簡(jiǎn)介

　　英文名稱：Generators 　　發(fā)電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。 　　發(fā)電機(jī)的分類可歸納如下： 　　發(fā)電機(jī) ： 直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、 同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)(很少采用) 　　交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。

編輯本段工作原理

　　發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋.電刷.機(jī)座及軸承等部件構(gòu)成。 　　定子由機(jī)座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。 　　轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子磁極（有磁扼.磁極繞組)、滑環(huán)、(又稱銅環(huán).集電環(huán))、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。 　　通過(guò)軸承、機(jī)座及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，通過(guò)滑環(huán)通入一定勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子成為一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子線圈做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。由于電刷與轉(zhuǎn)子相連處有斷路處，使轉(zhuǎn)子按一定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流所以家庭電路等電路中是交變電流，簡(jiǎn)稱交流電。我國(guó)電網(wǎng)輸出電流的頻率是50赫茲。 　　汽輪發(fā)電機(jī)　與汽輪機(jī)配套的發(fā)電機(jī)。為了得到較高的效率，汽輪機(jī)一般做成高速的，通常為3000轉(zhuǎn)/分（頻率為50赫）或3600轉(zhuǎn)/分（頻率為60赫）。核電站中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速較低,但也在1500轉(zhuǎn)/分以上。高速汽輪發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)摩耗，轉(zhuǎn)子直徑一般做得比較小，長(zhǎng)度比較大，即采用細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子。特別是在3000轉(zhuǎn)/分以上的大容量高速機(jī)組，由于材料強(qiáng)度的關(guān)系，轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制，一般不能超過(guò) 1.2米。而轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度又受到臨界速度的限制。當(dāng)本體長(zhǎng)度達(dá)到直徑的6倍以上時(shí),轉(zhuǎn)子的第二臨界速度將接近于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。所以大型高速汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸受到嚴(yán)格的限制。10萬(wàn)千瓦左右的空冷電機(jī)其轉(zhuǎn)子尺寸已達(dá)到上述的極限尺寸,要再增大電機(jī)容量,只有靠增加電機(jī)的電磁負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此必須加強(qiáng)電機(jī)的冷卻。所以 5～10萬(wàn)千瓦以上的汽輪發(fā)電機(jī)都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術(shù)。70年代以來(lái)，汽輪發(fā)電機(jī)的最大容量已達(dá)到130～150萬(wàn)千瓦。從1986年以來(lái)，在高臨界溫度超導(dǎo)電材料研究方面取得了重大突破。超導(dǎo)技術(shù)可望在汽輪發(fā)電機(jī)中得到應(yīng)用，這將在汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)展史上產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍。

柴油發(fā)電機(jī)

基本信息

　　由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。它起動(dòng)迅速，操作方便。但內(nèi)燃機(jī)發(fā)電成本較高，所以柴油發(fā)電機(jī)組主要用作應(yīng)急備用電源，或在流動(dòng)電站和一些大電網(wǎng)還沒有到達(dá)的地區(qū)使用。柴油發(fā)電機(jī)通常在1000轉(zhuǎn)/分以上,容量在幾千瓦到幾千千瓦之間，尤以200千瓦以下的機(jī)組應(yīng)用較多。它制造比較簡(jiǎn)單。柴油機(jī)軸上輸出的轉(zhuǎn)矩呈周期性脈動(dòng)，所以發(fā)電機(jī)是在劇烈振動(dòng)的條件下工作。因此,柴油發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)部件,特別是轉(zhuǎn)軸要有足夠的強(qiáng)度和剛度，以防止這些部件因振動(dòng)而斷裂。此外，為防止因轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)而引起發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度不均勻，造成電壓波動(dòng),引起燈光閃爍,柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子也要求有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，而且應(yīng)使軸系的固有扭振頻率與柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)中任一交變分量的頻率相差20%以上，以免發(fā)生共振，造成斷軸事故。

柴油發(fā)電機(jī)組

　　主要由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)組成，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對(duì)接起來(lái)，二為剛性連接，用高強(qiáng)度螺栓將發(fā)電機(jī)鋼性連接片和柴油機(jī)飛輪盤連接而成，目前使用剛性連接比較多一些，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)連接好后安裝在公共底架上，然后配上各種傳感器，如水溫傳感器，通過(guò)這些傳感器，把柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設(shè)定一個(gè)上限，當(dāng)達(dá)到或超過(guò)這個(gè)限定值時(shí)控制系統(tǒng)會(huì)預(yù)先報(bào)警，這個(gè)時(shí)候如果操作員沒有采取措施，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將機(jī)組停掉，柴油發(fā)電機(jī)組就是采取這種方式起自我保護(hù)作用的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數(shù)據(jù)和執(zhí)行保護(hù)功能的是機(jī)組本身的控制系統(tǒng)。

柴油發(fā)電機(jī)型號(hào)含義

　　柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組是以柴油機(jī)作動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)同步交流發(fā)電機(jī)而發(fā)電的電源設(shè)備。為了便于生產(chǎn)管理和使用，國(guó)家對(duì)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的名稱和型號(hào)編制方法做了統(tǒng)一規(guī)定，機(jī)組的型號(hào)排列和符號(hào)含義如下圖 　　

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柴油發(fā)電機(jī)組的型號(hào) 　　其中符號(hào)和數(shù)字代表的型號(hào)含義如下： 　　1---輸出額定功率（KW），用數(shù)字表示。 　　2---輸出電壓種類G代表交流工頻；P代表交流中頻；S代表交流雙頻；Z代表直流。 　　3---發(fā)電機(jī)組類型；F代表陸用；FC代表船用；Q代表汽車用；T代表掛車用。 　　4---控制特征，缺位為手動(dòng)（普通型）機(jī)組；Z代表自動(dòng)化機(jī)組；S代表低噪聲機(jī)組；SZ代表低噪音自動(dòng)化機(jī)組。 　　5---設(shè)計(jì)序號(hào)，用數(shù)字表示。 　　6---變型代號(hào)，用數(shù)字表示。 　　7---環(huán)境特征，缺位普通型；TH代表濕熱型。

柴油發(fā)電機(jī)組含義的實(shí)例

　?。?）120GFSZ1代表輸出額定功率120KW、交流工頻、陸用、低噪聲、設(shè)計(jì)序列號(hào)為1的自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組。 　?。?）200GFC1代表輸出額定功率200KW、交流工頻、船用、設(shè)計(jì)序列號(hào)為1柴油發(fā)電機(jī)組。 　　（7）120GT6代表輸出額定功率120KW、交流工頻、掛車式（即拖車式）、設(shè)計(jì)序列號(hào)為1設(shè)計(jì)序列號(hào)為6的柴油發(fā)電機(jī)組。 　?。?）90GQ1代表輸出額定功率為90KW、交流工頻、汽車式、設(shè)計(jì)序列號(hào)為1的柴油發(fā)電機(jī)組。 　?。?）17ZQ1代表輸出額定功率17KW、直流、汽車式、設(shè)計(jì)序列號(hào)為1的柴油發(fā)電機(jī)組。 　　有的國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)組系列型號(hào)是由機(jī)組生產(chǎn)廠自行確定的，與上述型號(hào)含義不同。

