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柴油發(fā)電機組的基本原理和結(jié)構(gòu) 柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)其用途的不同，可分為陸用柴油發(fā)電機組及船用柴油發(fā)電機組；如果按品牌的不同，可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機組和進口柴油發(fā)電機組； 按轉(zhuǎn)速不同，可分為低速發(fā)電機組和高速發(fā)電機組。 基本原理 柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣弗列加濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行， 稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。這里只描述發(fā)電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、保護器件和回路。 結(jié)構(gòu)分析 一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機以及控制系統(tǒng)三部分組成，柴油機和發(fā)電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來，二為剛性連接，用高強度螺栓 將發(fā)電機鋼性連接片和柴油機飛 連接而成，目前市場上的柴油發(fā)電機組使用剛性連接的比較 多一些，柴油機和發(fā)電機連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護作用的傳感器，如 水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機的運行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器， 就可以設(shè)定一個上限，當達到或超過這個限定值的時候控制系統(tǒng)會預(yù)先報警，這個時候如果操作 員沒有采取措施，控制系統(tǒng)會自動將機組停掉，柴油發(fā)電機組就是采取這種方式起自我保護作用 的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數(shù)據(jù)和執(zhí)行保護功能的是柴油發(fā)電機組 的控制系統(tǒng)，控制屏一般安裝在發(fā)電機上，稱為背包式控制屏，也有部分是獨立一個屏放置在操 作室內(nèi)，稱為分體式控制屏，控制屏通過電纜和發(fā)電機以及傳感器連接，分別顯示電參數(shù)和柴油 機運行參數(shù)。此外 , 發(fā)電機組還有底盤、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱 , 有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。
發(fā)電機磁場運行的五種方式 勵磁是指為發(fā)電機提供運行磁場的過程，根據(jù)勵磁處理方式的不同，有五種方式：他勵方式、自勵方式、混合式勵磁、轉(zhuǎn)子繞組雙軸勵磁及定子繞組勵磁方式。 （1）他勵方式：發(fā)電機的勵磁不是同步發(fā)電機本身供給，而是由其他電源供給。 （2）自勵方式：發(fā)電機的勵磁由同步發(fā)電機本身發(fā)出的交流經(jīng)整流后供給。 （3）混合式勵磁方式:分為同軸直流勵磁機他勵加串聯(lián)變壓器自串聯(lián)；同軸直流勵磁機他勵加勵磁變壓器自并勵；同軸交流勵磁機他勵加串聯(lián)變壓器自串聯(lián)。 （4）轉(zhuǎn)子繞組雙軸勵磁方式:其特點是穩(wěn)定性高；有功、無功可相互獨立調(diào)節(jié)；引入滑差頻率的交流信號加入勵磁，可以控制具有轉(zhuǎn)子滑差的運行；事故停機時間短；勵磁繞組短路下失磁運行，對轉(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；可承受短時間的沖擊負載。但造價高。 （5）定子繞組勵磁方式：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。特點是結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低。為解決大容量超高壓輸電系統(tǒng)出現(xiàn)的無功引起過電壓的問題提供了有效的解決辦法。
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發(fā)電機的電氣原理及機械特性 發(fā)電機發(fā)展至今，各種類功能層出不窮。是在發(fā)電機行業(yè)較為有代表性的。下面就說說發(fā)電機的電氣原理及機械特性。 電機繞組和電氣性能：所有的發(fā)電機繞組都是2/3節(jié)距繞制，能有效地電壓的三次和3的倍數(shù)次諧波，(第3，第9，第15……)，是不間斷供電設(shè)備等非線性負載的 設(shè)計。與電網(wǎng)并聯(lián)時，2/3節(jié)距結(jié)構(gòu)抑制了有時較大的線圈節(jié)距會產(chǎn)生的過大的中線電流。一個完全連續(xù)的阻尼繞組減少了發(fā)電機并聯(lián)運行時的振蕩。這種2/3節(jié)距、且極和齒都經(jīng)過了仔細精選的繞組匹配抑制了輸出電壓的波形畸變。 電機絕緣和浸漆：絕緣等級是“H”級。所有繞制的零部件都是用專門研制的材料并采用特殊的工藝浸漆的，為發(fā)電機在惡劣環(huán)境中運行提供保障。專門開發(fā)的樹脂基材料為線圈和各旋轉(zhuǎn)部件提供了高加工強度和高機械強度。 干擾：THF（如BS EN60034—1所定義）小于2%。TIF（如NEMA Mgl - 22）所定義）小于50。 過載能力：陸用發(fā)電機可以每12小時過載110%運行1小時。 無線電干擾：無刷裝置和高質(zhì)量的AVR確保無線電傳送時干擾很小，滿足BSEN61000-6標準要求。如果需要的話，可另外提供抗無線電干擾抑制器( RFI)。接線端子和接線盒：標準的發(fā)電機是三相，并可對引至接線端子的12個接線頭重接，接線端子安裝在發(fā)電機非驅(qū)動端的出線板上。茌鋼板制成的出線盒內(nèi)有AVR，并具有足夠空間讓用戶布線。為易于操作，面板為拆卸式面板。 機械特性 軸和鍵：所有發(fā)電機轉(zhuǎn)子都經(jīng)動平衡校驗，校驗振動比BS6861第1部分第2 5級中規(guī)定的小值還要低。雙支點發(fā)電機帶半鍵校動平衡。 空氣過濾器：作為任選件，可在發(fā)電機上裝備空氣過濾器，但額定值下降5%。 我們建議所有安裝空氣過濾器的電機加裝定子繞組高溫報警裝置。 防護等級：所有發(fā)電機都滿足IP23標準防護等級作為可選項可以向客戶提供IP44空冷防護的發(fā)電機，但建議所有IP44發(fā)電機加裝定子繞組高溫報警裝置。 過濾接套和聯(lián)軸器：發(fā)電機都具有單支點和雙支點兩種結(jié)構(gòu)。接套和盤片聯(lián)軸器符合SAE標準，可以和所有帶SAE標準接口的柴油機配套。 海拔和環(huán)境溫度：所有陸用發(fā)電機的額定功率均指海拔不超過1000米，環(huán)境溫度小于40℃時的功率。若海拔超過1000米，每升高500米，功率下降3%; 海拔超過4000米時，請咨詢工廠。環(huán)境溫度超過40℃時，每上升5℃，電機功率下降3%;當環(huán)境溫度超過60℃時，請和工廠聯(lián)系并咨詢
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