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維曼發(fā)電機租賃
柴油發(fā)電機結(jié)構(gòu):講的太清楚了
這里介紹柴油發(fā)電機的構(gòu)造,由于發(fā)電機大小不同,結(jié)構(gòu)也不相同,但主要部分的結(jié)構(gòu)與功能相同,本課件就柴油發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)與組成進行介紹,為顯示清楚,定子與轉(zhuǎn)子槽數(shù)都較少,定子線圈外形按導線繞制的線圈繪制(不是用銅條或銅管連接成的線圈)。發(fā)電機主要部件結(jié)構(gòu)則參考大中型柴油發(fā)電機繪制。

  發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子與定子組成。柴油發(fā)電機是同步發(fā)電機,由于柴油機的轉(zhuǎn)速很高,故柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)子只有一對磁極,在額定轉(zhuǎn)速每分鐘3000轉(zhuǎn)時輸出50赫茲的三相交流電。下面通過一個柴油發(fā)電機模型來介紹柴油發(fā)電機的基本構(gòu)造與組成。

  由于大型柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速高,轉(zhuǎn)子磁極表面線速度達150m/s以上,離心力很大,故轉(zhuǎn)子直徑不能過大,大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子都為細長型。轉(zhuǎn)子圓周上沒有凸出的磁極,轉(zhuǎn)子鐵芯是一個在圓周上開有一些槽的圓柱,在圓周兩側(cè)各有一段槽距大的面稱為大齒,就是磁極(圖1所示),稱之為隱極式轉(zhuǎn)子。在槽中嵌有勵磁繞組,隱極式轉(zhuǎn)子將勵磁繞組分成多個線圈,便于安裝與加固。

  勵磁繞組兩端通過集電環(huán)(滑環(huán))接到勵磁電源,在轉(zhuǎn)子圓周兩側(cè)就形成北極與南極,旋轉(zhuǎn)時就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

  放大的定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯截面圖,兩鐵芯間有氣隙。定子鐵芯的內(nèi)圓周有嵌放定子線圈的槽,在槽口兩側(cè)有固定槽楔的小槽,槽楔用途是壓住定子線圈。轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓周有嵌放轉(zhuǎn)子線圈的槽,在槽口兩側(cè)有小槽,用來固定槽楔,在槽底有用于通風的槽。

  轉(zhuǎn)子鐵芯與軸用高強度高磁導率的合金鋼材整體制作,在轉(zhuǎn)子鐵芯部分有一些軸向與徑向的孔隙,用來通風冷卻。由于各種電機冷卻方式不同,孔隙布置走向也不同,這里就不作介紹了,見圖4。

  柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  轉(zhuǎn)子勵磁繞組由多個線圈組成,嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中,多個線圈串聯(lián)起來組成轉(zhuǎn)子繞組,在轉(zhuǎn)子軸的勵磁端(簡稱勵端)安裝集電環(huán),轉(zhuǎn)子繞組的兩個線端分別連接到兩個集電環(huán)。見圖5。

  嵌裝好繞組的柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  嵌放好線圈后在槽口塞入槽楔,壓住槽內(nèi)線圈,線圈在槽外的端部用護環(huán)壓住,防止線圈被離心力甩出,見圖6。

  為減小負序磁場的影響,在轉(zhuǎn)子表面還裝有阻尼裝置,這里就不介紹了。

  轉(zhuǎn)子線圈與護環(huán)

  為降低發(fā)電機的溫度,在轉(zhuǎn)子兩端還裝有軸流風扇對機內(nèi)氣體進行強制循環(huán)。見圖7,這是整個轉(zhuǎn)子,是發(fā)電機中的旋轉(zhuǎn)部件。

  安裝好集電環(huán)與風扇的柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  定子

  因為定子鐵芯內(nèi)的磁通是在不停的變化,為防止渦流損耗,定子鐵芯采用多層硅鋼片疊成,硅鋼片涂絕緣漆相互絕緣。硅鋼片導磁良好。為通風冷卻定子鐵芯分成多段,段間有縫隙實現(xiàn)徑向通風。在定子鐵芯的兩端用壓圈與穿心螺桿壓緊定子鐵芯,見圖8。

