和数据采集处理系统两大部分组成。主试验台由动力传动与调速装置、燃油控制装置、气源控制装置、温度控制装置、显示仪表等组成。数据采集处理系统由数据采集通信隔离箱、中央处理机、打印机等组成,提供记录处理、动态测试、在线帮助、故障分析等高级功能。