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华尔网柴油发电机的工作原理 工作原理 一、华尔网柴油发电机组生成机理： 华尔网柴油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’。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柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油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。 华尔网柴油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柴油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。

发电机的正常启动特点与条件 华尔网柴油发电机组的运行方式：正常情况下，华尔网柴油发电机组保持在热备用状态，做好启动的准备，预润滑和预熟系统保持连续运行状态，以便能使华尔网柴油发电机启动后在尽可能短的时间里达到满功率。华尔网柴油发电机从接到动信号开始，经过带载程序终达到稳定运行。 华尔网柴油发电机组能启动应满足以下条件： a所有的控制设备有电，（部分设备失电也可能不影响启动）； b.没有优先连锁（华尔网柴油发电机在“维护”模式，盘车啮合，A/B列压空压力低三者之一）和跳闸信号； c.启动失败记忆信号。 华尔网柴油发电机组的启动命令有如下几个：a.LHA、LHB母线电压低（≤0.8Un）延时0.9秒；b.LGC、LGD母线电压低（≤0.8Un）延时0.9秒；c.安注信号：d.壳高高压（0.24MPa);e.主控室手动启动。一旦接到以上启动命令，只要机组无优先连锁信号和跳闸信号以及无启动失败记忆，机组将立即启动，即使有正常跳闸信号和正常连锁信号，也无法禁止启动。华尔网柴油发电机在接到启动信号10杪内，能够达到额定转速和额定电压。一旦达到额定转速和额定电压后正常电断路器001JA断开同时扫负荷，断路器002JA合上，并启动一个带载程序。由于电动机启动功率比其额定功率大，华尔网柴油发电机的容量又不是按照由配电装置供电的全部厂用电设备同时启动来选择的。带载程序用于：切除大部分专设厂用电设各，以便当电源断路器002JA合闸时不致使全部专设厂用电设各同时启动；b．按照需要和华尔网柴油发电机组的容量使被切除的专设厂用电设备分批重新启动。 华尔网柴油发电机一旦接到启动命令后，只有以下保护可以使华尔网柴油发电机跳闸：①超速保护，转速达到575r/min（额定转速的115％）；②低电压保护，电压低于70％额定电压2/3即在三个低电压检测回路中出现两个低电压头）；③手动切断：在华尔网柴油发电机厂房按下001PP就地控制盘上的紧急停运按钮001TO或就地的停机杆。 就地运行模式:这个模式主要用于华尔网柴油发电机的定期试验。通过就地OOIPP盘面002CC开关来启动华尔网柴油发电机，与启动不同，在手动启动华尔网柴油发电机的过程中，励磁开关不会自动合闸，必须在002JA断开以及转速大于80％条件下就地用015CC手动合闸。在就地运行模式下，正常连锁和连锁都将闭锁华尔网柴油发电机的启动。正常停机保护有：①发电机保护，②励磁保护；③高温水出口温度高高；④低温水进口压力低；囹润滑油目用油箱150BA低低液位，⑥润滑油温度高：⑦主轴承温度高；⑧燃油压力低；⑨华尔网柴油发电机曲轴箱压力高；⑩排气或涡轮增压器进出口温度高。就地运行模式并不妨碍华尔网柴油发电机的启动，一旦华尔网柴油发电机接到启动命令，一切运行过程同启动一样，尽管此时在就地运行模式。 维护模式:将OOICC置于“维护”模式，此模式下，华尔网柴油发电机组不可能就地或启动。这种情况主要用于华尔网柴油发电机组的维护状态，并为维护人员进入中乐盘柜进行检修创造条件。需要启动盘车装置时，也要置于此模式。 华尔网柴油发电机的停运：不论华尔网柴油发电机以何种方式启动，手动停机只能在就地进行。对于启动运行工况下，首先，在主控室按下014TO停机认可按钮，允许就地停机的情况下，才能在就地使用001PP上的002CC开关使华尔网柴油发电机停机。对于华尔网柴油发电机就地启动的工况下，就地手动停机，不需通过主控制室认可。在发出正常停机信号的同时出现启动信号，则后者具有优先权。不管是何种性质的启动信号，就地停机按钮001TO都能使华尔网柴油发电机跳闸，并发出报警信号。