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永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和前景
我國(guó)風(fēng)能資源非常豐富，可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國(guó)陸地風(fēng)能資源可開(kāi)發(fā)量大約有23.8億千瓦，海上風(fēng)能資源可開(kāi)發(fā)量約2億千瓦。我國(guó)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(kāi)發(fā)量約占全國(guó)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(shí)期，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量占發(fā)電機(jī)總?cè)萘勘壤龑⑦M(jìn)一步加大，出于電網(wǎng)考慮，風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(bǔ)貼，“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來(lái)發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚(yáng)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(jī)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)低成本制造，使機(jī)組極易實(shí)現(xiàn)低電壓穿越，在國(guó)內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。
永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于機(jī)械損耗小、運(yùn)行效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機(jī)型受到社會(huì)廣泛關(guān)注，并逐漸開(kāi)始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)、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(dòng)風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)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(jī)為永磁式發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵(lì)磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實(shí)現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機(jī)的變頻的交流電通過(guò)變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實(shí)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(diǎn)
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(jī)已變得越來(lái)越具吸引力了。
采用永磁同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1）永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不需要?jiǎng)?lì)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(diǎn)；2）變速運(yùn)行范圍寬，即可超同步運(yùn)行也可以亞同步運(yùn)行；3）轉(zhuǎn)子無(wú)勵(lì)磁繞組，磁極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變頻器容量小，可以做成多極電機(jī)；4）同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)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(jī)的維護(hù)工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
（3）適用場(chǎng)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(wèn)題，如為高速公路照明設(shè)備提供電源等；2）在單機(jī)容量比較小的風(fēng)場(chǎng)，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(tái)站等偏遠(yuǎn)、負(fù)載較輕的用戶，提供電力。
