发电机维修

 前述：（南京安捷耐尔电气科技）发电机在世界工业进展史上是不可磨灭的一环，由于专业的局限性以至于很多大众对此不甚了解。其实事实上发电机无处不在的保障着我们的生活，小到家庭用电，大到军事国防主后备电力保障。让我们一起跟随小编一起领略发电机的进展应用史。 

发电机英文名称：generators，Zui早产生于第二次工业革命时期，是在1866年由德国工程师西门子制成，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其它动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机能传给发电机，再由发电机转换为电能。电能是现代社会Zui主要的能源之一。           
    尽管有各式各样的发电机，但其工作原理都是一样的，基于电磁力定律和电感应定律。所以，发电机构造的一般原则是：用适当的导电材料和导磁构成相互进行电磁感应的电路和磁路，以产生电磁功率，从而达到能量转换的目的。发电机的分类可归纳如下：
1、交流发电机；2、直流发电机；3、异步发电机；4、同步发电机，其中交流发电机还可分为三相发电机与单相发电机。

    发电机发展历史
   在公元1831年，法拉第将一个封闭电路中的导线通过电磁场，导线转动有电流流过电线，法拉第因此了解到电和磁场之间有某种紧密的关连，他建造了第一座发电机原型，其中包括了在磁场中迥转的铜盘，此发电机产生了电力。在此之前，所有的电皆由静电机器和电池所产生，而这二者均无法产生巨大力量。但是，法拉第的发电机终于改变了一切。
   1832年，法国人毕克西发明了手摇式直流发电机，其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势，并把这种电动势以直流电压形式输出
   1866年，德国的西门子发明了自励式直流发电机
   1869年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的，经过反复改进，于1847年得到了3.2kw的输出功率
   1882年，美国的戈登制造出了输出功率447kw，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。 美国的特斯拉在爱迪生公司的时候就决心开发交流电机，但由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司
    1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750kw，5000v的交流电一直送到40公里外的布法罗市
    1889年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂
    1892年成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德

  发电机的工作原理
    发电机主要由转子、定子、电刷、端盖及轴承等部件构成。定子是由定子铁芯、机座、线包绕组、及固定这些部件的其他结构件组成。转子由转子磁极、转子铁芯、滑环、(又称铜环.集电环)、转轴及风扇等部件组成。发电机电流的产生是通过轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈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，这样就产生了电流。由于电刷与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流，简称交流电。
       汽轮发电机是汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转/分（频率为50hz）或3600转/分（频率为60hz）。核电站中汽轮机转速一般在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子正常采用细长的转子。尤其是在3000转/分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。
    发电机类型
    按照能源形态的不同，可以制成不同的发电机。利用水利资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机；由于水库容量和水头落差高低不同，可以制成容量和转速各异的水轮发电机。利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机，这种发电机多为高速电机(3000rpm)。此外还有利用风能、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。

发电原动机（内燃机）

内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰。目前世界上内燃机的拥有量大大超过了任何其它的热力发动机，在国民经济中占有相当重要的地位。现代内燃机更是成为了当今用量Zui大、用途Zui广、无一与之匹敌的的Zui重要的热能机械。现代内燃机的Zui大功率一般小于4万千瓦。

 发电机主要由转子、定子、电刷、端盖及轴承等部件构成。定子是由定子铁芯、机座、线包绕组、及固定这些部件的其他结构件组成。转子由转子磁极、转子铁芯、滑环、(又称铜环.集电环)、转轴及风扇等部件组成。发电机电流的产生是通过轴承、机座及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈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，这样就产生了电流。由于电刷与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流，简称交流电。
       汽轮发电机是汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转/分（频率为50hz）或3600转/分（频率为60hz）。核电站中汽轮机转速一般在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子正常采用细长的转子。尤其是在3000转/分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。
    发电机类型
    按照能源形态的不同，可以制成不同的发电机。利用水利资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机；由于水库容量和水头落差高低不同，可以制成容量和转速各异的水轮发电机。利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机，这种发电机多为高速电机(3000rpm)。此外还有利用风能、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。

   柴油发电机组

以柴油为燃料的内燃机驱动的发电机，它起动迅速，操作方便，但内燃机发电成本较高。柴油发电机组一般是作为应急备用电源，或者流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。柴油发电机转速一般在1500转/分，它制造比较简单。因此，柴油发电机的结构部件，特别是转轴要有足够的强度和刚度，以防止这些部件因振动而断裂。此外，为防止因转矩脉动而引起发电机旋转角速度不均匀，造成电压波动，引起灯光闪烁。柴油发电机的转子也要求有较大的转动惯量，而且应使轴系的固有扭振频率与柴油机的转矩脉动中任一交变分量的频率相差20%以上，以免发生共振，造成断轴事故。

发电机应用

发电机的应用电能是现代社会Zui主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备。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。一是应用于大中型发电厂，为工业和民用供电。主要有火力发电站、水利发电站、核电站、风力电站、太阳能电站等。二是小型电站。作为后备电源、或生产临时电源、移动电源。如船上发电机,石油钻井用发电机；服务行业如医院,宾馆,银行,商场后备电源等等. 远离供电设备的地区，比如建造高速公路，工地上还有医院、宾馆、机场、防汛设备，重要的场所的备用电源。在没有固定电源和难以架设输电线路的场合都大量使用柴油发电机组。比如野外施工作业，零时电源，建筑物紧急电源，工矿辅助应急电源等。很多电力传动为原动力的机械车辆等也采用柴油发电机组。比如内燃机车，电铲，柴电潜艇，船舶电源等。近年来开发生产的移动电站、自动化及低噪音柴油发电机组更具有反应灵敏、噪音低、结构紧凑、使用经济等特点，是 拖车电站、工程施工、地质勘探、工矿企业、宾馆、酒店等场所理想的后备电源。太阳能发电机的应用可以为边远无电地区提供照明满足野外工作者的用电需要是野营的必须装备，能提供夜间照明可替代国家电网部分能源，或补充能源，无污染，安全，新能源实现可持续使用。 备用电源主要有柴油发电机、燃气轮发电机等。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。发电机的分类可归纳如下： 发电机分为直流发电机和交流发电机；交流发电机分为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。 发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中Zui常用的是同步发电机。这种发电机的特点是由直流电流励磁,既能提供有功功率，也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。异步发电机由于没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但是不能向负载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联，或者并接相当数量的电容器。这限制了异步发电机的应用范围，只能较多地应用于小型自动化水电站。城市电车、电解、电化学等行业所用的直流电源，在20世纪50年代以前多采用直流发电机。但是直流发电机有换向器，结构复杂，制造费时，价格较贵，且易出故障，维护困难，效率也不如交流发电机。故大功率可控整流器问世以来，有利用交流电源经半导体整流获得直流电以取代直流发电机的趋势。

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