風(fēng)力發(fā)電機(jī)

作為一種價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、無(wú)溫室氣體排放的新型發(fā)電系統(tǒng)，

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的安裝容量正在以每年超過(guò)30%的增長(zhǎng)率在**范圍擁有日益廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)形成一個(gè)年產(chǎn)值超過(guò)五十億美元的性產(chǎn)業(yè)。但是用于邊遠(yuǎn)地區(qū)獨(dú)立供電的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還需要克服很多技術(shù)上的難點(diǎn)才能得以廣泛的應(yīng)用。隨著我國(guó)對(duì)“三農(nóng)”投入力度加大，經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，廣大農(nóng)、牧、漁民對(duì)改善生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量，解決生活用電的迫切要求，采用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為局部負(fù)載提供電力，不僅可以減少一次性巨額投資，還可以免除火力發(fā)電系統(tǒng)的溫室氣體排放，改善環(huán)境和農(nóng)村地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)，有益于可持續(xù)性發(fā)展。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功、并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)發(fā)電的。廣義地說(shuō)，它是一種以太陽(yáng)為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。相對(duì)柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來(lái)用的話，還是不如柴油發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長(zhǎng)期利用。

運(yùn)行管理：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是采用工業(yè)微處理器進(jìn)行控制，

一般都由多個(gè)CPU并列運(yùn)行，其自身的抗干擾能力強(qiáng)，并且通過(guò)通信線路與計(jì)算機(jī)相連，可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這大大降低了運(yùn)行的工作量。所以風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工作就是進(jìn)行遠(yuǎn)程故障排除和運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及故障原因分析。

遠(yuǎn)程故障排除：

風(fēng)機(jī)的大部分故障都可以進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制和自動(dòng)復(fù)位控制。風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進(jìn)行雙向保護(hù)，風(fēng)機(jī)設(shè)置了多重保護(hù)故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動(dòng)復(fù)位的。由于風(fēng)能的不可控制性，所以過(guò)風(fēng)速的極限值也可自動(dòng)復(fù)位。還有溫度的限定值也可自動(dòng)復(fù)位，如發(fā)電機(jī)溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風(fēng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷故障也是可自動(dòng)復(fù)位的。

除了自動(dòng)復(fù)位的故障以外，其它可遠(yuǎn)程復(fù)位控制故障引起的原因有以下幾種：

1、風(fēng)機(jī)控制器誤報(bào)故障；

2、各檢測(cè)傳感器誤動(dòng)作；

3、控制器認(rèn)為風(fēng)機(jī)運(yùn)行不可靠。

運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：

對(duì)風(fēng)電場(chǎng)設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生的情況進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析是風(fēng)電場(chǎng)管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可對(duì)運(yùn)行維護(hù)工作進(jìn)行考核量化，也可對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)計(jì)，風(fēng)資源的評(píng)估，設(shè)備選型提供有效的理論依據(jù)。

每個(gè)月的發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表，是運(yùn)行工作的重要內(nèi)容之一，其真實(shí)可靠性直接和經(jīng)濟(jì)效益掛鉤。其主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)的月發(fā)電量，場(chǎng)用電量，風(fēng)機(jī)的設(shè)備正常工作時(shí)間，故障時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)利用小時(shí)，電網(wǎng)停電，故障時(shí)間等。

風(fēng)機(jī)的功率曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，可對(duì)風(fēng)機(jī)在提高出力和提高風(fēng)能利用率上提供實(shí)踐依據(jù)。通過(guò)對(duì)風(fēng)況數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，掌握各型風(fēng)機(jī)隨季節(jié)變化的出力規(guī)律，并以此可制定合理的定期維護(hù)工作時(shí)間表，以減少風(fēng)資源的浪費(fèi)。

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械。從能量轉(zhuǎn)換的角度看，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由兩大部分組成：其一是風(fēng)力機(jī)，它的功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；其二是發(fā)電機(jī)，它的功能是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、尾舵和電氣控制部分等構(gòu)成。

