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发电机组的水冷原理分析
柴油发电机组机构一般分为水冷和电喷涡轮增压系统,今天我们就与大家分享水冷系统的工作原理。水冷系统按冷却液的循环方式可以分为强制循环水冷系统和自然循环水冷系统。
柴油发电机组汽缸盖和汽缸体中都铸有冷却水套。冷却液经水泵加压以后,经分水管静茹气缸水套内,冷却液在流动的同事吸收气缸壁的热量,温度升高,然后流入气缸盖水套,经节温器及散热器进入水管进入散热器,与此同时,由于风扇的旋转抽吸,空气从散热器芯吹过,使流经散热器芯的冷却液的热量不断散到大气中去,温度降低。 又经水泵加压后再一次流入缸水套,如此不断循环,柴油机转速升高。为了使多缸柴油机前后各缸冷却均匀,一般柴油机在缸体税太重设置有分水管或铸出配水室。
大多数柴油机均采用强制循环水冷系统。即利用水泵提高冷却介质的压力。这种冷却系统的体积比自然循环的小的多,而且气缸上下的冷却较均匀。水冷系统还设置有水温传感器和水温表,水温传感器安装在汽缸盖出水管处,将出水管的水温传给水温表。操作人员可借助水温表随时了解冷却系统的工作情况,正常工作水温一般在80-90℃。冷却液与防冷夜,柴油机使用的冷却液应该是清洁的软水,如果使用硬水,其中的矿物质在高温时沉析出来,附着在管道、同城水套和散热器芯中生成水垢,降低了散热能力,易使柴油机过热,还会是散热器芯毒死,加速水泵叶轮和泵壳的磨损。
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同步发电机的工作原理
在设计同步发电机时,若适当选择磁极的形状,使得励磁绕组通直流电后,定子、当地转子之间的磁感应强度近似于按正弦规律分布。同步发电机所谓“同步”,就是说发电机的转子由发动机拖动旋转后,在定子和转子之间的气隙里便产生一个旋转磁场,这个旋转磁场是发电机的主磁场又称为转子磁场。当主磁场切割定子三相电枢绕组的线圈时,就会产生三相感应电势,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中产生一个旋转磁场。这个旋转称为电枢磁场,又称为定子磁场。根据右手螺旋定则,电枢磁场的等效磁极NS。当主磁场由发动机拖动旋转到一个新的位置时,电枢磁场的等效磁极NS也随之旋转到另一位置。
由图可知,主磁场被发动机拖动旋转时,它拉着电枢旋转,就象两块磁铁之间有相互吸引力一样。就是说发电机的转子带动电枢磁场以同一转速旋转,二者之间保持同步,故称为同步发电机。电枢磁场的转速称为同步转速。
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,因此,定子绕组切割磁力线时,将产生对称三相感应电势,定子每相绕组感应电势的有效值。
如果将电枢绕组接成星形,并且接上三相对称负载后,在感应电势的作用下,电路中产生对称的
三相电流,向负载输出交流电能。
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永磁同步风力发电机的原理和前景
我国风能资源非常丰富,可开发的风能潜力巨大。根据相关资料显示,我国陆地风能资源可开发量大约有23.8亿千瓦,海上风能资源可开发量约2亿千瓦。我国风能资源比较集中,“三北”地区(华北、东北和西北)以及东南沿海地区、沿海岛屿潜在风能资源开发量约占全国的80%.风能资源与煤炭资源的地理分布具有较高的重合度,与电力负荷则呈逆向分布。
“十三五”时期,我国风力发电机装机容量占发电机总容量比例将进一步加大,出于电网考虑,风力发电机组必须在“低电压穿越”保障下“御风而行”。根据 发改委能源研究所有关人士透露,2020年陆地风电的成本将与煤电持平,之后风电将逐步脱离 补贴,“降低成本”也成为风电行业未来发展面临的新的“瓶颈”。扬州市引江发电设备有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步风力发电机,实现了发电机低成本制造,使机组极易实现低电压穿越,在国内处于技术领先水平。
永磁同步风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点成为继双馈感应风电机组之后的又一重要风力发电机型受到社会广泛关注,并逐渐开始投入使用。永磁同步风力发电机主要由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成。
(1)基本原理
永磁同步风力发电的基本原理,就是利用风力带动风力机叶片旋转,拖动永磁同步发电机的转子旋转,实现发电。永磁同步风力发电系统和笼型变速恒频风力发电系统类似,只是所采用的发电机为永磁式发电机,转子为永磁式结构,不需外部提供励磁电源,提高了效率。它的变频恒速控制是在定子回路中实现的,把永磁同步发电机的变频的交流电通过变频器转变为电网同频的交流电,实现风力发电的并网,因此变频器的容量与系统的额定容量相同。
(2)技术特点
随着科学技术的发展和更新,由于永磁材料性能和电力电子装置的改善,永磁同步发电机已变得越来越具吸引力了。
采用永磁同步发电机的风力发电系统具有以下特点:1)永磁同步发电机系统不需要励磁装置,具有重量轻、效率高、功率因数高、可靠性好等优点;2)变速运行范围宽,即可超同步运行也可以亚同步运行;3)转子无励磁绕组,磁极结构简单、变频器容量小,可以做成多极电机;4)同步转速降低,使风轮机和永磁发电机可直接耦合,省去了风力发电系统中的齿轮增速箱,减小了发电机的维护工作并降低噪声,使直驱永磁风力发电机系统。
(3)适用场合
1)在电力供应匮乏、交通不便、燃料短缺,但是风力资源丰富的地区,可以解决部分用电问题,如为高速公路照明设备提供电源等;2)在单机容量比较小的风场,永磁同步发电系统能够并网发电;3)为农村、牧区、边防哨所、气象台站等偏远、负载较轻的用户,提供电力。
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