交流发电机工作原理

交流发电机工作原理（精选11篇）

交流发电机工作原理 篇1

在大规模集成电路技术、网络通信技术、超精密加工技术的发展下, 各类微机电系统、微小型电子设备已经在通信、工业、医学等领域得到推广, 为了满足这一需求, 需要寻找出可再生的清洁电池, 压电振动发电机是解决这一问题的有效措施。

1 压电振动发电机工作原理

压电振动发电机是利用压电元件伴随外界振动刺激而产生形变, 使压电元件上下两个电极之间生成有差异的电荷, 从而形成电势差, 再由能量采集电路处理收集, 转换成电能。目前几种运用最广泛的压电材料是:压电单晶体、压电陶瓷、压电聚合物以及压电复合材料等。压电换能结构是压电发电机核心之一。压电换能结构可分为压电双晶片、多层叠堆形、虹形、钹形和弹珠形等。如果想要高效运用振动能量, 第一步就是研究压电换能结构, 提高其能效率。目前应用最多的是悬臂梁式换能结构, 其具有的易实现性成为研究开发中最普遍的换能结构。

2 压电振动发电机能量转换接口电路

外部振动激励的不确定性使压电发电机输出功率低、电流小, 转换过程中的损耗和产生的电压使交变电压等无法达到负载的供电要求。这样就要有特定的能量转换接口电路, 以便增多储能元件。能量转换接口电路可分为单级和多级两种。单级压电发电机接口电路是当前研究使用最多的一种, 包括经典接口电路、同步电荷提取电路、并联同步开关电感电路及串联同步开关电感电路。多级压电发电机接口电路则是利用不同的转换电路分别针对不同外部机械激励进行转换, 确保输出功率可以达到最大。但由于复杂性和不稳定性, 在这一方面始终没有太大的研究进展。

3 压电振动发电机共振频率调整策略

振动发电机想要得到最大的输出电能, 需要机械激励与内部压电元件形成共振, 且输出功率受带宽限制。当下压电振动发电机领域处理共振频率方式有两类:调节发电机固有频率与外部激励同步和发电机的带宽始终能够响应外部激励。调节发电机自身频率方法包括调节其自身的机械特性和使发电机的电学负载发生变化。机械特性调节可分为主动和被动两种调节模式。例如悬臂梁式压电振动发电机, 调节机械参数方式有调节大小、重量、弹簧伸展性和对支撑部件的负担等。通过调节固定于质量块上螺钉的位置, 改变质量块的几何中心, 压电发电机的固有频率可在180 Hz~130 Hz之间连续变化。

拓宽发电机带宽通过使用多悬臂梁结构、增加限幅器等方法能够实现。机械参数和固有频率都不同的一系列悬臂梁振动发电机合称为多悬臂梁式振动发电机。美国科学家公布其对多悬臂梁振动发电机的研究成果, 三个同尺寸不同重量的悬臂梁, 其固有频率分别为113 Hz、183 Hz及281 Hz, 发电机响应频率在10 Hz与400 Hz之间, 这样的一个组合电能输出就可以为传感器模块提供足够的能量。

4 压电振动发电机技术发展趋势

科技在不断地进步, 大规模集成电路制作技术、超精密加工技术和网络通信技术更新换代也越来越快, 压电振动发电机的研究核心和发展趋势有以下三点。

4.1 发电机机械结构

微机械加工技术已经逐渐成熟。随着人们对压电材料的持续探索, 使压电发电机走向微型化、集成化的前进道路。压电振动发电机就必须要提高能量转换效率、实现微型化并且能够兼容MEMS加工工艺。当然, 还要继续探索更优越性能的发电机以适应日益发展的现代电子技术。自适应调频、多方向能力的压电振动发电机和对发电机响应频带的研究都具有很大的价值, 是未来阶段的研究方向。

4.2 接口电路

为了降低能量接口电路对于输出电能与能量转换产生的干扰, 需要对能量接口电路进行改进, 降低其自身消耗。这就为我们继续探索更加完善地控制电路提供了方向, 使压电发电机具有更好的发展前景。

4.3 压电材料

压电材料是压电发电机的根本, 只有不断突破这一技术, 压电发电机的研究才能得以进步。压电纳米材料具有高效性、兼容性, 为实现压电振动发电机的微型化提供便利条件。医用压电发电机的要求较高, 普通材料无法满足, 必须研发可植入式新型压电材料, 为植入式医疗装置或随身低功耗电子装置提供能源。

5 结语

对压电振动发电技术的研究, 其根本就是为微小电子设备提供能源, 现在我国已经在压电振动发电领域取得很大的进展。相信会在不久的将来, 压电振动发电机能够在所有行业遍地开花, 其高效性、节能性、可再生性将带给我们更大的社会效益和经济效益。

摘要：随着科学技术的不断进步, 电子产品的日益复杂化和高端化, 传统的电池供电已不能满足现状。振动无处不在, 将其产生的能量用于发电具有很大的研究实用价值。根据发电原理可将振动发电机分为静电式、电磁式和压电式。简要概述压电式振动式发电机研究现状和未来发展趋势。

关键词：压电振动发电机,工作原理,技术趋势

参考文献

[1]单小彪, 袁江波, 谢涛, 等.不对称悬臂梁压电发电装置的实验研究[J].压电与声光, 2010 (4) .

[2]刘智, 单小彪, 袁江波, 等.Cymbal压电换能器发电性能的有限元仿真分析[J].机械设计与制造, 2010 (5) .

[3]贺学锋, 高军, 夏辉露.碰撞式微型压电风能采集器实验研究[J].纳米技术与精密工程, 2013 (3) .