柴油發(fā)電機(jī)原理

　　柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。 　　在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。 　　將無(wú)刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。 　　這里只描述發(fā)電機(jī)組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)定的電力輸出，還需要一系列的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)控制、保護(hù)器件和回路。 　　柴油發(fā)電機(jī)組是一種獨(dú)立的發(fā)電設(shè)備，系指以柴油等為燃料，以柴油機(jī)為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的動(dòng)力機(jī)械。整套機(jī)組一般由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制箱、燃油箱、起動(dòng)和控制用蓄電瓶、保護(hù)裝置、應(yīng)急柜等部件組成。整體可以固定在基礎(chǔ)上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動(dòng)使用。 柴油發(fā)電機(jī)組屬非連續(xù)運(yùn)行發(fā)電設(shè)備，若連續(xù)運(yùn)行超過(guò)12h，其輸出功率將低于額定功率約90%。 盡管柴油發(fā)電機(jī)組的功率較低，但由于其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便于操作和維護(hù)，所以廣泛應(yīng)用于礦山、鐵路、野外工地、道路交通維護(hù)、以及工廠、企業(yè)、醫(yī)院等部門，作為備用電源或臨時(shí)電源。同時(shí)這種小型的發(fā)電機(jī)組也可以作為小型的移動(dòng)電站使用，成為很多企業(yè)的后備電源使用。

類型

　　由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機(jī)。 　　利用水利資源和水輪機(jī)配合，可以制成水輪發(fā)電機(jī)；由于水庫(kù)容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機(jī)。 　　利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機(jī)配合，可以制成汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000rpm)。 　　此外還有利用風(fēng)能、原子能、地?zé)?、潮汐等能量的各類發(fā)電機(jī)。 　　此外，由于發(fā)電機(jī)工作原理不同又分作直流發(fā)電機(jī)，異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)。目前在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī)。

滾筒直流發(fā)電機(jī)使用注意事項(xiàng)

　　1、購(gòu)買和使用發(fā)電機(jī)，應(yīng)當(dāng)符合銘牌上的技術(shù)要求，如電壓，功率和額定輸出電流等。例如用于豐收—27型拖拉機(jī)，東方紅—40型拖拉機(jī)等，常用150瓦發(fā)電機(jī)，額定輸出電流為13安；用于鐵?！?5型拖拉機(jī)常用220瓦發(fā)電機(jī)，額定輸出電流為18安。 　　2、用于拖拉機(jī)上的發(fā)電機(jī)通常為并激式，也就是說(shuō)發(fā)電機(jī)激磁線圈是并聯(lián)的，所以，總要有一端通過(guò)機(jī)殼與電樞線圈是并聯(lián)的，所以，總要有一端通過(guò)機(jī)殼與電樞線圈相接。若激磁 線圈在發(fā)電機(jī)內(nèi)通過(guò)機(jī)殼與電樞線圈相接叫內(nèi)搭鐵（圖5—1），即叫“內(nèi)搭鐵發(fā)電機(jī)”；若激磁線圈在發(fā)電機(jī)外通過(guò)調(diào)節(jié)器搭鐵（圖5—2），即叫“外搭鐵發(fā)電機(jī)”。國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)目前使用的直流發(fā)電機(jī)均為內(nèi)搭鐵。在接線時(shí)，一定要將激磁線圈的引出線與搭鐵的碳刷架相接，激磁線圈便無(wú)電流通過(guò)，發(fā)電機(jī)不會(huì)發(fā)電。另外有些進(jìn)口的拖拉機(jī)上使用外搭鐵發(fā)電機(jī)，如果改為內(nèi)搭鐵發(fā)電機(jī)，只要調(diào)換發(fā)電機(jī)激磁線圈抽頭接線即可。 　　3、發(fā)電機(jī)殼上兩個(gè)接線柱，一般均有“電樞”“磁場(chǎng)”字樣注明。如文字標(biāo)注不清，可用下述方法識(shí)別。 　　1) 電樞接線柱：直徑較粗；是接在絕緣的刷架上。 　　2) 磁場(chǎng)接線柱：直徑較細(xì)；磁場(chǎng)線圈一個(gè)端頭就按在上面。 　　4 、在拖拉機(jī)上的發(fā)電機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的，所以轉(zhuǎn)動(dòng)方向是一定的，在檢修時(shí)若將發(fā)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)就不發(fā)電，這是因?yàn)檎D(zhuǎn)時(shí)電樞線圈在磁場(chǎng)的作用下感應(yīng)出的電流經(jīng)調(diào)節(jié)器與激磁線圈相通。激磁線圈通電后的磁場(chǎng)方向與鐵芯剩磁方向相同，因而磁場(chǎng)不斷增強(qiáng)，電壓迅速升高。反轉(zhuǎn)時(shí)電流方向與正轉(zhuǎn)時(shí)相反，使激磁線圈通電后的磁場(chǎng)方向與鐵芯剩磁方向相反，磁場(chǎng)越來(lái)越弱，使發(fā)電機(jī)不能發(fā)電。 　　5、當(dāng)發(fā)電機(jī)電樞不經(jīng)負(fù)載短路時(shí)，發(fā)電場(chǎng)是不會(huì)燒壞的。這是因?yàn)橥侠瓩C(jī)上使用的直流發(fā)電機(jī)均為并激式。發(fā)電機(jī)于額定功率下工作時(shí)，電樞繞組產(chǎn)生的電流大部分輸向外電路，小部分輸入激磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)電樞接線柱與機(jī)殼短路時(shí)，發(fā)電機(jī)電流迅速增大，此時(shí)在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生很大的壓降和強(qiáng)烈的電樞反應(yīng)，使輸出的電壓急劇下降，激磁電流迅速消失，發(fā)電機(jī)電壓趨近于零。因此，當(dāng)電樞接線柱與機(jī)殼短路時(shí)不會(huì)燒壞發(fā)電機(jī)。 　　6、在使用中有時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)極性突然改變的現(xiàn)象（即發(fā)出的電流方向改變）。這是因?yàn)檩敵鲭娏黧E然增大時(shí)，電機(jī)內(nèi)部強(qiáng)烈的電樞反應(yīng)使鐵芯剩磁方向改變而引起。遇到這種情況必須將其改變過(guò)來(lái)，才能使充電電路正常工作。改變的方法是：將蓄電池正極與機(jī)殼連接，負(fù)極與磁場(chǎng)接線柱相觸2—3秒，即能改變磁極鐵芯的剩磁方向。（在正極搭鐵的系統(tǒng)中）。有時(shí)，在檢修中用蓄電池做電源，用跳火花法檢查激磁線圈故障時(shí)，如不注意連接的極性，把蓄電池負(fù)極當(dāng)成搭鐵極，改變了激磁線圈的電流方向，從而使鐵芯剩磁方向改變了。由于剩磁方向的改變，則發(fā)電機(jī)電壓極性也隨之改變。這是應(yīng)當(dāng)注意的。 　　7、一般的直流發(fā)電機(jī)整流子銅片間的云母片都低于銅片。這是因?yàn)殂~片比云母片磨損速度快，使用一段時(shí)間云母片就會(huì)高出整流子銅片，使碳刷懸空。這樣整流子和碳刷之間就會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈火花。為避免此現(xiàn)象，整流子車光后應(yīng)用鋸片將云母割低于整流子銅片0.8毫米左右。但有的直流發(fā)電機(jī)如ZF—28型和ZF—33型，整流子銅片間采用人工云母，它與銅片磨損速度相近，故出廠時(shí)未將云母片割低，檢修這種發(fā)電機(jī)就不需割低。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)

