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永磁同步风力发电机的原理和前景
我国风能资源非常丰富,可开发的风能潜力巨大。根据相关资料显示,我国陆地风能资源可开发量大约有23.8亿千瓦,海上风能资源可开发量约2亿千瓦。我国风能资源比较集中,“三北”地区(华北、东北和西北)以及东南沿海地区、沿海岛屿潜在风能资源开发量约占全国的80%.风能资源与煤炭资源的地理分布具有较高的重合度,与电力负荷则呈逆向分布。
“十三五”时期,我国风力发电机装机容量占发电机总容量比例将进一步加大,出于电网考虑,风力发电机组必须在“低电压穿越”保障下“御风而行”。根据 发改委能源研究所有关人士透露,2020年陆地风电的成本将与煤电持平,之后风电将逐步脱离 补贴,“降低成本”也成为风电行业未来发展面临的新的“瓶颈”。扬州市引江发电设备有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步风力发电机,实现了发电机低成本制造,使机组极易实现低电压穿越,在国内处于技术领先水平。
永磁同步风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点成为继双馈感应风电机组之后的又一重要风力发电机型受到社会广泛关注,并逐渐开始投入使用。永磁同步风力发电机主要由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成。
(1)基本原理
永磁同步风力发电的基本原理,就是利用风力带动风力机叶片旋转,拖动永磁同步发电机的转子旋转,实现发电。永磁同步风力发电系统和笼型变速恒频风力发电系统类似,只是所采用的发电机为永磁式发电机,转子为永磁式结构,不需外部提供励磁电源,提高了效率。它的变频恒速控制是在定子回路中实现的,把永磁同步发电机的变频的交流电通过变频器转变为电网同频的交流电,实现风力发电的并网,因此变频器的容量与系统的额定容量相同。
(2)技术特点
随着科学技术的发展和更新,由于永磁材料性能和电力电子装置的改善,永磁同步发电机已变得越来越具吸引力了。
采用永磁同步发电机的风力发电系统具有以下特点:1)永磁同步发电机系统不需要励磁装置,具有重量轻、效率高、功率因数高、可靠性好等优点;2)变速运行范围宽,即可超同步运行也可以亚同步运行;3)转子无励磁绕组,磁极结构简单、变频器容量小,可以做成多极电机;4)同步转速降低,使风轮机和永磁发电机可直接耦合,省去了风力发电系统中的齿轮增速箱,减小了发电机的维护工作并降低噪声,使直驱永磁风力发电机系统。
(3)适用场合
1)在电力供应匮乏、交通不便、燃料短缺,但是风力资源丰富的地区,可以解决部分用电问题,如为高速公路照明设备提供电源等;2)在单机容量比较小的风场,永磁同步发电系统能够并网发电;3)为农村、牧区、边防哨所、气象台站等偏远、负载较轻的用户,提供电力。
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目前常用的柴油发电机电火线圈可分为哪两种形式呢
点火线圈是用来将电源的低压电转变成高压电的基本元件,它由一次绕组、二次绕组和铁芯等组成。常用的电火线圈可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种形式。
(1)开磁路点火线圈
开磁路点火线圈的结构:点火线圈的铁芯由若干片涂有绝缘漆的硅钢片叠成,二次绕组和一次绕组都套在柱形铁芯上。
点火线圈的二次绕组用直径为0.06~0.10m的漆包线,在绝缘纸上绕11000~23000匝;一次绕组用直径为0.5、1mm的漆包线,在二次绕组绝缘层的外侧绕240~370匝。由于一次绕组中流过的电流较大"导致其发热量也大,故绕在二次绕组之外,以利于散热。两个绕组的外面都包有绝缘纸层,在一次绕组之外还套装一个导磁钢套,以减小磁路的磁阻,胶状绝缘物或变压器油之后,用胶木盖盖好,并加以密封。