交流发电机工作原理 篇2

关键词：电机；安培力；电刷；电气故障

中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）08-0128

作为一名高中生，笔者喜欢在课外观察那些运用物理学方面知识的机械，并尝试运用已学会的高中物理知识对其解释。如本文就是围绕电动自行车的电机的原理及故障分析试用高中知识进行讨论，电动自行车这种生活中常见的新兴交通工具，尽管原理相比较其他机械不是很难，但当利用知识自己完成分析与讨论后，笔者仍感受到莫大的满足，并更加激发了笔者对运用物理学解决生活中问题的兴趣与热情。

电动自行车是具有电力驱动、脚踏驱动、电力和脚踏并用等功效的绿色环保交通工具。电动自行车的原理和结构都不复杂，可以认为是在自行车的基础上加一套电机驱动机构组成。蓄电池经过一个控制器给一个电机送电，电机放在后车轮中，电机的旋转带动自行车的行进。作为主要动力系统，电机无疑是电动自行车整体中最为关键的部分。

对于电机，其主要任务为将蓄电池供给的电能转化为驱使车轮前進的机械能。常见电机一般为永磁直流电动机。为达到10N.m以上的运行力矩，电动机的功率应在100～200w范围内，工作电压为24V或36V，该电机要求起动力矩大，效率高，重量轻，并有一定的过载能力。驱使车轮方式有两种，一种为内转子电机通过链传动或直接摩擦带动车轮，另一种为外转子直流电机通过行星齿轮减速机构直接驱动轮毂转动，（这种电动机也叫轮毂式电动机）这种方式具有效率高、结构紧凑、节省空间的优点。

根据高中知识可得，通电导线在磁场中会受到安培力，安培力力大小与电流同磁场间夹角有关。当磁场方向与电流方向平行，根据F=BILsin（L，B）知，安培力为零。假设一个无法及时改变电流方向的电机，除去摩擦等耗能因素，因为能量的守恒，该电机的转子将只会半圈半圈的来回翻转，无法提供有效的持久动力。而有刷电机和无刷电机都巧妙地解决了这一问题。

当有刷电机工作时线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。有刷电机由定子和转子两大部分组成，定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使转子受到方向不变的安培力，从而使电机持续旋转以带动负载。有刷电机的输出转速为3000转/分以上，经减速器和超越离合器及外壳一起组成电动轮毂总成，其转速为170-180转/分，适应了自行车以20km/h左右的速度行驶。该结构的可靠性高，成本较低，骑行较舒适，但也存在以下缺点：（1）传统的电刷和换向器有机械磨损和噪声、火花等，（2）系统的先进性和档次不够高。

用于电动自行车的无刷电动轮毂，实际上由两部分组成。一是直接外转子式的无刷电机系统，二是可以实现电子换向的专用控制系统，无刷电机依据于现代IC技术和功率电子器件的发展而逐渐成熟。简单而言，依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形，在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场，这个磁场驱动转子上的永磁磁鋼转动，电机就转起来了，电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关，更与无刷电机的控制性能有很大关系，因为输入的是直流电电流需要电子调速器将其变成3相交流电，还需要从遥控器接收机那里接收控制信号，控制电机的转速，以保证其正常稳定的运行。该技术较为先进，在磨损和噪音等问题上有极大的改善。并因此提高了寿命。

当电机运行出现故障时，一般可从机械故障与电气故障两方面讨论。对于机械故障可能原因有常见几种：

1. 由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体导致问题出现。

2. 由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。

3. 由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路等问题。

4. 电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至出现烧毁绕组现象。

而对于电气故障，则需通过测量其电压或电流进行分析判断了。比如以下为电机的几种常见类型：

（1）电机空载电流大，其原因一般为电机内部机械摩擦大，线圈局部短路，磁钢退磁。检验方法为：打开电源，转动转把，使电机高速空载转动10s以上。等电机转速稳定以后，测量此时电机的空载最高转速N1。在标准测试条件下，行驶200m距离以上，开始测量电机的负载最高转速N2。空载/负载转比=N2÷N1。当电机的空载/负载转速比大于1.5时，说明电机的磁钢退磁已经相当厉害了，应该更换电机里面整套的磁钢。

（2）电机发热，其原因一般为电流大引起，通过高中知识可知，设电机电流为I，电机的输入电动势为E1，电机旋转的反电动势为E2，则与电机线圈电阻R之间的关系是：I=（E1-E2）÷R。R或E2变小都会引起电流变大，R变小一般是线圈短路或开路引起的，E2减少一般是磁钢退磁引起的。

（3）电机乏力，其原因较复杂，若排除以上提到的电机本身故障，则该问题一般与电池容量，未充满电等其他因素有关。

以上是笔者对电动自行车电机原理从机械到电气知识的肤浅的了解和认识，是笔者将高中物理知识与现实生活相结合的开始，这也是笔者高中学习兴趣所在和未来事业的发展方向。随着知识和阅历的丰富，笔者会不断地探索、进取和提高。

双馈发电机工作原理 篇3

暂态建模资料

摘要

随着风力发电并网容量的快速增加，风电接入对电网运行性能的影响越加 明显。联网运行双馈感应风电机组的运行特性对电网的安全稳定运行有着重要 的影响。

本文对联网运行双馈感应风电机组的仿真建模、运行控制及模型的有效性 进行了研究分析，主要包括以下内容：

分析了两相同步旋转坐标系下双馈感应风电机组数学模型的特点，建立了 双馈感应风电机组联网运行电磁暂态模型，对不同运行条件下双馈感应风电机 组的运行特性进行了仿真模拟，深入了解了双馈感应风电机组的联网运行特性。建立了联网运行双馈感应风电机组运行控制策略，在此基础上，构建了控 制系统传递函数模型，分析了PI控制器参数选择对控制系统性能的影响，提出 了PI控制器参数设置的方法。

提出了电网发生对称性故障时双馈感应风电机组的短路电流计算简化模

型，为评估双馈感应风电机组短路对电网继电保护装置的影响提供了有效的计 算模型。

设计了风电机组联网短路试验方案，分析了短路试验数据识别出风电机组

厂家未提供的风电机组撬杠保护动作值，并仿真重现了风电机组联网短路试验，仿真数据与试验数据相吻合，验证了所构建系统模型和仿真系统的有效性。研究现状

由于风能是一种随即性很强的一种能源，不能像火力发电、水力发电那样 可以预先调度，因此大规模的风力发电的接入对电网的经济、安全、稳定运行 带来了诸多不利的影响，对系统调频、调压、调峰带来了困难。同时由于风电 机组大多包含有对运行条件要求很高的电力电子变流器，在一些运行方式下电 网的扰动对风电机组的正常运行也会带来一定的影响，严重时可能会引起风电 机组跳闸，造成电网功率大幅波动，威胁着电网的运行安全，而从系统持续运 行的角度考虑，通常希望风电机组具有一定的故障穿越能力，能够在一定的故 障情况下持续联网运行，因此对联网运行风电机组的运行特性，需要进行深入 的研究。

