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永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的原理和前景
我國風(fēng)能資源非常豐富,可開發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示,我國陸地風(fēng)能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦,海上風(fēng)能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風(fēng)能資源比較集中,“三北”地區(qū)(華北、東北和西北)以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風(fēng)能資源開發(fā)量約占全國的80%.風(fēng)能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度,與電力負(fù)荷則呈逆向分布。
“十三五”時期,我國風(fēng)力發(fā)電機裝機容量占發(fā)電機總?cè)萘勘壤龑⑦M一步加大,出于電網(wǎng)考慮,風(fēng)力發(fā)電機組必須在“低電壓穿越”保障下“御風(fēng)而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露,2020年陸地風(fēng)電的成本將與煤電持平,之后風(fēng)電將逐步脫離 補貼,“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風(fēng)力發(fā)電機,實現(xiàn)了發(fā)電機低成本制造,使機組極易實現(xiàn)低電壓穿越,在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。
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)電機型受到社會廣泛關(guān)注,并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機主要由風(fēng)力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。
(1)基本原理
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。
(2)技術(shù)特點
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和更新,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:1)永磁同步發(fā)電機系統(tǒng)不需要勵磁裝置,具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點;2)變速運行范圍寬,即可超同步運行也可以亞同步運行;3)轉(zhuǎn)子無勵磁繞組,磁極結(jié)構(gòu)簡單、變頻器容量小,可以做成多極電機;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)。
(3)適用場合
1)在電力供應(yīng)匱乏、交通不便、燃料短缺,但是風(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(yuǎn)、負(fù)載較輕的用戶,提供電力。



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野外施工時柴油發(fā)電機組應(yīng)注意哪些問題
柴油發(fā)電機組已經(jīng)在野外施工場所中備受重用,因為其是以柴油機為原動機,拖動同步發(fā)電機發(fā)電的一種電源設(shè)備,是一種起動迅速、操作維修方便、投資少、對環(huán)境的適應(yīng)性能較強的發(fā)電裝置。