常規(guī)的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多由感應(yīng)發(fā)電機(jī)或永磁同步發(fā)電機(jī)加AC/DC變換器、蓄電池、逆變器組成。在風(fēng)的吹動(dòng)下，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，使空氣動(dòng)力能轉(zhuǎn)變成了機(jī)械能（轉(zhuǎn)速+扭矩）。風(fēng)輪的輪轂固定在發(fā)電機(jī)軸上，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)了發(fā)電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)永磁三相發(fā)電機(jī)發(fā)出三相交流電。風(fēng)速的不斷變化、忽大忽小，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流和電壓也隨著變化。發(fā)出的電經(jīng)過(guò)控制器的整流，由交流電變成了具有一定電壓的直流電，并向蓄電池進(jìn)行充電。從蓄電池組輸出的直流電，通過(guò)逆變器后變成了220V的交流電，供給用戶的家用電器。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同又分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型風(fēng)力機(jī)。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)亦稱獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)力機(jī)，是應(yīng)用在無(wú)電網(wǎng)地區(qū)的風(fēng)力機(jī)，一般功率較小。獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)力機(jī)一般需要與蓄電池和其他控制裝置共同組成獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)力機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。這種獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)可以是幾kW乃至幾十kw，解決一個(gè)村落的供電系統(tǒng)，也可以是幾十到幾百W的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以解決一家一戶的供電。

由于風(fēng)能的隨機(jī)性，發(fā)電機(jī)所發(fā)出電能的頻率和電壓都是不穩(wěn)定的，以及蓄電池只能存儲(chǔ)直流電能，無(wú)法為交流負(fù)載直接供電。因此，為了給負(fù)載提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的電能和滿足交流負(fù)載用電，需要在發(fā)電機(jī)和負(fù)載之間加入電力變換裝置，這種電力變換裝置主要由整流器、逆變器、控制器、蓄電池等組成。

小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為農(nóng)村能源的組成部分，它的推廣應(yīng)用對(duì)于改善用電結(jié)構(gòu)，特別是邊遠(yuǎn)山區(qū)的、生活用能，推動(dòng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)諸領(lǐng)域的發(fā)展將發(fā)揮積極作用，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。風(fēng)能具有隨機(jī)性和不確定性，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。簡(jiǎn)化小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、降低成本、提高可靠性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，對(duì)于小型風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的推廣具有非常重要意義。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)維護(hù)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是集電氣、機(jī)械、空氣動(dòng)力學(xué)等各學(xué)科于一體的綜合產(chǎn)品，

發(fā)電機(jī)（圖16）

各部分緊密聯(lián)系，息息相關(guān)。風(fēng)力機(jī)維護(hù)的好壞直接影響到發(fā)電量的多少和經(jīng)濟(jì)效益的高低；風(fēng)力機(jī)本身性能的好壞，也要通過(guò)維護(hù)檢修來(lái)保持，維護(hù)工作及時(shí)有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風(fēng)機(jī)效率。

風(fēng)機(jī)維護(hù)可分為定期檢修和日常排故維護(hù)兩種方式。

1、風(fēng)機(jī)的定期檢修維護(hù)

定期的維護(hù)保養(yǎng)可以讓設(shè)備保持**期的狀態(tài)，并延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。定期檢修維護(hù)工作的主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)聯(lián)接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動(dòng)部件之間的潤(rùn)滑和各項(xiàng)功能測(cè)試。

風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行中時(shí)，各聯(lián)接部件的螺栓長(zhǎng)期運(yùn)行在各種振動(dòng)的合力當(dāng)中，極易使其松動(dòng)，為了不使其在松動(dòng)后導(dǎo)致局部螺栓受力不均被剪切，**定期對(duì)其進(jìn)行螺栓力矩的檢查。在環(huán)境溫度低于-5℃時(shí)，應(yīng)使其力矩下降到額定力矩的80%進(jìn)行緊固，并在溫度高于-5℃后進(jìn)行復(fù)查。一般對(duì)螺栓的緊固檢查都安排在無(wú)風(fēng)或風(fēng)小的夏季，以避開風(fēng)機(jī)的高出力季節(jié)。

