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發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電？ 發(fā)電機(jī)原理及構(gòu)造——發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 眾所周知，同步發(fā)電機(jī)要用直流電流勵(lì)磁。在以往的他勵(lì)式同步發(fā)電機(jī)中，其直流電流是有附設(shè)的直流勵(lì)磁機(jī)供給。直流勵(lì)磁機(jī)是一種帶機(jī)械換向器的旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)。其多相閉合電樞繞組切割定子磁場(chǎng)產(chǎn)生了多相交流電，由于機(jī)械換向器和電刷組成的整流系統(tǒng)的整流作用，在電刷上獲得了直流電，再通過(guò)另一套電刷，滑塊系統(tǒng)將獲得的直流輸送到同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，勵(lì)磁繞組去勵(lì)磁，因此直流勵(lì)磁機(jī)的換向器原則上是一個(gè)整流器，顯然可以用一組硅二節(jié)管取代，而功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展提供了這個(gè)條件。將半導(dǎo)體元件與發(fā)電機(jī)的軸固結(jié)在一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則可取消換向器、滑塊等滑動(dòng)接觸部分、利用二極管換成直流電流。直流送給轉(zhuǎn)子勵(lì)磁、繞組勵(lì)磁。這就是無(wú)刷系統(tǒng)。 下面我們以典型的幾種不同發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，介紹它的工作原理。 一、相復(fù)勵(lì)勵(lì)磁原理 由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加，經(jīng)過(guò)橋式整流器ZL整流，供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組。負(fù)載時(shí)由電流互感器LH供給所需的復(fù)勵(lì)電流，進(jìn)行電流補(bǔ)償，由線形電抗器DK移相進(jìn)行相位補(bǔ)償。 二、三次諧波原理 對(duì)一般發(fā)電機(jī)來(lái)源，我們需要的是工頻正弦波，稱為基波，比基波高的正弦波都稱為諧波、其中三次諧波的含量 ，在諧波發(fā)電機(jī)定子槽中，安放有主繞組和諧波勵(lì)磁繞組（s1、s2），而這個(gè)繞組之間沒(méi)有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應(yīng)出來(lái)，經(jīng)過(guò)ZL橋式整流器整流，送到主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組LE中進(jìn)行勵(lì)磁。 三、可控硅直接勵(lì)磁原理 可控硅直接勵(lì)磁是采用可控硅整流器直接將發(fā)電機(jī)輸出的任一相一部分能量，經(jīng)整流后送入勵(lì)磁繞組去的勵(lì)磁方式，它是由自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR），控制可控硅的導(dǎo)通角來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小而維持發(fā)電機(jī)端電壓的穩(wěn)定。 四、無(wú)刷勵(lì)磁原理 無(wú)刷勵(lì)磁主要用于西門子、斯坦福、利萊等無(wú)刷發(fā)電機(jī)。它是利用交流勵(lì)磁機(jī)，其定子上的剩磁或 磁鐵（帶永磁機(jī)）建立電壓，該交流電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流起整流后，送入主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，使發(fā)電機(jī)建壓。自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）能根據(jù)輸出電壓的微小偏差迅速地減小或增加勵(lì)磁電流，維持發(fā)電機(jī)的所設(shè)定電壓近似不變
柴油發(fā)電機(jī)中SVG與SVC的區(qū)別 柴油發(fā)電機(jī)中作為改善電能質(zhì)量的無(wú)功補(bǔ)償裝置已被用來(lái)有效地抑制電壓波動(dòng)與閃變、減小諧波和畸變、三相不平衡，使電壓的幅值和波形符合要求、提高功率因數(shù)等。靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)是目前相對(duì)先進(jìn)實(shí)用的無(wú)功補(bǔ)償裝置，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。而靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)是 型無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以對(duì)負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟隨。 電抗器電流是由一個(gè)可控硅閥組控制，借助于對(duì)可控硅觸發(fā)相角的調(diào)整，就可以改變流過(guò)電抗器的電流有效值，從而保證SVC在電網(wǎng)接入點(diǎn)的無(wú)功量正好能將該點(diǎn)電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)，起到電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔谩? SVG以大功率電壓型逆變器為核心，通過(guò)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制交流側(cè)電流的幅值和相位，迅速吸收或發(fā)出所需的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的目的。 