目前联网运行的风电机组可分为恒速恒频风电机组(CSCF)及变速恒频风 电机组(VSCF)两种，恒速恒频风电机组是指在发电过程中保持转速不变的风

电机组，所采用的发电机主要是同步发电机及鼠笼式感应发电机，前者运行于同步转速，后者工作转速稍高于同步转速。变速恒频风电机组是指发电过程中

发电机转速根据风速不同做出改变的风电机组，通常有：鼠笼式异步发电机变 速恒频风力风力发电系统，交流励磁双馈感应发电机风力发电系统，无刷双馈 发电机变速恒频风力发电系统，直驱型变速恒频风力发电系统。由于变速恒频 风电机组具有较高的风能利用效率，较恒速恒频风电机组而言具有一定的优势。其中双馈感应风电机组由于所需变流器的容量较小，成为目前最广泛采用的风 力发电技术。

建模

发电机组工作原理 篇4

柴油发电机组

1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。

柴油发电机

2??? 柴油发电机组是一种独立的发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。同时这种小型的发电机组也可以作为小型的移动电站使用，成为很多企业的后备电源使用。?

柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机，下面我只说说单缸四行程柴油机的工作基本原理：柴油机起动是通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞在运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和作功（膨胀）行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开，经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时，喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧，形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程。

柴油发电机组说明：手动操作?

1、手动启动柴油发电机组前应检查燃油、机油、冷却水是否适量。不足的应及时补充。机组应无漏油、漏水的现象。?

2、应将柴油发电机组自动控制器的自动控制按钮拨至中间位置。?

3、打开启动电路的钥匙，向右继续扭动钥匙使柴油机启动，启动成功后，将钥匙回拨到充电位置。?

4、柴油发电机组停机后，应将钥匙及时拨回中间位置。?

柴油发电机组说明：自动操作?

1、在市电正常情况下，将自动控制器的自动控制按钮向上拨至“自动”位置。此时禁止手动启动柴油机。当市电停电后，柴油发电机组能自动启动，并经ATS开关自动向电网供电。?

2、在柴油发电机组自动启动运行后，应及时将钥匙开关拨至充电位置。?

3、市电来电后，机组能自动停机。停机后应将钥匙开关拨至中间位置，防止电瓶倒电，影响下次使用。

柴油发电机组说明：维护、保养?

1、柴油发电机组在运行60小时后需更换机油、清洗柴滤、空滤。?

2、应经常检查电瓶的电解液，不足时应及时补充。?

3、应经常检查皮带松紧情况，调节张紧机构，保持张紧状态。?

4、寒冷季节应打开水加热和油加热开关，使机组保持一定温度，确保柴油发电机组能正常使用。?

柴油发动机的燃烧过程?

柴油在气缸内燃烧是一个复杂的物理－化学变化过程，燃烧过程的完善程度，直接影响着柴油机的作功能力、热效率和使用期限，其燃烧过程划分为四个阶段：?

1．燃烧准备阶段（滞燃期）?

从燃油喷入到着火开始这一时期为燃烧准备阶段。在这一阶段，燃油需加热、蒸发、扩散并与气流混合等物理准备过程，以及分解、氧化等化学准备过程。?

2．速燃阶段?

从着火开始到气缸内出现最高压力时止的这一阶段。当少量柴油着火以后，可燃混合气的数量继续增加火焰迅速传播，燃烧速度加快，放热速率高。气缸内的压力和温度急剧升高。但压力升高过快时，会使曲柄连杆机构受到很大的冲击载荷，并伴随有尖锐的敲击声，柴油机工作粗爆，这种情况应予以限制。为使柴油机工作平稳，最大压力增长率不应超过292kPa～588kPa／1°（曲轴转角）。?

3．主燃阶段（缓燃期）?

从爆发压力出现点到最高燃烧温度出现点之间的阶段为主燃阶段。本阶段的特点是喷油已经结束，大部分的燃油在此期间燃烧，放出总热量的约80％左右，燃气温度上升到最高点。但由于活塞的下移，气缸容积增大，所以气缸内的压力变化不大。供油在这一阶段结束。?

4．过后燃烧阶段?

从最高燃烧温度点到燃烧结束止的阶段。在这一阶段，氧气已大量消耗，后期喷入的燃油就没有足够的氧气与之混合进行燃烧，加之活塞的进一步下移，气缸内压力和温度有较大的下降，使燃烧条件更加恶化，以致燃油燃烧不完全，出现排气冒黑烟现象，使有关零部件热负荷增加，影响柴油机经济性和使用寿命，所以应尽量减少后燃期的燃烧。（摘自浙江师范大学 翁孟超《康明斯发电车柴油机》）

油发电机3

柴油发电机工作原理-柴油发电机组拉缸故障

1.柴油发电机组发生拉缸后的外部特征是声音发生变化，排气冒黑烟。?

2.活塞、活塞环及气缸套工作表面被破坏，气体密封失效，机油的消耗量及窜气量迅速增加，使发动机不能正常运转，甚至在很短的时间内，由于活塞、活塞环与缸套咬死而停车。?柴油发电机组拉缸故障原因?

1.拉缸的主要原因实际上是活塞、活塞环与气缸套表面由于高温而“熔接”拉伤。即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦，炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着，并将附近的金属质点扯断。?

2.柴油发电机组拉缸的最根本的原因是油膜中断。根据气体密封的要求，活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小，这就使它们的润滑条件十分不利。当由于接触表面超负荷，使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦，产生大量的磨擦热，使工作表面的温度急剧上升，其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。?由此可见，供油状况不良，窜气严重，零件过大的接触应力破坏油膜，是造成拉缸的主要原因。除了润滑、配合间隙、零件制造质量外，使用不当也可能造成柴油发电机组拉缸故障，具体地说有如下几点：?1.活塞与气缸套配合间隙过小，或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。?2.润滑不良，如间隙小、机油稀或在装配时未涂油等。?

3.柴油机过热。?

4.装配时机体不清洁或活塞装得太死。?

5.活塞及活塞环质量差。?从使用的角度讲，还要注意尽量避免突然增加负荷或紧急停车，起动前最好用摇把将曲轴转动几圈，使磨擦表面保持一定的润滑油。?

6机组拉缸的表现油路.电路和气管密封性.供油不足是很常见的表现.电路的原因需要检查手动调速或者电子调速是否过高.?密封性要检查气管卡箍是否密封良好

?发电机组在使用过程当中，对于它的保养是非常重要的：如电池的定期充电（浮充）；发电机组的耗材（机油，滤清器等）定期更换；发电机组的定其起动运作5-15分钟（1-2月）； 原理

发电机组是指能将机械能或其它可再生能源转变成电能的发电设备。

发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。

柴油发电机组基本结构与工作原理

1柴油发动机总体结构?

