发电机知识
30个发电机的基础知识点

30个发电机的基础知识点1、什么是“同步”发电机?同步转速是如何确定的?答:发电机是发电厂的心脏设备,发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机(水力)和汽轮发电机(蒸汽)。
本书所涉及的内容均是指同步发电机(限于立式水轮发电机)。
发电机在正常运行时,在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场,这个磁场由两个磁场合成:转子磁场和定子磁场。
所谓“同步”发电机,就是指发电机转子磁场的转速(原动机产生)与定子磁场的转速(电力系统频率决定)相等。
转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组(磁极)产生,转子磁场的转速也就是转子的转速,也即整个机组的转速。
转子由原动机驱动,转速由机组调速器进行调节,这个转速在发电机的铭牌上都有明确标示。
定子旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组(按120°对称布置)产生,其转速由式确定(式中:p为转子磁极对数;f为电力系统频率;n为机组转速)。
从式中可见,对某一具体的发电机,其磁极对数是固定不变的,而我国电力系统的频率也是固定的,即50Hz(也称工频),可见每一具体的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完成后就是“定值”。
当然,电力系统的频率并不能真正稳定在50Hz的理论值,而是允许在这个值的上下有微小的波动,也即定子磁场在运行中实际是在额定转速值的周围动态变化的。
转子磁场为了与定子磁场同步也要适应这个变化,也即机组的转速作动态的调整。
如果转速不能与定子磁场保持一致,则我们说该发电机“失步”了。
2、什么是发电机的飞轮力矩?它在电气上有什么意义?答:发电机飞轮力矩,是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的乘积。
看起来它是一个与电气参数无关的量,其实不然,它对电力系统的暂态过程和动态稳定影响很大。
它直接影响到在各种工况下突然甩负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升,它首先应满足输水系统调节保证计算的要求。
当电力系统发生故障,机组负荷突变时,因调速机构的时滞,使机组转速升高,为限制转速,机组需一定量的飞轮力矩越大,机组转速变化率越小,电力系统的稳定性就越好。
发电机的构造和工作原理 物理知识

发电机是一种将机械能转化为电能的装置,广泛应用于工业生产、家庭生活以及各种交通工具中。
它的构造和工作原理是物理学领域的重要知识,下面我们将重点介绍发电机的构造和工作原理。
一、发电机的构造发电机通常由定子和转子两部分组成。
1. 定子:定子是发电机的固定部分,主要由铁芯和线圈组成。
铁芯用于集中磁场,线圈则是电磁感应的关键部分。
线圈一般由导电材料制成,固定在铁芯上。
2. 转子:转子是发电机的旋转部分,主要由轴、磁极和励磁部分构成。
磁极通常采用永磁体或者电磁铁制成,它们的旋转产生磁场变化,从而引起定子线圈中的感应电动势。
励磁部分则用于给转子提供电能,使其具有旋转运动。
二、发电机的工作原理发电机的工作原理主要依赖于电磁感应定律和发电机定则。
1. 电磁感应定律:电磁感应定律是物理学中的基本定律,它指出当导体相对于磁场运动或者磁场强度发生变化时,就会在导体中产生感应电动势。
2. 发电机定则:根据发电机定则,当一个闭合线路在磁场中运动时,线路中就会产生感应电动势。
感应电动势的大小与线路的形状、磁场的强度以及线路在磁场中的运动状态有关。
基于以上原理,发电机工作时,定子线圈中会产生感应电动势,在外部串联负载电阻后,就能产生电流。
而这个电流就是我们常说的交流电。
发电机产生电流的过程是一个动态过程,其中包含了磁场的变化、电势差的产生和电流的流动。
三、发电机的分类根据不同的工作原理和结构特点,发电机可以分为直流发电机和交流发电机。
1. 直流发电机:直流发电机是通过直接将机械能转化为直流电的发电机。
它的结构简单,运行稳定,是较为成熟的发电设备之一。
直流发电机根据励磁方式的不同又可分为分为永磁直流发电机和励磁直流发电机两种类型。
2. 交流发电机:交流发电机是通过感应原理将机械能转化为交流电的发电机。
它的结构复杂,但是应用范围更广,可以大规模应用于供电系统中。
根据磁场产生方式的不同,交流发电机又可分为同步发电机和异步发电机两种类型。
发电机保护常识知识点总结

发电机保护常识知识点总结发电机保护常识知识点总结发电机作为电力系统的重要组成部分,起着将机械能转化为电能的关键作用。
为了确保发电机的正常工作和延长其使用寿命,发电机保护显得尤为重要。