　　是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械，又稱風(fēng)車。廣義地說(shuō)，它是一種以太陽(yáng)為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。相對(duì)柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來(lái)用的話，還是不如柴油發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長(zhǎng)期利用。 　　水利發(fā)電機(jī)是將水的動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械。我國(guó)的三峽就是很好的例子。在發(fā)電這一塊最好要數(shù)核能發(fā)電了，不過(guò)相對(duì)核能污染較大。所以我國(guó)現(xiàn)在廣泛還是用煤炭發(fā)電。目前我國(guó)煤炭資源吃緊，煤炭?jī)r(jià)格一直在漲，這也是為什么現(xiàn)在會(huì)有電荒的出現(xiàn)的主要原因。

柴油發(fā)電機(jī)

　　柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。 　　在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。 　　將無(wú)刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。

同步發(fā)電機(jī)

基本信息

　　作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的同步電機(jī)。是一種最常用的交流發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代電力工業(yè)中，它廣泛用于水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機(jī)發(fā)電。由于同步發(fā)電機(jī)一般采用直流勵(lì)磁，當(dāng)其單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào) 節(jié)勵(lì)磁電流，能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓。若并入電網(wǎng)運(yùn)行，因電壓由電網(wǎng)決定，不能改變，此時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的結(jié)果是調(diào)節(jié)了電機(jī)的功率因數(shù)和無(wú)功功率。 　　同步發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機(jī)相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步發(fā)電機(jī)中電樞繞組采用單相。

工作特性

　　表征同步發(fā)電機(jī)性能的主要是空載特性和負(fù)載運(yùn)行特性。這些特性是用戶選用發(fā)電機(jī)的重要依據(jù)。

空載特性

　　發(fā)電機(jī)不接負(fù)載時(shí)，電樞電流為零，稱為空載運(yùn)行。此時(shí)電機(jī)定子的三相繞組只有勵(lì)磁電流If感生出的空載電動(dòng)勢(shì)E0（三相對(duì)稱），其大小隨If的增大而增加。但是，由于電機(jī)磁路鐵心有飽和現(xiàn)象，所以兩者不成正比（圖1）。反映空載電動(dòng)勢(shì)E0與勵(lì)磁電流If關(guān)系的曲線稱為同步發(fā)電機(jī)的空載特性。

電樞反應(yīng)

　　當(dāng)發(fā)電機(jī)接上對(duì)稱負(fù)載后，電樞繞組中的三相電流會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，稱電樞反應(yīng)磁場(chǎng)。其轉(zhuǎn)速正好與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)。 　　同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)均可近似地認(rèn)為都按正弦規(guī)律分布。它們之間的空間相位差取決于空載電動(dòng)勢(shì)E0與電樞電流I之間的時(shí)間相位差。電樞反應(yīng)磁場(chǎng)還與負(fù)載情況有關(guān)。當(dāng)發(fā)電機(jī)的負(fù)載為電感性時(shí)，電樞反應(yīng)磁場(chǎng)起去磁作用，會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的電壓降低；當(dāng)負(fù)載呈電容性時(shí),電樞反應(yīng)磁場(chǎng)起助磁作用,會(huì)使發(fā)電機(jī)的輸出電壓升高。

負(fù)載運(yùn)行特性

　　主要指外特性和調(diào)整特性。外特性是當(dāng)轉(zhuǎn)速為額定值、勵(lì)磁電流和負(fù)載功率因數(shù)為常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓U與負(fù)載電流I之間的關(guān)系,如圖2所示。調(diào)整特性是轉(zhuǎn)速和端電壓為額定值、負(fù)載功率因數(shù)為常數(shù)時(shí),勵(lì)磁電流If與負(fù)載電流I之間的關(guān)系，如圖3所示。圖2中還顯示出電阻性、電容性和電感性3種負(fù)載的情況。由于電樞反應(yīng)磁場(chǎng)影響的不同，三者的曲線也不一樣。在外特性中，從空載到額定負(fù)載時(shí)電壓的變化程度稱為電壓變化率△U，常用百分?jǐn)?shù)表示為 　　同步發(fā)電機(jī)的電壓變化率約為20～40%。一般工業(yè)和家用負(fù)載都要求電壓保持基本不變。為此，隨著負(fù)載電流的增大,必須相應(yīng)地調(diào)整勵(lì)磁電流。圖3所示為 3種不同性質(zhì)負(fù)載下的調(diào)整特性。雖然調(diào)整特性的變化趨勢(shì)與外特性正好相反，對(duì)于感性和純電阻性負(fù)載，它是上升的，而在容性負(fù)載下，一般是下降的。 　　。

高速同步發(fā)電機(jī)

