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发电机的工作原理 工作原理 一、发电机组生成机理： 发电机组中常用的发电机为同步交流发电机，是以电磁感应为基础的旋转式机械。根据其结构特点可分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。 在机汽缸内，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 充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到的燃点。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’。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机曲轴同轴安装，就可以利用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。 发电机组工作结构图 二、交流发电机生成机理 以旋转电枢式同步发电机为例介绍机组中发电机的工作原理。 旋转磁极式发电机产生电动势的原理与旋转电枢式相同，都是电磁感应现象。而主要区别有两点： （1）产生感应电流的方式：旋转电枢式发电机通过电枢的旋转使闭合线圈的磁通量变化，从而产生感应电流；旋转磁极式发电机则通过磁极的旋转使定子线圈切割磁力线，从而在定子线圈中产生感应电流。 （2）电力输出方式：旋转电枢式发电机通过电刷和集电环向外接电路供电；而旋转磁极式发电机则直接将电力送往外接电路，因此相对于旋转电枢式、旋转磁极式发电机可提供电高的电压，适用于大型发电机。 1、电动势的产生 ● 当导体切割磁场的磁力线时，会在导体中产生感应电动势。 ● 线圈abcd代表整个电伛绕组、其两端分别固定在同一转轴上的滑环1和2上，两者同轴旋转，且相对位置和连接关系不随转子位置的变化而变化。电刷A和B通过刷架固定在发电机的端盖上、且与滑环1、2的滑动接触关系不变。 ● 当电枢沿顺时针方向旋转，ab边处于N极下时、山边的感应电动势方向为由c至d，并设此时电动势方向为正方向;当电枢旋转180。后、ab边处于S极下，cd边处于N极下，此时ab和cd边中的电动势均改变方向，显然此时电动势为负值。 由上述过程可知，对于一对磁极的单向同步交流发电机、其转子旋转一周，在电枢绕组中产生一个周波的交流电动势。若磁通密度B按正弦规律分布，则可产生正弦交流电动势。而对于三相同步交流发电机、其各项绕组产生交流电动势的原理与单项同步交流发电机完全相同。 2、电动势的大小 根据电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时、导体中的感应电动势e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——导体在磁场中的有效长度； ● V——导体垂直于磁场方向的运动速度。 而正弦交流电动势的有效值E计算： E=Kn ● 式中n——发电机转速； ● K——发电机的结构常数。 同步交流发电机制成后，其结构常数K已成定值。因此，可通过改变发电机的转速n或每极磁通来调整其输出电压的高傲。但是，通常情况下要求电动势的频率f恒定，而频率f与转速n成正比，所以发电机的转速是不能随便调整的。因此，主要通过调节同步交流发电机磁通量的大小，达到调整其输出电压的目的。 3、电动势的频率 ● 当发电机磁极对数一定时(如P=1)，其转子每旋转一周，电枢绕组可产生一个周波的交流电动势。转子旋转两周，产生两个周波的交流电动势，苦转子每秒旋转n/60周，则产生n/60周/s的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f与发电机转速n成正比。 ● 当发电机的转速一定时(如n=1周/s)，磁极对数P=1，转子每旋转一周产生一个周波的交流电动势。磁极对数P=2，转子每旋转一周产生两个周波的交流电动势。若为P对磁极，转子每旋转一周产生P个周波的交流电动势。由此可知，交流电动势的频率f还与磁极对数P成正比。 综上所述，同步交流发电机电动势的频率f与其转速n 和磁极对数P成正比，因此f的计算公式为： F=P*n/60 (周/s) 改变同步交流发电机的转速n或磁极对数P,均可改变其频率f。但是，发电机制成后，其磁极对数P是不能改变的因此,只能通过改变转速n来调整频率f。一旦频率f达到额定值后，就不能再随便改变转速n。 4、改善电动势波形的措施 根据要求，同步交流发电机输出电压应为正弦波。但是，由于发电机定子铁芯结构、磁极结构、电枢绕组结构、三相发电机电枢绕组的连接形式等因素的影响，电动势的波形会产生畸变，形成非正弦交流电动势。 