安全操作:
通風(fēng): 在室內(nèi)使用良好通風(fēng),防止一氧化碳中毒(內(nèi)燃機驅(qū)動)。
接地: 發(fā)電機外殼可靠接地。
濕手操作: 禁止。
過載: 避免長時間過載運行。
并網(wǎng): 非人員嚴(yán)禁將普通發(fā)電機直接接入電網(wǎng)(需的并網(wǎng)逆變器和保護裝置)。
主要應(yīng)用:
集中式發(fā)電: 火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站、大型風(fēng)電場、燃?xì)廨啓C電站。
分布式發(fā)電: 工廠、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心、商業(yè)建筑、住宅小區(qū)的備用電源或自備電源。
移動電源: 建筑工地、戶外活動、應(yīng)急救援、船舶、房車。
交通運輸: 汽車、火車(內(nèi)燃機車或輔助供電)、飛機(輔助動力裝置APU、主發(fā)動機驅(qū)動)。
可再生能源: 風(fēng)力渦輪機、小型水力發(fā)電機。
特定設(shè)備: 電焊機(部分類型)、某些實驗設(shè)備。
額定功率: 發(fā)電機能夠持續(xù)安全輸出的電功率(單位:瓦W,千瓦kW,兆瓦MW)。
額定電壓: 設(shè)計輸出的電壓值(單位:伏特V)。
額定電流: 在額定電壓和功率下對應(yīng)的輸出電流(單位:安培A)。
額定頻率: 輸出交流電的頻率(單位:赫茲Hz)。中國及歐洲為50Hz,北美、日本部分地區(qū)為60Hz。
相數(shù): 單相或三相(三相是工業(yè)用電主流)。
功率因數(shù): 有功功率與視在功率的比值(cosφ)。表征有功功率的利用效率。
效率: 輸出電功率與輸入機械功率的比值(η = P_out / P_in)。越高越好,大型發(fā)電機效率可達95%以上。
轉(zhuǎn)速: 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度(單位:轉(zhuǎn)/分鐘 RPM)。與極對數(shù)和頻率相關(guān)(同步發(fā)電機:ns = 120f / P)。
按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分(主要指交流發(fā)電機):
同步發(fā)電機: 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速嚴(yán)格同步(ns = 120f / P)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速決定了輸出交流電的頻率。這是電力系統(tǒng)發(fā)電廠的主力。
凸極式同步發(fā)電機: 轉(zhuǎn)子有明顯的磁極,適用于中低速原動機(如水輪機)。
隱極式同步發(fā)電機: 轉(zhuǎn)子為圓柱形,適用于高速原動機(如汽輪機)。
異步發(fā)電機(感應(yīng)發(fā)電機): 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速略定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速才能發(fā)電。結(jié)構(gòu)簡單堅固,但通常需要電網(wǎng)或電容器提供無功功率建立磁場。常見于小型風(fēng)力發(fā)電等場合。
按輸出電流分:
交流發(fā)電機: 輸出交流電。這是電力系統(tǒng)中主流的類型(所有并網(wǎng)發(fā)電站、汽車發(fā)電機等)。
直流發(fā)電機: 輸出直流電。曾經(jīng)廣泛應(yīng)用,但現(xiàn)在大部分被交流發(fā)電機加整流器替代(效率更高,維護更簡單)。仍有特定場合使用。
勵磁系統(tǒng)(對于電磁鐵式轉(zhuǎn)子): 向轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組提供直流電流,以建立磁場??梢允侵绷靼l(fā)電機(勵磁機)、整流器系統(tǒng)或永磁副勵磁機等。
冷卻系統(tǒng): 大型發(fā)電機運行時產(chǎn)生大量熱量,需要風(fēng)冷、氫冷或水冷系統(tǒng)散熱。
控制系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器: 監(jiān)測和調(diào)節(jié)輸出電壓、頻率、功率因數(shù)等,確保穩(wěn)定供電。包括自動電壓調(diào)節(jié)器。
機殼、軸承、端蓋等: 提供結(jié)構(gòu)支撐、防護和旋轉(zhuǎn)支撐。
轉(zhuǎn)子: 發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)部分。通常包含:
轉(zhuǎn)子鐵芯/磁極: 承載勵磁繞組或永磁體,用于產(chǎn)生磁場。
勵磁繞組(電磁鐵式轉(zhuǎn)子): 通入直流電(勵磁電流)后產(chǎn)生強磁場(需要外部勵磁源)。
永磁體(永磁式轉(zhuǎn)子): 本身具有強磁性,無需外部勵磁(常見于小型發(fā)電機)。
定子: 發(fā)電機的固定部分。通常包含:
定子鐵芯: 由硅鋼片疊壓而成,提供低磁阻的磁路,并嵌放定子繞組。
定子繞組: 通常由絕緣銅線繞制而成,是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(輸出電壓)的線圈。
核心原理:電磁感應(yīng)
這是發(fā)電機工作的基礎(chǔ)原理,由邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)。
當(dāng)導(dǎo)體(通常是線圈)在磁場中運動(切割磁感線),或者磁場相對于導(dǎo)體發(fā)生變化時,導(dǎo)體內(nèi)部就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(電壓)。如果導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路,就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
簡單來說:運動的磁場或運動的導(dǎo)體 → 產(chǎn)生電流。
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