　　因大多數(shù)發(fā)電機(jī)與原動(dòng)機(jī)同軸聯(lián)動(dòng)，火電廠都用高速汽輪機(jī)作原動(dòng)機(jī)，所以汽輪發(fā)電機(jī)通常用高轉(zhuǎn)速的2極電機(jī),其轉(zhuǎn)速達(dá)3000轉(zhuǎn)/分（在電網(wǎng)頻率為60赫時(shí),為3600轉(zhuǎn)/分）。核電站多用4極電機(jī)，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分（當(dāng)電網(wǎng)頻率為60赫時(shí)，為1800轉(zhuǎn)/分）。為適應(yīng)高速、高功率要求，高速同步發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上一是采用隱極式轉(zhuǎn)子，二是設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)。 　?、匐[極式轉(zhuǎn)子：外表呈圓柱形，在圓柱表面開槽以安放直流勵(lì)磁繞組，并用金屬槽楔固緊，使電機(jī)具有均勻的氣隙。由于高速旋轉(zhuǎn)時(shí)巨大的離心力，要求轉(zhuǎn)子有很高的機(jī)械強(qiáng)度。隱極式轉(zhuǎn)子一般由高強(qiáng)度合金鋼整塊鍛成，槽形一般為開口形，以便安裝勵(lì)磁繞組。在每一個(gè)極距內(nèi)約有1/3部分不開槽,形成大齒；其余部分的齒較窄，稱做小齒。大齒中心即為轉(zhuǎn)子磁極的中心。有時(shí)大齒也開一些較小的通風(fēng)槽，但不嵌放繞組；有時(shí)還在嵌線槽底部銑出窄而淺的小槽作為通風(fēng)槽。隱極式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子本體軸向兩端還裝有金屬的護(hù)環(huán)和中心環(huán)。護(hù)環(huán)是由高強(qiáng)度合金制成的厚壁圓筒，用以保護(hù)勵(lì)磁繞組端部不至被巨大的離心力甩出；中心環(huán)用以防止繞組端部的軸向移動(dòng)，并支撐護(hù)環(huán)。此外，為了把勵(lì)磁電流通入勵(lì)磁繞組，在電機(jī)軸上還裝有集電環(huán)和電刷。 　?、诶鋮s系統(tǒng)：由于電機(jī)中能量損耗和電機(jī)的體積成正比，它的量級(jí)與電機(jī)線度量級(jí)的三次方成比例，而電機(jī)散熱面的量級(jí)只是電機(jī)線度量級(jí)的二次方。因此，當(dāng)電機(jī)尺寸增大時(shí)（受材料限制，增大電機(jī)容量就得加大其尺寸），電機(jī)每單位表面上需要散發(fā)的熱量就會(huì)增加，電機(jī)的溫升將會(huì)提高。在高速汽輪發(fā)電機(jī)中，離心力將使轉(zhuǎn)子表面和轉(zhuǎn)子中心孔表面產(chǎn)生巨大的切向應(yīng)力，轉(zhuǎn)子直徑越大，這種應(yīng)力也越大。因此，在鍛件材料允許的應(yīng)力極限范圍內(nèi),2極汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子本體直徑不能超過(guò)1250毫米。大型汽輪發(fā)電 機(jī)要增大單機(jī)容量，只有靠增加轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度（即用細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子）和提高電磁負(fù)荷來(lái)解決。目前,轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度可達(dá)8米，已接近極限。要繼續(xù)提高單機(jī)容量，只能是提高電機(jī)的電磁負(fù)荷。這使大型汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)熱和冷卻問題變得特別突出。為此，已研制出多種冷卻系統(tǒng)。 對(duì)于50000千瓦以下的汽輪發(fā)電機(jī)，多采用閉路空氣冷卻系統(tǒng)，用電機(jī)內(nèi)的風(fēng)扇吹拂發(fā)熱部件降溫。對(duì)于容量為5～60萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī),廣泛使用氫冷。氫氣（純度99%）的散熱性能比空氣好，用它來(lái)取代空氣不僅散熱效果好，而且可使電機(jī)的通風(fēng)摩擦損耗大為降低，從而能顯著提高發(fā)電機(jī)的效率。但是，采用氫冷必須有防爆和防漏措施，這使電機(jī)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，也增加了電極材料的消耗和成本。此外，還可采用液體介質(zhì)冷卻,例如水的相對(duì)冷卻能力為空氣的50倍,帶走同樣的熱量，所需水的流量比空氣小得多。因此，在線圈里采用一部分空心導(dǎo)線，導(dǎo)線中通水冷卻，就可以大大降低電機(jī)溫升,延緩絕緣老化,增長(zhǎng)電機(jī)壽命。1956年,英國(guó)首創(chuàng)第一臺(tái)12000千瓦定子線圈水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)。1958年，中國(guó)由浙江大學(xué)、上海電機(jī)廠首先研制成第一臺(tái)定、轉(zhuǎn)子線圈都采用水內(nèi)冷的 12000千瓦雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)，為這種冷卻方式奠定了基礎(chǔ)。世界一些國(guó)家在大容量電機(jī)中也廣泛采用水內(nèi)冷技術(shù)，并制造出了幾十萬(wàn)到一百多萬(wàn)千瓦的巨型發(fā)電機(jī)。除了水冷外,液體冷卻介質(zhì)還可使用變壓器油，其相對(duì)導(dǎo)熱能力約為水的40%，絕緣性能好，可將發(fā)電機(jī)額定電壓提高到幾萬(wàn)伏，從而節(jié)約了升壓變壓器的投資。近年來(lái)，還在研究用氟利昂作為冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)冷卻技術(shù)。氟利昂絕緣好，很容易氣化，利用其氣化潛熱來(lái)冷卻電機(jī)，是一種有意義的探索方向。

低速同步發(fā)電機(jī)

　　多數(shù)由較低速度的水輪機(jī)或柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)磁極數(shù)由4極到60極,甚至更多。對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為1500～100轉(zhuǎn)/分及以下。由于轉(zhuǎn)速較低,一般都采用對(duì)材料和制造工藝要求較低的凸極式轉(zhuǎn)子。 　　凸極式轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極常由1～2毫米厚的鋼板疊成，用鉚釘裝成整體,磁極上套有勵(lì)磁繞組（圖4）。勵(lì)磁繞組通常用扁銅線繞制而成。磁極的極靴上還常裝有阻尼繞組。它是一個(gè)由極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環(huán)形成的一個(gè)短接回路。磁極固定在轉(zhuǎn)子磁軛上，磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉(zhuǎn)子可分為臥式和立式兩類。大多數(shù)同步電動(dòng)機(jī)、同步調(diào)相機(jī)和內(nèi)燃機(jī)或沖擊式水輪機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，都采用臥式結(jié)構(gòu)；低速、大容量水輪發(fā)電機(jī)則采用立式結(jié)構(gòu)。 　　臥式同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要由主磁極、磁軛、勵(lì)磁繞組、集電環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。其定子結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)相似。立式結(jié)構(gòu)必須用推力軸承承擔(dān)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力和水向下的壓力。大容量水輪發(fā)電機(jī)中，此力可高達(dá)四、五十兆牛（約相當(dāng)于四、五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝和安裝要求都很高。按照推力軸承的安放位置，立式水輪發(fā)電機(jī)分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機(jī)架的上部或中部，在轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)子直徑與鐵心長(zhǎng)度的比值較小時(shí)，機(jī)械上運(yùn)行較穩(wěn)定。傘式的推力軸承放在轉(zhuǎn)子下部的下機(jī)架上或水輪機(jī)頂蓋上。負(fù)重機(jī)架是尺寸較小的下機(jī)架，可節(jié)約大量鋼材，并能降低從機(jī)座基礎(chǔ)算起的發(fā)電機(jī)和廠房高度。 　　同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 同步發(fā)電機(jī)絕大多數(shù)是并聯(lián)運(yùn)行，并網(wǎng)發(fā)電的。各并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)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(jī)之間會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)流，引起擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)拱l(fā)電機(jī)遭受破壞。但是，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)在投入并聯(lián)運(yùn)行以前，一般說(shuō)來(lái)它們的頻率與電壓的大小和相位是不會(huì)完全相同的。為了使同步發(fā)電機(jī)能投入并聯(lián)運(yùn)行，首先必須有一個(gè)同步并列的過(guò)程。同步并列的方法可分為準(zhǔn)同步和自同步兩種。同步發(fā)電機(jī)在投入并聯(lián)運(yùn)行以后，各機(jī)負(fù)載的分配決定于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性。通過(guò)調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器，改變發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速特性，即可改變各發(fā)電機(jī)的負(fù)載分配，控制各發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。而通過(guò)調(diào)節(jié)各發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，可以改變各發(fā)電機(jī)無(wú)功功率分配和調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓。

