怎么设计发电机！哪位能告诉我原理

(仅供参考：(

亚南

柴油发电机组

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小南

为您解答)

1.

常用柴油发电机容量的确定按机组长期持续运行输出功率能满足全工程最大

计算负荷

选择，并应根据负荷的重要性确定发电机组备用机组容量。柴油机持续进行的输出功率，一般为标定功率的0.9倍。

2.

常用柴油发电机台数的确定常用柴油发电机组台数的设置通常为2台以上，以保证供电的连续性及适应

用电负荷

曲线的变化。机组台数多，才可以根据用电负荷的变化确定投入发电机组的进行台数，使柴油机经常是在经济负荷下运行，以减少

燃油消耗率

，降低发电成本。柴油机的最佳经济运行状态是在标定功率的75%-90%之间。为保证供电的连续性，常用机组本身应考虑设置备用机组，当进行机组故障检修或停机检查时，使发电机组仍然能够满足对重要用电负荷不间断地持续供电。

3.

常用柴油发电机转速的确定为了减少磨损，增加机组的使用寿命，常用发电机组宜选用标定转速不大于1000r/min的中、低速机组，其备用机组可选择中、高速机组。同一电站的机组应选用同型号、同容量的机组，以便使用相同的备用零部件，方便维修与管理。负荷变化大的工程，也可以选用同系列不同容量的机组。发电机输出标定电压的确定与应急发电机组相同，一般为400V，个别用电量大，输电距离远的工程可选用

高压发电机组

。

4.

常用柴油发电机组的控制常用机组一般应考虑能够并联进行，以简化配电主接线，使机组起动、停机轮换运行时，通过并车、转移负荷、切换机组而不致中断供电。机组应安装有机组的测量及控制装置，机组的调速及励磁调节装置应适用鱼并联进行的要求。对重要负荷供电的

备用发电机组

，宜选用

自动化柴油发电机组

当外电源故障断电后，能够迅速自动起动，恢复对重要负荷的供电。柴油机运行时机房噪声很大，自动化机组便于改造为隔室操作、自动监控的发电机组。当发电机组正常进行时，操作人员不必进入柴油机房，在

控制室

便可对柴油发电机组进行监控。

可以做个简单的风力发电机，设计图如下：

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。

安装方案的第一步应是选定机组的安装地点，通常情况下，安装地点的选定多数是以使用的方便性和配电连接的经济性及有利于机组的使用和保养等为依据的。但是，安装位置的选定，还应兼顾以几个方面

◎确保机房进、排风顺畅，必须将散热器排出的热空气导流出机房并阻止其回流；

◎确保机组运行时所产生的噪声和烟雾尽可能的少污染周围环境；

◎柴油发电机组的周围应有足够的空间，以便于机组的冷却、操作和维护保养。

一般说来，周围1～1.5米，上部1.5～2米以内不允许有任何其它物体；

◎确保机组免受雨淋、日晒、风吹及过热、冻损等损坏；

◎机组的周围杜绝存放易燃易爆物体。

设置原则

在高层建筑供电设计中，首先必须明显什么情况下应设置柴油发电机组，我们先从高层建筑的负荷等级谈起：

高层建筑中的消防水泵、防排烟设施、消防电梯、应急照明等消防用电，按照《高层民用建筑设计防火规范》(gb50045-95)9.1.1条规定，一类高层建筑应安一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。

对电网能够提供二个独立电源的高层建筑，按规范已经满足了一、二级负荷的要求，原则上可不设柴油发电机组。但是，对于特别重要的高层建筑(如超高层建筑)，其内部含有特别重要负荷，应考虑一电源系统检修或故障时，另一电源系统又发生故障的严重情况，此时一般应设柴油发电机组做应急电源。

机组型式选择

1启动方式：在高层建筑中宜采用电起动方式。类高层建筑中一定要选择带自起动装置的柴油发电机组，一旦市网供电中断，必须在15秒内供电(高规要求30秒)。二类高层建筑中有条件时，也宜采用带自起动装置的机组，有困难时也可采用手动起动装置

2. 转速：在高层建筑中应选用转速1000～1500转/分的高速机组。此种机组具有体积小、重量轻、运行可*等优点。

3. 冷却方式：在高层建筑中，一般情况下应选择闭式水循环冷却的整体机组，此种机组所占面积和空间较小。

4. 励磁系统：高层建筑中一般选择无刷型自动励磁装置。采用此种励磁方式的发电机组特点是：当与自动电压调整装置配套使用时，其静电压调整率可保证在±2.5%以内，这种类型机组能适应各种运行方式，易于实现机组自动化或对发电机组的遥控。