  柴油發(fā)電機定子鐵芯

  在定子鐵芯槽內(nèi)嵌放定子的三相繞組,繞組形式一般為雙層疊繞。每相繞組由多個線圈組成,按一定規(guī)律對稱排列,大型發(fā)電機的線圈只有幾匝,是用一根根銅條或銅管彎成,在端部進行連接形成線圈。本模型簡化處理,線圈是由表皮絕緣的導線繞成多匝的線圈。

  在24槽電機模型有24個線圈,分為3組,組成三相繞組,6個引出線中3個是A、B、C相輸出端,3個為中性線端,一同連接到到電機下方的出線盒的瓷套管端子。

  嵌裝好線圈還要在槽口插入槽楔,把線圈壓緊固定。圖11是嵌裝好線圈的定子鐵芯剖視圖。

  發(fā)電機的實際組裝過程是定子鐵芯先安裝進機座,然后才進行線圈的嵌裝工作。

  定子與轉(zhuǎn)子裝入機座

  機座(機殼)由鋼板卷制焊接而成,為確保剛度在殼內(nèi)壁焊有多圈圓環(huán)筋與多條軸向筋。本模型圓環(huán)筋較寬,為便于冷卻氣體流動,開有多個通氣孔。在機座下方有發(fā)電機出線盒,發(fā)出的三相交流電從這里引出,見圖12。安裝好的機殼加端蓋應(yīng)有很好的氣密性,以防止冷卻介質(zhì)泄露。

  發(fā)電機機殼

  把定子鐵芯安裝在發(fā)電機機座內(nèi),再進行定子線圈嵌裝,把各相線圈連接起來組成三相繞組。在定子鐵芯的槽口插入定子槽楔,壓緊槽內(nèi)線圈,見圖13。三相繞組的6個線端連接到出線盒的六個瓷套管端子,在出線盒外接成 Y 形連接,按三相四線輸出。

  裝入機座的發(fā)電機定子鐵芯與繞組

  把轉(zhuǎn)子插入定子鐵芯內(nèi)是發(fā)電機安裝的重要工序,要保證不損傷定子與轉(zhuǎn)子的任何部分。圖14是插入轉(zhuǎn)子后的狀態(tài)。

  發(fā)電機安裝轉(zhuǎn)子

  本模型的兩個轉(zhuǎn)子軸承安裝在機殼兩側(cè)的端蓋上,稱為端蓋式軸承。每塊端蓋由上下兩塊組成,在端蓋上安裝軸承部件,軸承部件由軸瓦與軸承油密封等組成,循環(huán)的密封油可以潤滑軸瓦、防止氫氣泄露、降低軸瓦溫度。

  安裝好機殼兩側(cè)的下端蓋,在端蓋上安裝軸承部件,軸承把轉(zhuǎn)子支撐起來,轉(zhuǎn)子磁極與定子鐵芯間留有氣隙,轉(zhuǎn)子可自由旋轉(zhuǎn),見圖15。

  發(fā)電機安裝軸承

  安裝電刷裝置

  轉(zhuǎn)子的勵磁電源連接到電刷,電刷與集電環(huán)緊密接觸,勵磁電流先通過電刷,再通過集電環(huán)到轉(zhuǎn)子勵磁繞組。電刷由天然石墨制成,有很好的自潤滑特性,導電良好,電刷通過刷辮接到勵磁端子。電刷裝在刷盒內(nèi),可自由上下移動,壓簧把電刷壓向集電環(huán)。壓簧采用恒壓彈簧,在電刷整個行程中壓力基本不變,恒壓彈簧固定在彈簧夾上,彈簧夾上有楔形卡子,彈簧夾插在刷盒內(nèi),卡子進入卡孔就卡住了。圖16左圖是壓簧,右圖是較新的電刷在刷盒的狀態(tài),中圖是磨損較多的電刷(待換電刷)在刷盒的狀態(tài)。

  電刷盒結(jié)構(gòu)

  刷盒固定在刷握上,刷握固定在刷握架上,刷辮連接到勵磁電源接線端子上,見圖17左圖,在圖17右圖中顯示了電刷與集電環(huán)的相對位置(圖中隱去了轉(zhuǎn)子軸)。

  電刷裝置與集電環(huán)