野外施工時,有以下問題需要注意:
1、野外施工柴油發(fā)電機的額定電壓必須與外電線路電源電壓等級相符。
2、野外施工柴油發(fā)電機組的安裝環(huán)境應(yīng)選擇靠近負(fù)荷中心,進出線方便,周邊道路暢通及避開污染源的下風(fēng)側(cè)和易積水的地方。
3、固定式柴油發(fā)電機組應(yīng)安裝在室內(nèi)符合規(guī)定的基礎(chǔ)上,并應(yīng)高出室內(nèi)地面0.25至0.30m。移動式柴油發(fā)電機組應(yīng)處于水平狀態(tài),放置穩(wěn)固,其拖車應(yīng)可靠接地,前后輪應(yīng)卡住。室外使用的柴油發(fā)電機組應(yīng)搭設(shè)防護棚。
4、發(fā)電機組電源必須與外電線路電源連鎖,嚴(yán)禁與外電線路并列運行;當(dāng)2臺及2臺以上發(fā)電機組并列運行時,必須裝設(shè)同步裝置,并應(yīng)在機組同步后再向負(fù)載供電。
5、柴油發(fā)電機組及其控制、配電、修理室等的設(shè)置應(yīng)保證電氣距離和滿足防火要求;排煙管道應(yīng)伸出室外,且嚴(yán)禁在室內(nèi)和排煙管道附近存放貯油桶。



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柴油發(fā)電機組靜音箱有哪些設(shè)計優(yōu)勢
靜音式柴油發(fā)電機的靜音箱的設(shè)計要點,有哪些要求我們可以來看一下:
1、隔聲和吸聲設(shè)計
隔聲箱體是為有效降低機組噪聲對外界的影響,有效阻斷噪聲傳播途徑而設(shè)計的封閉空間。當(dāng)機組放置于箱體內(nèi)部時,由于隔聲技術(shù)、吸聲等技術(shù)有效地阻止噪聲向外傳播,將噪聲源的噪聲控制在箱體內(nèi)部,從而降低其對外界的影響。隔聲技術(shù)是用隔聲體使部分聲波的傳播方向改變(反射、折射),使穿透該物體的聲波能量減弱,從而降低隔聲體另一面的噪聲。在進行隔聲處理的同時,大量的聲波被反射回箱體內(nèi)部,與原有聲波形成混響聲,將增加內(nèi)部的噪聲級和噪聲能量,從而降低壁板的隔聲效果。因此在進行隔聲處理的同時要在壁板內(nèi)側(cè)貼附吸聲材料,對內(nèi)部噪聲進行吸聲處理。在降低噪聲向外輻射的同時降低箱內(nèi)的噪聲能量,從而有效降低總體
噪聲級。吸聲是聲波在傳播過程中,遇到各類材料時,一部分聲能向材料內(nèi)部傳播而產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換、或干涉疊加,從而使聲波的能量減弱,其直觀表現(xiàn)為聲級的下降,使噪聲值下降。
箱體外殼采用2.0mm鋼板制成,內(nèi)附40mm吸聲材料(阻燃棉),然后用1.0mm穿孔板固定,這幾部分組裝在一起作為隔聲壁板,可有效阻隔噪聲25dB以上。
為方便維修和觀察數(shù)據(jù)而設(shè)置的門和觀察窗成為隔聲壁板的薄弱環(huán)節(jié),所以對門進行加厚和密封處理,對觀察窗采用雙層玻璃結(jié)構(gòu),有效地解決了噪聲從門、窗和空隙中傳出的問題。
2、進、排氣噪聲處理
由于箱體采取自然進風(fēng)、強制排風(fēng),在進、排風(fēng)口產(chǎn)生孔洞,導(dǎo)致漏聲,即形成進氣噪聲區(qū)和排氣噪聲區(qū)。為防止噪聲從進、排風(fēng)風(fēng)道向外傳播,進、排風(fēng)風(fēng)口均須安裝消聲器。根據(jù)排風(fēng)量和燃?xì)饬浚O(shè)計進風(fēng)排氣消聲通道,保證在進、排風(fēng)順暢的前提下(風(fēng)速一般取5m/s左右為宜),達到所有需要的消聲效果。具體設(shè)計時,采用多通道折板式阻性消聲器,如圖2所示,其消聲片的厚度取80-100mm,通道寬取120-150,材料用容重80kg/m3。片式消聲器通道的通流截面積設(shè)計為排風(fēng)口截面積的1.5倍。
