柴油發(fā)電機運動部件故障的原因 柴油發(fā)電機曲柄連桿結(jié)構(gòu)常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等，這些故障主要發(fā)生與高速運動部位，采集裝置難以安裝并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，且發(fā)生故障后信號干擾信息較多，也難以準(zhǔn)確診斷和識別。目前許多學(xué)者都比較傾向于地域數(shù)據(jù)的處理和診斷，也有部分學(xué)者考慮依靠動力學(xué)對柴油發(fā)電機運動部件進(jìn)行分析和診斷，更進(jìn)一步地找準(zhǔn)故障產(chǎn)生的機理及原因。后者這種方法主要依靠計算機仿真軟件實現(xiàn)，通過對柴油發(fā)電機進(jìn)行建模，設(shè)定柴油發(fā)電機各部件工作參數(shù)，設(shè)置各部件出現(xiàn)故障后的參數(shù)，進(jìn)行通過仿真模擬，識別故障發(fā)生時各部件參數(shù)狀態(tài)。這一技術(shù)具有可操作性強、實驗周期短、省時、省資金等優(yōu)點，該技術(shù)為未來發(fā)展的一個潛力方向。 運動部件產(chǎn)生故障主要原因主要為兩方面，一方面相互連接的兩個部件由于長時間的接觸，造成了磨損，使得接觸表面變形，在運動過程產(chǎn)生振動及噪聲，另一方面由于接觸部件之間發(fā)生嚴(yán)重的磨損后產(chǎn)生了相互運動過程的碰撞及撞擊，直接產(chǎn)生了異響等現(xiàn)象。顯而易見，各部位產(chǎn)生故障涉及到諸多方面的內(nèi)容，包括機械動力、熱力、摩擦等，故障的分析不能僅僅依靠簡單的分析就可以進(jìn)行診斷和確定。 1.拉缸故障診斷拉缸故障會引起活塞機件損壞、柴油發(fā)電機油耗增加、轉(zhuǎn)速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸，嚴(yán)重影響發(fā)電機正常運行。目前主要通過對發(fā)電機進(jìn)行故障信號檢測，判斷拉缸時振動信號頻域范圍，例如國外研究學(xué)者 Jacobo Porteiro 通過分析研究，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驗證了拉缸時發(fā)電機故障的特征，并分析預(yù)測了發(fā)電機內(nèi)潤滑油內(nèi)金屬顆粒的含量值。 2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內(nèi)壁產(chǎn)生明顯異響的現(xiàn)象，敲缸時巨大的撞擊力使得缸體外壁產(chǎn)生較為強大的振動，同時長期的敲缸對活塞及缸體造成嚴(yán)重的破壞。在敲缸故障診斷方面，利用計算機仿真軟件，分析了在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載和敲缸程度下的故障信號特征，實現(xiàn)了對敲缸狀態(tài)下發(fā)電機故障的分析和診斷。 3.連桿軸異常診斷柴油發(fā)電機長時間大功率工作，連桿軸會產(chǎn)生磨損，使得軸承之間間隙變大，在連桿軸帶動活塞及曲軸運動過程，造成敲擊幅度變大，容易產(chǎn)生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對兩岸頭與軸承之間的振動信號分析，實現(xiàn)了對往復(fù)式發(fā)電機連桿故障振動信號角域和值域的分析，實現(xiàn)驗證具有一定的可靠性。

永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的原理和前景 　　我國風(fēng)能資源非常豐富，可開發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國陸地風(fēng)能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦，海上風(fēng)能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風(fēng)能資源比較集中，“三北”地區(qū)（華北、東北和西北）以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風(fēng)能資源開發(fā)量約占全國的80%.風(fēng)能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度，與電力負(fù)荷則呈逆向分布。 “十三五”時期，我國風(fēng)力發(fā)電機裝機容量占發(fā)電機總?cè)萘勘壤龑⑦M(jìn)一步加大，出于電網(wǎng)考慮，風(fēng)力發(fā)電機組必須在“低電壓穿越”保障下“御風(fēng)而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露，2020年陸地風(fēng)電的成本將與煤電持平，之后風(fēng)電將逐步脫離 補貼，“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風(fēng)力發(fā)電機，實現(xiàn)了發(fā)電機低成本制造，使機組極易實現(xiàn)低電壓穿越，在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機型受到社會廣泛關(guān)注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機主要由風(fēng)力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。 （1）基本原理 永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理，就是利用風(fēng)力帶動風(fēng)力機葉片旋轉(zhuǎn)，拖動永磁同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機為永磁式發(fā)電機，轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。 （2）技術(shù)特點 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和更新，由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發(fā)電機已變得越來越具吸引力了。 采用永磁同步發(fā)電機的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點：1）永磁同步發(fā)電機系統(tǒng)不需要勵磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點；2）變速運行范圍寬，即可超同步運行也可以亞同步運行；3）轉(zhuǎn)子無勵磁繞組，磁極結(jié)構(gòu)簡單、變頻器容量小，可以做成多極電機；4）同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機和永磁發(fā)電機可直接耦合，省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機的維護(hù)工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)。 （3）適用場合 1）在電力供應(yīng)匱乏、交通不便、燃料短缺，但是風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問題，如為高速公路照明設(shè)備提供電源等；2）在單機容量比較小的風(fēng)場，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電；3）為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠(yuǎn)、負(fù)載較輕的用戶，提供電力。

發(fā)電機發(fā)電時，如沒有電器在用電，發(fā)出來的電都去哪里了? 發(fā)電機發(fā)電，假如沒有電器在用電，相當(dāng)于負(fù)載這邊是開路的，也就是發(fā)電機線圈的并沒有形成回路，沒有回路是沒有電流的，根據(jù)電功率的定義，電功率P=電壓U*電流I，因為回路沒有電流，所以電功率P=0，也就是沒有電功率輸出，相當(dāng)于本質(zhì)上并沒有發(fā)電，當(dāng)然談不上損失了。 　　電動勢只是一種能力 　　根據(jù)電磁定律，導(dǎo)體運動切割磁力線的時候，會在導(dǎo)體兩端形成感生電動勢。電動勢在物理學(xué)上是這樣定義的，單位正電荷被電場力從電源的負(fù)極，經(jīng)過電源內(nèi)部，達(dá)到電源正極時所做的功的大小。 　　光看定義，電動勢是比較抽象的，不太好理解。可以顧名思義把電動勢理解成讓電子產(chǎn)生運動趨勢的一種本領(lǐng)，一種能力。好比處于高處水池里邊的水，老想流出去，流到下游去這樣一種趨勢。又好比說一個人很會賺錢，口袋老是裝了滿滿的，這種也是一種能力。發(fā)電過程，電動勢也反應(yīng)發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)換成電能的一種能力本領(lǐng)。 　　有本領(lǐng)有能力，不做事，相當(dāng)于能力體現(xiàn)不出來，也等同于沒有能力，好比上邊說到有賺錢能力的人，并沒有把錢花掉，和窮人沒有兩樣一個道理。當(dāng)沒有任何負(fù)載接入發(fā)電機的回路里邊，回來沒有電流，并沒有產(chǎn)生電功率。但是導(dǎo)體切割磁力線是存在的，所以有電動勢，展現(xiàn)了發(fā)動機能發(fā)電的一種本領(lǐng)而已。再次回到水池裝滿水了，但是水閥是關(guān)閉著的，并沒有水漏出去一樣的道理，并沒有什么損失，水還在水池里邊。 　　導(dǎo)體沒有切割磁力線時候，正負(fù)極兩端都是中性的，因為金屬正電荷和電子是完全一致的，導(dǎo)體沒有對外顯示出任何帶電狀態(tài)。當(dāng)切割磁力線的時候，正電荷從負(fù)極移動到正極，可以理解成電磁力讓正電荷和電子實現(xiàn)了在這一段導(dǎo)體上分離了一些出來，正極聚焦了正電荷，而負(fù)極聚集了電子，這樣分別在導(dǎo)體兩頭呈現(xiàn)出不同的帶電狀態(tài)來。正負(fù)電荷分離出來的數(shù)量越多，代表發(fā)電機的電動勢越強，發(fā)電能力也越強。因為沒有負(fù)載接入，而發(fā)電機的發(fā)電能力是有限的，導(dǎo)體的能分離出來的數(shù)量也是有限的，到了一定程度，正負(fù)電荷不再繼續(xù)分離增加了，發(fā)電機怎么轉(zhuǎn)，都不會再有新的正電荷從負(fù)極移動到正極了。好比水池里邊的水已經(jīng)滿了，水泵再往里邊送水，也送不進(jìn)去這個道理。 　　電能的轉(zhuǎn)化看電流 　　燈泡發(fā)光，是因為電流流過鎢絲等東西，轉(zhuǎn)換成熱能或者光能，而風(fēng)扇在轉(zhuǎn)，也是電流流過電機內(nèi)部，讓電能轉(zhuǎn)換成動能。要讓負(fù)載工作同時消耗電能，必須要有電流流過負(fù)載本身，這樣電能才可以轉(zhuǎn)換成其他形式的能。 　　發(fā)電機帶動負(fù)載發(fā)電時候，機械能會因為切割磁力線存在，發(fā)電機線圈內(nèi)部會分離出來正負(fù)電荷，讓正電荷跑到正極，負(fù)電荷保留在負(fù)極，轉(zhuǎn)換成電能，而電能因為有回路，讓正電荷從正極，經(jīng)過負(fù)載，流回負(fù)極，這樣相當(dāng)于正電荷做了一個封閉的循環(huán)，回到了初的位置了，讓正負(fù)電荷中和，這樣機械能再次在發(fā)電機線圈內(nèi)部分離正負(fù)電荷，重復(fù)這個流程，這樣一個流程就是有源源不斷電流產(chǎn)生的過程。 　　發(fā)電機可以看成一個電壓源，電動勢代表這個電壓源的能力，電壓是穩(wěn)定的，發(fā)電機輸出的電功率大小，取決于負(fù)載這邊的電流大小，電流越大，發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)換成電能的數(shù)量會越多。反過來，如果負(fù)載沒有電流，發(fā)電機實際上是在空轉(zhuǎn)，除了一些摩擦力在消耗能量外，并不會有機械能轉(zhuǎn)換成電能，不存在白白損失的問題