準(zhǔn)同步并列

　　將已加勵(lì)磁的待投運(yùn)發(fā)電機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)其原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和改變?cè)摪l(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，使其和運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)的頻率差不超過(guò)0.1～0.5%。在兩機(jī)電壓相位差不超過(guò)10°的瞬間進(jìn)行合閘并聯(lián)，兩者即可自動(dòng)牽入同步運(yùn)行。準(zhǔn)同步并列的操作可以手動(dòng)，也可以借自動(dòng)裝置完成。

自同步并列

　　把待投入并聯(lián)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)到接近電網(wǎng)的同步轉(zhuǎn)速，在未加勵(lì)磁的條件下就合閘并聯(lián)，然后再加入勵(lì)磁，依靠發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間出現(xiàn)的環(huán)流及相應(yīng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩把發(fā)電機(jī)迅速牽入同步。采用自同步并列時(shí)，由于減少了調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓和選擇合閘瞬間所需的時(shí)間，所以并列的過(guò)程較快，特別適宜于電力系統(tǒng)事故情況下機(jī)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(huì)使電網(wǎng)電壓短時(shí)下降，電機(jī)繞組端部承受較大的電磁力。

交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓精度差的解決

　　在日常生活中我們用交流發(fā)電機(jī)來(lái)供用電設(shè)備使用時(shí),常發(fā)生用電設(shè)備不能正常工作的情況,其原因是發(fā)電機(jī)輸出的交流電不夠穩(wěn)定,這時(shí)候需要電力穩(wěn)壓器來(lái)穩(wěn)定電壓,也就是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫降慕涣鞣€(wěn)壓電源，交流穩(wěn)壓電源能使發(fā)電機(jī)的輸出電壓精度穩(wěn)定到我們用電設(shè)備正常工作所允許的范圍。

異步發(fā)電機(jī)

異步發(fā)電機(jī)

　　異步發(fā)電機(jī)又稱“感應(yīng)發(fā)電機(jī)”。利用定子與轉(zhuǎn)子間氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用的一種交流發(fā)電機(jī)。其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同，但轉(zhuǎn)速略高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。常用作小功率水輪發(fā)電機(jī)。 　　交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)又被人們稱之為雙饋發(fā)電機(jī)

三相異步電動(dòng)機(jī)

　　.交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)子方采用交流電壓勵(lì)磁,使其具有靈活的運(yùn)行方式,在解決電站持續(xù)工頻過(guò)電壓、變速恒頻發(fā)電、抽水蓄能電站電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組的調(diào)速等問題方面有著傳 統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)越性。交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)主要的運(yùn)行方式有以下三種:1) 運(yùn)行于變速恒頻方式;2) 運(yùn)行于無(wú)功大范圍調(diào)節(jié)的方式;3) 運(yùn)行于發(fā)電-電動(dòng)方式。 　　隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的提高,線路的增長(zhǎng), 當(dāng)線路的傳輸功率低于自然功率時(shí),線路和電站將出現(xiàn)持續(xù)的工頻過(guò)電壓.為改善系統(tǒng)的運(yùn)行特性, 不少技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家,在6"世紀(jì)A"年代初開始研究異步發(fā)電機(jī)在大電力系統(tǒng)中的應(yīng)用問題,并認(rèn)為大系統(tǒng)采用異步發(fā)電機(jī)后,可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性, 可靠性和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性. 　　異步發(fā)電機(jī)由于維護(hù)方便，穩(wěn)定性好，常用作并網(wǎng)運(yùn)行的小功率水輪發(fā)電機(jī)。當(dāng)用原動(dòng)機(jī)將異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子順著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向拖動(dòng)，并使其轉(zhuǎn)速超過(guò)同步轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)就進(jìn)入發(fā)電機(jī)運(yùn)行，并把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能送至電網(wǎng)。這時(shí)電機(jī)的勵(lì)磁電流取自電網(wǎng)。 　　異步發(fā)電機(jī)也可以并聯(lián)電容，靠本身剩磁自行勵(lì)磁，獨(dú)立發(fā)電（見圖），這時(shí)發(fā)電機(jī)的電壓與頻率由電容值、原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載大小等因素決定。當(dāng)負(fù)載改變，一般要相應(yīng)地調(diào)節(jié)并聯(lián)的電容值，以維持電壓穩(wěn)定。由于異步電機(jī)并聯(lián)電容時(shí)，不需外加勵(lì)磁電源就可獨(dú)立發(fā)電，故在負(fù)荷比較穩(wěn)定的場(chǎng)合，有可取之處。例如可用作農(nóng)村簡(jiǎn)易電站的照明電源或作為備用電源等。

發(fā)電機(jī)的發(fā)展前景

　　全國(guó)水電供應(yīng)因多方原因出現(xiàn)了嚴(yán)重緊缺，用電受到一定程度限制，而近幾年，正是我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)期，眾多企業(yè)都紛紛加足馬力投入大規(guī)模生產(chǎn);其次是前兩年眾多廠家購(gòu)買發(fā)電機(jī)是為了應(yīng)急，在購(gòu)買時(shí)沒有長(zhǎng)遠(yuǎn)打算，而事過(guò)境遷所購(gòu)的小型發(fā)電機(jī)已適應(yīng)不了新需求，在此情況下，更新?lián)Q代的發(fā)電機(jī)也占了很大一部分;再者就是機(jī)電產(chǎn)品每年的出口量都在遞增，水泵和發(fā)電機(jī)的市場(chǎng)空間在近幾年內(nèi)還會(huì)很大。正是在三方因素的促進(jìn)下，五金城水泵和發(fā)電機(jī)市場(chǎng)又一次迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。 　　目前最具發(fā)展前景的是風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 　　風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)藏量巨大，全球風(fēng)能資源總量約為2.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、分布面廣，僅陸地上的風(fēng)能儲(chǔ)量就有約3.53億千瓦，開發(fā)利用潛力巨大。 　　隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，風(fēng)能市場(chǎng)也迅速發(fā)展起來(lái)。2007年全球風(fēng)能裝機(jī)總量為9萬(wàn)兆瓦，2008年全球風(fēng)電增長(zhǎng)28.8%，2008年底全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量已超過(guò)了12.08萬(wàn)兆瓦，相當(dāng)于減排1.58億噸二氧化碳。隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，風(fēng)能發(fā)電在商業(yè)上將完全可以與燃煤發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)。 　　“十五”期間，中國(guó)的并網(wǎng)風(fēng)電得到迅速發(fā)展。2006年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到260萬(wàn)千瓦，成為繼歐洲、美國(guó)和印度之后發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的主要市場(chǎng)之一。2007年以來(lái)，中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模延續(xù)暴發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2008年中國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到719.02萬(wàn)千瓦，新增裝機(jī)容量增長(zhǎng)率達(dá)到108.4%，累計(jì)裝機(jī)容量躍過(guò)1300萬(wàn)千瓦大關(guān)，達(dá)到1324.22萬(wàn)千瓦。內(nèi)蒙古、新疆、遼寧、山東、廣東等地風(fēng)能資源豐富，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。 　　進(jìn)入2008年下半年以來(lái)，受國(guó)際宏觀形勢(shì)影響，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度趨緩。為有力拉動(dòng)內(nèi)需，保持經(jīng)濟(jì)社會(huì)平穩(wěn)較快發(fā)展，政府加大了對(duì)交通、能源領(lǐng)域的固定資產(chǎn)投資力度，支持和鼓勵(lì)可再生能源發(fā)展。作為節(jié)能環(huán)保的新能源，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)贏得歷史性發(fā)展機(jī)遇，在金融危機(jī)肆虐的不利環(huán)境中逆市上揚(yáng)，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，截止到2009年初，全國(guó)已有25個(gè)省份、直轄市、自治區(qū)具有風(fēng)電裝機(jī)。 　　中國(guó)風(fēng)力等新能源的發(fā)展前景十分廣闊，預(yù)計(jì)未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間都將保持高速發(fā)展，同時(shí)盈利能力也將隨著技術(shù)的逐漸成熟穩(wěn)步提升。隨著中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)的國(guó)產(chǎn)化和發(fā)電的規(guī)模化，風(fēng)電成本可望再降。因此風(fēng)電開始成為越來(lái)越多投資者的逐金之地。風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)、并網(wǎng)發(fā)電、風(fēng)電設(shè)備制造等領(lǐng)域成為投資熱點(diǎn)，市場(chǎng)前景看好。2009年風(fēng)電行業(yè)的利潤(rùn)總額仍將保持高速增長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)2009年的高速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2010、2011年增速會(huì)稍有回落，但增長(zhǎng)速度也將達(dá)到60%以上。2010年全國(guó)累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量有望突破2000萬(wàn)千瓦，提前實(shí)現(xiàn)2020年的規(guī)劃目標(biāo)。