柴油机是内燃机的一种类型，是一种将燃料燃烧释放出来的热能转变为机械能的能量转换装置。柴油机是发电机组的动力部分，一般由曲轴连杆机构与机体组件、配气机构与进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系统和电气系统等组成。柴油机总体结构一般包括上述几大系统，但由于气缸数、气缸排列方式和冷却方式等不同，因此，各种机型在结构上略有差异。?

① 热能，这就必须提供一定数量的燃料，送进燃烧室与空气充分混合燃烧产生热量，因此，必须有燃料系统。它包括柴油箱、滤油器、喷油泵和喷油嘴等零部件。?

② 为了将得到的热能转变为机械能，需要通过曲轴连杆机构来完成。此机构主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴和飞轮等零件构成。当燃料在燃烧室内着火燃烧时，由于燃气的膨胀作用在活塞顶部产生压力，推动活塞作直线的往复运动，借助连杆转变曲轴旋转，使曲轴带动工作机械（负荷）做功。?

③ 对于一台设备要连续实现热能转变为机械能，还必须配备一套配气机构来保证定期吸入新鲜空气，排出燃烧后的废气。此机构由进气门、排气门、凸轮轴及驱动零件等组成。?④ 为了减少柴油机的摩擦损失，保证各零部件的正常温度，柴油机必须有润滑系统和冷却系统。润滑系统应由机油泵、机油滤清器和润滑油道组成。冷却系统应由水泵、散热器、节温器、风扇和水套等部件组成。

⑤ 为了使柴油机能迅速启动，还需配置启动装置，对柴油机启动进行控制。根据不同的启动方法，启动装置配备的零部件，通常采用电动马达或气动马达启动，对于大功率的机组，则采用压缩空气启动。

2内燃机的常用名词?

① 工作循环：内燃机中热能与机械能的转化，是通过活塞在气缸内工作，连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成的。机器每进行这样一个过程称为一个工作循环。?② 上止点和下止点

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本图所示是单缸四冲程内燃机的位置图

当活塞在气缸中移动时，活塞顶处在气缸中的最高位置称为上止点（或称上死点）；活塞

顶在气缸中的最低位置，称为下止点（或称下死点）。

活塞冲程：上、下止点之间的最小直线距离称为活塞冲程（或称行程），通常用S表示。曲轴与连杆大端的连接中心到曲轴的旋转中心之间的最小直线距离称为曲柄的旋转半径。工作容积：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积，称为气缸工作容积（或称活塞排量）。

压缩比：新鲜气体吸入气缸后充满了整个气缸，即占有气缸总容积，而气缸总容积则包括燃烧室容积和气缸的工作容积。压缩比的大小，说明气缸内的空气（或混合气）经压缩后体积缩小的倍数，也表明气体被压缩的程度。压缩比越大，表明活塞运动时，气体被压缩得越厉害，其气体的温度和压力就越高，内燃机的效率也越高。

在热力过程中，只有在“工质”膨胀过程才具有做功能力，而我们要求发动机能连续不断地产生机械功，就必须使工质反复进行膨胀。因此，必须设法使工质重新恢复到初始状态，然后，再进行膨胀。因此，柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后，才能恢复到起始状态，使柴油机连续不断地产生机械功，故上述四个热力过程称为一个工作循环。若柴油机活塞走完四个冲程完成一个工作循环，称该机为四冲程柴油机。如果活塞走完二个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机。目前，柴油发电机组配置的柴油机都是四冲程机。现以图2.2说明四冲程柴油机的工作过程。?

四冲程柴油机的工作过程?

进气冲程：进气冲程的目的是吸入新鲜空气，为燃料燃烧作好准备。要实现进气，缸内与缸外要形成压差。因此，此冲程排气门关闭，进气门打开，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的气缸内的容积逐渐扩大，压力降低，缸内气体压力低于大气压力约68~93kPa。在大气压力的作用下，新鲜空气经进气门被吸入气缸，活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束。

压缩冲程：压缩冲程的目的是提高气缸内空气的压力和温度，为燃料燃烧创造条件。由于进、排气门都已关闭，气缸内的空气被压缩，压力和温度亦随之升高，其升高的程度，取决于被压缩的程度，不同的柴油机略有不同。当活塞接近上止点时，缸内空气压力达（3000~5000）kPa?，温度达500~700℃，远超过柴油的自燃温度。

膨胀(做功)冲程：当活塞上行将终了时,喷油器开始将柴油喷入气缸，与空气混合成可燃混合气，并立即自燃，此时，气缸内的压力迅速上升到约6000~9000kPa，温度高达（1800~2200）℃。在高温、高压气体的推力作用下，活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而做功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐降低，直到排气门被打开为止。

排气冲程：排气冲程的目的是清除缸内的废气。做功冲程结束后，缸内的燃气已成为废气，其温度下降到（800~900）℃，压力下降到（294~392）kPa。此时，排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点移动，在缸内残存压力和活塞推力的作用下，废气被排出缸外。当活塞又到上止点时，排气过程结束。排气过程结束后，排气门关闭，进气门又打开，重复进行下一个循环，周而复始不断对外做功。

4、调速器的分类?

调速器的作用是在柴油机工作转速范围内，能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量，以保持柴油 转速基本稳定。对于柴油机而言，改变供油量只需转动喷油泵的柱塞即可。随着供油量加大，柴油机的功率和转矩都相应增加，反之则减少。?

柴油发电机组的负载是经常变化的，这就要求柴油机输出的功率也要经常变化，而供电的频率要求稳定，这就需要柴油机工作时的转速保持稳定。所以在柴油发电机组的柴油机上必须安装调速机构。调速器一般应包括两个部分：感应元件和执行机构。按照调速器工作原理的不同，可分为机械式调速器、电子调速器、电喷调速。?

① 机械式调速器?

机械式调速系统靠以与柴油机对应的转速旋转的飞锤工作，飞锤在旋转时所产生的离心力可在机组转速发生变化时自动调节油泵进油量的大小，从而达到自动调节机组转速的目的。图2.3为离心式全速调速器的原理示意图。移动操作手柄的位置即可改变弹簧的拉力，使摆杆上所受的拉力作用与推力作用处于新的平衡位置，同时，改变油泵齿条位置，使柴油机调整到所需要的转速，并能自动稳定在此转速下工作。

图离心式全速调速器工作原理示意图?