風(fēng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)主要有稀油潤(rùn)滑（或稱礦物油潤(rùn)滑）和干油

發(fā)電機(jī)（圖17）

潤(rùn)滑（或稱潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑）兩種方式。風(fēng)機(jī)的齒輪箱和偏航減速齒輪箱采用的是稀油潤(rùn)滑方式，其維護(hù)方法是補(bǔ)加和采樣化驗(yàn)，若化驗(yàn)結(jié)果表明該潤(rùn)滑油已無(wú)法再使用，則進(jìn)行更換。干油潤(rùn)滑部件有發(fā)電機(jī)軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件由于運(yùn)行溫度較高，極易變質(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損，定期維護(hù)時(shí)，**每次都對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)加。另外，發(fā)電機(jī)軸承的補(bǔ)加劑量一定要按要求數(shù)量加入，不可過(guò)多，防止太多后擠入電機(jī)繞組，使電機(jī)燒壞。

定期維護(hù)的功能測(cè)試主要有過(guò)速測(cè)試，緊急停機(jī)測(cè)試，液壓系統(tǒng)各元件定值測(cè)試，振動(dòng)開關(guān)測(cè)試，扭纜開關(guān)測(cè)試。還可以對(duì)控制器的極限定值進(jìn)行一些常規(guī)測(cè)試。

定期維護(hù)除以上三大項(xiàng)以外，還要檢查液壓油位，各傳感器有無(wú)損壞，傳感器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。

2、日常排故維護(hù)

風(fēng)機(jī)在運(yùn)行當(dāng)中，也會(huì)出現(xiàn)一些故障**到現(xiàn)場(chǎng)去處理。

首先要仔細(xì)觀察風(fēng)機(jī)內(nèi)的**平臺(tái)和梯子是否牢固，有無(wú)連接螺栓松動(dòng)，

發(fā)電機(jī)（圖18）

控制柜內(nèi)有無(wú)糊味，電纜線有無(wú)位移，夾板是否松動(dòng)，扭纜傳感器拉環(huán)是否磨損破裂，偏航齒的潤(rùn)滑是否干枯變質(zhì)，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常，液壓站的表計(jì)壓力是否正常，轉(zhuǎn)動(dòng)部件與旋轉(zhuǎn)部件之間有無(wú)磨損，各油管接頭有無(wú)滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。

**是聽，聽一下控制柜里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子松動(dòng)，或接觸不良，須仔細(xì)檢查，聽偏航時(shí)的聲音是否正常，有無(wú)干磨的聲響，聽發(fā)電機(jī)軸承有無(wú)異響，聽齒輪箱有無(wú)異響，聽閘盤與閘墊之間有無(wú)異響，聽葉片的切風(fēng)聲音是否正常。

第三，清理干凈自己的工作現(xiàn)場(chǎng)，并將液壓站各元件及管接頭擦凈，以便于今后觀察有無(wú)泄漏。

水力發(fā)電機(jī)

水利發(fā)電機(jī)是將水的動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械（如：中國(guó)的三峽）。在發(fā)電這一塊**的要數(shù)核能發(fā)電，不過(guò)相對(duì)核能污染較大。所以中國(guó)廣泛還是用煤炭發(fā)電。中國(guó)煤炭資源吃緊，煤炭?jī)r(jià)格一直在漲，這也是為什么會(huì)有電荒的出現(xiàn)的主要原因。

同步發(fā)電機(jī)

