发电机的主要特性
同步发电机基本工作原理及运行特性
同步发电机基本工作原理及运行特性一、基本工作原理及结构同步发电机是利用电磁感应原理，将机械能转变为电能的装置。
所谓电磁感应就是导体切割磁力线的能产生感应电势，将导体连接成闭合回路，就有电流通过的现象。
导体镶嵌在铁芯的槽里，铁芯是固定不动的称为定于（静子）。
磁极是转动的，称为转子。
它是由励磁绕组和铁芯组成的。
励磁绕组通过滑环与外部励磁回路相连，定子和转子是发电机的基本组成部分。
那么，三相交流电是如何产生的呢？直流电通入转子绕组后，就产生了稳恒的磁场，沿定于铁芯内圆，每相隔120度，分别安放三相绕组A－X、B－Y、C－Z。
当转子被汽轮机拖动以3000r/min旋转时，定子绕组便切割磁力线，产生感应电势，感应电势的方向可由右手定则来确定。
由于转子产生的磁场是旋转磁场，所以定子绕组切割磁力线的方向不断变化，在其中感应的电势方向就不断变化，因而形成交变电势即交流电势。
交流电势的额定频率为f，它决定于发电机的极对数P和转速n，其计算公式为:f=np/60HZ，我国规定交流电的频率为50HZ。
即：p=1，n=3000r/min交流电势的相位关系：转子以3000r/min的转速不停地旋转A、B、C三相绕组先后切割转子磁场的磁力线，所以三相绕组中电势的相位是不同的，因为定子绕组在安放时，空间角度相差120°相序为A－B－C。
何为同步呢？当发电机并列带负荷后，三相绕组中的定子电流（电枢电流）将合成一个旋转磁场，交流磁场与转子同速度，同方向旋转，这就是同步。
二、同步发电机的运行特性同步发电机的运行特性，一般是指发电机的空载特性、短路特性、负载特性、外特性和调整特性等五种。
其中，外特性和调整特性是主要的运行特性，根据这些特性，运行人员可以判断发电机的运行状态是否正常，以便及时调整，保证高质量安全发电。
而空载特性、短路特性、负载特性则是检验发电机基本性能的特性，用于测量，计算发电机的各项基本参数。
1、外特性所谓外特性，就是励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下，负荷变化时发电机端电压U的变化曲线。
【知识讲解】发电机的空载特性VS短路特性
【知识讲解】发电机的空载特性VS短路特性一，发电机的空载特性和短路特性介绍：1、发电机的空载特性发电机的空载特性是指发电机以额定转速空载运行时其定子电流与励磁电流的关系。
大修后通过做发电机的空载特性，可以判断定子铁芯有无局部短路，如有短路，该处的的涡流去磁作用将使励磁电流因升至额定电压而增大。
2、发电机的短路特性发电机的短路特性是指在额定转速下，定子绕组三相短路时，短路电流与励磁电流之间的关系，利用短路特性可以判断转子线圈有无匝间短路，当转子线圈有无匝间短路时由于安匝数减少，同样的励磁电流短路电流将会减少。
二、做发电机空载特性试验应注意哪些事项？做发电机空载特性试验应注意以下事项：(1)发电机的继电保护装置应全部投入运行状态，并应作用于能够跳开灭磁开关。
(2)强励装置和自动电压调节装置不应处于投入状态。
(3)试验所用的分流器和表计的准确度不应低于0.5级。
(4)在试验中，当调节励磁电流时，只能向一个方向调节，在调节过程中不得向反方向操作，否则，将影响试验的准确性。
三、怎样进行发电机的空载特性曲线试验？具体试验步骤如下：(1)断开发电机出口油断路器。
(2)起动发电机并使其达到额定转速后保持不变。
(3)合上励磁开关，然后逐渐调节电阻Rn，增大励磁电流，此时，端电压Vo也随着增高，直至端电压升高到额定电压的1.25倍左右。
在调节Rn的过程中，要在其间选取9～10点，数点同时记录Vo，Il，以及所对应的转速，并要注意，在额定值附近要多取几点。
(4)调节电阻Rn，使励磁电流下降，直至到零为止，并也要按(3)中各点记录对应的Vo和Il，当励磁电流Il降到零时，应读取剩磁电压值。
(5)根据记录的Vo和Il，数值，可绘制出一般上升的曲线和下降的曲线，然后取平均值，即可得出发电机的空载将性曲线。
四，发电机短路特性试验和试验目的发电机短路试验发电机的短路特性试验，是指发电机在额定转速下定子三相绕组短路时，定子稳态短路电流与励磁电流的关系曲线。
第三章风力发电机组的特性分析
第三章风力发电机组的特性分析风力发电机组是利用风能转化为电能的装置，最主要的组成部分是风力发电机和控制系统。