非正弦交流电动势中除含有基波分量外，还含有频率不同的许多高次谐波分量。不仅严重影响发电机的性能和工况，还影响用电设备的正常工作。因此，在设计、生产同步交流发电机时，采取了诸多方法，改善电动势波形，使其成为正弦波。其具体方法有：改善磁极形状、采用斜槽定子、改善定子绕组结构和三相发电机采用星形接法。 （1）改善磁极形状：磁极的分布规律由磁极的形状决定，将磁极尖削尖或采用扭斜磁极，使磁通密度B近似按正弦规律分布，进而使电动势成为正弦波； （2）采用斜槽定子：将定子铁芯扭斜一个槽距的位置，使其成为斜糟定子，无论转子旋转至何种位置，磁极端画所覆盖的铁芯齿面积始终保持不变，这样可消除齿谐波的影响； （3）改善定子绕组结构：同步交流发电机通常采用短距分布式绕组结构，可消除或削弱许多高次谐波分量，使电动势接近于正弦波； （4）三相发电机采用星形接法：三相同步发电机的三相电枢绕组采用星形接法，其线电压中将不再含有三次及三的整倍数次谐波分量·改善线电压的波形。 5、同步交流发电机励磁方式 发电机励磁功率的产生方式，称为其励磁方式。同步交流发电机的励磁方式有他励式和自励式两种。 （1）他励式：励磁功率由本身以外的其他电源供给，这种发电机称为:他励式发电机。根据获得励磁功率形式的不同，他励式交流发电机又有采用血流励磁机励磁和采用无刷交流励磁机励磁之分。其中、采用直流励磁机励磁是靠同轴转动的并励直流发电机供给励磁功率的；采用无刷交流励磁机励磁是由同轴转动的交流励磁发电机供给励磁功率的。 （2）自励式：励磁功率由本身供给的发电机称为自励式发电机。其励磁功率一般由以下三种方法获得：直接从同步交流发电机输出端取得，由安装在同步交流发电机的定子槽中的副绕组供给；发电机电枢绕组为带抽头式的，由抽头处引出部分电枢绕组供给。 综上所述，无论是他励式同步交流发电机，还是自励式同步交流发电机，改变励磁电流的大小，均可调整发电机的输出电压。

发电机为什么要定期保养维护 发电机组均为市电故障停电后的应急备用电源的提供者，绝大多数时间机组处于待机备用状态，一旦停电，就要求机组“急时启动，急时供电”否则备用机组将失去意义，如何才能达到此目的？实践证明：加强日常维护保养是经济有效的方法，因为机组长斯处于静态，机组本身各种材料会与机油、冷却水、、空气等发生复杂的化学、物理变化，从而将机组“停坏”。 1、 机组起动电瓶故障 电瓶长时间无人维护，电解液水分挥发后得不到及时补充，没有配置起动电瓶充电器，电瓶长时间自然放电后电量降低，或所使用的充电器需要人工定期进行均充浮充倒换，由于疏忽未进行倒换操作致使电瓶电量达不到要求，解决此问题除了配置高品质充电器外，必要的检测维护是必须的。 2、 水进入机 由于空气中水气在温度的变化发生冷凝现象，结成水珠挂附在油箱内壁，流入，致使含水量超标，这样的进入发动机高压油泵，会锈蚀精密耦合件-----柱塞，严重的会损坏机组，定期维护即有效可避免。 3、 机油的保持期（二年） 发动机的机油是机械润滑作用，而机油也有一定的保持期，长时间存放，机油的物理化学性能会发生变化，造成机组工作时润滑状况恶化，容易引发机组零件损坏，所以润滑油要定期更换。 4、 三滤的更换周期（柴滤、机滤、空滤、水滤） 滤器是起到对、机油或水过滤作用的，以防杂质进入机体内，而在中油污、杂质也是不可避免的存在，所以在机组运行过程中，过滤器就起到了重要作用，但同时这些油污或杂质也就被沉积在滤网壁上而使滤器过滤能力下降，沉积过多，油路将无法畅通，这样油机带载运行时将会因油无法供给而休克（如同人缺氧），所以正常发电机组在使用过程中，我们建议： 、常用机组每500 小时更换三滤；第二、备用机组每二年更换三滤； 5、 冷却系统 水泵、水箱及输水管道长时间未作清洗，使水循环不畅，冷却效果下降，水管接头是否良好、水箱、水道是否有漏水等，如果冷却系统有故障，导致的后果有： 、冷却效果不好而使机组内水温过高而停机，威尔信机组常见；第二、水箱漏水而使水箱内水位下降，机组也会无法正常工作（为防止在冬季使用发电机时，水管冻结，我们建议 在冷却系统中安装水加热器）。 6、 润滑系统、密封件 由于润滑油或油酯的化学特性及机械磨损后产生的铁屑，这些不仅降低了它的润滑效果，还加速了零件的损伤，同时由于润滑油对橡胶密封圈有一定的腐蚀作用，另外油封本身也随时而老化使其密封效果下降。 7、 、配气系统 发动机功率的输出主要是在缸内燃烧做功而是通过喷油嘴喷出，这就使燃烧后的积炭沉积于喷油嘴，随沉积量的增加喷油嘴喷油量将受到一定影响，导致喷油嘴点火提前角时间不准，发动机各缸喷油量也就不均匀，工作状态也就不平稳，所以定期对系统的清洗，过滤部件的更换其供油畅通，对配气系统的调正使其点火均匀。 8、 机组的控制部分 油机的控制部分也是机组维护保养的重要部分，机组使用过长，线路接头松动，AVR模块工作是否正常