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同步小型柴油發(fā)電機優(yōu)勢
同步小型柴油發(fā)電機優(yōu)勢
同步發(fā)電機是電力系統(tǒng)的核心，它集旋轉(zhuǎn)與靜止、電磁變化與機械運動于一體，把機械能轉(zhuǎn)換為電能，供給電力系統(tǒng)。其動態(tài)性能十分復(fù)雜，而且其動態(tài)性能又對全電力系統(tǒng)的動態(tài)性能有極大影響。因此，理解同步電機的特性和建立其的模型是極其重要的
2. 1同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)描述方法
1.描述同步發(fā)電機的兩種基本方法
(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)電機的方程時，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。
前面三點假設(shè)是合理的，這己被假設(shè)計算性能與實際測量性能相比較的結(jié)果所證實。第四點假設(shè)是為了分析方便而設(shè)定的。忽略磁飽和時，只需處理線性禍合電路，并可用疊加原理。
2.同步發(fā)電機六階數(shù)學(xué)模型
正方向規(guī)定(由于三相對稱，本文只取其中的一相分析):
電流一一采用發(fā)電機極性慣例，定子電流的正方向是流出電機，勵磁和阻尼電路的電流正方向是流入電機;
電壓一一以沿電流方向的電壓降為正;
小型柴油發(fā)電機的轉(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)電機的油量調(diào)節(jié)機構(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)電機負(fù)載的變化自動調(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)電機要求在外界負(fù)荷(用電量)變化時能保持恒定的轉(zhuǎn)速，以保證發(fā)電機電壓和頻率的恒定。若外界負(fù)荷減少而噴油量不變，則小型柴油發(fā)電機功率就會大于外負(fù)荷而使轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)速升高后又進一步擴大了功率不平衡，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)電機轉(zhuǎn)速就會降低并zui終導(dǎo)致停車。所以，發(fā)電用小型柴油發(fā)電機必須裝設(shè)定速調(diào)速器，保證負(fù)荷變化時小型柴油發(fā)電機的轉(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)電機的zui高轉(zhuǎn)速，以防止小型柴油發(fā)電機發(fā)生
飛車事故，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速過某一規(guī)定值時才起作用。小型柴油發(fā)電機正常運轉(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)電機保持在所規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。這種調(diào)速器通常用于發(fā)電小型柴油發(fā)電機上，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。可在小型柴油發(fā)電機全部轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)任意選定不同的轉(zhuǎn)速，并能自動調(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和發(fā)電小型柴油發(fā)電機。
(4)雙制式調(diào)速器。有高、低兩個轉(zhuǎn)速控制點，用以限制zui高轉(zhuǎn)速及改善小型柴油發(fā)電機怠速工況的穩(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)電機上。
2.按作用原理分類
小型柴油發(fā)電機調(diào)速器按作用原理可以分為三類:
(1)機械調(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油量調(diào)節(jié)機構(gòu)來穩(wěn)定小型柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修方便，廣泛用于中、小型小型柴油發(fā)電機。缺點是工作能力較小，不能實現(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)生更大的動力去移動油量調(diào)節(jié)機構(gòu)來調(diào)節(jié)小型柴油發(fā)電機的轉(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，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)試及維護所要求的技術(shù)較高。廣泛用于大、中型小型柴油發(fā)電機。
(3)電子調(diào)速器。由磁性測速頭、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)電機油門，從而調(diào)節(jié)小型柴油發(fā)電機轉(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。使用廣泛，便于實現(xiàn)小型柴油發(fā)電機電站裝置的全自動化，滿足現(xiàn)代船舶無人值守的要求。