發(fā)電機(jī)術(shù)語(yǔ)

發(fā)電機(jī)

　　能把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿脑O(shè)備的總稱。所產(chǎn)生的電能可以是直流電（DC）也可以是交流電（AC）。

接地

　　是指電路與大地之間或與某些和大地相通的導(dǎo)電物體之間（有意或意外）的連接。

怠速控制

　　一種可直接根據(jù)電氣負(fù)載對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速進(jìn)行控制的系統(tǒng)。

點(diǎn)火線圈

　　為火花塞提供直流電壓的器件。

永磁發(fā)電機(jī)

　　一種帶有永久磁鐵的交流發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火所需要的電流。

歐姆

　　電阻的單位。1 伏特電壓可以使 1 安培電流流過(guò) 1 歐姆電阻。

相位

　　交流電的振幅或量值均勻、周期性的變化。三相交流電由三個(gè)不同的正弦波電流組成，相互之間的相位差均為 120 度。

電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)可以把您的發(fā)電機(jī)安全地接入到您的家庭用電系統(tǒng)中。

額定速度

　　機(jī)組的設(shè)計(jì)工作速度（每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)）。

額定電壓

　　一套引擎發(fā)電機(jī)組的額定電壓是其設(shè)計(jì)的工作電壓值。

后軸承支架

　　一種鑄件，用作轉(zhuǎn)子軸承外罩。轉(zhuǎn)子軸承支持轉(zhuǎn)子軸。

整流器

　　將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的器件。

逆變器

　　是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成交流電（一般為220v50HZ正弦或方波）。

繼電器

　　一種電動(dòng)開關(guān)，通常用在控制電路中。與電流接觸器相比，其觸點(diǎn)只能通過(guò)較小的電流。

電阻

　　對(duì)電流的阻力。

轉(zhuǎn)子

　　發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)元件。

單相

　　一個(gè)交流負(fù)載或電源，通常情況下，如果是一個(gè)負(fù)載，則只有兩個(gè)輸入端子，如果是一個(gè)電源，則只有兩個(gè)輸出端子。

定子

　　電機(jī)的靜止部分。

振動(dòng)支架

　　位于發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)與機(jī)架之間的橡膠器件，可以最大限度地減輕振動(dòng)。

伏特

　　電動(dòng)勢(shì)的單位。把單位電動(dòng)勢(shì)恒定地作用在電阻為 1 歐姆的導(dǎo)體上，將產(chǎn)生 1 安培電流。

電壓

　　電位差，單位用伏特表示。

穩(wěn)壓器

　　該設(shè)備通過(guò)控制激勵(lì)轉(zhuǎn)子的直流電量，自動(dòng)地使發(fā)電機(jī)電壓保持在一個(gè)正確值上。

瓦特

　　電源功率的單位。對(duì)于直流電，它等于伏特乘以安培。對(duì)于交流電，它等于電壓有效值（伏特）乘以電流有效值（安培）乘以功率因數(shù)乘以一個(gè)常數(shù)（其值取決于相數(shù)）。1 千瓦 － 1000 瓦特。

繞組

　　發(fā)電機(jī)的所有線圈。定子繞組由若干個(gè)定子線圈及其互聯(lián)線路組成。轉(zhuǎn)子繞組由轉(zhuǎn)子磁極上的所有繞組及接線組成。

發(fā)電機(jī)的種類

　　發(fā)電機(jī)的種類有很多種。從原理上分為同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)、單相發(fā)電機(jī)、三相發(fā)電機(jī)。從產(chǎn)生方式上分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、汽油發(fā)電機(jī)等。從能源上分為火力發(fā)電機(jī)、水力發(fā)電機(jī)等。

發(fā)電機(jī)的類型

　　由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機(jī)。

　　利用水利資源和水輪機(jī)配合，可以制成水輪發(fā)電機(jī)；由于水庫(kù)容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機(jī)。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機(jī)配合，可以制成汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000rpm)。此外還有利用風(fēng)能、原子能、地?zé)帷⒊毕饶芰康母黝惏l(fā)電機(jī)。利用柴油、汽油等資源作為能源的柴油、汽油發(fā)電機(jī)用得比較廣泛。此外，由于發(fā)電機(jī)工作原理不同又分作直流發(fā)電機(jī)，異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)。目前在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī)。

操作規(guī)程

　　1、啟動(dòng)前應(yīng)檢查燃油箱油量是否充足，各油管及接頭處無(wú)漏油現(xiàn)象；冷卻系統(tǒng)水量是否充足、清潔、無(wú)滲漏，風(fēng)扇皮帶松緊是否合適。檢查內(nèi)燃機(jī)與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)部分應(yīng)連接可靠，輸出線路的導(dǎo)線絕緣良好，各儀表齊全、有效。 　　2、啟動(dòng)后，應(yīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5分鐘，待溫度和機(jī)油壓輪均正常后，方可開始作業(yè)。發(fā)電機(jī)在升速中應(yīng)無(wú)異響，滑環(huán)及整流子上電刷接觸良好，無(wú)跳動(dòng)及冒火花現(xiàn)象。待運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，頻率、電壓達(dá)到額定值后，方可向外供電。 　　3、運(yùn)行中出現(xiàn)異響、異味、水溫急劇上升及機(jī)油壓力急劇下降等情況時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查并排除故障。 　　4、發(fā)電機(jī)功率因數(shù)不得超過(guò)遲相（滯后）0.95。頻率值的變動(dòng)范圍不得超過(guò)0.5HZ。 　　5、停機(jī)前應(yīng)先切斷各供電分路主開關(guān)，逐步減少載荷，然后切斷發(fā)電機(jī)供電主開關(guān)，將勵(lì)磁變阻器復(fù)回到電阻最大值位置，使電壓降至最低值，再切斷勵(lì)磁開關(guān)和中性點(diǎn)接地開關(guān)，最后停止內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)電機(jī)發(fā)展歷史

