貴州黔東南柴油發(fā)電機的工作原理 工作原理 一、貴州黔東南柴油發(fā)電機組生成機理： 貴州黔東南柴油發(fā)電機組中常用的發(fā)電機為同步交流發(fā)電機，是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)式機械。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為旋轉(zhuǎn)電樞式和旋轉(zhuǎn)磁極式兩種。 在柴油機汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣濾清器過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，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，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)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。 將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。 貴州黔東南柴油發(fā)電機組工作結(jié)構(gòu)圖 二、交流發(fā)電機生成機理 以旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機為例介紹柴油機組中發(fā)電機的工作原理。 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的原理與旋轉(zhuǎn)電樞式相同，都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。而主要區(qū)別有兩點： （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機通過電樞的旋轉(zhuǎn)使閉合線圈的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機則通過磁極的旋轉(zhuǎn)使定子線圈切割磁力線，從而在定子線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 （2）電力輸出方式：旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機通過電刷和集電環(huán)向外接電路供電；而旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機則直接將電力送往外接電路，因此相對于旋轉(zhuǎn)電樞式、旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機可提供電高的電壓，適用于大型發(fā)電機。 1、電動勢的產(chǎn)生 ● 當導(dǎo)體切割磁場的磁力線時，會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 ● 線圈abcd代表整個電傴繞組、其兩端分別固定在同一轉(zhuǎn)軸上的滑環(huán)1和2上，兩者同軸旋轉(zhuǎn)，且相對位置和連接關(guān)系不隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發(fā)電機的端蓋上、且與滑環(huán)1、2的滑動接觸關(guān)系不變。 ● 當電樞沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，ab邊處于N極下時、山邊的感應(yīng)電動勢方向為由c至d，并設(shè)此時電動勢方向為正方向;當電樞旋轉(zhuǎn)180。后、ab邊處于S極下，cd邊處于N極下，此時ab和cd邊中的電動勢均改變方向，顯然此時電動勢為負值。 由上述過程可知，對于一對磁極的單向同步交流發(fā)電機、其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，在電樞繞組中產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。若磁通密度B按正弦規(guī)律分布，則可產(chǎn)生正弦交流電動勢。而對于三相同步交流發(fā)電機、其各項繞組產(chǎn)生交流電動勢的原理與單項同步交流發(fā)電機完全相同。 2、電動勢的大小 根據(jù)電磁感應(yīng)定律,當導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運動時、導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢e可由式求得: E=BLV ● B——磁通密度； ● L——導(dǎo)體在磁場中的有效長度； ● V——導(dǎo)體垂直于磁場方向的運動速度。 