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发电机的分类、原理、结构、使用方法,告别小白,一文全明白
发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。
发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。
一、发电机的分类
柴油发电机组中的发电机是将柴油机的机械能转变为电能的装置,是电力的输出部分。柴油发电机组的种类较多,通常可按以下方法进行分类:
①按使用条件不同,柴油发电机组可分为陆用和船用两大类,陆用机组又可分为固定式和移动式(拖车式)两类。
②按陆用机组使用要求的不同,柴油发电机组可分为普通型、自动化型、低噪声型和低噪声自动化型。
③按发电机输出电流性质的不同,柴油发电机组可分为交流发电机组和直流发电机组。
④按交流同步发电机励磁方式的不同,柴油发电机组可分为装备旋转交流励磁机励磁系统的机组和装备静止励磁机励磁系统的机组;
⑤按柴油发电机组用途的不同,柴油发电机组可分为常用发电机组、备用发电机组、应急发电机组。
二、发电机的工作原理
1、柴油发电机
柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。
2、汽油发电机
汽油机驱动发电机运转,将汽油的能量转化为电能。在汽油机汽缸内,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行作功。
无论是柴油发电机还是汽油发电机,都是各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与动力机曲轴同轴安装,就可以利用动力机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。
三、发电机的结构
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。
四、发电机的使用方法
发电机组的电压变化率约为20~40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此,随着负载电流的增大,必须相应地调整励磁电流。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反,对于感性和纯电阻性负载,它是上升的,而在容性负载下,一般是下降的。
(1)机组启动前的准备:
1.检查润滑油的油位、冷却液液位、燃油量;
2.检查柴油机的供油、润滑、冷却等系统各个管路及接头有无漏油漏水现象;
3.检查电气线路有无破皮等漏电隐患,接地线电气线路是否松动,机组与基础的连接是否牢固;
4.若环境温度低于零度时,须在散热器内添加一定比例的防冻剂;
5.柴油发电机组 次启动或停机较长时间后再次启动,应先用手压泵排尽燃油系统内的空气。
(2)启动:
1.合上控制箱内的保险后,按启动按钮,按下按钮3~5s,若启动不成功,应等20s左右再次启动。若多次启动不成功,应停止启动操作,排除电瓶电压或油路等故障因数后,再次启动;
2.启动时应观察几油压力,若油压无显示或很低时,应立即停车检查。
(3)运行:
1.机组启动后,检查控制箱模块各项参数;机油压力、水温、电压、频率等;
2.通常情况下,机组启动后转速直接达到额定转速;有怠速要求的机组,怠速时间一般为3~5min,怠速时间不易过长,否则可能烧坏发电机相关元器件;
3.检查机组油路、水路及电器的渗漏情况;
4.检查机组各连接处的紧固情况,看有无松动和剧烈振动;
5.观察机组各种保护和监视装置是否正常;
6.当转素达到额定转速,起空载运行的各项参数稳定后,合闸供电;
7.检查确认控制屏各项参数是否在允许的范围内,再次检查机组的振动,有无三漏及其他故障;
8.机组运行时严禁超载。
(4)正常停机:
停机前必须先分闸,一般情况卸载后需运行3~5min停机。
(5)紧急停机:
1.发电机组运转出现异常情况时,必须立即停机;
2.紧急停机时,按下急停按钮或将喷油泵停机控制手柄迅速推倒停车位置。
(6)保养事项:
1.柴油机滤芯更换时间为300H;空气滤芯更换时间为每400H;机油滤芯 次更换时间为50H,以后为250H。