折板式阻性消聲器利用聲波在吸聲材料中傳播時因受摩擦將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而散發(fā)掉,并且由于拐角的存在使噪聲不能直接通過消聲通道,從而有效提高消聲效果,達到消聲的目的。阻性消聲器其具有良好的中高頻性能。另外在消聲器出口處加裝百葉窗避免雨水進入,對其實行有效保護。
3、柴油機排氣噪聲的處理
由于排氣管是柴油發(fā)電機組的 噪聲擴散源,因此抑制排氣噪聲簡單且有效的方法就是在排氣管上安裝消聲器。所采用的消聲器應(yīng)盡量減少通道各部件的壓力損失,故要堅持以下原則:1)盡量降低排氣通道中各部件的氣流速度;2)盡量減小排氣通道中直角彎頭的次數(shù),并擴大排氣管截面。因此設(shè)計進行消聲處理時遵循以上原則,在原有消聲器的基礎(chǔ)上再加一抗性消聲器形成兩級擴張式(抗性)消聲器,膨脹系數(shù)m=9。經(jīng)實際測量可知,排氣噪聲(排氣管出口1m處)減少了30dB消聲器安裝為180dB,安裝后為70dB以上,達到了預(yù)期目的。但是,采用消聲器會使排氣管中氣流阻力增大,降低柴油發(fā)電機組的有效功率,因此要加以注意。


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發(fā)電機組潤滑油壓力過低是什么問題造成的
(1)潤滑油牌號選錯或質(zhì)量不合格 由于低粘度的潤滑油揮發(fā)性高,同時密封性也較差、使用中會造成大量消耗及泄漏。同時,粘度過低的潤滑油,由于承載能力低,易使油膜產(chǎn)生破裂,從而引起潤滑油壓力明顯下降。而潤滑油牌號選錯或質(zhì)量不合格均可能導(dǎo)致潤滑油粘度過低。因此,應(yīng)正確地選用潤滑油,而且隨著季節(jié)變化或地域不同來合理地選用潤滑油,同時,柴油機必須采用柴油機潤滑油,不能以柴油機潤滑油代替。
(2)潤滑油油量不足 若油底殼內(nèi)的潤滑油油量不足,機油泵的泵油然就會減少或者泵下不上潤滑油,致使?jié)櫥蛪毫^低,從而導(dǎo)致曲軸與軸承、缸套與活塞等部件潤滑不良而加劇磨損。因此,應(yīng)在開機前檢查油底殼中的潤滑油量,保證潤滑油在規(guī)定的范圍內(nèi)。
(3)潤滑油中滲入了柴油或水 如果燃油輸油泵、噴油泵磨損過大,燃油就會漏入油底売內(nèi),導(dǎo)致潤滑油粘度降低,潤滑性能變差,造成潤滑油壓力降低、,另外由于氣缸蓋、氣缸套破裂,氣缸套下部水封圈密封不良,使冷卻水漏入油底売內(nèi),不僅使?jié)櫥驼扯冉档停€會形成大量泡沫,導(dǎo)致潤滑油不能連續(xù)輸送,也會造成潤滑油壓力過低。因此、開機前應(yīng)檢查潤滑油的質(zhì)量,若潤滑油粘度小,油平面升高且有生油味,則是潤滑油中混入了燃油;潤滑油顏色呈乳白色,則是潤滑油中混入了水分,必要時應(yīng)按規(guī)定更換潤滑油。
(4)潤滑油溫度過高 如果潤滑油溫度過高,不但加速潤滑油的變質(zhì)、也容易使?jié)櫥捅幌♂寣?dǎo)致粘度過低,從曲軸與連桿軸瓦等部位的配合同隙中大量流失而導(dǎo)致潤滑油壓力下降,柴油機長時間超負(fù)荷工作、噴油泵的供油時間過遲、冷卻系統(tǒng)水垢嚴(yán)重時,均會導(dǎo)致潤滑油溫度過高。因此,應(yīng)讓柴油機在額定負(fù)荷下工作;調(diào)整供油時間并且及時冷卻系統(tǒng)水道中的水垢。
(5)旁通閥不密封或彈力過低 由旁通閥原理可知,旁通閥開啟后,潤滑油不經(jīng)過機油弗列加濾清器直接進入主油道,此時,流通阻力減小,壓力就會下降。如果旁通閥不密封或者彈簧失效、折斷,旁通閥的開啟壓力很小或者一直處于開啟狀態(tài),潤滑油壓力就會過低。因此,要定期檢查旁通閥是否工作正常。
(6)壓力調(diào)節(jié)閥損壞或開啟壓力過低 由壓力調(diào)節(jié)閥工作原理可知,當(dāng)潤滑油壓力大于壓力調(diào)節(jié)閥的開啟壓力時,調(diào)節(jié)閥打開,通過將部分潤滑油直接回流到油底殼的方式調(diào)節(jié)機油壓力。如果壓力調(diào)節(jié)閥的彈簧疲勞軟化、折斷或調(diào)整不當(dāng)會導(dǎo)致彈力不足,以及閥座與鋼珠(或柱塞)的配合面磨損或者被臟物卡住而關(guān)閉不嚴(yán)時,回油量便明顯增加,主油道的油壓隨之下降。此時,應(yīng)檢修或者更換壓力調(diào)節(jié)閥,將其開啟壓力調(diào)整至規(guī)定值。
