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发电机如何发电介绍

发电机

   电机按照其发生或需要的电能的性质可分为直流电机和交流电机；交流电机除变压器外，还可分为同步电机和异步电机。异步电机多作为电动机，作发电机用的非常少见。

   柴油发电机组中常用的发电机为同步发电机，由定子、转子和电压调节器及辅助装置构成。

   1.电枢组件

   电枢由电枢铁芯和电枢绕组组成。电枢铁芯由导磁良好且彼此绝缘的薄硅钢片叠压而成，既可构成发电机的部分磁路，又可减小铁芯的涡流损耗、电枢硅钢片的内沿中央制有均匀的开口，许多硅钢片叠压后其内沿形成开口槽，用于安放电枢绕组。气缸垫：气缸垫是气缸盖与机体结合面之间的密封元件，在压力的作用下产生一定的形变，以补偿结合面的不平度和粗糙度。电枢绕组是由高强度漆包线统制而成，按照设计规律安放在电枢槽内并正确地连接起来，构成完整的单相或三相电枢绕组，用以产生交流电动势，向负载输出电能。

改善电动势波形的措施

   根据要求，同步交流发电机输出电压应为正弦波。但是，由于发电机定子铁芯结构、磁极结构、电枢绕组结构、三相发电机电枢绕组的连接形式等因素的影响，电动势的波形会产生畸变，形成非正弦交流电动势。

   非正弦交流电动势中除含有基波分量外，还含有频率不同的许多高次谐波分量。不仅严重影响发电机的性能和工况，还影响用电设备的正常工作。因此，在设计、生产同步交流发电机时，采取了诸多方法，改善电动势波形，使其成为正弦波。而旋转磁极式发电机则直接将电力送往外接电路，因此相对于旋转电枢式、旋转磁极式发电机可提供电高的电压，适用于大型发电机。其具体方法有：改善磁极形状、采用斜槽定子、改善定子绕组结构和三相发电机采用星形接法。

  （1）改善磁极形状：磁极的分布规律由磁极的形状决定，将磁极尖削尖或采用扭斜磁极，使磁通密度B近似按正弦规律分布，进而使电动势成为正弦波；

（2）采用斜槽定子：将定子铁芯扭斜一个槽距的位置，使其成为斜糟定子，无论转子旋转至何种位置，磁***画所覆盖的铁芯齿面积始终保持不变，这样可消除齿谐波的影响；

（3）改善定子绕组结构：同步交流发电机通常采用短距分布式绕组结构，可消除或削弱许多高次谐波分量，使电动势接近于正弦波；

   （4）三相发电机采用星形接法：三相同步发电机的三相电枢绕组采用星形接法，其线电压中将不再含有三次及三的整倍数次谐波分量·改善线电压的波形。

   机体由气缸体曲轴箱、油底売、气缸套、气缸盖、气缸垫、齿轮室和飞轮売等组成。

   1.气缸体一曲轴箱：水冷柴油发动机的气缸体和曲轴箱常用灰铸铁铸为一体，气缸体上部分圆柱形空腔称为气缸，下半部为支撑曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动空间。在气缸体内部铸有许多加强筋、挺柱腔、冷却水套和润滑油道、水道等。

   气缸体的结构通常分为三种：平分式、龙门式和隧道式。平分式机体具有加工、拆装方便的特点，但是刚度较差；龙门式机体不仅拆装方便、还具有较好的抗弯曲、抗扭转刚度，但是加工不便；隧道式机体刚性好，但重量较大，结构复杂。

2.气缸套：气缸套镶嵌于机体上部气缸孔内，由耐磨的铸铁材料制成，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，在有效地节省材料的同时延长使用寿命，解决了成本与寿命之间的矛盾。通常气缸套分为干式和湿式两种。

3.气缸盖：气缸盖的结构复杂，由铸铁或铝制成，是安装在气缸体顶部的部件，通常覆盖住使空气和燃油进入气缸的气道和气门，作用是密封气缸体，控制气缸内空气和燃油的进出。其内部一般有进、排气道、水冷水套(风冷柴油机气缸盖外部有散热片)，润滑油孔等；外部装有进、排气门，喷油器，进、排气管等。此类机组具有性能完善的柴油机、同步发电机、燃油自动补偿装置和自动控制屏等组件。

4.气缸垫：气缸垫是气缸盖与机体结合面之间的密封元件，在压力的作用下产生一定的形变，以补偿结合面的不平度和粗糙度。因此，其制作材料具有弹性、耐热性、耐压性的特点，作用是保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气和窜油。综上所述，同步交流发电机电动势的频率f与其转速n和磁极对数P成正比，因此f的计算公式为：F=P*n/60(周/s)改变同步交流发电机的转速n或磁极对数P,均可改变其频率f。目前常用的气缸垫是金属石棉垫。

   5.油底壳：油底壳的作用是贮存机油，并回收由柴油机各摩擦表面流回的机油。其构造具有以下特点：

（1）由薄钢板冲压而成；

（2）内部设有稳油挡板，以防止振动时油底売油画产生较大的波动；

（3）低处设有放油塞(磁性)；

（4）曲轴箱与油底売之间有密封衬垫。

连杆组

   连杆一般采用中碳钢模锻或滚压形成，并经调质处理。其作用是连接活塞与曲轴、将活塞承受的燃气压力传给曲轴，使活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动。

连杆螺栓是用来连接平切口连杆大头和连杆盖的，而连杆螺钉是用作连接斜切口连杆大头和连杆盖的。

（1）曲轴飞轮组

   曲轴飞轮组由曲轴、飞轮和扭转减振器等组成。

   其作用是将活塞连杆组传来的力转变成扭矩，从轴上输出机械功，驱动柴油机各机构及辅助系统，克服非做功冲程的阻力，同时贮存和释放能量，使柴油机运转平稳。

   曲轴将气体压力转变为扭矩输出，以驱动与其相连的动力装置，要求是：耐疲劳、耐冲击，有足够的强度和刚度，一般由合金钢或中碳钢制造。

   飞轮多采用灰铸铁制造，当轮边的圆周速度超过50m/s时，则选用强度较高的球墨铁或铸钢。其作用是存储作功冲程产生的能量，克服辅助冲程的阻力，保持曲轴旋转的均匀性，确保柴油机运转平稳。