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永磁同步風力發(fā)電機的原理和前景
我國風能資源非常豐富,可開發(fā)的風能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示,我國陸地風能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦,海上風能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風能資源比較集中,“三北”地區(qū)(華北、東北和西北)以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風能資源開發(fā)量約占全國的80%.風能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度,與電力負荷則呈逆向分布。
“十三五”時期,我國風力發(fā)電機裝機容量占發(fā)電機總?cè)萘勘壤龑⑦M一步加大,出于電網(wǎng)考慮,風力發(fā)電機組必須在“低電壓穿越”保障下“御風而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露,2020年陸地風電的成本將與煤電持平,之后風電將逐步脫離 補貼,“降低成本”也成為風電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風力發(fā)電機,實現(xiàn)了發(fā)電機低成本制造,使機組極易實現(xiàn)低電壓穿越,在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。
永磁同步風力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優(yōu)點成為繼雙饋感應風電機組之后的又一重要風力發(fā)電機型受到社會廣泛關(guān)注,并逐漸開始投入使用。永磁同步風力發(fā)電機主要由風力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。
(1)基本原理
永磁同步風力發(fā)電的基本原理,就是利用風力帶動風力機葉片旋轉(zhuǎn),拖動永磁同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)類似,只是所采用的發(fā)電機為永磁式發(fā)電機,轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu),不需外部提供勵磁電源,提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實現(xiàn)的,把永磁同步發(fā)電機的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電,實現(xiàn)風力發(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。
(2)技術(shù)特點
隨著科學技術(shù)的發(fā)展和更新,由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善,永磁同步發(fā)電機已變得越來越具吸引力了。
采用永磁同步發(fā)電機的風力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點:1)永磁同步發(fā)電機系統(tǒng)不需要勵磁裝置,具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點;2)變速運行范圍寬,即可超同步運行也可以亞同步運行;3)轉(zhuǎn)子無勵磁繞組,磁極結(jié)構(gòu)簡單、變頻器容量小,可以做成多極電機;4)同步轉(zhuǎn)速降低,使風輪機和永磁發(fā)電機可直接耦合,省去了風力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱,減小了發(fā)電機的維護工作并降低噪聲,使直驅(qū)永磁風力發(fā)電機系統(tǒng)。
(3)適用場合
1)在電力供應匱乏、交通不便、燃料短缺,但是風力資源豐富的地區(qū),可以解決部分用電問題,如為高速公路照明設(shè)備提供電源等;2)在單機容量比較小的風場,永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電;3)為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠、負載較輕的用戶,提供電力。
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柴油發(fā)電機的動力傳動組件包含哪些呢
動力傳動組件是柴油發(fā)電機的重要組成部件,其主要任務是將活塞的往復直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動,并將作用在活塞頂部的燃氣壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ?,通過曲軸向外輸出動力,使熱能轉(zhuǎn)變成機械能。動力傳動組件包括的部件有連桿、連桿軸瓦、連桿襯套、連桿螺栓、曲軸、飛輪和活塞組件。
1.功用
在動力傳動組件中,連桿的作用是連接活塞和曲軸,并把作用在活塞上的燃氣壓力傳遞給曲軸。
2.條件和使用材料
柴油發(fā)電機在運轉(zhuǎn)過程中,主要承受活塞頂部的燃氣壓力以及活塞組件和連桿往復運動時產(chǎn)生的慣性力,同時還要承受摩擦力的作用。這些力使連桿時而被壓縮,時而受到拉伸,而連桿擺動所產(chǎn)生的慣性力還會使連桿出現(xiàn)彎曲。因此,要求制造連桿的材料必須具有足夠的強度和剛度,重量還要盡量輕。
目前,連桿一般選用優(yōu)質(zhì)中碳鋼模鍛或滾壓成型,并且要進行調(diào)質(zhì)處理。中小功率柴油發(fā)電機的連桿有的采用球墨鑄鐵制造,其效果較好,且成本也較低。對于強化程度較高的柴油發(fā)電機,連桿采用高級合金鋼(40Cr、40MnB、42CrMo等)滾壓制造。合金鋼的特點是抗疲勞強度高,但對應力集中比較敏感,因此采用合金鋼時,對外部形狀、過度圓角和表面粗糙度等都有嚴格的要求。近年來,我國也采用稀土鎂球墨鑄鐵制造高速柴油發(fā)電機的連桿。
3.構(gòu)造
連桿主要由大頭、桿身和小頭3部分組成。
連桿大頭裝配在曲軸連桿軸頸上,曲軸轉(zhuǎn)動時,它也隨連桿軸頸相對轉(zhuǎn)動。在連桿大頭內(nèi)部裝有軸瓦,連桿大頭能拆卸下來的部分稱為連桿大頭蓋。大頭的切面分為直切口和斜切口兩種,根據(jù)柴油機使用性能的不同可以選用直切口或斜切口。連桿大頭和大頭蓋用兩個或4個螺栓固定在一起,連桿大頭的孔徑尺寸要求比較,通常在大頭和大頭蓋的同一側(cè)打上配對記號。
(2)桿身
連桿大頭和小頭的中間部分稱為桿身。桿身的斷面形狀多為“工”字形,這是因為在材料斷面面積相等的條件下,其抗彎斷面模數(shù) ,所以連桿能在軟輕重量的情況下獲得較大的結(jié)構(gòu)剛度和強度。
(3)連桿小頭
連桿與活塞銷相連接的部分稱為連桿小頭。小頭一般為薄壁圓形結(jié)構(gòu),下端用半徑軟大的圓弧與桿身圓滑銜接,在小頭內(nèi)部裝配有薄壁襯套。為了潤滑襯套與活塞間的配合表面,在連桿小頭和襯套上鉆孔(或銑槽)來收集飛濺下來的油霧。有的在桿身內(nèi)部鉆一個油道,潤滑油從曲軸連桿的軸頸經(jīng)過桿身內(nèi)部油道進入襯套的摩擦表面。
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柴油發(fā)電機組工作正常,油底殼底為什么積累很多粉末顆粒類物質(zhì)?