而正弦交流電動勢的有效值E計算： E=Kn ● 式中n——發(fā)電機轉(zhuǎn)速； ● K——發(fā)電機的結(jié)構(gòu)常數(shù)。 同步交流發(fā)電機制成后，其結(jié)構(gòu)常數(shù)K已成定值。因此，可通過改變發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n或每極磁通來調(diào)整其輸出電壓的高傲。但是，通常情況下要求電動勢的頻率f恒定，而頻率f與轉(zhuǎn)速n成正比，所以發(fā)電機的轉(zhuǎn)速是不能隨便調(diào)整的。因此，主要通過調(diào)節(jié)同步交流發(fā)電機磁通量的大小，達到調(diào)整其輸出電壓的目的。 3、電動勢的頻率 ● 當發(fā)電機磁極對數(shù)一定時(如P=1)，其轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，電樞繞組可產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)兩周，產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢，苦轉(zhuǎn)子每秒旋轉(zhuǎn)n/60周，則產(chǎn)生n/60周/s的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f與發(fā)電機轉(zhuǎn)速n成正比。 ● 當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速一定時(如n=1周/s)，磁極對數(shù)P=1，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生一個周波的交流電動勢。磁極對數(shù)P=2，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生P個周波的交流電動勢。由此可知，交流電動勢的頻率f還與磁極對數(shù)P成正比。 綜上所述，同步交流發(fā)電機電動勢的頻率f與其轉(zhuǎn)速n 和磁極對數(shù)P成正比，因此f的計算公式為： F=P*n/60 (周/s) 改變同步交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n或磁極對數(shù)P,均可改變其頻率f。但是，發(fā)電機制成后，其磁極對數(shù)P是不能改變的因此,只能通過改變轉(zhuǎn)速n來調(diào)整頻率f。一旦頻率f達到額定值后，就不能再隨便改變轉(zhuǎn)速n。 4、改善電動勢波形的措施 根據(jù)要求，同步交流發(fā)電機輸出電壓應(yīng)為正弦波。但是，由于發(fā)電機定子鐵芯結(jié)構(gòu)、磁極結(jié)構(gòu)、電樞繞組結(jié)構(gòu)、三相發(fā)電機電樞繞組的連接形式等因素的影響，電動勢的波形會產(chǎn)生畸變，形成非正弦交流電動勢。 非正弦交流電動勢中除含有基波分量外，還含有頻率不同的許多高次諧波分量。不僅嚴重影響發(fā)電機的性能和工況，還影響用電設(shè)備的正常工作。因此，在設(shè)計、生產(chǎn)同步交流發(fā)電機時，采取了諸多方法，改善電動勢波形，使其成為正弦波。其具體方法有：改善磁極形狀、采用斜槽定子、改善定子繞組結(jié)構(gòu)和三相發(fā)電機采用星形接法。 （1）改善磁極形狀：磁極的分布規(guī)律由磁極的形狀決定，將磁極尖削尖或采用扭斜磁極，使磁通密度B近似按正弦規(guī)律分布，進而使電動勢成為正弦波； （2）采用斜槽定子：將定子鐵芯扭斜一個槽距的位置，使其成為斜糟定子，無論轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至何種位置，磁極端畫所覆蓋的鐵芯齒面積始終保持不變，這樣可齒諧波的影響； （3）改善定子繞組結(jié)構(gòu)：同步交流發(fā)電機通常采用短距分布式繞組結(jié)構(gòu)，可或削弱許多高次諧波分量，使電動勢接近于正弦波； （4）三相發(fā)電機采用星形接法：三相同步發(fā)電機的三相電樞繞組采用星形接法，其線電壓中將不再含有三次及三的整倍數(shù)次諧波分量·改善線電壓的波形。 5、同步交流發(fā)電機勵磁方式 發(fā)電機勵磁功率的產(chǎn)生方式，稱為其勵磁方式。同步交流發(fā)電機的勵磁方式有他勵式和自勵式兩種。 （1）他勵式：勵磁功率由本身以外的其他電源供給，這種發(fā)電機稱為:他勵式發(fā)電機。根據(jù)獲得勵磁功率形式的不同，他勵式交流發(fā)電機又有采用血流勵磁機勵磁和采用無刷交流勵磁機勵磁之分。其中、采用直流勵磁機勵磁是靠同軸轉(zhuǎn)動的并勵直流發(fā)電機供給勵磁功率的；采用無刷交流勵磁機勵磁是由同軸轉(zhuǎn)動的交流勵磁發(fā)電機供給勵磁功率的。 （2）自勵式：勵磁功率由本身供給的發(fā)電機稱為自勵式發(fā)電機。其勵磁功率一般由以下三種方法獲得：直接從同步交流發(fā)電機輸出端取得，由安裝在同步交流發(fā)電機的定子槽中的副繞組供給；發(fā)電機電樞繞組為帶抽頭式的，由抽頭處引出部分電樞繞組供給。 綜上所述，無論是他勵式同步交流發(fā)電機，還是自勵式同步交流發(fā)電機，改變勵磁電流的大小，均可調(diào)整發(fā)電機的輸出電壓。