以下是一些关于发电机保护的常识知识点的总结。
一、过电压保护过电压是指发电机的电压超过额定值的情况。
过电压不仅会对发电机本身造成损坏,还会对连接在发电站和变电站的其他设备造成损害。
发电机过电压的原因可以是系统故障、电源切换、过电流、电网故障等。
针对过电压,常见的保护方式有电压继电器和电压保护装置。
电压继电器主要用于监测发电机的电压,当电压超过设定值时,电压继电器会触发相应的保护动作,例如切断电源或引导过电压。
电压保护装置可以检测到发电机输出电压超过限定值的情况,并及时采取措施来保护发电机。
例如,可以通过投入空载运行的变压器来降低发电机的电压。
二、过电流保护过电流是指发电机的电流超过额定值的情况。
过电流可能会在发电机负荷过重、短路故障、绝缘损坏等情况下发生。
过电流保护的目的是保护发电机和电力系统中的其他设备,防止过电流引发故障和损坏。
常见的过电流保护方式包括电流继电器和差动保护。
电流继电器使用电流互感器来监测发电机的电流。
当电流超过设定值时,电流继电器会发送信号触发保护动作,例如切断电源或引导过电流。
差动保护比电流继电器更为精确,它可以同时检测到发电机的输入和输出电流的差异。
如果差异超过设定值,差动保护将触发相应的保护动作。
三、频率保护频率是发电机运转状态的一个重要指标。
频率变化可能是由于发电机负荷突变、电网故障、发电机转速变化等原因引起的。
频率过高或过低都可能对发电机和连接设备造成损坏。
频率保护的主要目的是监测发电机频率的变化并触发相应的保护动作。
常见的频率保护装置有频率继电器和频率保护装置。
频率继电器通过监测发电机的输出频率来保护发电机。
一旦频率超出设定范围,频率继电器会触发保护动作。
频率保护装置可以通过调整发电机与电网之间的连接方式来稳定频率。
高三物理发电机原理知识点

高三物理发电机原理知识点一、发电机的基本原理在现代工业和日常生活中,电能的应用无处不在。
发电机作为将机械能转换为电能的重要设备,其原理和工作方式一直是高中物理教学中的重要内容。
发电机的工作原理主要基于电磁感应现象,即当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体内就会产生电流。
这一现象由英国科学家法拉第在19世纪初发现,并由此奠定了发电机的理论基础。
二、发电机的构造与分类发电机通常由定子、转子、励磁系统和调速系统等部分组成。
定子是发电机的外部静止部分,通常包含主磁场和电枢;转子则是旋转部分,它通过机械能驱动旋转,切割磁感线产生感应电流。
根据励磁方式的不同,发电机可以分为直流发电机和他励发电机两大类。
直流发电机产生的是直流电,而他励发电机则产生的是交流电,这两者在应用上有所不同。
三、电磁感应定律电磁感应定律是发电机工作的物理基础,由法拉第电磁感应定律和楞次定律组成。
法拉第电磁感应定律表明,感应电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
楞次定律则说明,感应电流的方向总是这样的,即它所产生的磁场的效果要抵制引起感应电流的磁通量的变化。
这两个定律共同决定了发电机在转换能量时的效率和工作状态。
四、发电机的工作过程发电机的工作过程可以分为两个阶段:建场和切割。
在建场阶段,通过外部电源对发电机的励磁系统供电,产生磁场。
在切割阶段,转子在机械力的驱动下旋转,导线切割磁感线,根据电磁感应定律,在导线中产生感应电动势和感应电流。
通过调节发电机的转速和励磁强度,可以控制输出电压和电流的大小。
五、发电机的应用发电机的应用非常广泛,包括火力发电、水力发电、核能发电和风力发电等。
在这些发电方式中,发电机将不同的机械能(如蒸汽轮机、水轮机、风力涡轮机等)转换为电能,为社会提供了大量的能源。
此外,发电机在电动机、变压器等电气设备中也有重要应用。
六、发电机的效率与损耗发电机在转换能量的过程中,会有一部分能量以热量、机械摩擦等形式损耗。
发动机复习知识点

汽车发电机理论复习知识点1、指示热效率:实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比。
2、压缩比:气缸总容积与气缸燃烧室容积之比。
3、燃油消耗率:单位指示功的耗油量。
4、平均有效压力:发动机单位气缸工作容积所做有效功。
5、有效燃料消耗率:发动机发出单位有效功率时的耗油量。
6、升功率:在标定工况下,发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。
7、有效扭矩:发动机曲轴输出的转矩。
8、平均指示压力:单位气缸容积所做的指示功。
9、示功图:气缸内工质压力随气缸容积(或曲轴转角)变化的曲线关系。
10、有效指标:评价发动机整机性能的指标,以发动机曲轴输出的有用功为基础。
1、配气相位:进、排气门的角度及其相对与上、下止点的关系,称为配气相位。