附加电阻接在两个低压接线柱和之间。在有些机型上使用的点火线圈不带附加电阻,没有接线柱,接线柱直接经点火开关接电源;还有些机型使用的点火线圈上虽然没有附加电阻,但接线柱通过一根专用的附加电阻线接电源,在接线柱上还接有一根导线,导线的另一端接在启动机的附加电阻短路接线柱上,以便在启动发动机时将附加电阻短路,改善启动时的点火性能。
(2)闭磁路点火线圈
开磁路点火线圈采用柱形铁芯,一次绕组在铁芯中产生的磁通,通过导磁钢套形成磁回路,而铁芯上部和下部的磁力线从空气中穿过,磁路的磁阻大,泄漏的磁通量多,磁路损失大,转化率低。闭磁路点火线圈,将一次绕组和二次绕组都绕在口字形或日字形铁芯上。初级绕组在铁芯中产生的磁通,通过铁芯形成闭合磁路,因此泄漏的磁通量和磁路损失大大减小,点火线圈的转换效率高。
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进气预热器如果调整不当将直接造成发电机组动力下降
导读:柴油发电机因为具有热效率高、经济性好等优点,在市场上得到了广泛应用。在低温环境下, 由于机油的黏度高,柴油发电机的起动力矩大,气缸壁初始温度低,燃油雾化性差,压缩后的空气温度达不到燃油自燃温度,因而柴油发电机存在低温起动困难问题。为了保证柴油发动机在低温条件下能迅速起动,柴油发电机上普遍采用了火焰预热器、电加热进气预热器等进气预热装置。以下将针对进气预热器进行详细说明:
进气预热器的基本结构及性能参数:进气预热器为蜂窝状,采用2E温度系数热敏陶瓷作柴油发电机发热体,以储热一热交换方式工作,其结构为同心分布多级串联散热片式。它与常用的火焰塞、电热塞相比,具有结构紧凑、热量集中、热效率高、功耗低、自动恒温、耗比低、可靠性好、发热体不氧化、寿命长、故障率低、适用温度范围广、配套控制器具有声光显示等优点。进气预热器的电路系统主要由预热器保险、预热开关、预热时间控制器、预热指示灯、预热继电器和预热器等组成。进气预热器性能及参数:适用温度为5~41℃:预热时间为4~8rain;加热方式为DC/AC电加热:气门控制为手动拉线机构:发热元件为PTC热敏陶瓷:转换效率>80%;温度控制为自动恒温;工作方式为断续工作:起动排放降低率>90%;额定工作电压为24V(DC):工作电压范围为22~30V(DC);额定功>960W;恒温功率<280W:峰值电流为60~75A;恒温电流<10A;功耗<1.6Ah/次;主机外形尺寸为中Φ125X100ram,质量为1.3kg(不含接口)。
进气预热器的正确使用进气预热器供柴油发电机在5~41℃起动困难时使用。将点火开关转到“ON”位,拉出气门手柄,按下预热开关,此时绿色指示灯点亮,进气预热器开始工作。预热时间设定为6rain,预热结束时绿色指示灯闪烁,同时蜂鸣器呜叫,此时可起动柴油发电机。柴油发电机起动成功后应及时关闭预热开关,推回气门手柄。若起动不成功,可重复上述操作步骤。预热断电保护时间设定为12rain,当预热结束柴油发电机起动不成功或起动后未关闭预热器达12rain时,预热器电源自动切断,蜂鸣器停止呜叫,绿色指示灯由闪烁变为常亮,提示关闭预热器开关。
进气预热器的操作注意事项:1)进气预热器不能与冷起动液同时使用。2)蓄电池充电不足时,应根据蓄电池容量谨慎使用进气预热器。3)在进气预热器正常工作情况下,若多次起动不成功,应检查起动转速及燃油供应情况。4)在极低温度下使用预热器起动时,防止起动后转速迅速升高,造成油路系统供油跟不上而熄火。
进气预热器的调整预热器的气门控制机构控制进入柴油发电机进气歧管的空气,以提高预热效果。调整的目的是使进气预热器中的风门能按工作需要关闭或打开。如果使用或调整不当,能造成预热效果不良或柴油发电机动力下降等人为故障。预热器开关装在15档保险盒左边,预热时间控制器装在驾驶室电器安装板上,预热继电器在车架左侧。调整方法:将气门手柄推到底,将拉线与气门拉杆连接并固定于拉线支架上。用拉线固定螺母调整拉线长度至拉出气门手柄,行程为25ram时为 行程。应注意将拉线固定螺母拧紧,不然会造成气门拉杆行程改变,甚至造成气门控制系统失效。