2.机油 次更换时间为50H,以后机油正常更换时间为每250H。
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柴油发电机组在使用运行之前必须正确安装的必要性
机组安装前的准备工作
柴油发电机组是高速旋转设备,在使用运行之前,必须正确安装,才能保证机组可靠、经济合理的正常运行。因此,安装时应给予足够的重视,本节主要介绍柴油发电机组及其辅助设备的安装方法和注意事项。
(1)机组的搬运与存放
机组及其他电气设备一般都有包装箱,在搬运时应注意将起吊的钢索结扎在机器的适当部位,轻吊轻放。为了安装而吊起机组时,首先连接好底架上突出的升吊点,然后检查是否已牢牢挂住,焊接处有无裂缝,螺钉是否收紧等。另外, 用横杆起吊,以防机器碰伤,吊装的点应在重力的中心(靠近发动机)而不是整机的中心,这样才可以垂直吊起。一旦机器离地,就要用导索来防止钢丝绳扭结或机器摇摆。机器放下时要放置在平坦及能承载发电机重量的地方。如果吊起发电机,应安装一个单点的悬吊装置,标准有天盖的机器已有单点悬吊装置。
当机组运到目的地后,如需存放则应放在库房内。若无库房需放在露天存放时,则应将箱体垫高,防止雨水浸蚀,箱上应加盖防雨篷布,以防日晒雨淋损坏设备。由于柴油发电机组的质量和体积较大,因此,安装前应事先考虑好搬运路线,在机房应预留适当的搬运孔口。如果门窗不够大时,可利用门窗位置留出较大的搬运孔,待机组搬入后,再补砌砖墙和安装门窗。
(2)开箱检查
开箱之前将箱上的灰尘泥土扫除干净,并查看箱体有无损伤,核实箱号及数量。开箱时要注意切勿碰伤机件。开箱的顺序一般从顶板开始,在顶板开启后,看清是否属于准备起出的机件。然后再拆其他箱板,如拆顶板有困难时,则可选择适当处拆除几块箱板,观察清楚后,再进行开箱。开箱后应做好以下几项工作。
①根据机组清单及装箱单清点全部机组及附件。
②查看机组及附件的主要尺寸是否与图纸相符。
③检查机组及附件有无损坏、锈蚀。
④机组在开箱后要注意保管,放置平整,法兰及各种接口必须封盖、包扎,防止雨水及灰沙侵入。
⑤如果机组经检查后,不能及时安装,应将拆卸过的机件精加工表面重新涂上防锈油,妥善保存。对机组的传动部分和滑动部分,在防锈油尚未之前不要转动或滑动。若因检查已除去防锈油,在检查完后应重新涂上防锈油。
(3)划线定位
按照平面布置图所标注的各机组与墙或柱中心之间,机组与机组之间的关系尺寸,划定机组安装地点的纵、横基准线。机组中心与墙、柱的允许偏差为20mm,机组与机组之间的允许偏差为10mm。
(4)了解设计内容,准备施工材料
检查设备,了解设计内容,明了施工图纸,参阅说明书。根据设计图上所需要的材料进行备料,然后根据施工组织计划的先后,将材料送到现场。
如果无设计图纸,应以设备说明书为依据,根据设备的用途及安装要求,同时考虑到水源、电源、维修和使用等情况确定土建平面的大小及位置,画出机组布置平面图。
(5)准备起吊设备和安装工具
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柴油发电机组额定参数的介绍
我们日常生活中,很多设备都会有应急电源,比如商场的应急电源,关于备用设备,跟柴油发电机组的使用是离不开的,在柴油发电机组选购的过程中,掌握柴油发电机组额定参数尤其重要。下面就来了解一下柴油发电机组的额定参数:
(1)额定功率(pe):指柴油发电机组在额定运行情况时所能输出的 有功功率,单位为千瓦(kW)或兆瓦(MW)。
(2)额定功率因数(cosφ):指电机额定运行时的功率因数。
(3)额定电压(Ue):指柴油发电机组在正常运行时的线电压,单位为伏(V)或千伏(kv)。
(4)额定电流(Ie):指柴油发电机组在额定状态运行时的线电流,单位为安
(A)或千安(kA)。
(5)额定转速(nc):柴油发电机组为了维持交流电的频率为50Hz时所需要的转速,单位为转/分(r/min)。
(6)额定效率(ηe):指柴油发电机组在额定状态运行时的效率。
(7)额定频率(fe):中国规定额定频率为50Hz。
(8)额定温升:运行中柴油发电机组定子绕组和转子绕组允许比环境温度升高的度数。中国规定环境温度以40℃计算。
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