  僅為發(fā)電機電刷示意圖,實際大型發(fā)電機的勵磁電流很大,每個集電環(huán)由幾段組成,電刷組相應(yīng)增多,電刷數(shù)量達數(shù)十個。集電環(huán)采用耐磨的優(yōu)質(zhì)合金鋼制成,為降低集電環(huán)溫度,集電環(huán)有通風孔,在兩集電環(huán)之間還裝有離心風扇。

  電刷裝置安裝在發(fā)電機的勵端集電環(huán)的兩側(cè)。在轉(zhuǎn)子兩端還要安裝轉(zhuǎn)子上的風扇,為了使風扇的氣流按照指定路徑流動,必須安裝上導風罩,見圖18。

  發(fā)電機安裝電刷與風扇

  發(fā)電機整機

  把機座兩端的上半端蓋安裝好,發(fā)電機就組裝好了,圖19是柴油發(fā)電機的剖視圖。

  冷卻系統(tǒng)

  大型發(fā)電機產(chǎn)生的熱量很大,必須有強有力的冷卻措施,不同型號發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子、機座等主要結(jié)構(gòu)基本一樣,但冷卻系統(tǒng)五花八門,也較復(fù)雜。

  主要的冷卻介質(zhì)是氫氣與水,也有用空氣。氫氣比空氣的密度小很多、導熱系數(shù)大很多;水與很大的比熱容、導熱系數(shù)大、價格低廉。冷卻方式主要有:

  全氫冷發(fā)電機,電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用氫氣冷卻。

  水氫冷發(fā)電機,電機定子繞組采用水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組與定子鐵芯用氫氣冷卻。

  水水空發(fā)電機,電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯用空氣冷卻。

  水水氫發(fā)電機,電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯用氫氣冷卻。

  全水冷發(fā)電機,電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯也用水冷卻。

  空冷發(fā)電機,電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用空氣冷卻,僅用于中小型發(fā)電機。

  氫氣或水如何在電機內(nèi)循環(huán)則有多種途徑,根據(jù)循環(huán)路線在定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯上制作冷卻介質(zhì)的通道,繞組水冷采用空心銅管作導線,在管內(nèi)通水冷卻。

  ,機座完全密封,在機殼靠兩端設(shè)有氫氣冷卻器,氫氣冷卻器就是排管式熱交換器,管內(nèi)是流動的水,水通過電機外設(shè)備冷卻。在機殼內(nèi)部充滿氫氣,風扇向兩端抽出熱氫氣,熱氫氣經(jīng)過氫氣冷卻器降溫,再次進入定子與轉(zhuǎn)子帶走熱量。圖中淺藍色箭頭線示意氫氣的流動路徑。

  除了上述的基本部件外,在定子、轉(zhuǎn)子、繞組、軸承等部位分布著許多溫度傳感器;在一些部位還有壓力傳感器、振動傳感器、位移傳感器等,監(jiān)視發(fā)電機的工作狀態(tài)。

  在機外還配有發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)、冷卻水的凈化裝置與循環(huán)裝置、氫氣的儲存與控制裝置、密封油的循環(huán)系統(tǒng)等。

   的技術(shù)工人就是電工,這句話沒毛病吧?




在柴油發(fā)電機組名牌上總是能看到 KW和KVA,初學者也總是高不清兩者的關(guān)系。

千伏安KVA是視在功率,其中包括有功功率和無功功率。
千瓦KW是有功功率。
千瓦(KW)=千伏安(KVA)乘以功率因數(shù)。
1KW=1.25KVA或者 1KVA=0.8KW

發(fā)電機有功功率單位KW(千瓦)
發(fā)電機視在功率單位KVA(千伏安)(也稱裝機容量)
有功功率=視在功率×功率因數(shù)
功率因數(shù)=Cosφ (一般為0.85)

另外:
發(fā)電機無功功率單位KVar(千乏)
視在功率^2=有功功率^2+無功功率^2
P=UIcosφ
P=UI只適用與純阻性負載,因為阻性負載的功率因數(shù)是1;然而感性負載的功率因數(shù)就不是1了,是0.5——0.9不等,甚至更低。
所以1kva=0.8kw
1kva=1kw 都對1kva=0.8kw 也就是功率因數(shù)是0.8的時候的計算方法。

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