柴油發(fā)電機(jī)工作原理

1、.柴油發(fā)電機(jī)工作原理發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線(xiàn)包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯 (或磁極、磁扼 )繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線(xiàn)端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī) 直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī) 同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)(很少采用 )交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線(xiàn)的

2、運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線(xiàn)端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。直流發(fā)電機(jī)的工作原理;.直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線(xiàn)圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)的原理。電刷上不加直流電壓，用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電樞使之逆時(shí)針?lè)较蚝闼俎D(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈兩邊就分別切割不同極性磁極下的磁力線(xiàn)，而在其中感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)方向按右手定則確定。這種電磁情況表示在圖上。由于電樞連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，因此，必須使載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受到線(xiàn)圈邊ab 和 cd 交替地切割N 極和 S 極下的磁力線(xiàn)，雖然每個(gè)線(xiàn)圈邊和整個(gè)線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是交變的線(xiàn)圈內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是一種交變電動(dòng)勢(shì)，而在

3、電刷 A ，B 端的電動(dòng)勢(shì)卻為直流電動(dòng)勢(shì)(說(shuō)得確切一些，是一種方向不變的脈振電動(dòng)勢(shì))。因?yàn)椋?電樞在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，無(wú)論電樞轉(zhuǎn)到什么位置，由于換向器配合電刷的換向作用，電刷 A 通過(guò)換向片所引出的電動(dòng)勢(shì)始終是切割N 極磁力線(xiàn)的線(xiàn)圈邊中的電動(dòng)勢(shì)，因此，電刷A 始終有正極性。同樣道理，電刷 B 始終有負(fù)極性，所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動(dòng)勢(shì)。如每極下的線(xiàn)圈數(shù)增多，可使脈振程度減小，就可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。這就是直流發(fā)電機(jī)的工作原理。同時(shí)也說(shuō)明子直流發(fā)電機(jī)實(shí)質(zhì)上是帶有換向器的交流發(fā)電機(jī)。;.鐵芯具有吸引磁力線(xiàn)的作用（因?yàn)槠浯抛韬苄。?，發(fā)電機(jī)電樞線(xiàn)圈是放在定子鐵芯槽中的，磁場(chǎng) N-S 的磁力線(xiàn)

4、將被吸引，穿過(guò)定子鐵芯后閉合。磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也就被電樞線(xiàn)圈切割了，自然就產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)和電流。異步電機(jī)一般定子通電，轉(zhuǎn)子有感應(yīng)電勢(shì)，所以我們也稱(chēng)異步電機(jī)為感應(yīng)電機(jī)。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速總是有一定的差異，這才叫異步電機(jī)的。同步電機(jī)是定轉(zhuǎn)子都要通電，而且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速一直是一樣的，所以叫同步電機(jī)。;.;.;.;.;.;.;.;.;.電機(jī)勵(lì)磁方式旋轉(zhuǎn)電機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式。現(xiàn)代電機(jī)大都以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，在電機(jī)中都需要有磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)可以由永久磁鐵產(chǎn)生，也可以利用電磁鐵在線(xiàn)圈中通電流來(lái)產(chǎn)生。電機(jī)中專(zhuān)門(mén)為產(chǎn)生磁場(chǎng)而設(shè)置的線(xiàn)圈組稱(chēng)為勵(lì)磁繞組。;.由于受永磁材料性能的限制，利用永久磁鐵建立的磁場(chǎng)比較

5、弱，它主要用于小容量電機(jī)。但是隨著新型永磁材料的出現(xiàn)，特別是高磁能積的稀土材料如稀土鈷、釹鐵硼的出現(xiàn)，容量達(dá)百千瓦級(jí)的永磁電機(jī)已開(kāi)始研制。一般的電機(jī)多采用電流勵(lì)磁。勵(lì)磁的方式分為他勵(lì)和自勵(lì)兩大類(lèi)。他勵(lì) 由獨(dú)立的電源為電機(jī)勵(lì)磁繞組提供所需的勵(lì)磁電流。例如用獨(dú)立的直流電源為直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組供電；由交流電源對(duì)異步電機(jī)的電樞繞組供電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等等。前者為直流勵(lì)磁，后者為交流勵(lì)磁。同步電機(jī)按電網(wǎng)的情況 , 可以是轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組直流勵(lì)磁,也可以定子上由電網(wǎng)提供交流勵(lì)磁，一般以直流勵(lì)磁為主。如直流勵(lì)磁不足，則從電網(wǎng)輸入滯后的無(wú)功電流對(duì)電機(jī)補(bǔ)充勵(lì)磁；如直流勵(lì)磁過(guò)強(qiáng)，則電機(jī)就向電網(wǎng)輸出滯后的無(wú)功電流 ,使

6、電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)削弱。 采用直流勵(lì)磁時(shí),勵(lì)磁回路中只有電阻引起的電壓降 ,所需勵(lì)磁電壓較低,勵(lì)磁電源的容量較小。采用交流勵(lì)磁時(shí)，由于勵(lì)磁線(xiàn)圈有很大的電感電抗，所需勵(lì)磁電壓要高得多，勵(lì)磁電源的容量也大得多。他勵(lì)式勵(lì)磁電源，原來(lái)常用直流勵(lì)磁機(jī)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，已較多地采用交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)半導(dǎo)體整流后對(duì)勵(lì)磁繞組供電的方式勵(lì)磁。勵(lì)磁調(diào)節(jié)可以通過(guò)調(diào)節(jié)交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流來(lái)實(shí)現(xiàn)；也可以在交流勵(lì)磁機(jī)輸出電壓基本保持不變的情況下，利用可控整流調(diào)節(jié)。后者調(diào)節(jié)比較快速，還可以方便地利用可控整流橋的逆變工作狀態(tài)達(dá)到快速滅磁和減磁，從而取消常用的滅磁開(kāi)關(guān)。前一種方式，整流元件為二極管，如把它和交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組、同步

