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柴油发电机组的工作原理及结构 发 电 机 组 的 工 作 原 理及结构： 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线 包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、 磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋 转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路 中，便产生了电流。汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率， 汽轮机一般做成高速的，通常为 1500 转/分（频率为 50 赫）或 1800 转/分（频 率为 60 赫）。核电站中汽轮机转速较低，但也在 1500 转/分以上。高速汽轮发 电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得 比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在 3000 转/分以上的大容量 高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2 米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的 6 倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大 的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10 万千瓦左右 的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加 电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5～10 万千瓦以上的 汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70 年代以来，汽轮发电 机的最大容量已达到 130～150 万千瓦。从 1986 年以来，在高临界温度超导电 材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将 在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。 将机械能转变成电能的电机。通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。小型 发电机也有用风车或其他机械经齿轮或皮带驱动的。 发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和 异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。这种发电机的特点是 由直流电流励磁,既能提供有功功率，也能提供无功功率，可满足各种负载的需 要。异步发电机由于没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但是不能 向负载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异 步发电机运行时必须与其他同步电机并联，或者并接相当数量的电容器。这限 制了异步发电机的应用范围，只能较多地应用于小型自动化。城市电车、电解、 电化学等行业所用的直流电源，在 20 世纪 50 年代以前多采用直流发电机。但 是直流发电机有换向器，结构复杂，制造费时，价格较贵，且易出故障，维护 困难，效率也不如交流发电机。故大功率可控整流器问世以来，有利用交流电 源经半导体整流获得直流电以取代直流发电机的趋势。 同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电 机 3 种。它们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外，一 般的磁场都是由通直流电的励磁线圈产生，而且励磁线圈放在转子上，电枢绕 组放在定子上。因为励磁线圈的电压较低，功率较小，又只有两个出线头，容 易通过滑环引出；而电枢绕组电压较高,功率又大，多用三相绕组，有 3 个或 4 个引出头，放在定子上比较方便。发电机的电枢(定子)铁心用硅钢片叠成，以 减少铁耗。转子铁心由于通过的磁通不变，可以用整体的钢块制成。在大型电 机中，由于转子承受着强大的离心力，制造转子的材料必须选用优质钢材。 类型： 由于一次能源形态的不同，可以制成不同的发电机。 用水利资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机；由于水库容量和水头落 差高低不同，可以制成容量和转速各异的水轮发电机。 利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机， 这种发电机多为高速电机(3000rpm)。 此外还有利用风能、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。 此外，由于发电机工作原理不同又分作直流发电机，异步发电机和同步发 电机。目前在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。 水轮发电机：由水轮机驱动的发电机。 水利发电机是将水的动能和重力势能转换为机械功的动力机械。我国的三 峡就是很好的例子。在发电这一块最好要数核能发电了，不过相对核能污染较 大。所以我国现在广泛还是用煤炭发电。目前我国煤炭资源吃紧，煤炭价格一 直在涨，这也是为什么现在会有电荒的出现的主要原因。 由于水电站自然条件的不同，水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。 通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构， 而大、中型代速发电机多采用立式结构(见图)。由于水电站多数处在远离城市 的地方，通常需要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电