　　1832年，法國(guó)人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機(jī)，其原理是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)永磁體使磁通發(fā)生變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并把這種電動(dòng)勢(shì)以直流電壓形式輸出。 　　1866年，德國(guó)的西門子發(fā)明了自勵(lì)式直流發(fā)電機(jī)。 　　1869年，比利時(shí)的格拉姆制成了環(huán)形電樞，發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)是用水力來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的，經(jīng)過(guò)反復(fù)改進(jìn)，于1847年得到了3。2KW的輸出功率。 　　1882年，美國(guó)的戈登制造出了輸出功率447KW，高3米，重22噸的兩相式巨型發(fā)電機(jī)。 美國(guó)的特斯拉在愛迪生公司的時(shí)候就決心開發(fā)交流電機(jī)，但由于愛迪生堅(jiān)持只搞直流方式，因此他就把兩相交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的專利權(quán)賣給了西屋公司。 　　1896年，特斯拉的兩相交流發(fā)電機(jī)在尼亞拉發(fā)電廠開始勞動(dòng)營(yíng)運(yùn)，3750KW，5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。 　　1889年，西屋公司在俄勒岡州建設(shè)了發(fā)電廠，1892年成功地將15000伏電壓送到了皮茨菲爾德。 　　在公元1831年，法拉第將一個(gè)封閉電路中的導(dǎo)線通過(guò)電磁場(chǎng)，導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)有電流流過(guò)電線，法拉第因此了解到電和磁場(chǎng)之間有某種緊密的關(guān)連，他建造了第一座發(fā)電機(jī)原型，其中包括了在磁場(chǎng)中迥轉(zhuǎn)的銅盤，此發(fā)電機(jī)產(chǎn)生了電力。在此之前，所有的電皆由靜電機(jī)器和電池所產(chǎn)生，而這二者均無(wú)法產(chǎn)生巨大力量。但是，法拉第的發(fā)電機(jī)終于改變了一切。 　　發(fā)電機(jī)包括一個(gè)能在二個(gè)或二個(gè)以上的磁場(chǎng)間迅速旋轉(zhuǎn)的電磁鐵，當(dāng)二個(gè)磁場(chǎng)相互交錯(cuò)，就產(chǎn)生了電，由電線從發(fā)電機(jī)中導(dǎo)出。電子工程師依發(fā)電機(jī)線繞的方式和磁鐵的安排，而獲得交流電（AC）或直流電（DC），大部分發(fā)電機(jī)都是產(chǎn)生交流電，它比直流電更易由傳輸線作長(zhǎng)距離的傳送。 　　學(xué)過(guò)物理課的人都會(huì)記得，英國(guó)科學(xué)家法拉第于1831 年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)原理。這一在人類社會(huì)發(fā)展過(guò)程中起到重要作用的原理是說(shuō)：“當(dāng)磁場(chǎng)的磁力線發(fā)生變化時(shí)，在其周圍的導(dǎo)線中就會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生電流?！? 　　法拉第曾煞費(fèi)苦心，通過(guò)研究和反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)了這一影響巨大的科學(xué)原理，而且他確信，利用此原理肯定能制造出可以實(shí)際發(fā)電的發(fā)電機(jī)。 　　就在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)原理的第二年，受法拉第發(fā)現(xiàn)的啟示，法國(guó)人皮克希應(yīng)用電磁感應(yīng)原理制成了最初的發(fā)電機(jī)。 　　皮克希的發(fā)電機(jī)是在靠近可以旋轉(zhuǎn)的U 形磁鐵（通過(guò)手輪和齒輪使其旋轉(zhuǎn)）的地方，用兩根鐵芯繞上導(dǎo)線線圈，使其分別對(duì)準(zhǔn)磁鐵的N 極和S 極，并將線圈導(dǎo)線引出。這樣，搖動(dòng)手輪使磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于磁力線發(fā)生了變化，結(jié)果在線圈導(dǎo)線中就產(chǎn)生了電流。 　　由這種發(fā)電機(jī)的裝置可以知道，每當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)半圈時(shí)，線圈所對(duì)應(yīng)的磁鐵的磁極就改變一次，從而使電流的方向也跟著改變一次。為了改變這種情況，使電流方向保持不變，皮克希想出了一個(gè)巧妙的辦法：在磁鐵的旋轉(zhuǎn)軸上加裝兩片相互隔開成圓筒狀的金屬片，由線圈引出的兩條線頭，經(jīng)彈簧片分別與兩個(gè)金屬片相接觸。另外，再用兩根導(dǎo)線與兩個(gè)金屬片接觸，以引出電流。這個(gè)裝置，就叫做整流子，在后來(lái)的發(fā)電機(jī)上仍得到應(yīng)用。 　　整流子為什么能保持電流方向不變呢？這是因?yàn)殡娏鲝木€圈流入整流子，而整流子是和磁鐵一起旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)過(guò)半圈，線圈中電流方向倒逆過(guò)來(lái)，整流子也正好轉(zhuǎn)過(guò)半周來(lái)而掉轉(zhuǎn)了方向，因而輸出的電流方向始終是不變的。 　　皮克希發(fā)明的這種發(fā)電機(jī)在世界上是首創(chuàng)，當(dāng)然也有其不足之處。需要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)的地方，一是轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵不如轉(zhuǎn)動(dòng)線圈更為方便靈活；二是通過(guò)整流子可以得到定向的電流，但是電流強(qiáng)弱還是不斷變化的。為改變這種情況，人們采用增加一些磁鐵和線圈數(shù)量，并稍微錯(cuò)開地將變化的電流一起引出的辦法，使輸出電流的強(qiáng)度變化控制在一定的范圍內(nèi)。 　　從皮克希發(fā)明發(fā)電機(jī)后的30 多年間，雖然有所改進(jìn)，并出現(xiàn)了一些新發(fā)明，但成果不大，始終未能研制出能輸出像電池那樣大的電流，而且可供實(shí)用的發(fā)電機(jī)。 　　1867 年，德國(guó)發(fā)明家韋納·馮·西門子對(duì)發(fā)電機(jī)提出了重大改進(jìn)。