柴油發(fā)電機組雖然工作運行正常,但油底殼底部沉積很多粉末顆粒類物質(zhì),都是不太正常的問題,運行時間久了,就會堵塞機油泵過濾網(wǎng)和油道,從而導致機油壓力不足,機油潤滑不良而產(chǎn)生機械故障,所以要及時診斷排除,以免出現(xiàn)更大故障,發(fā)電機出租造成不必要的經(jīng)濟損失。
下面就發(fā)動機油底殼底部出現(xiàn)三種常見粉末顆粒類物質(zhì)的原因提供給大家參考,希望對你維護維護與診斷發(fā)動機有所幫助。
種、鋁類
發(fā)動機油底殼底部出現(xiàn)鋁類粉末顆粒,發(fā)動機活塞一般都是鋁制品的,活塞正常磨損,也會沉積鋁粉末顆粒,但量很大時,可能是活塞磨損嚴重或有輕微拉缸現(xiàn)象,需要拆開發(fā)動機檢查。
第二種、鑄鐵(鋼)類
發(fā)動機油底殼底部出現(xiàn)這鑄鐵(鋼)類粉末顆粒,發(fā)動機活塞環(huán)與缸套運行正常磨損,多數(shù)缸套都是鑄鋼的,也會產(chǎn)生鑄鐵(鋼)類粉末顆粒。也有少數(shù)柴油機的活塞是鑄鋼的,也會出這種現(xiàn)象(同 種)。
第三種、合金類
發(fā)動機油底殼底部出現(xiàn)合金類粉末顆粒,一般都發(fā)動機的軸瓦,主軸瓦和連桿瓦在發(fā)動機高速運行時,正常磨損也會產(chǎn)生合金類粉末,微小少量的屬正?,F(xiàn)象,如果量大,則應該要拆檢發(fā)動機或進行大修發(fā)動機,更換軸承瓦。
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發(fā)電機組為火車站備用電源保駕護航
火車站,電力解決方案是鐵路用電保障。突然停電怎么辦?除了各種基礎(chǔ)設(shè)施,火車站一般均配有消防系統(tǒng)、引導系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)等,如果一旦發(fā)生突然停電,火車站將陷入一片恐慌和無序并不能作業(yè)狀態(tài),那將是難以想象的后果。
產(chǎn)品需求與挑戰(zhàn):鐵路(局)上用發(fā)電機組主要用在機修上和應急措施。ATS功能、AMF功能、低噪音、性能穩(wěn)定,支持火車站的正常運營。
1、工作噪聲低
超低噪音,以足夠的安靜環(huán)境確保鐵路人員安心調(diào)度,同時也要確保乘客能有安靜的候車環(huán)境。
2、主要和必要保護裝置
下列故障的情況下,機組會自動停機,并發(fā)出相應信號:低油壓、高水溫、超速、啟動不成功等;機組起動方式選擇為自動啟動方式。機組須具備AMF(自動市電失敗)功能,配備ATS,實現(xiàn)全自動起動。當市電停電,起動時間遲延< 5秒(可調(diào))后,能自動啟動機組(共有三次連續(xù)自動起動功能),市電/機組全負切換時間為< 10秒,完全滿足投入負荷所需時間少于12秒,市電恢復后,機組維持0-300秒運行冷卻后(可調(diào))自動停機。
3、性能穩(wěn)定,可靠性強
機組的平均故障間隔期不低于2000小時;技術(shù)性能方面,機組的空載電壓整定范圍為95-105%額定電壓。
解決方案:一般火車站均由兩個電源組成,一是市電,其次是配備一些柴油發(fā)電機組,以應對突發(fā)停電。發(fā)電機組要求帶有AMF功能,配備ATS、保證火車站在主電源一旦斷電,替代電源系統(tǒng)必須能立即提供電源,低噪音、穩(wěn)定性滿足火車站的特殊要求。通過配備RS232或RS485/422通信接口,實現(xiàn)與計算機聯(lián)接,進行遠程監(jiān)控,實現(xiàn)遙控、遙信和遙測,做到全自動、無人值守。
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