怎么设计发电机!哪位能告诉我原理?
<一>发电机概述
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产,国防,科技及日常生活中有广泛的用途。
发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。
发电机已实施出口产品质量许可制度,未取得出口质量许可证的产品不准出口。
<二>发电机的分类可归纳如下:
发电机分:直流发电机和交流发电机
交流发电机分:同步发电机和异步发电机(很少采用)
交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。
<三>发电机结构及工作原理
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。
定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。
柴油发电机工作原理
柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。
在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。
将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。
这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。详细请进>>>
汽油发电机原理
汽油机驱动发电机运转,将汽油的能量转化为电能。
在汽油机汽缸内,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行作功。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与汽油机曲轴同轴安装,就可以利用汽油机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。 详细请进>>>
同步发电机工作原理
· 主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。
· 载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。
· 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。
· 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。详细请进>>>
异步发电机原理
直流发电机的工作原理
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
电刷上不加直流电压,用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线,而在其中感应产生电动势,电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转,,因此,必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线,虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的.线圈内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷A,B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些,是一种方向不变的脉振电动势)。因为,电枢在转动过程中,无论电枢转到什么位置,由于换向器配合电刷的换向作用,电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势,因此,电刷A始终有正极性。同样道理,电刷B始终有负极性,所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多,可使脉振程度减小,就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
从基本电磁情况来看,一台直流电机原则上既可工作为电动机运行,也可以作为发电机运行,只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上,加上直流电压,将电能输入电枢,机械能从电机轴上输出,拖动生产机械,将电能转换成机械能而成为电动机,如用原动机拖动直流电机的电枢,而电刷上不加直流电压,则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源,可输出电能,电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机,能作电动机或作发电机运行的这种原理.在电机理论中称为可逆原理。详细请进>>>
交流发电机的工作原理
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汽轮发电机原理
蒸汽机利用高温高压的蒸汽膨胀做功,通过连杆、曲柄将活塞的往复运动转变为主轴的旋转运动,带动发电机发电。
蒸汽轮机是用蒸汽来推动轮机转动的,它运转的基本原理和常见的风车相似,蒸汽轮机是由一个中央很厚的钢盘及钢盘外沿有很多密排的叶片组成的主体结构。从锅炉里出来的高压过热蒸汽从喷嘴喷到叶片上时,轮机就转动起来,蒸汽速度越大,轮机转动得越快(也就是蒸汽的内能在喷射中变成蒸汽的动能,它的动能又转变为机轴旋转的机械能)。详细请进>>>
水轮发电机原理
水轮发电机的安装结构形式通常由水轮机的型式确定。主要有以下几种型式:
1)卧式结构 卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动。
2)立式结构 国产水轮发电机组广泛采用立式结构。立式水轮发电机组通常由混流式或轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式,位于转子下部的统称为伞式。
3)贯流式结构 贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜布置,并与水轮机进水管和出水管水流方向一致。贯流式水轮发电机具有结构紧凑,重量轻的优点,广泛用于低水头的电站中。详细请进>>>
手摇发电机原理
风能发电机的原理
新型水冷式交流发电机原理和应用
水冷式交流发电机利用水来代替风扇进行冷却。交流发电机主要的发热部位是定子,水冷式交流发电机重点冷却部分就是定子及线圈绕组。发电机的前端盖和后端盖用铝材制造,开有水道槽。定子及线圈绕组用合成树脂固定密封,定子与转子之间有铝质围板与水道隔离。水道与进水管和出水管连通,进水管和出水管分别与发动机冷却水系统连通。
这样,当发动机运转时,冷却水在发动机水泵的带动下循环流动,通过发电机壳体,可以有效地冷却定子线圈绕组、定子铁芯,同时也冷却转子、内藏式调节器和轴承等其它发热零部件。
水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比,内部构造复杂了,防漏密封要求提高了,成本也会增加。同时因联接水管的问题,安装布置也受到诸多限制,自由度减少了。但是,水冷式交流发电机的发电及低噪声性能,是风冷式交流发电机无法比拟的。
首先,水冷式交流发电机具有良好的低速充电特性。我们知道,在交流发电机的电流特性曲线上有一个“拐点”,即超过所谓“0安培速度”之后才会有电流产生,电流上升到一定程度才能充电。在哪个转速以上才出现“拐点”和达到可充电电流与励磁电流的大小相关。
由于水冷式交流发电机大幅度抑制了定子、转子及调节器的温升,可以相应提高励磁电流,励磁电流越大输出电压也越高,因此当水冷式交流发电机低速转动时也会有良好的充电表现,这种低速充电性能对城市用车的正常使用相当重要。
第二,水冷式交流发电机具有低噪声。由于省略了风扇,所以不存在发电机风扇发出的噪声。据介绍在3500转/分时,水冷式交流发电机与风冷式交流发电机相比,噪声要低15分贝。
水冷式交流发电机的优点被看好,认为是汽车发电机的发展方向。有人认为在12伏特汽车中,2500瓦以下适宜用风冷式交流发电机,2500瓦以上或者42伏特电系适宜用水冷式交流发电机。
并网光伏发电系统的设计步骤:
1、在考察的基础上进行预可行性研究;
2、技术方案确定和设备选型:
太阳能电池板、汇流箱、直流汇流柜、逆变器、交流配电柜、升压系统、监控系统、其它设备、运行方式等;
3、工程设计:与建筑结合、土建施工方案、抗风能力、防雷接地、电网接入系统;
4、特殊设计:
1) 对于BIPV和BAPV:并网方式、遮挡计算、专用BIPV组件
的安装设计、 造型和美观等
2) 对于大型光伏电站:占地计算、场地、基础、机房、围栏、自动跟踪系统等。
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】
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[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.