他認(rèn)為，在發(fā)電機(jī)上不用磁鐵（即永久磁鐵），而用電磁鐵，這樣可使磁力增強(qiáng)，產(chǎn)生強(qiáng)大的電流。 　　西門子用電磁鐵代替永久磁鐵發(fā)電的原理是，電磁鐵的鐵芯在不通電流時(shí)，也還殘存有微弱的磁性。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)線圈時(shí)，利用這一微弱的剩磁發(fā)出電流，再反回給電磁鐵，促使其磁力增強(qiáng)，于是電磁鐵也能產(chǎn)生出強(qiáng)磁性。 接著，西門子著手研究電磁鐵式發(fā)電機(jī)。很快就制成了這種新型的發(fā)電機(jī)，它能產(chǎn)生皮克發(fā)電機(jī)所遠(yuǎn)不能相比的強(qiáng)大電流。同時(shí)，這種發(fā)電機(jī)比連接一大堆電池來(lái)通電要方便得多，因而它作為實(shí)用發(fā)電機(jī)被廣泛應(yīng)用起來(lái)。 　　西門子的新型發(fā)電機(jī)問世后不久，意大利物理學(xué)家帕其努悌于1865 年發(fā)明了環(huán)狀發(fā)電機(jī)電樞。這種電樞是以在鐵環(huán)上繞線圈代替在鐵芯棒上繞制的線圈，從而提高了發(fā)電機(jī)的效率。 　　實(shí)際上，帕斯努悌早在1860 年就提出了發(fā)電機(jī)電樞的設(shè)想，但未能引起的人們的注意。1865 年，他又在一本雜志上發(fā)表了這一獨(dú)創(chuàng)性的見解，仍未得到社會(huì)的公認(rèn)。 　　到了1869 年，比利時(shí)學(xué)者古拉姆在法國(guó)巴黎研究電學(xué)時(shí)，看到了帕其努悌發(fā)表的文章，認(rèn)為這一發(fā)明有其優(yōu)越性。于是，他就根據(jù)帕其努悌的設(shè)計(jì)方案，兼采納了西門子的電磁鐵式發(fā)電機(jī)原理進(jìn)行研制，于1870 年制成了性能優(yōu)良的發(fā)電機(jī)。 　　在帕其努悌的發(fā)明中，對(duì)發(fā)電機(jī)的整流子部分進(jìn)行了重要改進(jìn)，使發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流強(qiáng)度變化極小。而采用帕其努悌設(shè)計(jì)方案制成的古拉姆式發(fā)電機(jī)，其發(fā)出的電流強(qiáng)度變化也很小。這是古拉姆發(fā)電機(jī)的優(yōu)良性能的表現(xiàn)之一。 　　古拉姆發(fā)電機(jī)的性能好，所以銷路很廣，他不僅發(fā)了財(cái)，而且被人們譽(yù)為“發(fā)電機(jī)之父”。 　　有些人看到古拉姆發(fā)明發(fā)電機(jī)獲得成功，也想對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)從而制造出更先進(jìn)的發(fā)電機(jī)。在這些人中，就有德國(guó)的西門子公司研究發(fā)電機(jī)的工程師阿特涅。他發(fā)明了古拉姆發(fā)電機(jī)不同的線圈繞線方式，制成了性能良好的發(fā)電機(jī)。 　　古拉姆發(fā)電機(jī)的電樞是將鐵絲繞成環(huán)狀，在環(huán)與環(huán)之間夾上紙進(jìn)行絕緣，然后將環(huán)捆在一起作為鐵芯，在其上面繞上導(dǎo)線線圈，再由線圈的不同部位引出一些導(dǎo)線，接向帶整流子。而阿特涅發(fā)電機(jī)的電樞，是用許多薄圓鐵板以紙絕緣后重疊起來(lái)，制成鐵芯，然后在上面繞上導(dǎo)線線圈。人們把這種方法叫做“鼓卷”，意思是像鼓一樣的形狀。經(jīng)過(guò)這種改進(jìn)后，發(fā)電機(jī)無(wú)論是外觀或是性能，都比原來(lái)有了很大起色。 　　西門子公司由于阿特涅的這項(xiàng)發(fā)明而益發(fā)馳名。于是，德國(guó)以西門子公司為核心，大力研制各種發(fā)電機(jī)，從而使電力工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。 　　隨著發(fā)電機(jī)的逐漸大型化，轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力也發(fā)生了變化。其中以水力作動(dòng)力更使人們感興趣。這是因?yàn)橛盟D(zhuǎn)動(dòng)大型發(fā)電機(jī)較方便，而且不消耗燃料，成本低。因此，西門子公司又投入水力發(fā)電的研究工作。 　　利用水力發(fā)電與水力發(fā)電不同，前者必須將發(fā)電機(jī)安裝在水流湍急的地方，也就是水流落差大的地方。這樣，就必須在山中河川的上游發(fā)電，然后再輸送到遠(yuǎn)方的城市。 　　為了遠(yuǎn)距離輸送電，就要架設(shè)很長(zhǎng)的輸電線。但是，在輸電線中通過(guò)很強(qiáng)的電流時(shí)，電線就要發(fā)熱，這樣，好不容易發(fā)出的電能在送向遠(yuǎn)方的途中，卻因?yàn)殡娋€發(fā)熱而損耗掉了。 　　為了減少電能在長(zhǎng)距離輸送中的發(fā)熱損耗，可以采用的辦法有兩個(gè)：一是增加電壓的截面積，即將電線加粗，減小電阻；二是提高電壓而減小電流。 　　前一個(gè)措施因需要大量的金屬導(dǎo)線，而且架設(shè)很粗的導(dǎo)線有很多困難，因而很難得到采用。比較起來(lái)，還是后一個(gè)措施有實(shí)用價(jià)值。然而，對(duì)于當(dāng)時(shí)使用的直流電來(lái)說(shuō)，使其電壓提高或降低都是難以實(shí)現(xiàn)的。于是，人們只得開始考慮利用電壓很容易改變的交流電。 　　看來(lái)，將直流發(fā)電機(jī)改為交流電發(fā)電機(jī)比較容易，主要是取掉整流子就行了。所以，西門子公司的阿特涅便于1873 年發(fā)明了交流發(fā)電機(jī)。此后，對(duì)交流發(fā)電機(jī)的研究工作便盛行起來(lái)，從而使這種發(fā)電機(jī)得到了迅速的發(fā)展

變頻器在發(fā)電機(jī)上的節(jié)能改造應(yīng)用

　　發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)的電流會(huì)比額定高5-6倍的，不但會(huì)影響電機(jī)的使用壽命而且消耗較多的電量.系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)在電機(jī)選型上會(huì)留有一定的余量，電機(jī)的速度是固定不變，但在實(shí)際使用過(guò)程中，有時(shí)要以較低或者較高的速度運(yùn)行，因此進(jìn)行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)、通過(guò)改變?cè)O(shè)備輸入電壓頻率達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的，而且能給設(shè)備提供過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載等保護(hù)功能。進(jìn)口變頻器ABB西門子比較好，但貴得離譜，國(guó)內(nèi)變頻器做得較好的有三晶、匯川和英威騰等。