通常情况下,采用机械式调速系统的柴油发电机组的转速会随着负载量的增大而略有下降,转速的自动变化范围为±5%。当机组带额定负载时，机组的转速大致为1500rpm的额定转速。?

②电子调速器?

电子调速器是一个控制发动机转速的控制器。它的功能主要是：使发动机怠速保持在可设定的转速上；使发动机的工作转速保持在可预设的转速上而不受负载变化的影响。电子调速器主要由控制器、转速传感器、执行器三部分组成：发动机转速传感器是一个可变磁阻的电磁体，它装在飞轮壳中飞轮齿圈的上方。当齿圈上的齿从电磁体下方通过时，就会感应产生交流电流（一个齿产生一个循环）。电子控制器将输入的信号与预设值进行比较，然后把修正信号或是维持信号发送给执行器；控制器可进行多种调整，可以调节怠速转速、运行转速、控制器的灵敏度和稳定度、启动燃油量、发动机转速加速度；执行器是一个电磁体，它将来自控制器的控制信号转换为控制作用力。控制器传送到执行器的控制信号通过一个连杆系传递给喷油泵的燃油控制齿条。?

③电喷调速

电喷机组是通过柴油机上的电子控制模块（ECU）对安装在发动机上一系列的传感器检测到的柴油机各种信息来控制喷油器工作，调节喷油正时和喷油量，以使柴油机处于最佳工作状态。电喷调速的主要优点：通过对喷油器喷油正时、喷油量和高压喷射压力的电子化控制，可以使柴油机的机械性能达到最优；通过ECU精确控制喷油量，柴油机在正常工作时油耗下降，更经济；排放更低，符合EURO非公路内燃机排放标准；通过数据通讯线，可以与外部仪表板、专用诊断工具进行连接，安装更容易，增加了故障点的检测点，更便于故障排除。电喷柴油机管理系统的组成如图2.4所示：?

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图2.4电喷柴油机管理系统

交流发电机工作原理 篇5

伺服驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。

伺服进给系统的要求

1、调速范围宽

2、定位精度高

3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性

4、快速响应，无超调

为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。

5、低速大转矩，过载能力强

一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载4～6倍而不损坏。

6、可靠性高

要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。

对电机的要求

1、从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。

2、电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4～6倍而不损坏。

3、为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。

4、电机应能承受频繁启、制动和反转。

常州丰迪电气有限公司是一家专业生产三相步进电机、交流伺服电机、三相伺服电机、伺服电机驱动器、步进电机驱动器的企业，产品主要用于各类数控机床、医疗机械、包装机械、纺织机械等自动化控制领域。公司技术力量雄厚，生产工艺精湛，电机全部采用优质材料，技术性能和质量指标达到国内同类产品的领先水平，丰迪始终以诚信、共赢的经营宗旨立足于市场。下面就由丰迪电气讲述下伺服电机驱动器的工作原理。

目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

交流发电机工作原理 篇6

不间断电源 (UPS) 是以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频交流电源, 能给需要持续运转的各种设备提供不间断的电力供应, 而且能够隔离市电中由于自然或人为事故, 如雷击、线路故障、电磁干扰等造成的电压波形畸变或频率漂移, 向负载提供高质量的交流电源, 保证各负载的电源指标。

变电站内的重要交流设备, 如后台监控机、保护测控装置、GPS对时系统、电能采集装置、事故照明等, 多采用电力专用的交流不间断电源设备供电。

随着电力系统的发展, 对站内交流电源稳定性要求不断提高, 使得交流不间断电源设备处于不断完善状态, 站内UPS装置从早期单一的模块式发展为近期的可双重化配置的独立组屏式。本文将着重介绍近期投入使用的组屏式UPS设备工作原理及其对运行方式的要求。

1 交流不间断电源工作原理

电力专用的UPS含有整流器和逆变器, 其工作原理如图1所示。

图1中各元件作用如下:

(1) 交流输入:接于站内交流屏, 接入2路站用变压器低压侧交流电源, 即#1站用变压器和#2站用变压器低压侧交流电源均接入UPS, 当#1站用变压器或#2站用变压器投退时可以依靠站用变压器低压侧的交流备自投装置实现交流电源不间断供应。

(2) 输入隔离:使UPS与交流电网隔离, 避免交流异常导致设备损坏, 同时还可解决供电系统中存在的零—地电位差问题, 避免交流整流输出对直流电源系统对地的影响。

(3) 整流器:将交流电 (AC) 转换为直流电 (DC) , 经过滤波后供给逆变器。

(4) 输出隔离:防止负载回路意外情况对逆变器造成损坏、改善逆变波形, 保证在电网电压下限和输出满负荷的情况下, UPS能输出稳定的380/220V交流电压, 提高逆变过载输出能力, 另外也可为逆变器的三相输出提供零线, 满足单相输入电源负载的要求。

(5) 静态开关:根据开入量状态自动转换供电方式, 如从交流输入或是旁路输入。

(6) 旁路输入:接于站用变压器低压侧交流电源。

(7) 直流输入:接于站内蓄电池组。

2 交流不间断电源运行方式

UPS有2路交流输入和1路直流输入, 其系统工作接线示意图如图2所示。

UPS有以下几种工作方式:

(1) 正常运行时UPS使用交流输入电源, 交流电经整流器变为直流电后再经逆变器变为标准正弦波输出向负载供电, 此方式下图2中的空气开关K1、K5应处于合闸状态。

(2) 电网停电、交流消失时无间断切换至蓄电池组, 直流输入后经逆变向负载供电, 此方式下图2中的空气开关K2、K5应处于合闸状态。

(3) 在UPS部件故障或逆变器异常时, 可由静态开关切换至交流旁路供电, 此方式下图2中的空气开关K3、K5应处于合闸状态。

(4) UPS检修或UPS装置内部元件均不可用时直接由站用交流电向负载供电, 此时图2中的空气开关K4应合上, 这种运行状态称为检修方式。

3 一种错误的交流不间断电源运行方式

2014年3月, 某站报交流失压、UPS故障信号, 后台监控机及保护测控装置失电。现场查看发现UPS装置逆变器模块故障, UPS屏内空气开关K1、K2、K5处于合闸状态, 空气开关K3、K4为分闸状态。因UPS装置逆变器故障, 此时“交流输入—空气开关K1—输入隔离变—整流器—逆变器—输出隔离变—静态开关—空气开关K5”这一回路无法输出交流电, 而另一路“直流输入—空气开关K2—逆变器—输出隔离变—静态开关—空气开关K5”回路同样因逆变器损坏无法输出交流电, 又因为屏中的K3、K4空气开关为分位, 导致交流不间断电源屏负荷全部失电。