2 这么一个小电厂不可能出现4回500KV线路的,因为1回500KV线路输送容量是1200MW,这个电厂不够格;而一个只有3500MW容量的电网,也不会采用500KV的。
3 如果是学校出的题,可见现在的学校与实际有多么大的脱节,难怪我们不愿意要一般的大学生,学的内容太奇怪了。
办理新能源发电设计资质申请流程
按照资质要求,配备好人员、文件材料及其相关设备证明,再按照省建设厅要求网上上报-组卷-装订,再带上和组卷材料一致的原件送到对应的审批窗口进行初始,审核通过后就能拿到资质证书了。
设计资质这块审核比较严,尤其是对人员的证件、社保、业绩这块。所以材料准备和组卷一定要细之再细,犯一个小错都可能被退卷让重新修改,一个审核周期为20个工作日,如果被退回多次,那不止是资金的损失,更是更宝贵的时间的损失。
申请电力工程设计所需材料目录
1、工程设计资质申报表和电子文档;
2、企业法人营业执照副本;
3、企业最新章程;
4、企业法定代表人及主要技术负责人简历及任命(聘任)文件;
5、资质申报表中所列注册执业人员的资格证书或执业注册证书;
6、资质申报表中所列专业技术人员的职称证书、毕业证书、身份证明及个人业绩证明材料;
7、资质申报表中所列注册执业人员、专业技术人员原聘用单位的解聘证明及新单位的聘用证明和省级以上注册管理部门出具的同意注册或变更注册的证明。
8、固定办公场所证明(自有的:提供产权证复印件;租用的:提供出租方产权证及租用合同(协议)复印件)。
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。
风电机组设计所涉及的学科领域和专业知识较多,而系统的工程设计技术积累和丰富的设计实践经验是保证大型风电机组设计质量的必备条件。本节对相关设计方法与步骤做简单归纳,以便稍后内容的讨论。 风电机组是比较复杂的机电装备,且要求较好的性价比。总体设计是平衡这些关系的重要设计过程,在某种意义上来说,总体设计可以决定整个设计过程的成败。由于风电机组由多个功能子系统组成,机组总体设计与各部件或子系统的功能设计密切相关,以针对风轮部件的总体设计为例,就包括了叶片参数、气动性能、结构强度、制造工艺与成本等多方面的设计内容,而这些设计目标很难同时达到,需要权衡各方的比重,选择优化的方案。
有鉴于低成本与高可靠性是现代风电机组发展的主要动力和研究热点,如何根据设计目标并结合工程经验,在这些复杂因素之间取得平衡关系,满足尽可能高的设备性价比要求,是风电机组总体设计的关键所在。
以下简要介绍风电机组总体设计的主要任务与大致步骤,具体的设计问题将在本书第3章讨论。
(1)机组总体设计方案
1)总体气动布局方案设计
随着风电机组单机功率的增大,系统气动布局设计逐渐成为风电机组设计重要方面。此阶段的任务主要包括对风场的风况分析,有针对性地对各类可行的功能构成形式和气动布局方案进行比较和选择,并结合机组性能和气动特性的分析和仿真技术,初步确定整机的和各主要部件(子系统)的基本形式,并提交有关的分析计算报告。
2)机组总体参数设计
风电机组气动设计前须首先确定总体参数,如风轮运行参数、叶片参数、设计风速、尖速比、翼型分布及其气动性能等,总体参数设计的基本要求是发电成本最低、机组载荷最小,发电量多且满足电源品质要求。
3)机组的总体结构布局设计
亚南
柴油发电机组
☏:4000-080-999)亚
小南
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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。
流量 水头水轮机发电机 装机(千瓦) 日发电量(度)
1 5 ZD760-LM-50 SF30-8/49330 720
1 10 ZD560-LJ-50 SF55-6/49355 1320
1 20 HL295-WJ-42 SFW125-6/590 125 3000
1 30 HL220-WJ-42 SFW200-6/650 200 4800
1 40 HL200-WJ-42 SFW250-6/740 250 6000
1 50 HL180-WJ-42 SFW320-6/850 320 7680
以上仅供参考