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柴油发电机的工作原理
工作原理
一、安徽滁州当地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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地电动势的产生
● 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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地且与滑环1、安徽滁州当地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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地其转子旋转一周,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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地电动势的大小
根据电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时、安徽滁州当地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、安徽滁州当地电动势的频率
● 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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地磁极结构、安徽滁州当地电枢绕组结构、安徽滁州当地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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地采用斜槽定子、安徽滁州当地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、安徽滁州当地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、安徽滁州当地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。
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柴油发电机组的使用注意事项
一、安徽滁州附近发电机组的固定安装需采用混凝土基础,地基深度及范围由机组重量及外形尺寸确定,一般250kW机组的地基深度约350mm,如不固定安装,应在底盘下采用减振效果良好的减震垫以防振动过大。
二、安徽滁州附近发电机组除满足自身噪音指标(1m处检测指标)外,还应考虑其噪音对环境的影响,一般需加装消音器装置以降低噪音污染。
三、安徽滁州附近机房内要做好通风散热,还要保证 温度在0℃以上,特别在寒冷的冬季应做好燃油、安徽滁州附近润滑油、安徽滁州附近冷却水的防冻保暖措施。
四、安徽滁州附近机组的保养主要是柴油机的保养,按柴油机说明书的要求定期维护保养。机组起动成功后,应密切注意机油压力,待机油压力达到0 5bar时,方可逐步加速,待柴油机的出水温度高于70℃、安徽滁州附近机油温度高于45℃、安徽滁州附近机油压力高于2 5bar时,才可进入全负荷运转。机组正常工作时,水温不得大于90℃,油温不得大于95℃,机油压力应在2 5~4bar范围内。
五、安徽滁州附近注意触电危险
柴油发电机组的电力进入公用线路必须经过具有机械连锁的转换开关,一定要确保与市电的分开。在需要与市电并网时必须经专业部门(供电局)审批,并采用并网专用设备。否则会有严重的设备及人身事故危害。
柴油发电机组一定要做到可靠接地,进行带电设备的检修一定要使用绝缘工具,在潮湿的环境下更是要注意触电危险。遵守所有的电气规定,设备的电气部分安装和检修必须由具备资格的专业电气人员进行。
六、安徽滁州附近废气有毒
应该有合适的废气排出系统,保证发动机的废气排出室外,要经常检查废气排出系统有无漏气。当柴油发电机房内有废气时,应先开门窗排出废气再进屋,以防废气中的一氧化碳使人中毒。
七、安徽滁州附近运行
不要在有爆炸物危险的地方使用发电机组。靠近运转的柴油发电机很危险。宽松的衣服、安徽滁州附近头发和坠落的工具会造成人身及设备的重大事故,运行中的柴油发电机组,部分裸露的管道和部件处于高温状态,要防止触摸灼伤。
八、安徽滁州附近火灾
金属物品将导致电线短路,可引发火灾隐患。柴油发电机的发动机要保持清洁,过量的油污有可能引发机体过热所造成损坏及火灾发生。要在柴油发电机房内方便的地方放置数个干粉或二氧化碳气体灭火器。
九、安徽滁州附近铅酸电池使用
铅酸电池的稀硫酸电解液有毒并具有腐蚀性,接触到皮肤会造成灼伤,应立即用清水冲洗。
如果溅入眼睛,要立即用大量洁净水冲洗并送医院治疗。电池在使用过程中会释放爆炸性气体,要保证室内通风良好并禁止明火靠近。
十、安徽滁州附近启动
在极寒冷的环境下,启动柴油发电机组需要预热装置,千万不能用明火烘烤机体,蓄电池电解液温度 保持在10℃以上,才能使蓄电池提供出足够的电力。五、安徽滁州附近发电机组虽属备用电源,也应每隔一段时间(两周左右)运行一次,使其处于良好备用状态。
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