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柴油发电机结构图(柴油发电机结构图解结构图)
2023-07-14 13:05  浏览:63

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发电机一般由转子总成、定子总成、整流器总成、端盖、皮带轮、风扇等组成。

1-后端盖 2、3、4-碳刷及碳刷架 5-整流板 6-二极管

7-转子 8-定子总成 9-前端盖 10-风扇 11-皮带轮

发电机的工作原理

基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。

由不锈钢SUS304构成细长的圆筒状外壳,两端用盖封闭,一个盖的上方和下方分别设置有尾气入口,以及用于安装检测外壳内压力及温度的传感器的检测孔。在接近另一个盖的侧面设置尾气出口。入口通过凸缘与排气歧管相连。

从入口朝向出口观看外壳内部,首先看到的是在圆盘上设置了大量小孔的SUS304整流板。整流板是为了使尾气均匀地接触其后的氧化催化剂而设置的。所以,改变整流板上小孔的直径及数量,便可改变单位面积的开口面积(孔密度)。从图2看以清楚看出,接近入口部分基本没有小孔,离入口越远,小孔直径越大,数量越多。入口附近由于尾气流量较多,因此减小了孔密度,随着距离入口越远,通过增加孔密度,增大尾气流量,使整体尾气流量达到均等。

整流板之后的氧化催化剂是以二氧化硅(SiO2)、氧化锰(MgO)及氧化铝(Al2O3)粉末混合烧结而成的堇青石(氧化物陶瓷混合体)为载体,在其表面覆上高度分散0.1纳米级铂原子的氧化铝膜。从截面来看,像围棋棋盘一样整齐排列着四角柱孔,这些孔是笔直的,贯穿两端。

在氧化催化剂之后设置的是碳化硅过滤器。与氧化催化剂同样,截面是“蜂窝状”。不过,相邻的孔交错加了盖,另一端则相反地交错加了盖。也就是说,每个孔一端用盖封闭,而另一端是开放的。关键在于使尾气进入各个孔中,利用孔壁过滤尾气。孔壁网眼设计直径最小为20微米。不过,由于孔壁具有一定厚度,孔壁内部设置有错综复杂的过滤孔。所以还可捕获直径在20微米以下的碳。

发电机与电动机基本原理相反。电动机是利用通入电流的线圈产生磁场而形成电磁铁,以磁铁间的磁力作用推动线圈作功,是运用“电流磁效应”原理将电能转换功的装置。

发电机是利用各种动力(如水力、风力)使线圈在磁铁的两极间转动;当线圈转动时,线圈内的磁场改变,因此产生感应电流,是运用“电磁感应”原理将动力所作的功转换成电能的装置。

扩展资料:

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。

参考资料来源:百度百科-柴油发电机

简而言之,就是柴油发电机驱动发电机运转。在汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。

各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油发电机曲轴同轴安装,就可以利用柴油发电机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。

柴油机的基本结构:由气缸、活塞、气缸盖、进气门、排气门、活塞销、连杆、曲轴、轴承和飞轮等构件构成。

扩展资料

柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好。柴油发动机的每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。

不同之处主要是,柴油发动机气缸中的混合气是压燃的,而不是点燃的。柴油发动机工作时进入气缸的是空气,气缸中的空气压缩到终点时,温度可达500-700℃,压力可达40—50个大气压。

活塞接近上止点时,发动机上的高压泵以高压向气缸中喷射柴油,柴油形成细微的油粒,与高压高温的空气混合,柴油混合气自行燃烧,猛烈膨胀,产生爆发力,推动活塞下行做功,此时的温度可达1900-2000℃,压力可达60-100个大气压,产生的扭矩很大,所以柴油发动机广泛的应用于大型柴油汽车上。