机房设计

1选址

① 不应设在四周无外墙的房间，为热风管道和排烟管道导出室外创造条件；

② 尽量避开建筑物的主入口、正立面等部位，以免排烟、排风对其造成影响；

③ 注意噪音对环境的影响；

④ 宜靠近建筑物的变电所，这样便于接线，减少电能损耗，也便于运行管理。

2. 通风

柴油发电机房的通风问题是机房设计中要特别注意解决的问题，特别是机房位于地下室时更要处理好，否则会直接影响柴油机发电机组的运行。

机组的排风一般应设热风管道有组织地进行，不宜让柴油机散热器把热量散在机房内，再由排风机抽出。机房内要有足够的新风补充。

维持柴油机燃烧所需新风量可向机组厂家索取，若无资料时，可按每千瓦制动功率需要0.1m3/min算(柴油机制动功率按发电机主发电功率千瓦数的1.1倍配备)。柴油发电机房的通风一般采取排风设置热风管道，进风为自然进风的方式。热风管道与柴油机散热器连在一起，其连接处用软接头，热风管道应平直，如果要转弯，转弯半径尽量大而且内部要平滑，出风口尽量*近且正对散热器热风管理直接伸出管外有困难时可设管中导出。进风口与出风口宜分别布置在机组的两端，以免形成气流短路，影响散热效果。

机房的出风口、进风口的面积应满足下式要求：

s1≥1.5s s2≥1.8s

式中：s——柴油机散热面积；

s1——出风口面积；

s2——进风口面积；

3 排烟

高层建筑中常用的是水平架空敷设。排烟管应单独引出，尽量减少弯头。排烟温度在350～5500c，为防止烫伤和减少辐射热，排烟管宜进行保温处理。排烟噪声在机组总噪声中属最强烈的一种，应设消音器以减少噪音。

4 基础

基础主要用于支撑柴油发电机组及底座的全部重量，底座位于基础上，机组安装在底座上，底座上一般都采取减震措施。

当机组位于建筑物底层时，应按机组要求设置混凝土基础。底角螺丝可预埋，也可以等机组到达后在用电钻打孔安装。

5. 机房接地

柴油发电机房一般应用三种接地：①工作接地：发电机中性点接地；②保护接地：电气设备正常不带电的金属外壳接地；③防静电接地：燃油系统的设备及管道接地。各种接地可与高层建筑的其它接地共用接地装置，即采用联合接地方式。

6. 燃油的存放

机房内需设置3～8小时的日用油箱

柴油发电机房应符合下列要求

1 柴油发电机房的位置选择及其他要求应符合本通则第8．3．1条的要求；

2 柴油发电机房宜设有发电机间、控制及配电室、储油间、备件贮藏间等；设计时可根据具体情况对上述房间进行合并或增减；

3 发电机间应有两个出入口，其中一个出口的大小应满足运输机组的需要,否则应预留吊装孔；

4 发电机间与控制室或配电室之间的门和观察窗应采取防火措施，门开向发电机间；5 柴油发电机组宜靠近一级负荷或变配电至设置；

6 柴油发电机房可布置在高层建筑裙房的首层或地下一层，并应符合下列要求：

1）柴油发电机房应采用耐火极限不低于2h或3h的隔墙和1．50h的楼板、甲级防火门与其他部位隔开；

2)柴油发电机房内应设置储油间，其总储存量不应超过8h的需要量，储油间应采用防火墙与发电机间隔开；当必须在防火墙上开门时，应设置能自行关闭的甲级防火门；

3)应设置火灾自动报警系统和自动灭火系统；

4)柴油发电机房设置在地下一层时，至少应有一侧靠外墙，热风和排烟管道应伸出室外。排烟管道的设置应达到环境保护要求：

7 柴油发电机房进风口宜设在正对发电机端或发电机端两侧；8 柴油发电机房应采取机组消声及机房隔声综合治理措施。

工作原理：

首先主配电板失电,因而到应急配电板没电,应急配电板欠压继电器动作,发电机起动,建立起电压后,应急发电机的ACB合闸,给各应急回路供电.而当主发电机恢复正常起动后,主发电机ACB自动或手动合闸,应急配电板感应电压信号使应急发电机ACB分闸,之后延时自动停机.