作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的同步電機(jī)。是一種*常用的交流發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代電力工業(yè)中，它廣泛用于水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機(jī)發(fā)電。由于同步發(fā)電機(jī)一般采用直流勵(lì)磁，當(dāng)其單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓。若并入電網(wǎng)運(yùn)行，因電壓由電網(wǎng)決定，不能改變，此時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的結(jié)果是調(diào)節(jié)了電機(jī)的功率因數(shù)和無(wú)功功率。

同步發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機(jī)相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步發(fā)電機(jī)中電樞繞組采用單相。

高速同步發(fā)電機(jī)：

因大多數(shù)發(fā)電機(jī)與原動(dòng)機(jī)同軸聯(lián)動(dòng)，火電廠都用高速汽輪機(jī)作原動(dòng)機(jī)，所以汽輪發(fā)電機(jī)通常用高轉(zhuǎn)速的2極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速達(dá)3000轉(zhuǎn)/分（在電網(wǎng)頻率為60赫時(shí)，為3600轉(zhuǎn)/分）。核電站多用4極電機(jī)，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分（當(dāng)電網(wǎng)頻率為60赫時(shí)，為1800轉(zhuǎn)/分）。為適應(yīng)高速、高功率要求，高速同步發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上一是采用隱極式轉(zhuǎn)子，二是設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)。

隱極式轉(zhuǎn)子：外表呈圓柱形，在圓柱表面開槽以安放直流勵(lì)磁繞組，并用金屬槽楔固緊，使電機(jī)具有均勻的氣隙。由于高速旋轉(zhuǎn)時(shí)巨大的離心力，要求轉(zhuǎn)子有很高的機(jī)械強(qiáng)度。隱極式轉(zhuǎn)子一般由高強(qiáng)度合金鋼整塊鍛成，槽形一般為開口形，以便安裝勵(lì)磁繞組。在每一個(gè)極距內(nèi)約有1/3部分不開槽，形成大齒；其余部分的齒較窄，稱做小齒。大齒中心即為轉(zhuǎn)子磁極的中心。有時(shí)大齒也開一些較小的通風(fēng)槽，但不嵌放繞組；有時(shí)還在嵌線槽底部銑出窄而淺的小槽作為通風(fēng)槽。隱極式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子本體軸向兩端還裝有金屬的護(hù)環(huán)和中心環(huán)。護(hù)環(huán)是由高強(qiáng)度合金制成的厚壁圓筒，用以保護(hù)勵(lì)磁繞組端部不至被巨大的離心力甩出；中心環(huán)用以防止繞組端部的軸向移動(dòng)，并支撐護(hù)環(huán)。此外，為了把勵(lì)磁電流通入勵(lì)磁繞組，在電機(jī)軸上還裝有集電環(huán)和電刷。

冷卻系統(tǒng)：由于電機(jī)中能量損耗和電機(jī)的體積成正比，它的量級(jí)與電機(jī)線度量級(jí)的三次方成比例，而電機(jī)散熱面的量級(jí)只是電機(jī)線度量級(jí)的二次方。因此，當(dāng)電機(jī)尺寸增大時(shí)（受材料限制，增大電機(jī)容量就得加大其尺寸），電機(jī)每單位表面上需要散發(fā)的熱量就會(huì)增加，電機(jī)的溫升將會(huì)提高。在高速汽輪發(fā)電機(jī)中，離心力將使轉(zhuǎn)子表面和轉(zhuǎn)子中心孔表面產(chǎn)生巨大的切向應(yīng)力，轉(zhuǎn)子直徑越大，這種應(yīng)力也越大。因此，在鍛件材料允許的應(yīng)力極限范圍內(nèi)，2極汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子本體直徑不能超過(guò)1250毫米。大型汽輪發(fā)電機(jī)要增大單機(jī)容量，只有靠增加轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度（即用細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子）和提高電磁負(fù)荷來(lái)解決。轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度可達(dá)8米，已接近極限。要繼續(xù)提高單機(jī)容量，只能是提高電機(jī)的電磁負(fù)荷。這使大型汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)熱和冷卻問(wèn)題變得特別突出。對(duì)于50000千瓦以下的汽輪發(fā)電機(jī)，多采用閉路空氣冷卻系統(tǒng)，用電機(jī)內(nèi)的風(fēng)扇吹拂發(fā)熱部件降溫。對(duì)于容量為5～60萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)，廣泛使用氫冷。氫氣（純度99%）的散熱性能比空氣好，用它來(lái)取代空氣不僅散熱效果好，而且可使電機(jī)的通風(fēng)摩擦損耗大為降低，從而能顯著提高發(fā)電機(jī)的效率。但是，采用氫冷**有防爆和防漏措施，這使電機(jī)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，也增加了電極材料的消耗和成本。此外，還可采用液體介質(zhì)冷卻，例如水的相對(duì)冷卻能力為空氣的50倍，帶走同樣的熱量，所需水的流量比空氣小得多。因此，在線圈里采用一部分空心導(dǎo)線，導(dǎo)線中通水冷卻，就可以大大降低電機(jī)溫升，延緩絕緣老化，增長(zhǎng)電機(jī)壽命。

