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同步小型柴油發(fā)電機(jī)優(yōu)勢(shì)
同步小型柴油發(fā)電機(jī)優(yōu)勢(shì)
同步發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的核心，它集旋轉(zhuǎn)與靜止、電磁變化與機(jī)械運(yùn)動(dòng)于一體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，供給電力系統(tǒng)。其動(dòng)態(tài)性能十分復(fù)雜，而且其動(dòng)態(tài)性能又對(duì)全電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能有極大影響。因此，理解同步電機(jī)的特性和建立其的模型是極其重要的
2. 1同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)描述方法
1.描述同步發(fā)電機(jī)的兩種基本方法
(1)一種是用abc相變量表示的磁鏈電流電壓關(guān)系方程;
(2)另一種用dq0軸系來表示的磁鏈電流電壓關(guān)系方程。
2. abc相變量和dq0變量之間的變換
設(shè)定子a相和d軸之間的夾角為0,q軸前d軸90度。則定子相電流到dq軸新變量的變換如下:
2. 2同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
1.數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)前的假設(shè)
在推導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)的方程時(shí)，作如下假設(shè):
(1)就定子與轉(zhuǎn)子的相互影響而言，定子繞組沿氣隙是正弦分布的;
(2)定子槽不會(huì)引起轉(zhuǎn)子電感隨轉(zhuǎn)子位置而變化;
(3)忽略磁滯的影響;
(4)忽略磁飽和的影響。
前面三點(diǎn)假設(shè)是合理的，這己被假設(shè)計(jì)算性能與實(shí)際測(cè)量性能相比較的結(jié)果所證實(shí)。第四點(diǎn)假設(shè)是為了分析方便而設(shè)定的。忽略磁飽和時(shí)，只需處理線性禍合電路，并可用疊加原理。
2.同步發(fā)電機(jī)六階數(shù)學(xué)模型
正方向規(guī)定(由于三相對(duì)稱，本文只取其中的一相分析):
電流一一采用發(fā)電機(jī)極性慣例，定子電流的正方向是流出電機(jī)，勵(lì)磁和阻尼電路的電流正方向是流入電機(jī);
電壓一一以沿電流方向的電壓降為正;
小型柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過改變循環(huán)噴油量來獲得的。改變小型柴油發(fā)電機(jī)的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)稱小型柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速。為此必須裝設(shè)專門的調(diào)速裝置，以便根據(jù)小型柴油發(fā)電機(jī)負(fù)載的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)供油量，維持其規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍，這種裝置稱調(diào)速器。
發(fā)電用小型柴油發(fā)電機(jī)要求在外界負(fù)荷(用電量)變化時(shí)能保持恒定的轉(zhuǎn)速，以保證發(fā)電機(jī)電壓和頻率的恒定。若外界負(fù)荷減少而噴油量不變，則小型柴油發(fā)電機(jī)功率就會(huì)大于外負(fù)荷而使轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)速升高后又進(jìn)一步擴(kuò)大了功率不平衡，使轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高以致發(fā)生飛車。反之，若外界負(fù)荷增加而噴油量不變，小型柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)降低并zui終導(dǎo)致停車。所以，發(fā)電用小型柴油發(fā)電機(jī)必須裝設(shè)定速調(diào)速器，保證負(fù)荷變化時(shí)小型柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速基本不變。
1.按轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍分類
小型柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速器按轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍可以分為四類:
(1)極限調(diào)速器。又名限速器，用以限制小型柴油發(fā)電機(jī)的zui高轉(zhuǎn)速，以防止小型柴油發(fā)電機(jī)發(fā)生
飛車事故，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速過某一規(guī)定值時(shí)才起作用。小型柴油發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)不起調(diào)節(jié)作用。
(2)定速調(diào)速器。又名單制式調(diào)速器，使小型柴油發(fā)電機(jī)保持在所規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。這種調(diào)速器通常用于發(fā)電小型柴油發(fā)電機(jī)上，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，通過調(diào)節(jié)手輪可在規(guī)定轉(zhuǎn)速上下調(diào)節(jié)5%以滿足并車操作要求。
(3)全制式調(diào)速器?？稍谛⌒筒裼桶l(fā)電機(jī)全部轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)任意選定不同的轉(zhuǎn)速，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)燃油量保持選定的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變。它廣泛用于船舶主機(jī)和發(fā)電小型柴油發(fā)電機(jī)。
(4)雙制式調(diào)速器。有高、低兩個(gè)轉(zhuǎn)速控制點(diǎn)，用以限制zui高轉(zhuǎn)速及改善小型柴油發(fā)電機(jī)怠速工況的穩(wěn)定性。其中間的轉(zhuǎn)速工況由人工直接控制。它用在帶有離合器或?qū)Φ退傩阅芤筝^高的船舶小型柴油發(fā)電機(jī)上。
2.按作用原理分類
小型柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速器按作用原理可以分為三類:
(1)機(jī)械調(diào)速器。直接利用飛鐵產(chǎn)生的離心力與調(diào)速彈簧張力之間的不平衡力去移動(dòng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來穩(wěn)定小型柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、維修方便，廣泛用于中、小型小型柴油發(fā)電機(jī)。缺點(diǎn)是工作能力較小，不能實(shí)現(xiàn)恒速調(diào)節(jié)。
(2)液壓調(diào)速器。利用飛鐵產(chǎn)生的離心力與調(diào)速彈簧張力之間的不平衡力去操縱液壓伺服器，利用液壓作用產(chǎn)生更大的動(dòng)力去移動(dòng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)小型柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。液壓調(diào)速器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍廣、調(diào)節(jié)精度高、穩(wěn)定性好、通用型強(qiáng)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)試及維護(hù)所要求的技術(shù)較高。廣泛用于大、中型小型柴油發(fā)電機(jī)。
(3)電子調(diào)速器。由磁性測(cè)速頭、速度傳感器、放大器、轉(zhuǎn)速設(shè)定器等電子元件和執(zhí)行器控制小型柴油發(fā)電機(jī)油門，從而調(diào)節(jié)小型柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。與其他兩種調(diào)速器相比，具有反應(yīng)速度高，裝置簡(jiǎn)單，附屬設(shè)備少，可靠性高，安裝調(diào)整方便，調(diào)節(jié)精度高等優(yōu)點(diǎn)。使用廣泛，便于實(shí)現(xiàn)小型柴油發(fā)電機(jī)電站裝置的全自動(dòng)化，滿足現(xiàn)代船舶無人值守的要求。