第四讲发电机运行原理及特性教案分析.pptVIP

第四讲 发电机原理 发电机组原理 发电机组是将其他形式的能量转化成电能的发电设备。主要将自然界的煤、油的化学能、水能、核能、风能和太阳能等能量通过发电机组的形式转化成电能，提供生产和生活的需要。 本项目发电机组是柴油发电机组，柴油发动机通过燃烧柴油产生的化学能转换成机械能，机械能通过发电机最终转化成电能。 发电机简介 发电机是将机械能转换成电能的装置。是以磁场为耦合场，利用电磁感应和电磁力的作用而实现能量转换的机械装置。我们使用的发电机为同步交流发电机，当发电机以1500转/分的速度转动时，发电机就能提供50Hz,6300V的三相交流电源。 电磁场概念 电荷：物质的固有属性之一。 电量守恒定律：电荷在转移前后，其总电量不变。 电场：电荷周围空间存在的一种特殊物质。 磁场：电流周围空间存在的一种特殊物质。 电场与磁场共同存在。 变化的电场可以产生磁场；变化的磁场可以产生电场。 电磁感应定律：当穿过任何闭合回路所界定面积中的磁通量发生变化时，在回路中产生的感应电动势等于该磁通量对时间的变化率的负值： e = －dF / dt (V) 发电机原理模型 这是一个演示交流发电机工作原理的模拟装置，用手或其它方式匀速转动转轮，带动线圈在磁场中旋转，就会产生感应电流。 同步发电机工作原理 利用磁场与导体之间的相对运动而使导体感应产生电动势发出电能。 在定子铁心的槽内放置导线，导线按一定规律联成绕组；转子上装有磁极和激磁绕组。当激磁绕组通以直流电流后，电机内就会产生磁场。转动转子，则磁场与定子导线之间有相对运动，就会在定子导线中感应出交流电势。交流电势的频率 f 取决于电机极对数 p 和转子转速 n。 f = p × n/60 (Hz) 同步发电机的基本结构 交流发电机的基本结构形式分为旋转电枢式和旋转磁场式。旋转电枢绕组发出的电能一般采用电刷和滑环来引接，所以不易引接出大电流，并容易产生火花及磨损。只适用于小容量、低电压交流发电机。 一般交流发电机采用旋转磁场式结构。 发电机的磁极结构可分为凸极式和隐极式。隐极式转子为圆柱形，与定子间气隙是均匀的，无明显磁极。凸极式转子有明显的磁极，南、北极相间排列，气隙不均匀，极弧低下气隙小，极间部分气隙大。 转子直径受到离心力的影响，有一定限制。隐极发电机适用于高速结构；为了增加容量，只能增加转子的长度。凸极发电机适用于中、低转速结构。 同步发电机的基本结构 同步电机的磁路 对磁路的要求： 气隙磁密的分布要尽量接近正弦波； 励磁绕组通入励磁电流后，能够产生足够数量的气隙磁密 主磁通：经过气隙并与定子电枢绕组相链的磁通。 漏磁通：凡不与定子绕组相链，只与转子绕组相链的磁通。 只有主磁通与定子绕组 间有相对运动，才能在定子绕组中感应电势。 同步电机的磁路 当凸极电机的极靴和定子间有等气隙，则气隙磁密分布在极间均匀；而在磁极两边不均匀；与正弦波形相差甚远。 改善气隙磁密分布波形，将凸极电机做成不均匀气隙。磁极极靴两端的气隙比中间大，磁阻大，磁力线疏。所以，气隙各处磁密大小不同 当满足要求： 极弧系数?P=0.68－0.72 气隙比值?max/?min=1.3－1.8 气隙分布接近正弦波形状 自励控制系统图 主 要 特 点 高质量 无刷结构 低电抗 5/6绕组节距 多种电压 多个接线头可重接 非常适合于非线性负载 高效率 控制系统的可选择 附件范围广 浸渍手段使发电机可在恶劣环境下运行 发电机的维护保养 运行前检查 1、接地 必须按照现场规定正确接地。 危险！不正确的接地和不正确的保护会导致人员伤亡 2、绝缘检查 在机组运行一年左右后，应检查线圈的阻值。此时，自动稳压器应断开，旋转二极管可以临时用电线短接，或者先断开，所有的控制线路都要断开。拆开中点和地之间的导线，用一个2500V兆欧表或类似的其它仪表测量从终端到地的阻抗。机器到地的绝缘阻抗应超过200MΩ。如绝缘阻抗少于200MΩ，必须对线圈进行烘干处理。 交流发电机的内外都应定期清洁，而清洁的频率则要视机器所在地的环境(一个月清洁一次)。当需要清洁时，可按照下列步骤进行：将所有电源断开，把外表所有的灰尘、污物、油渍、水及任何液体擦掉，通风网也要清洁干净，因为这些东西进入线圈，就会使线圈过热或破坏绝缘。灰尘和污物最好用吸尘器吸掉，不要用吹气或高压喷水来清洁。 要定期向轴承注入润滑油，一般周期为半年。 * 浙江中高动力科技股份有限公司 励磁机 转子 (电枢) 励磁机磁场 (定子) 主 机 定 子 主机磁场 ( 转子 ) 机械旋转 动力输入 旋转二极管 A.V.R. 输出 检测 电力 电力输出 AVR控制系统 AVR