2、气门重叠(气门叠开):由于进气门提前开启和排气门迟后关闭,在上止点附近,存在进排气门同时开启的现象。
3、充气效率:每循环实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的质量之比4、可变技术:随使用工况(转速、负荷)变化,使发动机某系统结构参数可变的技术。
5、残余废气系数:在进气门关闭时,气缸中残余废气质量与实际新鲜充量的质量的比值。
1、着火延迟:火花引燃或加热到燃料自燃温度以上时,可燃混合气并不立即燃烧,需要经过一定的延迟时间才能出现明显的火焰,放出热量。
2、过量空气系数:燃烧1kg 燃料时实际供给的空气量与理论空气量之比。
3、空燃比空燃比:燃料实际燃烧时所供给的空气质量与燃油质量的比值。
4、着火方式:引发燃烧过程的手段。
5、着火延迟期(滞燃期):从点火到压力线脱离压缩线所经历的曲轴转角。
6、爆燃(爆震):由于气体压力和温度过高,在燃烧室内离火焰中心较远的未燃混合气自燃的一种不正常燃烧现象。
7、燃烧速度:单位时间内燃烧的混合气的质量称为燃烧速度。
8、油束特性:燃油喷射时,油束的各种参数统称为油束特性。
1、燃烧速度:单位时间燃烧的混合气质量。
2、火焰速度:火焰前锋相对未燃混合气的推进速度。
九年级发电机知识点

九年级发电机知识点发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
在我们的日常生活中,发电机随处可见,从发电厂到家庭备用发电机,都是发电机的身影。
一、发电机的工作原理发电机的工作原理基于电磁感应定律,即当导体穿过磁场时,会在导体两端产生感应电动势。
发电机主要由磁场、转子、定子和电刷等组成。
当励磁电流通过转子产生磁场时,转子的运动使得磁场穿过定子,由此产生电势差,从而实现电能的转换。
二、直流发电机与交流发电机根据输出电流的类型,发电机可分为直流发电机和交流发电机。
直流发电机的特点是产生直流电流。
由于直流电能易于储存和传输,直流发电机广泛应用于电力系统的直流输电、电动机驱动和充电设备等领域。
交流发电机产生交流电流。
交流电流的频率通常为50Hz或60Hz,根据国家标准不同而有所变化。
交流电能在长距离的传输过程中具有较高的效率和稳定性,因而是发电系统的主要形式。
三、发电机的分类根据发电机产生电势差的方式以及功率输出形式的不同,发电机可分为不同类型。
1. 永磁式发电机:永磁式发电机使用永磁体作为磁场源,具有结构简单、启动容易的优点。
常见于家用小型发电机和小型风力发电系统。
2. 感应式发电机:感应式发电机利用转子的旋转运动在定子中感应电势差,通过对转子施加外部机械功率来产生转动。
它们是最常见的发电机类型,广泛用于发电厂和大型发电机组。
3. 分布式发电机:分布式发电机是指将多个发电机连接在一个系统中,通过并联运行来提供电力。
这种类型的发电机常用于太阳能发电和风力发电领域。
四、发电机的应用发电机在各个领域都得到了广泛的应用。
1. 发电厂:发电厂是发电机的最大应用领域。
通过使用大型发电机组,燃料(如煤炭、石油或天然气等)的燃烧产生高温和高压蒸汽,推动涡轮发电机组产生电能。
2. 家庭备用发电机:家庭备用发电机通常使用汽油或柴油作为能源,供应家庭在停电时使用。
这种发电机的容量较小,功能简单,但能够让人们在紧急情况下维持一定的电力供应。
发电机重要基础知识点

发电机重要基础知识点发电机是将机械能转化为电能的设备,广泛应用于发电、工业生产和家庭用电等领域。
在学习发电机的基础知识时,以下几个点是非常重要的:1. 电磁感应原理:发电机的核心原理是电磁感应。
当导体在磁场中运动时,它会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,磁通量的变化率与感应电动势成正比。
发电机通过转子上的磁场和定子上的导线相互作用,使得导线中产生电流。
2. 构造与工作原理:发电机通常由转子、定子和磁场等部分组成。
转子是一个绕在轴上的导体线圈,通常称为电枢。
定子是一组定位固定的导体线圈,也被称为感应线圈。
当转子旋转时,由于转子和定子之间产生电磁感应作用,导线中会产生电流。
这时,通常通过电刷和集电环将电流导出。
3. 类型和应用:根据不同的工作原理和结构,发电机可以分为直流发电机和交流发电机。
直流发电机通过永磁体和电刷与转子接触,产生直流输出电流。
交流发电机则通过转子上的励磁线圈产生交变磁场,从而产生交流输出电流。
发电机应用广泛,包括火力发电、水力发电、风力发电、家用发电等。
4. 效率和功率的计算:发电机的效率是指输出电功率与输入机械功率之比。
通常用百分比表示,理想情况下效率达到100%。
功率则是指单位时间内所做的功,以瓦特(W)为单位。
发电机的额定功率是指其能够持续输出的最大功率。
5. 维护与故障排除:发电机在使用过程中需要定期进行维护,包括清洁、润滑和紧固等。