發(fā)電機(jī)租賃響應(yīng)速度快一般SVC的響應(yīng)速速是2040ms。而SVG的響應(yīng)速度不大于5ms，能更好的抑制電壓波動(dòng)和閃變，在相同的補(bǔ)償容量下，SVG對(duì)電壓波動(dòng)和閃變的補(bǔ)償效果 。發(fā)電機(jī)租賃低電壓特性好SVG具有電流源的特性，輸出容量受母線電壓的影響很小。 這一優(yōu)點(diǎn)使SVG用于電壓控制時(shí)具有很大的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)電壓越低，越需要?jiǎng)討B(tài)無(wú)功調(diào)節(jié)電壓，SVG的低電壓特性好，輸出的無(wú)功電流與系統(tǒng)電壓沒(méi)有關(guān)系，可以看作是一個(gè)可控恒定的電流源，系統(tǒng)電壓降低時(shí)，仍能輸出額定無(wú)功電流，具備很強(qiáng)的過(guò)載能力。 而SVC是阻抗型特性，輸出容量受母線電壓的影響很大，系統(tǒng)電壓越低，輸出無(wú)功電流的能力成比例降低，不具備過(guò)載能力。因此SVG的無(wú)功補(bǔ)償能力與系統(tǒng)電壓無(wú)關(guān)，而SVC的無(wú)功補(bǔ)償能力隨系統(tǒng)電壓的下降線性降低。 發(fā)電機(jī)租賃運(yùn)行性能提高SVC以可控硅調(diào)節(jié)電抗加多組電容作為無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄危瑯O容易發(fā)生諧振放大現(xiàn)象，導(dǎo)致事故，系統(tǒng)電壓波動(dòng)大時(shí)，補(bǔ)償效果受很大影響，運(yùn)行損耗大；SVG配套電容器不需要設(shè)置濾波器組，不存在諧振放大現(xiàn)象，SVG是有源型補(bǔ)償裝置，是采用可關(guān)斷器件IGBT構(gòu)成的電流源裝置，從而避免了諧振現(xiàn)象，運(yùn)行性能大大提高。 發(fā)電機(jī)租賃諧波特性SVC利用可控硅控制電抗器的等效基波阻抗，不僅受到系統(tǒng)諧波影響大，而且自身會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，必須配套采用濾波器組，濾除SVC自身產(chǎn)生的諧波含量。 SVG采用三電平單相橋技術(shù)，單相可輸出5電平電壓波形，采用載波移相的脈沖調(diào)制方法，不僅受系統(tǒng)諧波影響小，還可以抑制系統(tǒng)的諧波。與SVC相比，SVG采用多重化、多電平或脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)等措施后，大大減少了補(bǔ)償電流中的諧波含量。 發(fā)電機(jī)租賃占地面積小在相同的補(bǔ)償容量下，SVG的占地面積比SVC的減少1/2到2/3.由于SVG使用的電抗器和電容器比SVC少，因此大大縮小了裝置的體積和占地面積。 SVC中的電抗器不僅本身體積比較大，而且考慮到相互間的安裝間隔，整體占地面積較大。綜上所述，SVG無(wú)功補(bǔ)償裝置由于響應(yīng)速度快、諧波含量少、無(wú)功調(diào)節(jié)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以大大改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量，目前已成為無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展方向。
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發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)運(yùn)行的五種方式 勵(lì)磁是指為發(fā)電機(jī)提供運(yùn)行磁場(chǎng)的過(guò)程，根據(jù)勵(lì)磁處理方式的不同，有五種方式：他勵(lì)方式、自勵(lì)方式、混合式勵(lì)磁、轉(zhuǎn)子繞組雙軸勵(lì)磁及定子繞組勵(lì)磁方式。 （1）他勵(lì)方式：發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁不是同步發(fā)電機(jī)本身供給，而是由其他電源供給。 （2）自勵(lì)方式：發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁由同步發(fā)電機(jī)本身發(fā)出的交流經(jīng)整流后供給。 （3）混合式勵(lì)磁方式:分為同軸直流勵(lì)磁機(jī)他勵(lì)加串聯(lián)變壓器自串聯(lián)；同軸直流勵(lì)磁機(jī)他勵(lì)加勵(lì)磁變壓器自并勵(lì)；同軸交流勵(lì)磁機(jī)他勵(lì)加串聯(lián)變壓器自串聯(lián)。 （4）轉(zhuǎn)子繞組雙軸勵(lì)磁方式:其特點(diǎn)是穩(wěn)定性高；有功、無(wú)功可相互獨(dú)立調(diào)節(jié)；引入滑差頻率的交流信號(hào)加入勵(lì)磁，可以控制具有轉(zhuǎn)子滑差的運(yùn)行；事故停機(jī)時(shí)間短；勵(lì)磁繞組短路下失磁運(yùn)行，對(duì)轉(zhuǎn)子起了屏蔽作用，使轉(zhuǎn)子渦流產(chǎn)生的損耗減少了約3/4；可承受短時(shí)間的沖擊負(fù)載。但造價(jià)高。 （5）定子繞組勵(lì)磁方式：有光滑轉(zhuǎn)子、有齒的轉(zhuǎn)子、有契形導(dǎo)體短路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子、有大功率短路繞組的轉(zhuǎn)子。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低。為解決大容量超高壓輸電系統(tǒng)出現(xiàn)的無(wú)功引起過(guò)電壓的問(wèn)題提供了有效的解決辦法。
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