在设计和运行过程中，需要对风力发电机组的特性进行分析，以了解其工作性能和电能输出能力。
本文将从风力发电机的功率特性、风速-功率曲线、风机性能系数、传动系统效率等几个方面进行分析。
首先，风力发电机组的功率特性是指在不同风速条件下，风力发电机的输出功率变化情况。
通常情况下，风速越高，发电机的输出功率越大。
然而，随着风速的增加，风力发电机的输出功率不会无限制地增加，而是会达到一个峰值后逐渐趋于稳定。
这是因为风力发电机在低风速下，转子转速较低导致输出功率较小；而在高风速下，由于受到空气动力学效应的限制，风力发电机无法进一步提高转速，从而限制了功率的增加。
其次，风速-功率曲线是描述风力发电机在不同风速下的输出功率变化情况的曲线。
通过绘制风速-功率曲线，可以直观地了解风力发电机在不同风速条件下的输出特性。
在曲线的初期阶段，发电机的输出功率随着风速的增加呈现较快的增长趋势；随着风速的继续增加，发电机的输出功率增长逐渐减缓，并在其中一点达到峰值；当风速继续增加时，发电机的输出功率趋于稳定。
第三，风机性能系数是评价风力发电机组性能的重要指标之一、风机性能系数定义为风力发电机的实际输出功率与理论最大输出功率之比，它能够反映风力发电机的利用效率。
风机性能系数通常介于0.2和0.6之间，数值越大表示风力发电机利用风能的效率越高。
最后，传动系统效率是指风力发电机组传动系统能量传递的效率。
传动系统由风轮、转子轴、传动装置等组成，承担将风能转化为电能的任务。
传动系统效率的高低对整个风力发电机组的能量转换效率有着重要影响。
提高传动系统效率可以降低能量损耗，提升风力发电机组的电能输出能力。
在实际应用中，风力发电机组的特性分析是优化设计和管理运维的关键步骤。
通过对风力发电机组的特性进行深入分析，可以帮助工程师了解风力发电机组的工作原理和限制条件，从而提高发电效果、降低成本并保障安全运行。
柴油发电机组的工作原理及特性
柴油发电机组的工作原理及特性本文探讨了柴油机的工作原理，发电机的工作原理，对柴油发电机组的主要性能指标进行了论述，为指导生产提供了理论依据。
标签：柴油机；工作原理；发电机；性能指标柴油发电机组是一种发电设备，以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械，主要包括三部分：柴油机、发电机和控制系统。
1柴油机的工作原理柴油机的基本结构由燃烧室组件、动力传递组件、机体和主轴承、配气机构、供油系统和调速器、润滑系统、冷却系统、起动系统构成。
柴油機必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程即一个工作循环之后，才能恢复起始状态，使柴油机连续不断地产生机械功。
目前，柴油发电机组配置的柴油机都是四冲程柴油机，即柴油机活塞走完四个冲程完成一个工作循环。
2发电机的工作原理三相同步发电机的结构包括定子和转子两大部分，同步电机的定子又称电枢，包括机座、端盖、电枢铁芯、电枢绕组装置等部件。
转子包括转子铁芯、转子（励磁）绕组、风扇、转轴等部件[3]。
同步发电机的主磁场由直流励磁产生，直流电流流经转子线圈，产生磁场。
当转子由原动机带动旋转时，气隙中便形成一个转速为n 的旋转磁场，电枢线圈的导体将不断地被磁力线所切割，产生感应电势，感应电势的有效值为E。
接通负载后，在电枢绕组中流过感应电流，这个交变电流也在发电机的气隙产生一个旋转磁场，这个磁场称为电枢磁场，或称为定子磁场。
当主磁场由柴油机拖动旋转到一个新的位置时，电枢磁场也随之旋转到另一个位置。
转子会带动电枢磁场以同一转速旋转，两者时间保持同步，故称为同步发电机。
如果转子的极对数为p，则感应电势的频率 f 为：f =pn/60。
由于定子三相绕组在空间的位置是对称的，彼此相差120°电角度，所以，定子绕组切割磁力线时，将产生对称的三相感应电势。
感应电势的频率与同步发电机转速成正比，我国规定工频为50 赫兹，因此，同步发电机的转速与磁极对数之间，严格遵守反比关系，即转速越高，极对数越少，例如：二极发电机（p=1）n = 3000 转/分；四极发电机（p=2）n = 1500 转/分；六极发电机（p=3）n = 1000 转/分；电动钻机配套的柴油机的转速一般为1500 转/分，所以柴油发电机组一般选用四极发电机（p=2）。