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發(fā)電機(jī)組起動(dòng)后，排氣管持續(xù)冒藍(lán)煙排除方法， 故障分析：這種故障是一種綜合性故隘，其產(chǎn)生的原因一般是部分機(jī)油竄入燃撓室后，受高溫高壓的作用而蒸發(fā)形成蒸氣，而后隨廢氣排出。如果機(jī)油被燃撓，則又會(huì)使持氣管目黑姻，造成燃燒室內(nèi)積碳增加，機(jī)油消耗量上升。當(dāng)噴油嘴內(nèi)部儡件卡死或油孔堵塞時(shí)，排氣管也會(huì)冒藍(lán)姻，具體原因有：機(jī)油過(guò)徐氣門桿與汽缸蓋內(nèi)部氣門導(dǎo)管的藩損間陽(yáng)過(guò)大，使?jié)櫥瑲忾T機(jī)構(gòu)的機(jī)油被吸入燃燒室內(nèi)；活塞環(huán)、活塞和汽缸套之間的磨損間隔過(guò)大，造成機(jī)油進(jìn)入燃燒室內(nèi)：油底殼內(nèi)的機(jī)油過(guò)多；活塞環(huán)被積碳膠結(jié)在活塞環(huán)槽內(nèi)，活塞環(huán)彈力不足，活塞環(huán)開(kāi)口沒(méi)有錯(cuò)開(kāi)，油環(huán)上、下面方向裝反；新柴油機(jī)或大修后的柴油機(jī)沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分的磨合，造成汽缸密封性差。
排除方法：
①檢查機(jī)油粘度、質(zhì)量及存泊量。若機(jī)油長(zhǎng)期得不到更換而變稀或機(jī)油量過(guò)多，均會(huì)使部分機(jī)油進(jìn)入指撓室內(nèi)，造成柴油機(jī)起動(dòng)后排氣管冒藍(lán)煙并會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)功率下降。要求機(jī)油鉆度符合規(guī)定，機(jī)油量在柴油機(jī)起動(dòng)前應(yīng)到機(jī)油標(biāo)尺的靜滿刻度線，機(jī)油中應(yīng)無(wú)雜質(zhì)。若不符合上述要求，應(yīng)更換機(jī)油或?qū)τ土窟M(jìn)行調(diào)整，故降即可排除。
②用隔斷法紹小故諺范圍。柴油機(jī)起動(dòng)后，用田斷法依次使四個(gè)汽缸中的某一缸停止供油（用開(kāi)口扳手?jǐn)嚅_(kāi)高壓油泵上部的高壓油管或拆下高壓油泵檢查口的蓋板，用乎口媚絲刀攝起高壓油泵分泵的波輪體，以觀察各汽缸在停止供油前和停止供泊后工作狀態(tài)的變化。若萊汽缸停止供油后排藍(lán)姻現(xiàn)象消失或減弱，則說(shuō)明故障在該汽缸。如果用陷斷法分別斷開(kāi)各汽缸的供泊后持氣管目藍(lán)煙的現(xiàn)象未消失，則說(shuō)明此故障不是個(gè)別汽缸的原因造成的，而要查找對(duì)備缸都有影響的故障原因或進(jìn)行其他檢查。
③若通過(guò)踴斷法分別停止各缸的供油后柴油機(jī)排氣管冒藍(lán)煙的現(xiàn)象未消失，則應(yīng)使柴油機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，過(guò)10mh后重新起動(dòng)柴油機(jī)，然后用手分別觸模各缸的排氣短管，如圖5—ll所示。若個(gè)別汽缸的排氣短管的溫度較其他汽缸的排氣短管的溫度低得鉸多，應(yīng)拆卸該汽缸的噴油器總成。
④將拆卸后的噴油器總成對(duì)地接在高壓油管上，起動(dòng)柴油機(jī)至怠速以檢查噴油器的噴油霧化質(zhì)量，若噴油器不噴油，應(yīng)更換噴油嘴。當(dāng)噴油嘴出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象時(shí)，柴油機(jī)起動(dòng)后會(huì)出現(xiàn)排氣管冒藍(lán)煙現(xiàn)象。若柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各汽缸的排氣短管的溫度基本一致，則應(yīng)進(jìn)行其他項(xiàng)目的檢查。
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柴油發(fā)電機(jī)組頻率降低對(duì)設(shè)備會(huì)有哪些影響
柴油發(fā)電機(jī)組的的頻率降低是什么意思呢，對(duì)設(shè)備的影響有多大呢？我們知道，柴油發(fā)電機(jī)組頻率過(guò)低對(duì)于用電設(shè)備的影響是極為不利的，因此為了保持發(fā)電機(jī)組頻率的額定值，我們需要使用合理的發(fā)電機(jī)組維修方法對(duì)其進(jìn)行必要的頻率調(diào)節(jié)。那么，頻率過(guò)低到底會(huì)給柴油發(fā)電機(jī)組帶來(lái)什么影響呢？
影響之一：低頻率運(yùn)行將增加汽輪機(jī)葉片所承擔(dān)的壓力，引起葉片的共振，縮短葉片的壽命，甚至使葉片斷裂。
影響之二：低頻率運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的通風(fēng)量將減少，為了維持正常電壓，要求增加勵(lì)磁電流，使柴油發(fā)電機(jī)組頂子和轉(zhuǎn)子的溫升增加，為了不超越溫升限額，不得不降低柴油發(fā)電機(jī)組所發(fā)電量。
影響之三：低頻運(yùn)行時(shí)，由于磁通密度增大，變壓器的鐵芯損耗和勵(lì)磁電流都將增大，為了不超越溫升限額，不得不降低變壓器負(fù)荷。
影響之四：頻率降低時(shí)，系統(tǒng)中的無(wú)功功率負(fù)荷將增大，從而導(dǎo)致系統(tǒng)電壓水平的下降。
發(fā)電機(jī)組電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率有著密切聯(lián)系，柴油發(fā)電機(jī)組頻率過(guò)低將會(huì)影響設(shè)備的正常工作，降低產(chǎn)品質(zhì)量，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。因此，為了避免系統(tǒng)頻率下降所帶來(lái)的影響，我們需要按照系統(tǒng)額定頻率來(lái)設(shè)定，當(dāng)出現(xiàn)頻率變動(dòng)時(shí)及時(shí)調(diào)節(jié)，這對(duì)于發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響。
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