低速同步發(fā)電機(jī)：

多數(shù)由較低速度的水輪機(jī)或柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)磁極數(shù)由4極到60極，甚至更多。對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為1500～100轉(zhuǎn)/分及以下。由于轉(zhuǎn)速較低，一般都采用對(duì)材料和制造工藝要求較低的凸極式轉(zhuǎn)子。

凸極式轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極常由1～2毫米厚的鋼板疊成，用鉚釘裝成整體，磁極上套有勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組通常用扁銅線繞制而成。磁極的極靴上還常裝有阻尼繞組。它是一個(gè)由極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環(huán)形成的一個(gè)短接回路。磁極固定在轉(zhuǎn)子磁軛上，磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉(zhuǎn)子可分為臥式和立式兩類。大多數(shù)同步電動(dòng)機(jī)、同步調(diào)相機(jī)和內(nèi)燃機(jī)或沖擊式水輪機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，都采用臥式結(jié)構(gòu)；低速、大容量水輪發(fā)電機(jī)則采用立式結(jié)構(gòu)。

臥式同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要由主磁極、磁軛、勵(lì)磁繞組、集電環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。其定子結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)相似。立式結(jié)構(gòu)**用推力軸承承擔(dān)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力和水向下的壓力。大容量水輪發(fā)電機(jī)中，此力可高達(dá)四、五十兆牛（約相當(dāng)于四、五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝和安裝要求都很高。按照推力軸承的安放位置，立式水輪發(fā)電機(jī)分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機(jī)架的上部或中部，在轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)子直徑與鐵心長(zhǎng)度的比值較小時(shí)，機(jī)械上運(yùn)行較穩(wěn)定。傘式的推力軸承放在轉(zhuǎn)子下部的下機(jī)架上或水輪機(jī)頂蓋上。負(fù)重機(jī)架是尺寸較小的下機(jī)架，可節(jié)約大量鋼材，并能降低從機(jī)座基礎(chǔ)算起的發(fā)電機(jī)和廠房高度。

同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 同步發(fā)電機(jī)絕大多數(shù)是并聯(lián)運(yùn)行，并網(wǎng)發(fā)電的。各并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)**頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則，并聯(lián)合閘的瞬間，各發(fā)電機(jī)之間會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)流，引起擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)拱l(fā)電機(jī)遭受破壞。但是，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)在投入并聯(lián)運(yùn)行以前，一般說(shuō)來(lái)它們的頻率與電壓的大小和相位是不會(huì)完全相同的。為了使同步發(fā)電機(jī)能投入并聯(lián)運(yùn)行，首先**有一個(gè)同步并列的過(guò)程。同步并列的方法可分為準(zhǔn)同步和自同步兩種。同步發(fā)電機(jī)在投入并聯(lián)運(yùn)行以后，各機(jī)負(fù)載的分配決定于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性。通過(guò)調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器，改變發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速特性，即可改變各發(fā)電機(jī)的負(fù)載分配，控制各發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。而通過(guò)調(diào)節(jié)各發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，可以改變各發(fā)電機(jī)無(wú)功功率分配和調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓。