7、電機(jī)勵(lì)磁繞組一起都裝在轉(zhuǎn)子上，則勵(lì)磁電流就可以直接由交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)整流橋輸入勵(lì)磁繞組,不再需要集電環(huán)和電刷，可構(gòu)成無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng),為電機(jī)的運(yùn)行、維護(hù)帶來(lái)很多方便。當(dāng)然整流元件、快速熔;.斷器等器件在運(yùn)行中均處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，要承受相當(dāng)大的離心力，這在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須加以考慮。自勵(lì)利用電機(jī)自身所發(fā)電功率的一部分供應(yīng)本身的勵(lì)磁需要。電機(jī)采用自勵(lì)時(shí)，不需要外界單獨(dú)的勵(lì)磁電源 , 設(shè)備比較簡(jiǎn)單。但如果原先電機(jī)內(nèi)部沒(méi)有磁場(chǎng) , 它就不可能產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，也就不可能進(jìn)行自勵(lì)。所以實(shí)現(xiàn)自勵(lì)的條件是電機(jī)內(nèi)部必須有剩磁。自勵(lì)系統(tǒng)又可分為并勵(lì)和復(fù)勵(lì)兩種。并勵(lì)指僅由同步電機(jī)的電壓取得能量的自勵(lì)系統(tǒng)，復(fù)勵(lì)指由同步電機(jī)的電壓及電

8、流兩者取得能量的自勵(lì)系統(tǒng)。異步發(fā)電機(jī)的自勵(lì)交流勵(lì)磁的異步發(fā)電機(jī)也可以進(jìn)行自勵(lì)。其交流勵(lì)磁電流須由電容器供給,利用 LC并聯(lián)諧振的原理建立電壓。與直流發(fā)電機(jī)一樣，要實(shí)現(xiàn)自勵(lì)，電機(jī)鐵心中必須有剩磁，利用剩磁在電樞繞組中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)對(duì)電容負(fù)載供電，輸出容性電流。由于輸出相位超前的容性電流，相當(dāng)于輸入滯后的感性電流，它具有助磁作用，使電機(jī)氣隙磁場(chǎng)加強(qiáng)，從而增大電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和容性電流。最后由于磁路飽和的影響，電機(jī)的電壓穩(wěn)定在空載特性和電容特性的交點(diǎn)上（圖5）。它建立電壓的過(guò)程與自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)十分相似。只是用電容特性代替了電阻特性。電容特性的斜率為。為保證異步發(fā)電機(jī)能自勵(lì)建壓，需要有足夠的電容，當(dāng)電容小

9、到臨界值Ccr時(shí) , 電容特性與無(wú)載特性重合，電機(jī)就不能穩(wěn)定發(fā)電。再減小電容，電機(jī)就不能自勵(lì)建立電壓。同步電機(jī)的勵(lì)磁勵(lì)磁系統(tǒng)除了應(yīng)該能維持電機(jī)電壓以外, 還有其他一系列要求 ,如在調(diào)節(jié)系統(tǒng)的無(wú)功功率和在電力系統(tǒng)發(fā)生突然短路、突加負(fù)載及甩負(fù)載時(shí)，能對(duì)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁或強(qiáng)行減磁，以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定;.性和可靠性，當(dāng)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路事故時(shí)能對(duì)電機(jī)快速滅磁，以防止事故擴(kuò)大，避免電機(jī)進(jìn)一步損壞等。所以同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)比較復(fù)雜，種類(lèi)繁多，其分類(lèi)列于表。同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的分類(lèi)如下：同步電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)由勵(lì)磁電源、手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和滅磁裝置等組成。勵(lì)磁電源也分為自勵(lì)式和他勵(lì)式兩大類(lèi)。他勵(lì)式設(shè)備比較龐大，但調(diào)節(jié)性能較好，而自勵(lì)式電源比較簡(jiǎn)單，但是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，電網(wǎng)電壓嚴(yán)重下降時(shí)，其勵(lì)磁電流可能反而減少，使電網(wǎng)電壓情況更為惡化。勵(lì)磁電壓影響電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，為此必須采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)備保護(hù)措施。自勵(lì)式勵(lì)磁電源取自同步電機(jī)內(nèi)部的輔助繞組或直接取自同步電機(jī)本身的出線(xiàn)端。同步電機(jī)自勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)中，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是重要部件。它的作用是當(dāng)同步電機(jī)的端電壓和無(wú)功功率發(fā)生變化時(shí)，能根據(jù)電壓量測(cè)比較單元和無(wú)功補(bǔ)償（調(diào)差）單元送回的反饋信號(hào)，自動(dòng)地控制勵(lì)磁機(jī)或其他勵(lì)磁供電電源的輸出電流，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)端電壓和無(wú)功功率的目的。此外，調(diào)節(jié)