现场处理采取以下措施:投上空气开关K3, 空气开关K5保持合位, 由UPS旁路提供交流电。断开空气开关K1、K2使UPS停止报警, 空气开关K4保持分位, 故障模块待备品到位后再进行更换。

从现场处理措施中可以看出, 本次站内交流失压事故主要是由UPS装置运行方式不正确造成。如果站内UPS初始运行状态为空开K1、K2、K3、K5均为合闸状态, 那么, 当UPS内部的逆变器发生故障时, 交流可由UPS的静态开关自动转换至旁路供电, 不会导致站内保护测控装置、电能采集装置和后台监控系统失电, 而且UPS也能发出告警信号提醒维护人员现场处理缺陷。另外要注意的是, 在正常运行时, UPS屏内的空气开关K4不应该合闸, 否则站内各项重要交流负荷将直接由站用变压器供电, UPS失去存在意义;只有当UPS模块检修或其他原因导致UPS装置不可用时, 才需合上空气开关K4, 以最低限度保证站内重要交流负荷不失电。

4 结语

综上所述, 组屏式UPS设备在正常运行时应将交流输入、直流输入、旁路3条支路投入使用状态, 检修支路不投入使用。

为适应电力系统的发展, 电力专用的交流不间断电源设备功能不断完善, 交流不间断电源装置由原来外形单一的模块式演变成具有多个组成部分的组屏式, UPS运行方式也随之复杂化。保证UPS设备正确投入使用, 对保证站内重要交流设备的安全可靠运行有着十分重要的意义。

参考文献

[1]深圳奥特迅电力设备有限公司.ATCDU型2kVA~10kVA电力专用UPS/逆变器使用说明书[Z], 2006.

浅谈风能发电的原理 篇7

风能资源是清洁的可再生能源，安全、清洁、资源丰富，取之不竭，是一种永久性的大量存在的本地资源，可为我们提供长期稳定的能源供应。风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模、开发商业化发展前景的发电方式之一。发展风电对于保障能源安全，调整能源结构，减轻环境污染，实现可持续发展等都具有非常重要的意义。

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。依据目前的风车技术，大约是每秒三公里的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一般热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行，我国也在西部地区大力提倡，小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统；风力发电机+充电器+数字逆变器，风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成，每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13-25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电。使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。通常人们认为风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的，目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为，它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量，当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台220W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合作用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用電只需20元充电瓶液的代价。由于现在技术的进步，均采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电，山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯，高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源，家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣，在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点，无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务。使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富。

另外，大型发电风电场址的确定，一般需要达到两个要求：一是场址的风能资源比较丰富，年平均风速在6米/s以上，年平均有效风功率密度大于200米/m2，年有效风速小时数（3-25m/s）不小于5000小时。二是场地面积需达到一定的规模，以便有足够的场地布置风机。

2005年10月省专家组来我县考察，我县平均风功率密度为80-90瓦/米2，年有效小时数超过3600小时，年平均风速2.8-3.2米/秒，我县地处长江中下游北岸，皖西南边陲，东南滨邻长江，与东至县和江西省彭泽县隔江相望，西南界泊湖，与宿松县隔湖相邻，西枕大、小茗山，与太湖接壤，北依皖河与怀宁交界，一面负山，三面环水，属北亚热带季风气候区，全年盛行风向为东北风，占39%，最大风速32m/s，每年平均风速3.2m/s，邻近长江的武昌湖、泊湖一带处于大别山区与江南山区的风带之中，风能资源非常丰富，初步选定我县武昌湖、泊湖一带作为规划风电场场址。

综上所述，所选各风电场址，均有良好的开发前景，我们要充分利用这一风能资源，为我县的经济快速发展将取到一定的作用。

电机原理及应用分析 篇8

步进电机(步进电机的基本原理)

步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中，随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机和单相式步进电机等。其中反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成,定子上有多相励磁绕组,利用磁导的变化产生转矩。现阶段,反应式步进电机获得最多的应用。

常用单相交流感应电动机种类

在家用电器设备中,常配有小型单相交流感应电动机。交流感应电动机因应用类别的差异,一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电动机及交直流电动机等类型。

一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后,电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子,从而使转子产生电动势,并相互作用而形成转矩,使转子转动。但单相交流感应电动机,只能产生极性和强度交替变化的磁场,不能产生旋转磁场,因此单相交流电动机必须另外设计使它产生旋转磁场,转子才能转动, 所以常见单相交流电机有分相启动式、罩极式、电容启动式等种类。

1、分相启动式电动机

分相式电动机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器中。该电机有一个鼠笼式转子和主、副两个定子绕组。两个绕组相差一个很大的相位角,使副绕组中的电流和磁通达到最大值的时间比主绕组早一些,因而能产生一个环绕定子旋转的磁通。这个旋转磁通切割转子上的导体,使转子导体感应一个较大的电流,电流所产生的磁通与定子磁通相互作用,转子便产生启动转矩。当电机一旦启动,转速上升至额定转速70%时,离心开关脱开副绕组即断电,电机即可正常运转。

2、罩极式电动机

罩极式单相交流电动机,它的结构简单,其电气性能略差于其他单相电机,但由于制作成本低,运行噪声较小,对电器设备干扰小,所以被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。罩极式电动机只有主绕组,没有副绕级(启动绕组),它在电机定子的两极处各设有一副短路环,也称为电极罩极圈。当电动机通电后,主磁极部分的磁场产生的脉动磁场感应短路而产生二次电流,从而使磁极上被罩部分的磁场, 比未罩住部分的磁场滞后些,因而磁极构成旋转磁场,电动机转子便旋转启动工作。罩极式单相电动机还有一个特点,即可以很方便地转换成二极或四极转速,以适应不同转速电器配套使用，