应急发电机组的工作和控制原理与主发电机相似。如报警方面，有应急发电机与发电机一样有超速停机，但柴油机滑油低压和冷却水高温只报警不停机；起动至少要有两种能源，通常是电动和液压或弹簧的手动起动；燃烧用柴油（为了节约成本，主发电机常常用重柴油），柴油柜设高位报警，为了防止柴油溢出危害上建区的安全，还常常设高高位报警；因为通常是电动起动，还要配专用的起动电池和充放电板；为保证船舶正常工作状态下在机舱能监测到应急发电机的状态，在机舱主配电板设应急发电机的运行指示；应急发电机的静态调整率为3%，而主发电机是2.5%；应急发电机通常要求一次能带上所有应急负载，最多不超过两次，而主发电机根据缸径的不同最多可以是三次；有些船级社要求应急发电机过载时不能分闸只能报警，而主发电机是可以优先脱扣和分闸的。至于应急发电机的具体工作原理和线路因厂家不同而有所不同，请参照实际厂家的线路图。

步骤：主电源停------主电源开关分闸------备用发电机启动-----稳定后发电开关合闸供电（建议30秒）。

主电源来电------60秒（建议时间长点，以便主电源稳定）后分闸备用发电机电源合闸主电源------

备用发电机（120秒，空载冷却时间）后停止

其原理是这样，但各设计人员的思路不同

网上抄的

浅谈波浪能发电装置发电机优化设计

引言：发电机的三相输出接到风光互补控制器上，通过控制器可以得到48V的稳定电压，可将稳定的电能存储在蓄电池中。以下是我来浅谈波浪能发电装置发电机优化设计，希望对你们有帮助。

　 　【论文摘要】 本文在上海海洋大学研制的“浪流一体化发电装置”的基础上，对其发电机进行了优化设计，去掉了发电机和水轮机的中间转换装置，满足了海洋能直驱发电的形式，通过电机实验室性能测试验证了其可行性，提高了发电效率和可靠率，降低了维护成本，可以应用于实际生产中。

【关键词】浪流一体化发电装置发电机优化设计直驱发电

0 前言

上海海洋大学研制的“浪流一体化发电装置”同时可以捕获波浪和海流的向前的推力，在接受到海洋能量之后产生惯性而发生连续转动通过主轴带动发电机旋转而产生电能。为海洋观测、岛礁生活、海洋养殖、海水淡化等提供稳定的电能，并用于解决边远海域的国防设施、部分电网未覆盖的有居民海岛、偏远无居民海岛生态建设中的供电需求。本文以此发电装置为研究对象，对其水轮机匹配的发电机进行了优化设计，克服了传统的海洋能需要经过三个部分转换的缺点，没有齿轮箱，减少了传动损耗，采用发电机输出电压稳定控制器，实现了浪轮机的输出转速稳定，提高了发电效率，降低了运行维护成本。尤其是在低转速环境下，效果更加显著。

1 研究对象与方法

本项目设计的发电机是满足海洋能直驱发电形式的。然而，齿轮箱的存在却成为制约海洋能发电机组发展的因素之一：机组运行过程中齿轮箱一直处于高速旋转，增加了系统损耗，降低了能量利用率海洋能发电机组往往安装在海平面或海水之中，经受严寒酷暑，海水腐蚀、温度变化大，环境条件恶劣，导致升速齿轮箱的工况严峻，维护保养工作量大为了能适应恶劣的运行环境，齿轮箱毕竟造价昂贵，更由于海洋能能量多变，往往会造成过载，这样就更容易损坏齿轮箱，使得系统运行成本增大。

因此，本设计取掉了中间转换环节，水轮机主轴右端通过联轴器和电机连接在一起，直接带动电机发电，中间不经过任何环节，这就实现了绝对的直驱。本文研制海洋能直驱发电方式有以下几个方面优点：

(1)提高了发电效率高。直驱式发电没有齿轮箱，减少了传动损耗，提高了发电效率，尤其是在低转速环境下，效果更加显著。

(2)提高了可靠性。直驱技术省去了齿轮箱及其附件，简化了传动结构，提高了机组的可靠性。同时，机组在低转速下运行，旋转部件少，可靠性更高。

(3)运行及维护成本低。采用无齿轮直驱技术可减少发电机组装置零部件数量，避免齿轮箱油的定期更换，降低了运行维护成本。

然而，这样的海洋能直驱发电方式就需要发电机具有低速运行的'特性，并且有较高的效率，更者要求发电机要能在海水中运行。

2 直驱发电机设计

2.1 直驱发电机结构设计

发电机采用盘式结构：波浪能单位体积所携带的能量有限，要能高效的收集这些能源，发电机则成为本装置中能源转换的关键设备之一。波浪能发电机，最多每分钟几百转，因此发电机的技术指标、经济性等决定本装置在市场中的竞争力。常用发电机分为盘式和圆柱式两种：圆柱式发电机的气隙磁场延轴向分布，要想获得较高的发电效率，圆柱式发电机必须运行在高速下，而盘式发电机的定转子为平行结构，克服了圆柱式发电机定子包容转子的结构缺点，轴向尺寸小，没有叠片和铆压工序，工艺好，因此盘式发电机可以运行在低速条件下。因此发电机选用盘式发电机结构，能够在低转速下达到额定功率，从而满足了波浪能发电系统对发电机的技术要求，提高了效率。

