发电机组之——上柴发电机


发布时间:

2022-03-15

一般来说,上柴发电机组由发动机(提供动能)、发电机(产生电流)和控制系统组成。风力发电机依靠风力驱动发电机旋转产生电流;水力发电机利用水流落差发电,带动发电机发电。燃油发电机依靠柴油或汽油燃烧来发电,以驱动发电机组。

一般来说,上柴发电机组由发动机(提供动能)、发电机(产生电流)和控制系统组成。风力发电机依靠风力驱动发电机旋转产生电流;水力发电机利用水流落差发电,带动发电机发电。燃油发电机依靠柴油或汽油燃烧来发电,以驱动发电机组。虽然各种发电系统的动力源可能不同,但都有一个非常重要的共同部分,那就是发电机。在我们的日常生活中,我们使用的电能来自发电厂,他们离不开开上柴发电机,它的转子可以由水轮机、汽轮机、内燃机等驱动。

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  目前人类使用的电能99%是由同步上柴发电机产生的。为了实现能量转换,同步发电机需要一个DC磁场,产生磁场的DC电流称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式,所有从其他电源获得励磁电流的发电机称为他励发电机,从上柴发电,自身获得励磁功率的发电机称为自励发电机。同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。一部分用来给发电机的励磁绕组提供DC电流,建立DC磁场,通常称为励磁功率输出部分(或功率单元)。另一部分用于正常运行或事故时调节励磁电流,以满足运行需要。这部分包括励磁调节器、强制励磁、强制退磁和自动退磁等。一般称为励磁控制部分(或控制单元)。

  除了上面提到的励磁上柴发电机,发电机组中还有一种永磁上柴发电机。它和励磁发电机的区别是它的励磁磁场是由永磁体产生的。永磁体不仅是磁源,也是电机磁路的组成部分。永磁发电机转子采用钢结构,永磁体按顺序嵌在表面。转子表面磁通强、重量轻、体积小、无接触,整机磨损的部位是轴承。此外,在相同功率水平下,永磁上柴发电机直轴磁路中永磁体的磁导率很小,直轴电枢反应Xad远小于电励磁同步电机,因此电压调整率也小于电励磁同步电机,输出波形接近正弦波,输出电压稳定,线电压畸变小,输出电压波形好。永磁体结构消除了产生转子磁场所需的励磁功率和碳刷与滑环之间摩擦的机械损耗,大大提高了永磁发电机的效率。普通励磁发电机在额定转速范围内平均效率只有65%,而永磁上柴发电机可以达到83%以上。

  运行在电力系统中的发电机既有有功负荷又有无功负荷,有功电流的变化会影响发电机的转速和频率,无功电流的变化会影响发电机的电压。为了保证发电机频率和电压的稳定,须及时调整上柴发电机的输入功率和励磁电流。