永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)：

永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于機(jī)械損耗小、運(yùn)行效率高、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機(jī)型受到廣泛關(guān)注，并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)、變頻器和變壓器組成。

永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理，就是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似，只是所采用的發(fā)電機(jī)為永磁式發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu)，不需外部提供勵(lì)磁電源，提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實(shí)現(xiàn)的，把永磁同步發(fā)電機(jī)的變頻的交流電通過(guò)變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。

在過(guò)去的幾十年里，由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善，永磁同步發(fā)電機(jī)已變得越來(lái)越具吸引力了。采用永磁同步發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1、永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不需要?jiǎng)?lì)磁裝置，具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)；

2、變速運(yùn)行范圍寬，即可超同步運(yùn)行也可以亞同步運(yùn)行；

3、轉(zhuǎn)子無(wú)勵(lì)磁繞組，磁極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變頻器容量小，可以做成多極電機(jī)；

4、同步轉(zhuǎn)速降低，使風(fēng)輪機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)可直接耦合，省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱，減小了發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作并降低噪聲，使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。

適用場(chǎng)合：

1、在電力設(shè)施匱乏、交通不便、缺乏常規(guī)燃料，但風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以解決部分用電問(wèn)題，如為高速公路照明設(shè)備提供電源等；

2、在單機(jī)容量比較小的風(fēng)場(chǎng)，永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠有效并網(wǎng)發(fā)電；

3、為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺(tái)站等偏遠(yuǎn)、負(fù)載較輕的用戶，提供交流或直流電源。

交流發(fā)電機(jī)

在日常生活中，用交流發(fā)電機(jī)來(lái)供用電設(shè)備使用時(shí)，常發(fā)生用電設(shè)備不能正常工作的情況,其原因是發(fā)電機(jī)輸出的交流電不夠穩(wěn)定，這時(shí)候需要電力穩(wěn)壓器來(lái)穩(wěn)定電壓，也就是日常生活中常用到的交流穩(wěn)壓電源，交流穩(wěn)壓電源能使發(fā)電機(jī)的輸出電壓精度穩(wěn)定到用電設(shè)備正常工作所允許的范圍。

交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造

交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造稍顯復(fù)雜。但是不論它是單相還是三相，都是由下列幾個(gè)主要部分組成：

⑴激磁部分：包括激磁機(jī)和磁場(chǎng)部分。

⑵電樞部分。

⑶機(jī)殼部分：包括裝置備部分的鐵架和機(jī)座。

異步發(fā)電機(jī)

異步發(fā)電機(jī)又稱“感應(yīng)發(fā)電機(jī)”。利用定子與轉(zhuǎn)子間氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流相互作用的一種交流發(fā)電機(jī)。其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同，但轉(zhuǎn)速略高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。常用作小功率水輪發(fā)電機(jī)。

交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)子方采用交流電壓勵(lì)磁，使其具有靈活的運(yùn)行方式，在解決電站持續(xù)工頻過(guò)電壓、變速恒頻發(fā)電、抽水蓄能電站電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組的調(diào)速等問(wèn)題方面有著傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)越性。交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)主要的運(yùn)行方式有以下三種：

1） 運(yùn)行于變速恒頻方式；

2） 運(yùn)行于無(wú)功大范圍調(diào)節(jié)的方式；

3） 運(yùn)行于發(fā)電-電動(dòng)方式。

隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的提高，線路的增長(zhǎng)，當(dāng)線路的傳輸功率低于自然功率時(shí)，線路和電站將出現(xiàn)持續(xù)的工頻過(guò)電壓.為改善系統(tǒng)的運(yùn)行特性，不少技術(shù)先進(jìn)的***，在6"世紀(jì)A"年代初開始研究異步發(fā)電機(jī)在大電力系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題，并認(rèn)為大系統(tǒng)采用異步發(fā)電機(jī)后，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性.

