发电机是指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
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’。
汽油发电机
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。
无论是柴油发电机还是汽油发电机,都是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动力机曲轴同轴安装,就可以利用动力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。
(1)柴油发动机
柴油机发电系统柴油发动机,供油系统,冷却系统,启动系统加上同步无刷发电机的总成。柴油机是整个发电系统的动力核心,柴油发电机组的级是能量转化装置,将化学能转化为机械能的关键设备。柴油机主要由以下及部分组成:集体组件和曲轴连杆机构,配气机构与进排气系统,柴油机供给系统,冷却系统,润滑系统,启动和电气系统,增压系统。
(2)无刷同步发电机
随着军事,工业现代化和自动化程度的不断提高,对发电机供电质量的要求也越来越高。作为主要发电设备的同步发电机的改进发展也较快,无刷同步发电机及其励磁系统应运而生,并在不断发展和改进。
无刷同步发电机的特点是:
1:无滑动接触部分,可靠性高,维护简单,可长期连续运行而很少维护修养,特别适用于自动化电站和环境恶劣的场合。
2:导电部分没有旋转接触,不产生火花,适用于有易燃气体及多粉尘等高危,恶劣环境条件下运行,同时无滑环的特点也能适应高温度的环境。
3:所发出的电压波形好,畸变率小。
4:由于无刷发电机是由多级发电机组成,间接控制主发电机励磁功率,因而控制励磁功率很小,故励磁功率调节装置具有可控功率器件体积小,发热量低,因而故障率低,可靠性很高。