同步发电机的五种特性
同步发电机的五种特性
同步发电机，即转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流发电机。
按结构可分为旋转电枢和旋转磁场两种。
当它的磁极对数为p、转子转速为n时，输出电流频率f=np/60（赫兹）。
同步发电机的五种特性: 空载特性短路特性零功率因数负
载特性同步发电机的外特性调节特性。
同步发电机是一种最常用的交流发电机。
在现代电力工业中，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。
由于同步发电机一般采用直流励磁，当其单机独立运行时，通过调节励磁电流，能方便地调节发电机的电压。
若并入电网运行，因电压由电网决定，不能改变，此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。
介绍
作发电机运行的同步电机是一种最常用的交流发电机。
在现代电力工业中，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。
由于同步发电机一般采用直流励磁，当其单机独立运行时，通过调节励磁电流，能方便地调节发电机的电压。
若并入电网运行，因电压由电网决定，不能改变，此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。
同步发电机的定子、转子结构与同步电机相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步发电机中电枢绕组采用单相。
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。
2二、发电机运行原理及特性
短路时绕组的温升
考虑承受短路电流的原因是发电机有可能在断路器分断故障之前已经被损坏； 短路电流可以使发电机定子线圈快速过热；例如：
不平衡线－地（L－N）短路，短路电流是额定电流的7.5倍，假定定子初始温度大约为155°C；不到5 秒钟，定子温度可以升至300°C 在该温度条件下定子线圈将烧损。 不平衡线－线（L－L）短路，定子线圈温度升至300°C的时间要长几秒； 而三相平衡短路需要的时间更长。
主机磁场 (转子) 旋转二极管 机械旋转 动力输入
励磁机 转子 (电枢)
自励AVR控制系统
旋转整流装置 励磁机磁场 主机定子 线圈 风扇 机座
N
轴承 N
S 励磁机转子 S
轴伸
主机转子(磁场)
电压感应 功率输入 AVR
电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
变压器励磁控制系统
旋转整流装置 励磁机磁场 主机定子 线圈 风扇 机座
OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG)
STD STD
AVR 的 运 行 性 能
SA465
电压调整率 检测 欠速时的降压保护(带发光二级管显示) 负责接受特性 (LAF) 50/60Hz 选择 电话干扰等级(标准) 短路过电流能力 并联运行 可选择人工微调器 可选择功率因数控制 过电压保护 电压下降恢复控制
产品的功率范围
产品 2极 kW 4极 kW 6极 kW
Markon
BC16 BC18 UC22
0.6 - 7.5
10 - 25 24 - 37.5 -
6 - 16 18 - 30 34 - 83
-
UC27
HC4 HC5
-
交流发电机工作特性
交流发电机工作特性学习内容交流发电机的励磁交流发电机的工作特性一、交流发电机的励磁除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式的交流发电机都需要励磁，因为它们的磁场都是电磁场，也就是说必须给磁场绕组通电才会有磁场产生。
将电源引入到磁场绕组使之产生磁场称为励磁，交流发电机励磁方式有自励和他励两种。
1．他励在发动机起动期间，需要蓄电池供给发电机磁场电流生磁使发电机发电。
这种供给磁场电流的方式称为他励发电。
2．自励随着转速的提高，发电机的电动势逐渐升高并能对外输出，一般在发动机怠速时发电机就能对外供电了，当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给磁场绕组生磁发电，这种供给磁场电流的方式称为自励。