3、电容式启动电动机

该类电动机可分为电容分相启动电机和永久分相电容电机。这种电机结构简单,启动快速,转速稳定,被广泛应用在电风扇、排风扇、抽油烟机等家用电器中。电容分相式电动机在定子绕组上设有主绕组和副绕组(启动绕组),并在启动绕组中串联大容量启动电容器,使通电后主、副绕组的电相角成90°,从而能产生较大的启动转矩,使转子启动运转。

对于永久分相电容电动机来说,均与启动绕组串接。由于永久分相电机其启动的转矩较小,因此很适于排风机、抽风机等要求启动力矩低的电器设备中应用。电容式启动电动机,由于其运行绕组分正、反相绕制设定,所以只要切换运行绕组和启动绕组的串接方向,即可方便实现电机逆、顺方向运转。

4、交、直流两用电动机

一般常用单相交流电动机,在交流50Hz电源中运行时,电动机转速较高的也只能达每分钟3000转。而交直流两用电动机在交流或直流供电下,其电机转速可高达0转,同时其电机的输出启动力矩也大,所以尽管电机体积小,但由于转速高输出功率大,因此交直流两用电动机在洗衣机、吸尘器、排风扇等家用电器中得以应用。

交、直流两用电动机的内在结构与单纯直流电机无大差异,均由电机电刷经换向器将电流输入电枢绕组,其磁场绕组与电枢绕组构成串联形式。为了充分减少转子高速运行时电刷与换向器间产生的电火花干扰,而将电机的磁场线圈制成左右两只,分别串联在电枢两侧。两用电机的转向切换很方便,只要切换开关将磁场线圈反接,即能实现电机转子的逆转或顺转。

在家用电器电机类中还有一种直流微型电动机。该电机在录音机、随身听、录像机、打印机、传真机等家用电器中广泛应用。直流微型电机由于定子绕组和转子绕组之间的串接形式不同,又可分为并激、串激、复激等几种类别。

应用在家用电器中的电机,其定子绕组的转子,绕组之间的串接一般采用并激形式,即电机的定子磁场线圈与电枢绕组线圈并联后接到电源上。当通电后电机可保持磁场恒定,并利用电枢电路控制电机转速。这种直流电机的最大特点是当负载产生波动变化时,电机的转速保持定速状态。

此外,在直流电动机中还有一种结构更为简单、用在玩具上的电机,这种电机是用永久磁铁作固定磁场的电动机,在电子玩具、电动剃须刀、微型按摩器等日用小电器中得以广泛应用。

步进电机和交流伺服电机性能比较

步进电机和交流伺服电机性能比较

交流发电机工作原理 篇9

1.三相负载的连接方式分星形连接(又称为“y”连接)或三角形连接(又称为“△”连接)。当三相负载进行星形连接时，线电压ul是相电压up的倍，线电流il等于相电流ip，即在这种情况下，流过中线的电流io=0，因此可以省去中线。

2.不对称三相负载进行星形连接时，必须采用三相四线制接法，即y0接法。其中，中线有其重要的作用，保证二相不对称负载的每相电压维持对称不变。倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，负载遭受损坏，而负载重的一相相电压又过低，负载不能正常工作。对于三相照明负载，要无条件的一律采用y0接法。

交流发电机工作原理 篇10

发电机是汽车供电系统的关键构成要素，汽车起动后，发电机能快速建立电压，使得发电机输出端电压高于蓄电池电压，充电指示灯熄灭，这样才能给车上用电器供电，同时给电瓶充电。建压转速（Turn on speed）这一名词源自国外，相比国内的标准类似的术语是零电流转速和空载转速。零电流转速：发电机的电压已达到规定的试验电压而尚无电流输出时的转速。空载转速：发电机转速开高至首次开始输出电流时的转速。建压转速和空载转速在概念和数值上都比较接近。

二、整体式汽车交流发电机的建压过程

汽车交流发电机的工作原理是法拉第电磁感应定律，发电机三相绕组的感应电动势与磁通和转速成正比。影响磁通大小的因数主要是励磁电流，要想发电机在较低转速下就建立电压，必须要有一个预激磁电流，说到这必须要提到的是充电指示灯。充电指示灯是装在驾驶室仪表板上的一个故障报警灯，当发电机正常工作时熄灭，出现故障时点亮。一般的发电机需要的预激磁电流要在100mA以上，充电指示灯要求是2W-5W的小灯泡。发电机的激磁分为他激和自激两个过程，当电压低于蓄电池电压时为他激，当达到并超过蓄电池电压时变为自激如图1 。

发电机的电压的建立是一个瞬态暂变的过程，当预激磁电流通过转子时产生磁场，在发动机和测试台的拖动下，转速逐渐上升，定子切割磁力线产生感应电动势，其中有一支路通过整流器的激磁二极管整流后进入转子，使得励磁电流进一步提高，产生更强的磁场，从而定子线圈的感应电动势再提高，形成更大的励磁电流。在转速不断提高的过程中，如此良性循环相互促进，使得发电机电压快速升高，当电压达到蓄电池电压后，充电指示灯两端电势平衡而熄灭，他激变为自激，发电机电压建立并开始输出电流给蓄电池充电。

三、设计和制造过程中影响建压转速的因素

1.发电机内部主磁路存在一定的剩磁，剩磁越多建压转速越低，有些发电机不激磁只提高转速也会发电。2.预激磁电流越大，建压转速越低。这与充电指示灯有关，目前汽车仪表灯都改成了发光二极管，通过它的电流只有几毫安，一般这种情况需要在发光二极管边上并联一个电阻来加大发电机的预激磁电流。3.蓄电池电压也对发电机建压转速产生一定影响，一般来说蓄电池电压越高发电机越容易发电。4.定转子间气隙越大磁阻就越大，建压转速就越高。同体积的有刷电机要比无刷电机性能优越，是因为无刷电机在磁路上存在两个气隙。5.调节器最低直流工作电压越低，建压转速就越低，目前电压调节器的功率管有两种，达林顿管相对工作电压较高，但是耐压也比较高，而MOS管相对工作电压比较低，但是耐压就相对也低。6.减少定子线圈匝数会使得发电机内阻抗减小而提高最大输出，却会使得发电机建压转速升高。反之，增加定子线圈匝数时最大输出会降低，但是低速性能会提高，建压转速也会降低。7.通过增加IG端激磁，来提高预激磁电流，降低建压转速。在点火开关起动档增加一路激磁线路，它与起动机电磁开关联动，只要起动机工作时，发电机就多了一路激磁电流，在起动的瞬间暂时提高预激磁电流，降低建压转速，当起动机停止工作，该线路也相应断开。8.有P端自激功能的调节器，它会通过检测发电机定子线圈相线的频率来自动打开调节器。这时发电机的建压转速就是固定的，取决于调节器线路的设计。

