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電能是現代社會最主要的能源之一。發電機是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備,最早產生于第二次工業革命時期,由德國工程師西門子于1866年制成,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機,再由發電機轉換為電能。發電機在工農業生產,國防,科技及日常生活中有廣泛的用途。
發電機的形式很多,但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此,其構造的一般原則是:用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路,以產生電磁功率,達到能量轉換的目的
發電機 : 直流發電機、交流發電機 、 同步發電機、異步發電機(很少采用)
速較高、轉子直徑與鐵心長度的比值較小時,機械上運行較穩定。傘式的推力軸承放在轉子下部的下機架上或水輪機頂蓋上。負重機架是尺寸較小的下機架,可節約大量鋼材,并能降低從機座基礎算起的發電機和廠房高度。
同步發電機的并聯運行 同步發電機絕大多數是并聯運行,并網發電的。各并聯運行的同步發電機必須頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則,并聯合閘的瞬間,各發電機之間會產生內部環流,引起擾動,嚴重時甚至會使發電機遭受破壞。但是,兩臺發電機在投入并聯運行以前,一般說來它們的頻率與電壓的大小和相位是不會完全相同的。為了使同步發電機能投入并聯運行,首先必須有一個同步并列的過程。同步并列的方法可分為準同步和自同步兩種。同步發電機在投入并聯運行以后,各機負載的分配決定于發電機的轉速特性。通過調節原動機的調速器,改變發電機組的轉速特性,即可改變各發電機的負載分配,控制各發電機的發電功率。而通過調節各發電機的勵磁電流,可以改變各發電機無功功率分配和調節電網的電壓。
準同步并列 將已加勵磁的待投運發電機通過調節其原動機的轉速和改變該發電機的勵磁,使其和運行中的發電機的頻率差不超過0.1~0.5%。在兩機電壓相位差不超過10°的瞬間進行合閘并聯,兩者即可自動牽入同步運行。準同步并列的操作可以手動,也可以借自動裝置完成。
自同步并列 把待投入并聯的發電機轉速調到接近電網的同步轉速,在未加勵磁的條件下就合閘并聯,然后再加入勵磁,依靠發電機和電網之間出現的環流及相應產生的電磁轉矩把發電機迅速牽入同步。采用自同步并列時,由于減少了調節發電機轉速、電壓和選擇合閘瞬間所需的時間,所以并列的過程較快,特別適宜于電力系統事故情況下機組的緊急投入。但是此法在并列合閘瞬間的電流沖擊比較大,會使電網電壓短時下降,電機繞組端部承受較大的電磁力。
8.交流發電機的輸出電壓精度差時如何解決?
在日常生活中我們用交流發電機來供用電設備使用時,常發生用電設備不能正常工作的情況,其原因是發電機輸出的交流電不夠穩定,這時候需要電力穩壓器來穩定電壓,也就是我們日常生活中常用到的交流穩壓電源,交流穩壓電源能使發電機的輸出電壓精度穩定到我們用電設備正常工作所允許的范圍。
[編輯本段]9.異步發電機
[7]異步發電機又稱“感應發電機”。利用定子與轉子間氣隙旋轉磁場與轉子繞組中感應電流相互作用的一種交流發電機。其轉子的轉向和旋轉磁場的轉向相同,但轉速略高于旋轉磁場的同步轉速。常用作小功率水輪發電機。
交流勵磁發電機又被人們稱之為雙饋發電機
三相異步電動機
.交流勵磁發電機由于轉子方采用交流電壓勵磁,使其具有靈活的運行方式,在解決電站持續工頻過電壓、變速恒頻發電、抽水蓄能電站電動-發電機組的調速等問題方面有著傳統同步發電機無法比擬的優越性。交流勵磁發電機主要的運行方式有以下三種:1) 運行于變速恒頻方式;2) 運行于無功大范圍調節的方式;3) 運行于發電-電動方式。
隨著電力系統輸電電壓的提高,線路的增長, 當線路的傳輸功率低于自然功率時,線路和電站將出現持續的工頻過電壓.為改善系統的運行特性, 不少技術先進的國家,在6"世紀A"年代初開始研究異步發電機在大電力系統中的應用問題,并認為大系統采用異步發電機后,可提高系統的穩定性, 可靠性和運行的經濟性.
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