異步發(fā)電機(jī)由于維護(hù)方便，穩(wěn)定性好，常用作并網(wǎng)運(yùn)行的小功率水輪發(fā)電機(jī)。當(dāng)用原動(dòng)機(jī)將異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子順著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向拖動(dòng)，并使其轉(zhuǎn)速超過(guò)同步轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)就進(jìn)入發(fā)電機(jī)運(yùn)行，并把原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能送至電網(wǎng)。這時(shí)電機(jī)的勵(lì)磁電流取自電網(wǎng)。

異步發(fā)電機(jī)也可以并聯(lián)電容，靠本身剩磁自行勵(lì)磁，獨(dú)立發(fā)電（見(jiàn)圖），這時(shí)發(fā)電機(jī)的電壓與頻率由電容值、原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載大小等因素決定。當(dāng)負(fù)載改變，一般要相應(yīng)地調(diào)節(jié)并聯(lián)的電容值，以維持電壓穩(wěn)定。由于異步電機(jī)并聯(lián)電容時(shí)，不需外加勵(lì)磁電源就可獨(dú)立發(fā)電，故在負(fù)荷比較穩(wěn)定的場(chǎng)合，有可取之處。例如可用作農(nóng)村簡(jiǎn)易電站的照明電源或作為備用電源等。

測(cè)速發(fā)電機(jī)

測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種測(cè)量轉(zhuǎn)速的微型發(fā)電機(jī)，他把輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)速變換為電壓信號(hào)輸出，并要求輸出的電壓信號(hào)與轉(zhuǎn)速成正比。

測(cè)速發(fā)電機(jī)的分類：測(cè)速發(fā)電機(jī)分為直流測(cè)速發(fā)電機(jī)和交流測(cè)速發(fā)電機(jī)兩大類。

直流測(cè)速發(fā)電機(jī)：直流測(cè)速發(fā)電機(jī)本質(zhì)上是一種微型直流發(fā)電機(jī)，按定子磁極的勵(lì)磁方式分為電磁式和永磁式。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理與一般直流發(fā)電機(jī)相同。

交流測(cè)速發(fā)電機(jī)：交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有籠型的，也有杯型的，在控制系統(tǒng)中多用空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)定子上有兩個(gè)在空間上相互差90°電角度的繞組，一為勵(lì)磁繞組，另一為輸出繞組。

交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的誤差主要有：

非線性誤差：由于直軸磁通變化使測(cè)速發(fā)電機(jī)產(chǎn)生非線性誤差；

剩余電壓：實(shí)際運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出一個(gè)較小的電壓；

相位誤差：由于勵(lì)磁繞組的漏抗、空心杯轉(zhuǎn)子的漏抗使輸出電壓與勵(lì)磁電壓的相位不同。

交流同步測(cè)速發(fā)電機(jī)分為：永磁式、感應(yīng)式和脈沖式。

柴油發(fā)電機(jī)

柴油發(fā)電機(jī)組是一種獨(dú)立的發(fā)電設(shè)備，系指以柴油等為燃料，以柴油機(jī)為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的動(dòng)力機(jī)械。整套機(jī)組一般由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制箱、燃油箱、起動(dòng)和控制用蓄電瓶、保護(hù)裝置、應(yīng)急柜等部件組成。整體可以固定在基礎(chǔ)上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動(dòng)使用。 柴油發(fā)電機(jī)組屬非連續(xù)運(yùn)行發(fā)電設(shè)備，若連續(xù)運(yùn)行超過(guò)12h，其輸出功率將低于額定功率約90%。