常见的故障包括磁场故障、接线故障、绝缘故障等,需要通过检修和更换部件进行排除。
以上是发电机重要的基础知识点,掌握这些知识可以帮助我们更好地理解发电机的工作原理和应用,有助于我们在实际应用中进行维护和故障排除。
发电机培训资料

发电机培训资料发电机是一种能够将机械能转化为电能的设备,广泛应用于各个领域。
为了能够正常地运行和维护发电机,进行发电机培训是非常必要的。
本文将提供一些发电机培训资料,帮助您了解发电机的基本原理、运行维护和故障排除等方面的知识。
一、发电机的基本原理1. 发电机的工作原理:了解发电机是如何将机械能转化为电能的,通过感应法则和右手定则的解释,让学员深入了解发电机的基本工作原理。
2. 发电机的构造:详细介绍发电机的结构和组成部分,包括转子、定子、励磁系统等,以便学员能够对发电机的整体结构和各个部件的功能有一个全面的了解。
3. 发电机的类型:介绍常见的发电机类型,包括交流发电机和直流发电机等,了解它们的不同特点和适用范围。
二、发电机的运行维护1. 发电机的启动和停机:介绍发电机的启动和停机步骤,包括机械启动和电启动等,让学员了解如何正确操作发电机的启停过程。
2. 发电机的运行参数监测:介绍发电机运行过程中需要监测的参数,包括电压、电流、转速、温度等,以便及时发现并解决运行异常问题。
3. 发电机的维护保养:详细介绍发电机的定期维护工作,包括清洁、润滑、紧固等,帮助学员掌握正确的发电机维护方法,延长发电机的使用寿命。
三、发电机故障排除1. 发电机故障的分类:介绍常见的发电机故障类型,包括电气故障、机械故障和控制故障等,帮助学员对故障进行分类和理解。
2. 发电机故障诊断:详细介绍发电机故障的诊断步骤和方法,包括观察、测量和分析等,让学员能够准确地判断发电机故障的原因和解决方案。
3. 发电机故障的修复:介绍发电机故障修复的基本原则和注意事项,包括更换零配件、调整电气连接等,帮助学员进行故障排除和修复工作。
四、发电机的安全操作1. 发电机的安全操作规程:介绍发电机的安全操作规程和注意事项,包括接地、防护措施和操作流程等,帮助学员在操作发电机时遵守安全规定,确保人身安全和设备正常运行。
2. 发电机的安全设施:介绍发电机常见的安全设施,包括漏电保护器、过电压保护器和接地保护装置等,让学员了解并正确使用这些设施,预防事故的发生。
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我们生活在电气化时代。
但是电能是如何得到的?一般说来,电能是从其他能量如热能、水的动能、原子能等转换成电能的,即先将这些能量通过热机或水力机转换为机械(动)能,再把机械能转换为电能。
这种将机械能转换为电能的机械称为发电机。
为了减少电能在长途传送途中的损失,必须将电能的电压提高、电流减小,这就需要把电压升高的升压变压器,或称高压变压器。
当电能经高压输送到使用地后,为了使用方便和用电安全,又必须把高压电的电压降低。
这就需要把电压降低的降压变压器,或称低压变压器。
不论升压变压器或降压变压器都离不开磁的应用。
在电能应用中,很多是应用于动力机械,这就是将电能转换为机械(动)能。
将电能转换为机械动能的机械称为电动机。
发电机是由磁铁系统、在磁性材料上绕有电流线圈的电枢和使电枢转动的转动机械构成的。
发电机工作时,转动机械使电枢旋转,电枢上的线圈在磁铁系统产生的磁场中旋转,切割磁场的磁力线时,根据电磁感应作用原理,便会在线圈中产生感应电动势,在这电流线圈为通路时便会产生电流。
这样发电机便开始发电了,图5(a)便是发电机的工作原理图。
电动机的构造是同发电机的构造相似的,也是由磁铁系统、在磁性材料上绕有电流线圈的电枢和使电枢转动的转动机械构成。
但电动机工作时,是从外部电源在电枢的电流线圈中通过电流,根据电动机作用原理,电枢便会受磁场作用而转动。
图5(b)便是电动机的作用原理示意图。
变压器的构造是在磁性材料制成的磁芯上绕上两组通电流的线圈,称为绕组,其中一组是输入电流,称为输入绕组或称初级绕组;另一组是输出电流,称为输出绕组或称次级绕组。
输入电压和电流通过电磁感应使变压器磁芯磁化,磁化的变压器磁芯又通过电磁感应使次级绕组产生输出电压和电流。
根据电磁感应原理,输入电压与输出电压之比同输入绕组匝数与输出绕组匝数成正比,而输入电流与输出电流之比则同输入绕组匝数与输出绕组匝数成反比。
从发电机、电动机和变压器的结构和工作原理都可以看出:磁的使用都是十分重要和不可缺少的。
但同时也应特别注意,磁的作用只是在发电机、电动机和变压器的能量变换和转移中起着重要的作用,它并没有产生能量。
图5 发电机与电动机 作用原理示意图潮汐能发电潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。
利用潮汐发电必须具备两个物理条件:首先潮汐的幅度必须大,至少要有几米;第二海岸地形必须能储蓄大量海水,并可进行土建工程。