貴州黔東南柴油發(fā)電機組行業(yè)回顧 從1998年起，中國的貴州黔東南柴油發(fā)電機組開始了大躍進，新機--特別是康明斯在中國得到了前所未有的發(fā)展。這是因為中國的經(jīng)濟改革開放所帶來的國外資本流入，新廠房劇增、電力系統(tǒng)發(fā)展速度過慢，使得發(fā)電機組從備用電源幾乎成了主力電源，正是這樣，造就了一批康明斯和威爾遜的代理商大亨。 從2002年開始， 電力系統(tǒng)逐步完善，加上新廠投資有序發(fā)展，發(fā)電機代理公司越來越多，新機的銷量明顯下降；這是由于前幾年累計下來的發(fā)電機組開始需要保養(yǎng)和維修，于是以維修、耗材為主的發(fā)電機公司開始大量涌現(xiàn)，并創(chuàng)造了又一次的經(jīng)濟騰飛。 2003年開始，美國、俄羅斯、加拿大相繼大停電，造成了世界性的電力危機，當時的中國沒有多少人注意到這是什么信號。 2004年，中國進入了有史以來“熱”的夏天，不僅珠三角拼命的限電拉閘，短短的兩個月，限電文件就下達到全國每一個工業(yè)城市。這時恰恰有很多企業(yè)的發(fā)電機組轉(zhuǎn)為備用，出現(xiàn)了一部分閑置的機組，一部分企業(yè)開始嘗試租憑發(fā)電機組，于是二手發(fā)電機組慢慢火起來。2004到2006，浙江政府對自備發(fā)電機組的企業(yè)進行補助的文件一下達，二手發(fā)電機組的生意紅了半邊天，瘋狂的時候二手的價錢比新機還貴，為什么？因為新機早就賣完了，要新機，訂貨期近1年！也是在這時，因為二貨源畢竟有限，供求關(guān)系達到空前逆反，如何解決這個問題？有部分發(fā)電機公司想到了組裝二手發(fā)電機組，用丟棄的船機、工程機械、汽車的動力買配件進行維修、組裝，價格也出奇的高。 瘋狂畢竟是需要調(diào)整的，接下來的2007年平淡了很多，雖然生意還是繼續(xù)，但已經(jīng)回到了2003年的水平，這時候很多公司，特別是有一定規(guī)模的發(fā)電機公司開始尋求出路，一部分開始進行發(fā)動機制造，一部分開始自行生產(chǎn)發(fā)電機（電球），很多公司就開始了發(fā)動機+發(fā)電機=發(fā)電機組的組裝之路，這時候，國內(nèi)的平淡讓部分發(fā)電機公司開始尋求國外市場，小汽油機、小柴油機再來中、大型貴州黔東南柴油發(fā)電機組，從東南亞到非洲，國際貿(mào)易開始走高。 2008年，我想再過幾十年我們也不會忘記這個年份，不僅是因為奧運會、雪災(zāi)、地震，更因為2008年真正讓整個發(fā)電機組行業(yè)來了個冰火兩重天，剛剛進入2008年，一場雪災(zāi)讓國人落淚無數(shù)，各發(fā)電機公司捐款捐物，同時也帶來了不小的機組訂單。512地震讓整個中華兒女失聲痛哭，救援的發(fā)電機組訂單也紛至沓來，部分公司因此也獲利頗多，50～200KW的發(fā)電機組再次脫銷。 下半年，美國的救市計劃讓國人感受到全球性的經(jīng)濟危機真正降臨，這兩年的物價，加上國人不太愿意面對的經(jīng)濟危機的波及，讓中國的經(jīng)濟走入一個迷霧的沼澤， 開始對依賴出口的發(fā)展模式開始調(diào)整，為今后的“擴大內(nèi)需”做好和良性循環(huán)的準備；回到發(fā)電機組行業(yè)，受全球性經(jīng)濟危機的影響，大部分依賴出口的企業(yè)開始蕭條，導(dǎo)致依賴維修和售賣發(fā)電機組的發(fā)電機公司跟著蕭條，國際貿(mào)易也沒有大的起色，行業(yè)一時跌入冰點。 但奇怪的事情還是在上演，有很多人會問：為什么這么多發(fā)動機的生產(chǎn)廠商還是有做不完的單呢？還有部分發(fā)電機（電球）生產(chǎn)商也是一樣，還是天天加班？據(jù)分析了，主要是因為2007年和2008年上半年的全球性采購量增長的原因，一部分由于一些 的開發(fā)建設(shè)所需，一部分是由于國際支援訂單，還有一部分來自于戰(zhàn)爭等因素，當然不管是什么因素，現(xiàn)在看到的事情其實是07年和08年初的“訂單”，并不能表示現(xiàn)在的真正情況。 當然除了全球性經(jīng)濟因素，還有一個重要的因素也是導(dǎo)致發(fā)電機組行業(yè)蕭條的關(guān)鍵，那就是油價，這幾年年年攀升的油價讓本來“劃算的”的發(fā)電機組成了“不到非常必要的時候 放著”的擺設(shè)，恐怕很多行業(yè)人士又要開始懷戀原來“承包發(fā)電”的時代了