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電能是現(xiàn)代社會最主要的能源之一。發(fā)電機是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備,最早產生于第二次工業(yè)革命時期,由德國工程師西門子于1866年制成,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?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘嫵苫ハ噙M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 : 直流發(fā)電機、交流發(fā)電機 、 同步發(fā)電機、異步發(fā)電機(很少采用)
速較高、轉子直徑與鐵心長度的比值較小時,機械上運行較穩(wěn)定。傘式的推力軸承放在轉子下部的下機架上或水輪機頂蓋上。負重機架是尺寸較小的下機架,可節(jié)約大量鋼材,并能降低從機座基礎算起的發(fā)電機和廠房高度。
同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 同步發(fā)電機絕大多數(shù)是并聯(lián)運行,并網發(fā)電的。各并聯(lián)運行的同步發(fā)電機必須頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則,并聯(lián)合閘的瞬間,各發(fā)電機之間會產生內部環(huán)流,引起擾動,嚴重時甚至會使發(fā)電機遭受破壞。但是,兩臺發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以前,一般說來它們的頻率與電壓的大小和相位是不會完全相同的。為了使同步發(fā)電機能投入并聯(lián)運行,首先必須有一個同步并列的過程。同步并列的方法可分為準同步和自同步兩種。同步發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以后,各機負載的分配決定于發(fā)電機的轉速特性。通過調節(jié)原動機的調速器,改變發(fā)電機組的轉速特性,即可改變各發(fā)電機的負載分配,控制各發(fā)電機的發(fā)電功率。而通過調節(jié)各發(fā)電機的勵磁電流,可以改變各發(fā)電機無功功率分配和調節(jié)電網的電壓。
準同步并列 將已加勵磁的待投運發(fā)電機通過調節(jié)其原動機的轉速和改變該發(fā)電機的勵磁,使其和運行中的發(fā)電機的頻率差不超過0.1~0.5%。在兩機電壓相位差不超過10°的瞬間進行合閘并聯(lián),兩者即可自動牽入同步運行。準同步并列的操作可以手動,也可以借自動裝置完成。
自同步并列 把待投入并聯(lián)的發(fā)電機轉速調到接近電網的同步轉速,在未加勵磁的條件下就合閘并聯(lián),然后再加入勵磁,依靠發(fā)電機和電網之間出現(xiàn)的環(huán)流及相應產生的電磁轉矩把發(fā)電機迅速牽入同步。采用自同步并列時,由于減少了調節(jié)發(fā)電機轉速、電壓和選擇合閘瞬間所需的時間,所以并列的過程較快,特別適宜于電力系統(tǒng)事故情況下機組的緊急投入。但是此法在并列合閘瞬間的電流沖擊比較大,會使電網電壓短時下降,電機繞組端部承受較大的電磁力。
8.交流發(fā)電機的輸出電壓精度差時如何解決?
在日常生活中我們用交流發(fā)電機來供用電設備使用時,常發(fā)生用電設備不能正常工作的情況,其原因是發(fā)電機輸出的交流電不夠穩(wěn)定,這時候需要電力穩(wěn)壓器來穩(wěn)定電壓,也就是我們日常生活中常用到的交流穩(wěn)壓電源,交流穩(wěn)壓電源能使發(fā)電機的輸出電壓精度穩(wěn)定到我們用電設備正常工作所允許的范圍。
[編輯本段]9.異步發(fā)電機
[7]異步發(fā)電機又稱“感應發(fā)電機”。利用定子與轉子間氣隙旋轉磁場與轉子繞組中感應電流相互作用的一種交流發(fā)電機。其轉子的轉向和旋轉磁場的轉向相同,但轉速略高于旋轉磁場的同步轉速。常用作小功率水輪發(fā)電機。
交流勵磁發(fā)電機又被人們稱之為雙饋發(fā)電機
三相異步電動機
.交流勵磁發(fā)電機由于轉子方采用交流電壓勵磁,使其具有靈活的運行方式,在解決電站持續(xù)工頻過電壓、變速恒頻發(fā)電、抽水蓄能電站電動-發(fā)電機組的調速等問題方面有著傳統(tǒng)同步發(fā)電機無法比擬的優(yōu)越性。交流勵磁發(fā)電機主要的運行方式有以下三種:1) 運行于變速恒頻方式;2) 運行于無功大范圍調節(jié)的方式;3) 運行于發(fā)電-電動方式。
隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的提高,線路的增長, 當線路的傳輸功率低于自然功率時,線路和電站將出現(xiàn)持續(xù)的工頻過電壓.為改善系統(tǒng)的運行特性, 不少技術先進的國家,在6"世紀A"年代初開始研究異步發(fā)電機在大電力系統(tǒng)中的應用問題,并認為大系統(tǒng)采用異步發(fā)電機后,可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性, 可靠性和運行的經濟性.
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