由于在发动机转速低时交流发电机不能自励发电，所以低速时采取他励发电，当发动机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压1～2V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。
交流发电机的励磁电路如图2-24。
3．利用充电指示灯监视发电机的工作情况（1）充电指示灯的作用如图2-25所示，在某些充电系电路中，接有充电指示灯，其作用是：①指示发电机是否有故障；②警告驾驶员停车后关断点火开关。
（2）充电指示灯的工作情况如下：在发动机起动期间，发电机电压UD+＜蓄电池电压时，整流二极管截止，发电机不能对外输出，由蓄电池供给磁场电流。
路径为：蓄电池+→点火开关→充电指示灯→调节器→磁场绕组→搭铁→蓄电池-。
充电指示灯亮当发动机转速升高到怠速及其以上时，发电机应能正常发电并对外输出，此时，发电机电压＞蓄电池电压，发电机自励。
UB=UD+，充电指示灯两端压降为零，灯熄灭,若没有熄灭,说明发电机有故障或充电指示灯电路有搭铁充电指示灯不仅可指示发电机的工作情况，而且可在发动机停车后发亮（因发电机不再发电，蓄电池电压> UD+），提醒司机及时关闭点火开关；二、交流发电机的工作特性交流发电机的工作特点是转速变化范围大，对于一般汽油发动机来说，其转速变化约为1：8，柴油机约为1：5，因此分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为基础。
交流发电机工作原理及特性
交流发电机工作原理及特性发电机是将机械能转化为电能的装置，其工作原理是根据电磁感应定律。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化穿过一个闭合线圈时，线圈内就会产生感应电流。
发电机主要由以下几个部分组成：旋转部分、磁场部分和定子部分。
旋转部分是由转子和轴组成，负责产生机械能。
磁场部分由磁极和磁场线圈组成，负责产生磁场。
转子和磁场部分通过轴连接在一起，使转子可以旋转。
定子部分由定子线圈和定子铁心组成，定子线圈和转子之间存在一个空隙，转子在旋转过程中通过转动磁极产生的磁场线穿过定子线圈，从而产生感应电流。
当转子旋转时，磁场随之改变，产生的磁力线穿过定子线圈，导致定子线圈中的感应电流产生变化。
根据楞次定律，感应电流会产生一个与变化磁场相反的磁场，从而在定子上产生一个与磁场方向相反的磁力。
根据洛伦兹力定律，这个磁力会迫使电子在导体中移动，从而产生电流。
这样，通过转子旋转产生的磁场的变化，最终使得定子线圈中产生了电流，实现了将机械能转化为电能。
发电机的特性主要有以下几个方面。
首先是电压和电流的关系。
根据发电机的设计和负载的不同，可以调整电压和电流的大小。
其次是稳定性。
发电机在工作过程中应该保持稳定的电压和频率输出，以满足负载需求。
第三是发电机的效率。
效率是指发电机从输入的机械能中产生多少电能，通常用百分比表示。
高效率的发电机能够更好地利用输入的机械能，减少能源的浪费。
第四是负载特性。
发电机的负载特性是指发电机在不同负载条件下电压和电流的变化情况。
正常工作的发电机应该能够在不同负载条件下保持稳定的输出电压和电流。
最后是启动特性。
发电机在启动过程中，需要消耗一定的能量来克服惯性和摩擦力的阻力，在启动时电压和电流可能会不稳定，需要通过稳压器等设备进行调节。
总之，发电机通过电磁感应的原理将机械能转化为电能，并具有电压和电流调节、稳定性、效率、负载特性和启动特性等特性。
发电机作为能源转换的关键设备，在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
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发电机的主要特性
发电机的主要特性
高邮市微特电机厂的杨总在这里向大家介绍：发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。