(7)機油冷卻器堵塞 機油泵泵出的潤滑油經(jīng)機油冷卻器冷卻,再經(jīng)過機油弗列加濾清器后送入主油道。當(dāng)機油冷卻器堵塞時,潤滑油的流通阻力增大而使?jié)櫥偷牧髁繙p少,導(dǎo)致油壓過低,此時,應(yīng)清洗或更換冷卻器。
(8)集濾器堵塞 當(dāng)潤滑油過臟、過粘導(dǎo)致集濾器堵塞時,如果柴油機低速運轉(zhuǎn),由于機油泵吸油量不大,主油道尚能建立起一定的壓力,因而油壓正常但是柴油機高速運轉(zhuǎn)時,機油泵的吸油量會因集濾器阻力過大而明顯地減少,導(dǎo)致主油道供油不足,產(chǎn)生潤滑油壓力過低的現(xiàn)象。此時,應(yīng)清洗集濾器,必要時應(yīng)更換潤滑油并且清洗油道。
(9)機油泵泵出油量不夠 無論是轉(zhuǎn)子式機油泵還是齒輪式機油泵,當(dāng)機油泵轉(zhuǎn)子(齒輪)間、泵蓋平面與轉(zhuǎn)子(齒輪)間等部位的間隙因磨損而超過允許值時,都會導(dǎo)致機油泵的泵油量減少,造成潤滑油壓力過低。應(yīng)及時更換間隙超過規(guī)定值的機件,或者研磨泵蓋平面,并且調(diào)整泵蓋與轉(zhuǎn)子(齒輪)端面的墊片,使間隙符合要求,必要時應(yīng)更換機油泵總成。
(10)潤滑系統(tǒng)油道堵塞 柴油機潤滑系統(tǒng)中,當(dāng)主油道以前的油道,如機油泵至機油冷卻器或機油弗列加濾清器至主油道等潤滑油道堵塞時,會導(dǎo)致潤滑油的流通阻力增大而使?jié)櫥偷牧髁繙p少,致使?jié)櫥蛪毫^低,此時,應(yīng)對油道進行清洗。
(11)潤滑系統(tǒng)油道漏油 當(dāng)潤滑系統(tǒng)的油道有漏油現(xiàn)象時,潤滑油壓力便明顯地下降??稍诓裼蜋C低速空載運轉(zhuǎn)時,觀察各油管、接頭和其他泄漏點,根據(jù)涌出潤滑油的情況確定故障部位。發(fā)現(xiàn)故障點后,應(yīng)焊補并且進行壓力試驗確保不再泄漏時才能使用。
(12)機油壓力傳感器失效 正常情況下,機油壓力傳感器的阻值是隨著壓力的變化而有規(guī)律的變化,但是當(dāng)機油壓力傳感器失效后阻值過大時,機油壓力表的指示值就會過低。此時可將傳感器的接線斷開,然后用萬用表進行測量,若阻值過大則說明傳感器失效。
(13)機油壓力表失效 機油壓力表指示值過低時,經(jīng)過測量機油壓力傳感器沒有損壞后、可用萬用表測量壓力表的阻值,若阻值過高,則說明機油壓力表失效。也可在柴油機低速空載運轉(zhuǎn)時,慢慢地松開機油壓力傳感器,若潤滑油涌出量正常,則說明機油壓力表失效。
(14)曲軸與軸瓦配合間隙過大 當(dāng)柴油機長期使用后或者由于修配不當(dāng)而導(dǎo)致曲軸連桿軸頸與連桿軸瓦的配合間隙增大時,曲軸軸頸和軸瓦間形不成油膜,潤滑油的泄漏量增大,致使?jié)櫥蛪毫^低。由實驗結(jié)果可知,該間隙每增加0.01mm時,油壓就廠降10kPa,此時、可通過磨修曲軸、選配相應(yīng)尺寸的連桿軸瓦,使配合間隙恢復(fù)到規(guī)定值、必要時應(yīng)更換曲軸。
(15)曲軸油封泄漏 曲軸前后油封主要用來密封、在裝配過程中如果方法不氣、或者在柴油機的使用過程中,造成油封磨損嚴(yán)重時,都會出現(xiàn)潤滑油泄漏而導(dǎo)致潤滑油壓例過低的故障。因此,拆裝曲軸后應(yīng)及時更換油封,而且在裝配過程中要小心謹(jǐn)慎、保證密封性良好。
(16)搖臂軸與搖臂的間隙過大 康明斯柴油機的潤滑油從主油道通過垂直油道進入配氣機構(gòu)搖臂軸進行潤滑,然后回到油底売。如果配氣機構(gòu)中的搖臂軸與搖臂的間隙過大會造成較多潤滑油直接流回油底殼,就會導(dǎo)致潤滑油壓力過低。判斷該間隙是否過大可在起動柴油機后,打開氣門室罩蓋觀察搖臂架上潤滑油的流量。



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