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永磁同步風力發(fā)電機的原理和前景
我國風能資源非常豐富,可開發(fā)的風能潛力巨大。根據(jù)相關資料顯示,我國陸地風能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦,海上風能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風能資源比較集中,“三北”地區(qū)(華北、東北和西北)以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風能資源開發(fā)量約占全國的80%.風能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度,與電力負荷則呈逆向分布。
“十三五”時期,我國風力發(fā)電機裝機容量占發(fā)電機總容量比例將進一步加大,出于電網考慮,風力發(fā)電機組必須在“低電壓穿越”保障下“御風而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關人士透露,2020年陸地風電的成本將與煤電持平,之后風電將逐步脫離 補貼,“降低成本”也成為風電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚州市引江發(fā)電設備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風力發(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,在國內處于技術領先水平。
永磁同步風力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優(yōu)點成為繼雙饋感應風電機組之后的又一重要風力發(fā)電機型受到社會廣泛關注,并逐漸開始投入使用。永磁同步風力發(fā)電機主要由風力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。
(1)基本原理
永磁同步風力發(fā)電的基本原理,就是利用風力帶動風力機葉片旋轉,拖動永磁同步發(fā)電機的轉子旋轉,實現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風力發(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,轉子為永磁式結構,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變?yōu)殡娋W同頻的交流電,實現(xiàn)風力發(fā)電的并網,因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。
(2)技術特點
隨著科學技術的發(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)轉子無勵磁繞組,磁極結構簡單、變頻器容量小,可以做成多極電機;4)同步轉速降低,使風輪機和永磁發(fā)電機可直接耦合,省去了風力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱,減小了發(fā)電機的維護工作并降低噪聲,使直驅永磁風力發(fā)電機系統(tǒng)。
(3)適用場合
1)在電力供應匱乏、交通不便、燃料短缺,但是風力資源豐富的地區(qū),可以解決部分用電問題,如為高速公路照明設備提供電源等;2)在單機容量比較小的風場,永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網發(fā)電;3)為農村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠、負載較輕的用戶,提供電力。
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柴油發(fā)電機組的定義及基本結構
對于不了解我們柴油機行業(yè)的客戶,朔銳發(fā)電為大家來介紹一下柴油發(fā)電機。
1、 柴油發(fā)電機組的定義
柴油發(fā)電機組是一種小型發(fā)電設備,系指以柴油為燃料,以柴油機為原動機帶動發(fā)電機發(fā)電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發(fā)電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應急柜等部件組成。增加了消音柜的柴油發(fā)電機一般稱為靜音柴油發(fā)電機。
2、柴油發(fā)電機的基本結構
柴油發(fā)電機組的基本結構是由柴油機和發(fā)電機組成,柴油機作動力帶動發(fā)電機發(fā)電。
柴油機的基本結構:由氣缸、活塞、氣缸蓋、進氣門、排氣門、活塞銷、連桿、曲軸、軸承和飛輪等構件構成。柴油發(fā)電機的柴油機一般是單缸或多缸四行程的柴油機,下面我只說說單缸四行程柴油機的工作基本原理:柴油機起動是通過人力或其它動力轉動柴油機曲軸使活塞在頂部密閉的氣缸中作上下往復運動。活塞在運動中完成四個行程:進氣行程、壓縮行程、燃燒和作功(膨脹)行程及排氣行程。當活塞由上向下運動時進氣門打開,經空氣濾清器過濾的新鮮空氣進入氣缸完成進氣行程。活塞由下向上運動,進排氣門都關閉,空氣被壓縮,溫度和壓力增高,完成壓縮過程。活塞將要到達頂點時,噴油器把經過濾的燃油以霧狀噴入燃燒室中與高溫高壓的空氣混合立即自行著火燃燒,形成的高壓推動活塞向下作功,推動曲軸旋轉,完成作功行程。作功行程完了后,活塞由下向上移動,排氣門打開排氣,完成排氣行程。每個行程曲軸旋轉半圈。經若干工作循環(huán)后,柴油機在飛輪的慣性下逐漸加速進入工作。
