發(fā)電機是指將其他形式的能源轉換成電能的機械設備,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發(fā)電機,再由發(fā)電機轉換為電能。
發(fā)電機在工農業(yè)生產、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機的形式很多,但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此,其構造的一般原則是:用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路,以產生電磁功率,達到能量轉換的目的。
發(fā)電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。
定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。
轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風扇及轉軸等部件組成。
由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子,轉子連接組裝起來,使轉子能在定子中旋轉,做切割磁力線的運動,從而產生感應電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便產生了電流。
小型風力發(fā)電系統(tǒng)結構一般由風輪、發(fā)電機、尾舵和電氣控制部分等構成。
常規(guī)的小型風力發(fā)電機組多由感應發(fā)電機或永磁同步發(fā)電機加AC/DC變換器、蓄電池、逆變器組成。在風的吹動下,風輪轉動起來,使空氣動力能轉變成了機械能(轉速+扭矩)。風輪的輪轂固定在發(fā)電機軸上,風輪的轉動驅動了發(fā)電機軸的旋轉,帶動永磁三相發(fā)電機發(fā)出三相交流電。風速的不斷變化、忽大忽小,發(fā)電機發(fā)出的電流和電壓也隨著變化。發(fā)出的電經過控制器的整流,由交流電變成了具有一定電壓的直流電,并向蓄電池進行充電。從蓄電池組輸出的直流電,通過逆變器后變成了220V的交流電,供給用戶的家用電器。
風力發(fā)電機根據應用場合的不同又分為并網型和離網型風力機。離網型風力發(fā)電機亦稱獨立運行風力機,是應用在無電網地區(qū)的風力機,一般功率較小。獨立運行風力機一般需要與蓄電池和其他控制裝置共同組成獨立運行風力機發(fā)電系統(tǒng)。這種獨立運行系統(tǒng)可以是幾kW乃至幾十kw,解決一個村落的供電系統(tǒng),也可以是幾十到幾百W的小型風力發(fā)電機組以解決一家一戶的供電。
由于風能的隨機性,發(fā)電機所發(fā)出電能的頻率和電壓都是不穩(wěn)定的,以及蓄電池只能存儲直流電能,無法為交流負載直接供電。因此,為了給負載提供穩(wěn)定、高質量的電能和滿足交流負載用電,需要在發(fā)電機和負載之間加入電力變換裝置,這種電力變換裝置主要由整流器、逆變器、控制器、蓄電池等組成。
適用范圍
柴油發(fā)電機組廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)、學校、醫(yī)院等中小型企業(yè)長期(臨時)用電;發(fā)電機組、工程機械、船舶用等各種固定動力
基本原理
在柴油機汽缸內,經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度升高,達到了柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行,稱為作功。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量,從而帶動曲軸旋轉。
新型發(fā)電機組
柴油發(fā)電機組是一個復雜的系統(tǒng),該系統(tǒng)由柴油發(fā)動機,供電系統(tǒng),冷卻系統(tǒng),啟動系統(tǒng),發(fā)電機,勵磁控制系統(tǒng),保護單元,電控單元,通信系統(tǒng),主控系統(tǒng)組成。發(fā)動機,供油系統(tǒng),冷卻系統(tǒng),啟動系統(tǒng),發(fā)電機可以統(tǒng)一歸納為柴油發(fā)電機組的機械部分。而勵磁控制器,保護控制器,電控系統(tǒng),通信系統(tǒng),主控系統(tǒng)可以統(tǒng)稱為柴油發(fā)電機組的控制部分。