主要结构

发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
发电机
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。

主要分类

发电机
发电机的分类包括:
发电机分:直流发电机和交流发电机;
交流发电机分:同步发电机和异步发电机(很少采用);
交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
发电机的种类有很多种。从原理上分为同步发电机、异步发电机、单相发电机、三相发电机。从产生方式上分为汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、汽油发电机等。从能源上分为火力发电机、水力发电机等。

发明历史

1832年,法国人毕克西发明了手摇式直流发电机,其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势,并把这种电动势以直流电压形式输出;
1866年,德国的西门子发明了自励式直流发电机;
1869年,比利时的格拉姆制成了环形电枢,发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的,经过反复改进,于1847年得到了3.2KW的输出功率;
1882年,美国的戈登制造出了输出功率447KW,高3米,重22吨的两相式巨型发电机;
1896年,特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运,3750KW,5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。

工作原理

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’。

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。

相关规程

安装规程

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.柴油发电机组第一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。
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。
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。
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。
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。
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;机油滤芯第一次更换时间为50H,以后为250H。
2.机油第一次更换时间为50H,以后机油正常更换时间为每250H。

操作规程

1.启动前应检查燃油箱油量是否充足,各油管及接头处无漏油现象;
冷却系统水量是否充足、清洁、无渗漏,风扇皮带松紧是否合适。检查内燃机与发电机传动部分应连接可靠,输出线路的导线绝缘良好,各仪表齐全、有效。
2.启动后,应低速运转3~5分钟,待温度和机油压轮均正常后,方可开始作业。发电机在升速中应无异响,滑环及整流子上电刷接触良好,无跳动及冒火花现象。待运转稳定,频率、电压达到额定值后,方可向外供电。
3.运行中出现异响、异味、水温急剧上升及机油压力急剧下降等情况时,应立即停机检查并排除故障。
4.发电机功率因数不得超过迟相(滞后)0.95。频率值的变动范围不得超过0.5HZ。
5.停机前应先切断各供电分路主开关,逐步减少载荷,然后切断发电机供电主开关,将励磁变阻器复回到电阻最大值位置,使电压降至最低值,再切断励磁开关和中性点接地开关,最后停止内燃机运转。

注意事项

正确使用和维护发电机组可延长发电机组的使用寿命:
起动前的准备工作:
1、机房操作人员应遵守安全操作规程,穿工作服和绝缘鞋,机组人员应分工明确;
发电机
2、检查飞轮及发电机部分防栏杆罩是否完好;
3、检查各变速箱、离合器、调速器、油位、各紧固件等,确认完好,油水温度不低于20度时,方可起动;
4、将各系统管路闸门设置在“工作”位置;
5、检查传动机构的链接螺栓,并紧固好;
6、将离合器手柄压力是否正常,超速保险装置是否定位;
7、检查贮气瓶压力是否正常,超速保险装置是否定位;
8、打开打气泵的排污阀;
9、检查循环水泵、机油泵、燃油泵是否正常;
10、将励磁电阻置于最大的电阻位置,并将送电开关断开。
起动和运行操作:
1、对于停机超过24h的机组,须先打开试动阀,并起动机油泵。
对于停机超过7天的机组,应测量励磁机及操作电路的绝缘电阻,必须符合要求;
2、起动燃油泵,放出管路中的空气,观察电压是否在规定的范围内。若正常,方可进行正式起动;
3、察看起动电源的电压是否符合要求。若电压正常,按下起动按钮等柴油发动机正常运行后即松开;
4、当柴油发动机运转后,观察机油压力表的指示值,当升到规定值以上时,停止机油泵,并关闭扫气泵排污阀,穿好前离合器螺钉;
5、当发电机起动后,即认为发电机及全部电气设备均已带电,人体不得接触带电部位;
6、发电机起动后,应逐渐提高柴油发动机的转速,并进行送电前的检查;
7、逐渐调整柴油发动机的转速,但在调整时应注意观察发电机运转是否正常。正常时,集电环及换向器上的电刷应无跳动、无冒火花现象、无异常响声;
8、调整发电机输出的电压和频率,其电压值应稳定并达到380v+-10v,频率应达到50Hz+-0.5Hz。[2]

主要特性

工作特性:
表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。
这些特性是用户选用发电机的重要依据。
空载特性:
发电机不接负载时,电枢电流为零,称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0(三相对称),其大小随If的增大而增加。但是,由于电机磁路铁心有饱和现象,所以两者不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特性。
电枢反应:
当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场,称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等,两者同步旋转。
同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为电感性时,电枢反应磁场起去磁作用,会导致发电机的电压降低;当负载呈电容性时,电枢反应磁场起助磁作用,会使发电机的输出电压升高。
负载运行特性:
主要指外特性和调整特性。