直流發(fā)電機主要由發(fā)電機殼、磁極鐵芯、磁場線圈、電樞和炭刷等組成。工作發(fā)電原理:當柴油機帶動發(fā)電機電樞旋轉時,由于發(fā)電機的磁極鐵芯存在剩磁,所以電樞線圈便在磁場中切割磁力線,根據(jù)電磁感應原理,由磁感應產生電流并經炭刷輸出電流。
交流發(fā)電機主要由磁性材料制造多個南北極交替排列的永磁鐵(稱為轉子)和硅鑄鐵制造并繞有多組串聯(lián)線圈的電樞線圈(稱為定子)組成。工作發(fā)電原理:轉子由柴油機帶動軸向切割磁力線,定子中交替排列的磁極在線圈鐵芯中形成交替的磁場,轉子旋轉一圈,磁通的方向和大小變換多次,由于磁場的變換作用,在線圈中將產生大小和方向都變化的感應電流并由定子線圈輸送出電流。
為了保護用電設備,并維持其正常工作,發(fā)電機發(fā)出的電流還需要調節(jié)器進行調節(jié)控制等等。
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柴油發(fā)電機更換黏度高的機油成為夏季養(yǎng)護的重點之一
隨著柴油發(fā)電機使用時間的延長,柴油發(fā)電機機油質量也逐漸降低。因此,必須定期檢查,發(fā)現(xiàn)質量不合使用要求時,應立即更換。機油品質的好壞對發(fā)電機的正常運轉有看非常重要的影響。如果選擇不當或只圖一時便宜購買品質低劣的產品,會造成發(fā)電機早期磨損、降低發(fā)電機的使用壽命,嚴重時還會造成“拉缸、抱瓦”等惡性事故。炎炎夏日,換季更換黏度高的機油成為了廣大柴油發(fā)電機用戶夏季養(yǎng)護的重點之一。
到底夏季該如何選用機油?在保證潤滑的條件下,根據(jù)使用時的氣溫范圍、發(fā)電機溫度以及實際機況,盡可能選用黏度小的機油。對機況好、磨損比較小的發(fā)電機,則可以選擇黏度小的機油,而對磨損已比嚴重、間隙已比大的發(fā)電機,可適當選用黏度稍大的機油。此外,中于夏冬溫差比大,夏天油壓表普遍偏低。如果油壓表離奇偏高或偏低,比正常情況偏離太多或者不在含理范圍之內,那么就要徹底襝查一下,看看是不是發(fā)電機出了什么問顆,比如說傳感器壞了、油路堵了等。切忌看到油壓表偏低,就拼命選用極高黏度的機油。一船情況下,好的機油隨看溫度的廾高,黏度的變化會比平緩,而且不會迅變稀。如某知名品牌,雖然表面“看”起來黏度并不是非常高,但是使用起來黏度表現(xiàn)非常突出而有些品牌則表面“看”起來非?!梆ぁ保褂闷饋韰s不盡如此,出現(xiàn)強烈的反差。看來,廣大柴油發(fā)電機用戶選用機油還是得認牌子。一般知名的機油廠家都會提供產品比齊全的、不同黏度別的機油供各種用戶選用,只要按照正常的使用習慣選擇適當質量級別和黏度級別的潤滑油品即可。
對機油的檢查,通常是觀察機油外觀和油斑痕跡來確定機油能否繼續(xù)使用。判斷機油好壞的方法主要有以下兩種(1)直觀法。憑經驗觀察機油是否變質。如從外觀上發(fā)現(xiàn)機油中呈白色乳化油膜,說明機油中已混有大量水分,使添加劑遭到了破壞,并己使黏度降低。(2)試驗法。把機油尺擦凈后插入曲軸箱再取出,把黏附在油標尺上的機油滴落在白色濾紙上,觀察油滴擴散情況和油斑核心部分的顏色,以判明機油品質。如油滴擴散范圍較大,且外圍的顏色較淺,既機油已被燃油稀釋如果油滴核心部分是黑色,表明機油已變質。柴油發(fā)電機機油使用過久,由于金屬屑和外界雜質的混入以及機油本身理化性質的變化,會逐漸失去潤滑作用,必須及時更換。廠牌不同的汽車,對于換油周期的規(guī)定常有差異。機油更換不應以使用時間長短來衡量,而應以機油品質來確定。更換機油時,應趁熱車放出油底殼和粗、細弗列加濾清器內的機油。嚴格按柴油發(fā)電機的使用要求、工作環(huán)境選用規(guī)定牌號的機油,嚴禁使用劣質機油男外,使用機油時,應選用同一牌號的機油,在選用非同一牌號機油時,應將柴油發(fā)電機內的機油放盡,并用柴油清洗干凈柴油發(fā)電機后,方可換用其他牌號的機油。同時,要清洗機油弗列加濾清器,并更換濾芯,清潔曲軸箱通風裝置,拆下通風管和閥門,清洗后用壓縮空氣吹凈。裝復后檢查各接頭有無漏氣現(xiàn)象。
柴油發(fā)電機機油使用中變質的原因:柴油發(fā)電機油底殼里的機油,在使用中由于空氣接觸及因柴油發(fā)電機壓縮比較大,受熱程度高于柴油發(fā)電機中的機油,易被氧化。隨著油中的酸性物質、膠質、鐵屑、瀝青等增多,機油的顏色變黑,黏度也會變化,因而到了規(guī)定的換油期,需換新油。但有時換油不久,機油很快變質,顏色由深藍變黃,或是先變黑,后突然變灰。造成這種情況的原因多是機油中滲進了水分。油底殼中的機油滲入水后,由于機器的振動、運動機件的攪拌及發(fā)熱等因素,會由機油和水溶合而變質,降低其潤滑性。實踐證明,當水分達到1%時,機件磨損率提高2.5倍。
除了混入水分外,機油早期變質的原因還有以下幾個方面:
(1) 曲軸箱通氣性差,使機油散熱不良?;钊滋字g雖有活塞環(huán)使之配合密封。但工作時難免會有一些燃燒氣體進入曲軸箱內。若活塞環(huán)嚴重磨損,則此現(xiàn)象更為嚴重。這樣一來,曲軸箱內的氣壓會升高。若曲軸箱內壓力高于外界大氣壓力,會對活塞運行有一定阻力,且會使機油從油底殼與汽缸體結合處向外滲漏。另外,由于泄漏到曲軸箱的氣體中含有Z-氧化硫。故易使機油變質。要防止上述情況的發(fā)生,只有使曲軸箱內的氣壓與外界大氣壓相等。
(2) 維護不當。在清洗曲軸箱的過程中,如果機油弗列加濾清器或散熱器清洗不夠徹底,或漏裝弗列加濾清器的密封墊圈,則在加入新機油后,即使使用時間只有幾個小時,也會使機油變得又黑又臟。此外,若機油弗列加濾清器的濾芯堵塞或損壞。又不及時加以清洗或更換,也會因濾清能力減弱而使機油變質。
(3) 機油牌號選用不對。