2.2 发电机输出电压稳定控制器设计

发电机的三相输出接到风光互补控制器上，通过控制器可以得到48V的稳定电压，可将稳定的电能存储在蓄电池中。控制器的原理是将输入的交流电流通过三相桥式全控整流电路转化成直流电流，直流电流通过升降压斩波电路将电压输出控制在48V。值得注意的是发电机转速达到54r/min控制器输出端才会有电流输出。控制器如图2所示，经过控制器流出的电流为直流，将控制器后面的电池组“+”“-”接到蓄电池的接口即可，反面细节如图3所示。

2.3 直驱电机工作原理

2.3.1 三相桥式全控整流电路

在三相桥式全控整流电路中，如图4所示，晶闸管KP1和KP4接a相，晶闸管KP3和KP6接b相，晶管KP5和KP2接c相。晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。

2.3.2 升降压斩波电路原理

如图5所示为升降压斩波电路原理，V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电。V断时，L的能量向负载释放，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。

3 实验分析

在实验室中模拟不同工况水流下轮机所具有的转数，并以可控转数电动机带动发电机测试其发电性能。为此，我们搭建了发电机测试平台。发电机测试平台如图7所示，通过机架将发电机固定，通过联轴器与传感器相连。在发电机测试平台中，右边是直流电动机，模拟水轮机的作用，作为动力的出入。通过联轴器与电动机相连的是传感器，这种传感器连接显示屏后可以看到瞬态的扭矩、转速、功率。其中功率可是为发电机的输入功率，这样我们测出输出功率后可以得到发电机的效率。电阻箱、整流器与扭矩仪如图8所示，扭矩仪上的3个显示屏即为扭矩、转速、功率。

发电机所发出的是三相交流电，三相交流电输入电子测试平台，通过电子测试平台，可以得到三相交流电的瞬态电压、电流、功率、功率因数。流出整流器的电流经过整流变为直流电流，流入功率计，并将滑动变阻箱串联到整个电路中。

4 电机方案总结与展望

方案采用直驱式发电形式不仅增加了发电效率，而且提高的发电装置的可靠性，无障碍运行时间满足了要求。发电机采用盘式发电机结构，其能够在低转速下达到额定功率，从而满足了波浪能发电系统对发电机的技术要求，提高了效率。装置发出的三相交流电通过控制器后，经实际测量，电压基本维持在48V左右，且为直流电，这将电能存储到蓄电池中提供了条件，并最终达到了我们的要求。

但是发电机组安装在海平面或海水之中，经受严寒酷暑，海水腐蚀、温度变化大，环境条件恶劣，容易遭受海水腐蚀，因此今后可以做的研究方向还有以下几个方面：

1)发电机本身要具有良好的机械密封设计，评估不同海水深度、压力下密封系统的可靠性。研究海水环流条件下，涉海材料在淤泥、深海、浅海、浪花飞溅、海雾等不同区域环境下，其腐蚀规律，设计相应的耐腐蚀材料

2)发电机外部可增设防水箱，使发电机与海水具有了隔离层，不仅达到了防水的效果，也使发电机无需浸泡在海水中。

【参考文献】

[1]游亚戈.我国海洋波浪能的发展进展[J].中国科技成果，2006(2)：17-19.

[2]李允武.海洋能源开发[M].海洋出版社，2008.

[3]盛松伟，游亚戈，马玉久.一种波浪能实验装置水动力学分析与优化设计[J].海洋工程，2006，24(3)：107-112.

[4]张峰，游亚戈，吴必军，李甫杰.中国海洋能专利研究[J].可再生能源，2007，25(2)：79-81.

1、支撑整台机组的重量和机组运行时不平衡力所产生的动态冲击负载；

2、具有足够的刚度和稳定度，以防止变形而影响柴油发动机和主交流发电机及附件等的同轴度；

3、吸收机组运行时所产生的震动。尽量减少震动传递给基础和墙壁等；

4、基础应尽可能平整光滑；

5、有条件的可预留排污槽，以便废水污油等及时流走，预留发电机配电输出电缆沟。

6、通常，混凝土安装基础是一种可靠简便的安装方式，建议用户优先采用。

7、保混凝土的表面平整、没有任何损伤，建议用户结合使用水平仪或类似仪器进行机组及其排气系统的安装。一般来说，柴油发电机组的混凝土平台高度只需在100～200mm之间。用于制作混凝土平台的底土同样必须有足够承载强度来承受它上面的整个装置和混凝土基础的总重量。