潮汐发电的工作原理与一般水力发电的原理是相近的,即在河口或海湾筑一条大坝,以形成天然水库,水轮发电机组就装在拦海大坝里。
潮汐电站可以是单水库或双水库。
从图1可以看出单水库潮汐电站只筑一道堤坝和一个水库。
老的单水库潮汐电站是涨潮时使海水进人水库,落潮时利用水库与海面的潮差推动水轮发电机组。
它不能连续发电,因此又称为单水库单程式潮汐电站。
新的单水库潮汐电站利用水库的特殊设计和水闸的作用既可涨潮时发电,又可在落潮时运行,只是在水库内外水位相同的平潮时才不能发电。
这种电站称之为单水库双程式潮汐电站,它大大提高了潮汐能的利用率。
因此为了使潮汐电站能够全日连续发电就必须采用双水库的潮汐电站。
图2是双水库潮汐电站的示意图。
这种电站建有两个相邻的水库,水轮发电机组放在两个水库之间的隔坝内。
一个水库只在涨潮时进水(高水位库),一个水库(低水位库)只在落潮时泄水;两个水库之间始终保持有水位差,因此可以全日发电。
由于海水潮汐的水位差远低于一般水电站的水位差,所以潮汐电站应采用低水头、大流量的水轮发电机组。
目前全贯流式水轮发电机组由于其外形小、重量轻、管道短、效率高已为各潮汐电站广泛采用。
据估计到2O00年全世界潮汐发电站的年发电量可达到3X1010~6X1010kw·h。
潮汐电站除了发电外还有着广阔的综合利用前景,其中最大的效益是围海造田、增加土地,此外还可进行海产养殖及发展旅游。
正由于以上原因潮汐发电已倍受世界各国重视。
发电机将机械能转变成电能的电机。
通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。
小型发电机也有用风车或其他机械经齿轮或皮带驱动的。
发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。
后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。
现代发电站中最常用的是同步发电机。
这种发电机的特点是由直流电流励磁,既能提供有功功率,也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。
异步发电机由于没有独立的励磁绕组,其结构简单,操作方便,但是不能向负载提供无功功率,而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。
因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联,或者并接相当数量的电容器。
这限制了异步发电机的应用范围,只能较多地应用于小型自动化水电站。
城市电车、电解、电化学等行业所用的直流电源,在20世纪50年代以前多采用直流发电机。
但是直流发电机有换向器,结构复杂,制造费时,价格较贵,且易出故障,维护困难,效率也不如交流发电机。
故大功率可控整流器问世以来,有利用交流电源经半导体整流获得直流电以取代直流发电机的趋势。
同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机3种。
它们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外,一般的磁场都是由通直流电的励磁线圈产生,而且励磁线圈放在转子上,电枢绕组放在定子上。
因为励磁线圈的电压较低,功率较小,又只有两个出线头,容易通过滑环引出;而电枢绕组电压较高,功率又大,多用三相绕组,有3个或4个引出头,放在定子上比较方便。
发电机的电枢(定子)铁心用硅钢片叠成,以减少铁耗。
转子铁心由于通过的磁通不变,可以用整体的钢块制成。
在大型电机中,由于转子承受着强大的离心力,制造转子的材料必须选用优质钢材。
发电机[编辑本段]1. 概述电能是现代社会最主要的能源之一。
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。
发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。
因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。
发电机的分类可归纳如下:发电机{ 直流发电机、交流发电机{ 同步发电机、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。
[编辑本段]2. 结构及工作原理发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
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。
[编辑本段]汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。