而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I f感生出的空载电动势E0（三相对称），其大小随I f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I f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。
外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系。
调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系。
同步发电机的电压变化率约为20～40%。
一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。
为此，随着负载电流的增大，必须相应地调整励磁电流。
虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯电阻性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。
相关术语
发电机：能把机械能转变为电能的设备的总
称。
所产生的电能可以是直流电也可以是交流电。
接地：是指电路与大地之间或与某些和大地相通的导电物体之间的连接。
怠速控制：一种可直接根据电气负载对发动机的怠速进行控制的系统。
点火线圈：为火花塞提供直流电压的器件。
永磁发电机：一种带有永久磁铁的交流发电机，用于产生内燃机点火所需要的电流。
欧姆：电阻的单位。
相位：交流电的振幅或量值均匀、周期性的变化。
三相交流电由三个不同的正弦波电流组成，相互之间的相位差均为120度。
电源转换系统：该系统可以把发电机安全地接入到家庭用电系统中。
额定速度：机组的设计工作速度（每分钟转数）。
额定电压：一套引擎发电机组的额定电压是其设计的工作电压值。
后轴承支架：一种铸件，用作转子轴承外罩。
转子轴承支持转子轴。
整流器：将交流电转换为直流电的器件。
逆变器：是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。
继电器：一种电动开关，通常用在控制电路中。
与电流接触器相比，其触点只能通过较小的电流。
电阻：对电流的阻力。
转子：发电机的转动元件。
单相：一个交流负载或电源，通常情况下，如果是一个负载，则只有两个输入端子，如果是一个电源，则只有两个输出端子。
定子：电机的静止部分。
振动支架：位于发动机或发电机与机架之间的橡胶器件，可以最大限度地减轻振动。
伏特：电动势的单位。
把单位电动势恒定地作用在电阻为1欧姆的导体上，将产生1安培电流。
电压：电位差，单位用伏特表示。
稳压器：该设备通过控制激励转子的直流电量，自动地使发电机电压保持在一个正确值上。
瓦特：电源功率的单位。
对于直流电，它等于伏特乘以安培。
对于交流电，它等于电压有效值（伏特）乘以电流有效值（安培）乘以功率因数乘以一个常数（其值取决于相数）。
绕组：发电机的所有线圈。
定子绕组由若干个定子线圈及其互联线路组成。
转子绕组由转子磁极上的所有绕组及接线组成。
发展历史
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；
1889年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂，1892年成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德。
测试步骤
第一步：检查发电机各外导线连接部位有无断线、错接、短路现象，并用电压表测量B+点有无电瓶电压。
第二步：将钥匙门打倒“开”位置，但不要起动发动机，此时用电压表测量D+点有无电压，并观察充电指示灯是否明亮。
第三步：起动发动机，用电压表测量发动机B+点电压，应达到如下数值
第四步：打开部分负载，如车灯
第五步：打开空调、车灯等主要电器
进行到第三步时，发电机没有电压输出，可采取如下办法检查，对于有产生激磁D+点的发电机可从电瓶正极引一条2.5mm2的导线，起动发动机后，用另一端瞬间点击D+点（时间1S以内），再用电压表测量B+点有无电压输出，若有，从第三步开始检查至第五步，同时判断出整车充电指示灯线路有断路现象（一般为指示灯损坏，仪表盘杆接件松动，线路断路），若无电压输出，则发电机存在不发电故障。