四、建压转速的测量

建压转速的测试与国内空载转速原理相近，空载转速是发电机转速开高至首次开始输出电流时的转速，而建压转速指的是发电机建立电压达到电瓶电压时的转速（充电指示灯熄灭时的转速）。要知道发电机要给蓄电池充电的前提就是电压要比蓄电池高，理论上说当发电机转速不断提高，发电机电压等于电瓶电压之时也就是开始输出电流之时。

五、结束语

建压转速是用来设计发动机与发电机速比的重要依据，以确保发电机在怠速的时候有良好的工作性能，它是用来判定发电机性能好坏的重要依据，降低建压转速，提高低速性能也是汽车交流发电机行业今后研究的重要项目之一。

永磁交流发电机的技术维修 篇11

1.定子线圈的修理

(1) 局部修理。

当线圈松动, 搭铁、抽头折断时可不必拆除线圈, 只进行局部修理。

①线圈松动:

线圈本身无短路、断路和碰铁故障, 只是在定子槽中有松动现象, 可在槽楔下塞入竹片或木片, 将线圈压实。若原槽楔损坏, 可另换新楔。

②线圈搭铁:

应先确定搭铁部位, 再把搭铁处用绝缘纸隔开, 并涂上绝缘漆。

③线圈抽头折断:

若断头在外部, 可直接焊好。若断头在线圈内部, 应从定子槽内取下线圈断头的一边, 焊好后, 用新绝缘纸垫好, 再涂上绝缘漆。

(2) 定子线圈的重绕。线圈损坏严重, 局部无法修复时, 应重绕。

①拆除旧线:

拆时应记录下线圈的线径、匝数及绕向, 以便重绕时参考。无现成模具时, 还应测出线圈的长、宽、厚等尺寸, 以便自制模具时参考。

②绕线圈:

一般按原用线号, 如发电机磁力很弱, 又无充磁能力时, 也可用小一号导线, 每只线圈多绕10%～20%匝。把绕组模具装到绕线机上, 导线抽头长60 mm, 缺口内预置棉线绳, 导线上套上绝缘管, 绕成线圈后, 再留抽头100 mm, 用棉线捆扎后, 拆开模具取下线圈。为使嵌线时不致弄错极性, 应把首只线圈翻转180°, 使两个对置的线圈绕向相反, 而嵌线后极性相同。用棉纱把此组的两只线圈并排捆好, 以防松散。

③嵌线:

在定子槽内放置好绝缘纸, 分别嵌入每组对置的两只线圈, 使过桥线的两端位于一侧, 塞入塑料板槽楔 (也可用竹楔) 。为使在后端盖接线方便, 每组线圈的首端抽头, 均应靠近端盖上的接线口, 焊好各接头, 并用棉线把各抽头沿线圈外围结扎。

检查有无短路, 断路、搭铁故障, 各线圈极性是否正确。当三根火线抽头在一起用单格蓄电池向定子各组同时通电时, 每只线圈中所产生的极性均应一样。最后进行浸漆绝缘处理。

2.爪极永磁转子的充磁

(1) 转子的拆卸。

①撬开锁片, 拧下爪极磁铁的压紧螺母, 压出磁体。沿两段磁体之间, 用手锯锯开环氧树脂浇注层后, 拆成两段。

②将带导磁片的磁环放于开水中煮后, 趁热剔除缝隙中的环氧树脂, 分开导磁片取出磁环。

(2) 磁环的充磁方法。

①将磁环夹在充磁机极掌中间, 使磁环的南极与充磁机的北极相对应。

②接通电源, 每次2～3 s, 连续进行4～5次即可。每接通电源一次, 要转动一下磁芯的位置, 以便获得均匀的充磁效果。在接通电源期间, 可用木棒轻击磁体以助磁化。

③充磁完毕后, 将各导磁片装上, 并用树脂类粘接剂粘合, 涂上填料后, 在常温下自行干燥, 不采用加温固化, 以防退磁。填料硬化后, 在车床上车光。

(3) 转子填料的配方。

①环氧树脂填料:

634环氧树脂100 g, 滑石粉20 g, 118固化剂30 g, 二甲苯2～3 g。

②脲醛树脂填料 (代用品) 。

脲醛树脂胶100 g, 蓄电池壳粉40 g, 石棉15 g, 氯化铵1～2 g。

(4) 爪极转子的安装。

先任意组装一段, 注意要保证两导磁片的中心定位突起位于同一侧。安装磁环时注意极性关系, 原则是同极性端相靠近, 可用试验办法检验:把没装导磁片的第二个磁环与之相靠合, 如吸力较大, 说明异极性相靠, 如“斥”力大, 说明同极性相靠, 符合安装时极性要求。在保证这一安装要求的前提下, 组装第二段导磁片, 最后用环氧树脂浇注填封。常温固化后, 在车床上检查并车去凸起的爪片。

3.星形转子的充磁

JF101 (或F30) 型发电机采用星形凸极式永磁转子。其充磁方法有下列两种:

(1) 用充磁机充磁。

万能试验台上的充磁接块为方形体, 为保证充磁时与转子极面接触良好, 应重做两个带弧面的充磁接块和弧形半圆护套, 半圆护套用5～6 mm的软钢制成, 内径与星形转子外径一样。充磁时, 套在其余四个暂不充磁的磁极上。

先找正极性, 即充磁机的N极对着被充磁转子的S极, 充磁机的S极对着被充磁转子的N极。每对磁极充磁时, 通电4～5次, 充完一对, 转过120°, 再充相邻的一对, 直至充完。

找极性的方法可借助于指南针。也可通过吸力与斥力的作用, 凭感觉方法找, 将转子任意两极放到充磁接块间, 转动位置, 在某一位置感到吸力变大, 说明极性找对了。

(2) 直接在发电机上充磁。

采用这种方法充磁时, 不必拆开发电机, 直接利用定子线圈通电后所产生的强磁场对转子充磁。充磁电源可用12 V蓄电池或220 V单相交流电, 将发电机上三个火线接线柱用截面不小于30 mm2的导线连接起来后, 接电源开关, 定子线圈的公共端接开关的另一根线。