为了得到较高的效率,汽轮机一般做成高速的,通常为3000转/分(频率为50赫)或3600转/分(频率为60赫)。
核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。
高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗,转子直径一般做得比较小,长度比较大,即采用细长的转子。
特别是在3000转/分以上的大容量高速机组,由于材料强度的关系,转子直径受到严格的限制,一般不能超过1.2米。
而转子本体的长度又受到临界速度的限制。
当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度,运行中可能发生较大的振动。
所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。
10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。
为此必须加强电机的冷却。
所以5~10万千瓦以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。
70年代以来,汽轮发电机的最大容量已达到130~150万千瓦。
从1986年以来,在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。
超导技术可望在汽轮发电机中得到应用,这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。
[编辑本段]水轮发电机由水轮机驱动的发电机。
由于水电站自然条件的不同,水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。
通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构,而大、中型代速发电机多采用立式结构(见图)。
由于水电站多数处在远离城市的地方,通常需要经过较长输电线路向负载供电,因此,电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求:电机参数需要仔细选择;对转子的转动惯量要求较大。
所以,水轮发电机的外型与汽轮发电机不同,它的转子直径大而长度短。
水轮发电机组起动、并网所需时间较短,运行调度灵活,它除了一般发电以外,特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。
水轮发电机组的最大容量已达70万千瓦。
柴油发电机由内燃机驱动的发电机。
它起动迅速,操作方便。
但内燃机发电成本较高,所以柴油发电机组主要用作应急备用电源,或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。
柴油发电机转速通常在1000转/分以下,容量在几千瓦到几千千瓦之间,尤以200千瓦以下的机组应用较多。
它制造比较简单。
柴油机轴上输出的转矩呈周期性脉动,所以发电机是在剧烈振动的条件下工作。
因此,柴油发电机的结构部件,特别是转轴要有足够的强度和刚度,以防止这些部件因振动而断裂。
此外,为防止因转矩脉动而引起发电机旋转角速度不均匀,造成电压波动,引起灯光闪烁,柴油发电机的转子也要求有较大的转动惯量,而且应使轴系的固有扭振频率与柴油机的转矩脉动中任一交变分量的频率相差20%以上,以免发生共振,造成断轴事故。
柴油发电机组主要由柴油机、发电机和控制系统组成,柴油机和发电机有两种连接方式,一为柔性连接,即用连轴器把两部分对接起来,二为刚性连接,用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成,目前使用刚性连接比较多一些,柴油机和发电机连接好后安装在公共底架上,然后配上各种传感器,如水温传感器,通过这些传感器,把柴油机的运行状态显示给操作员,而且有了这些传感器,就可以设定一个上限,当达到或超过这个限定值时控制系统会预先报警,这个时候如果操作员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。
传感器起接收和反馈各种信息的作用,真正显示这些数据和执行保护功能的是机组本身的控制系统。
[编辑本段]风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。
广义地说,它是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发动机。
风力发电利用的是自然能源。
相对柴油发电要好的多。
但是若应急来用的话,还是不如柴油发电机。
风力发电不可视为备用电源,但是却可以长期利用。
水利发电机是将水的动能和重力势能转换为机械功的动力机械。