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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)電機總容量比例將進一步加大，出于電網考慮，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，在國內處于技術領先水平。
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，拖動永磁同步發(fā)電機的轉子旋轉，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，轉子為永磁式結構，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變?yōu)殡娋W同頻的交流電，實現(xiàn)風力發(fā)電的并網，因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。
（2）技術特點
隨著科學技術的發(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）轉子無勵磁繞組，磁極結構簡單、變頻器容量小，可以做成多極電機；4）同步轉速降低，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)能夠并網發(fā)電；3）為農村、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。
四川瀘州柴油發(fā)電機排放污染物的控制有哪些措施
四川瀘州柴油發(fā)電機的CO和HC排放量相對汽油機來說要少得多，但NOx與汽油機在同一數(shù)量級，而微粒和碳煙的排放要比汽油機大幾十倍甚至更多。因此，四川瀘州柴油發(fā)電機的排放控制，重點是NOx與微粒，其次是HCO降低微粒和碳煙排放與改善四川瀘州柴油發(fā)電機燃燒過程是完全一致的，不過NOX排放往往與之矛盾，這就為四川瀘州柴油發(fā)電機的排放控制造成特殊的困難。由于汽油機排放的NOx可以通過三效催化劑或稀燃來解決，而四川瀘州柴油發(fā)電機排氣中富氧條件下的NOx催化劑尚在研究開發(fā)中，目前尚無成功的催化劑可用，如何在保持四川瀘州柴油發(fā)電機良好性能的同時減少NOx的生成，是目前面臨的重大技術挑戰(zhàn)。
四川瀘州柴油發(fā)電機造成污染物排放的根本原因在于燃油與空氣混合不好。四川瀘州柴油發(fā)電機運轉時，平均過量空氣系數(shù)一般都在1.3以下，如果達到理想的混合，碳煙是不可能生成的，NOx的生成也不會很多。但混合不好導致局部缺氧，使碳煙大量生成。所以，四川瀘州柴油發(fā)電機的排放控制要圍繞改善油氣混合這一中心任務，防止局部在超過0.9（這有利于NOx生成）和低于0.6（這有利于碳煙生成），做到油、氣、室（燃燒室）三者的 匹配，這是降低四川瀘州柴油發(fā)電機排放為常見和治本的措施。
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四川瀘州柴油發(fā)電機工作原理
四川瀘州柴油發(fā)電機組是一種小型發(fā)電設備，系指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發(fā)電機發(fā)電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發(fā)電機、控制箱、燃油箱、起動和控制用蓄電瓶、保護裝置、應急柜等部件組成。整體可以固定在基礎上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動使用。四川瀘州柴油發(fā)電機組屬非連續(xù)運行發(fā)電設備，若連續(xù)運行超過12h，其輸出功率將低于額定功率約90%。盡管四川瀘州柴油發(fā)電機組的功率較低，但由于其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便于操作和維護，所以廣泛應用于礦山、鐵路、野外工地、道路交通維護、以及工廠、企業(yè)、醫(yī)院等部門。
柴油機的工作是由進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣這四個過程來完成的，這四個過程構成了一個工作循環(huán)?；钊咚膫€過程才能完成一個工作循環(huán)的柴油機稱為四沖程柴油機。進氣，它的任務是使氣缸內充滿新鮮空氣，壓縮時活塞從下止點間上止點運動，后續(xù)燃燒膨脹，排氣沖程的功用是把膨脹后的廢氣排出去，以便充填新鮮空氣，為下一個循環(huán)的進氣作準備。當工作沖程活塞運動到下止點附近時，排氣閥開起，活塞在曲軸和連桿的帶動下，由下止點向上止點運動，并把廢氣排出氣缸外。
在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。
將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發(fā)電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發(fā)電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。
這里只描述發(fā)電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、保護器件和回路。