参考资料来源:百度百科-柴油发动机

参考资料来源:百度百科-柴油发电机

发电机的工作原理

柴油发电机组中常用的发电机为同步交流发电机,是以电磁感应为基础的旋转式机械。根据其结构特点可分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。以旋转电枢式同步发电机为例介绍柴油机组中发电机工作原理。旋转磁极式发电机产生电动势的原理与旋转电枢式相同,都是电磁感应现象。而主要区别有两点:

(1)产生感应电流的方式:旋转电枢式发电机通过电枢的旋转使闭合线圈的磁通量变化,从而产生感应电流;旋转磁极式发电机则通过磁极的旋转使定子线圈切割磁力线,从而在定子线圈中产生感应电流。

(2)电力输出方式:旋转电枢式发电机通过电刷和集电环向外接电路供电;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。

1、电动势的产生

当导体切割磁场的磁力线时,会在导体中产生感应电动势。

线圈abcd代表整个电伛绕组、其两端分别固定在同一转轴上的滑环1和2上,两者同轴旋转,且相对位置和连接关系不随转子位置的变化而变化。电刷A和B通过刷架固定在发电机的端盖上、且与滑环1、2的滑动接触关系不变。

当电枢沿顺时针方向旋转,ab边处于N极下时、山边的感应电动势方向为由c至d,并设此时电动势方向为正方向;当电枢旋转180。后、ab边处于S极下,cd边处于N极下,此时ab和cd边中的电动势均改变方向,显然此时电动势为负值。

由上述过程可知,对于一对磁极的单向同步交流发电机、其转子旋转一周,在电枢绕组中产生一个周波的交流电动势。若磁通密度B按正弦规律分布,则可产生正弦交流电动势。

而对于三相同步交流发电机、其各项绕组产生交流电动势的原理与单项同步交流发电机完全相同。

三相电动势原理图

2、电动势的大小

根据电磁感应定律,当导体与磁场发生相对运动时、导体中的感应电动势e可由式求得:

E=BLV

B——磁通密度;

L——导体在磁场中的有效长度;

V——导体垂直于磁场方向的运动速度。

而正弦交流电动势的有效值E计算:

E=Kn

式中

n——发电机转速;

K——发电机的结构常数。

同步交流发电机制成后,其结构常数K已成定值。因此,可通过改变发电机的转速n或每极磁通来调整其输出电压的高傲。但是,通常情况下要求电动势的频率f恒定,而频率f与转速n成正比,所以发电机的转速是不能随便调整的。因此,主要通过调节同步交流发电机磁通量的大小,达到调整其输出电压的目的。

3、电动势的频率

当发电机磁极对数一定时(如P=1),其转子每旋转一周,电枢绕组可产生一个周波的交流电动势。转子旋转两周,产生两个周波的交流电动势,苦转子每秒旋转n/60周,则产生n/60周/s的交流电动势。由此可知,交流电动势的频率f与发电机转速n成正比。

当发电机的转速一定时(如n=1周/s),磁极对数P=1,转子每旋转一周产生一个周波的交流电动势。磁极对数P=2,转子每旋转一周产生两个周波的交流电动势。若为P对磁极,转子每旋转一周产生P个周波的交流电动势。由此可知,交流电动势的频率f还与磁极对数P成正比。

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。但是,发电机制成后,其磁极对数P是不能改变的因此,只能通过改变转速n来调整频率f。一旦频率f达到额定值后,就不能再随便改变转速n。

4、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。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,磁极端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。

5、同步交流发电机励磁方式

发电机励磁功率的产生方式,称为其励磁方式。同步交流发电机的励磁方式有他励式和自励式两种。

(1)他励式:励磁功率由本身以外的其他电源供给,这种发电机称为:他励式发电机。根据获得励磁功率形式的不同,他励式交流发电机又有采用血流励磁机励磁和采用无刷交流励磁机励磁之分。其中、采用直流励磁机励磁是靠同轴转动的并励直流发电机供给励磁功率的;采用无刷交流励磁机励磁是由同轴转动的交流励磁发电机供给励磁功率的。

(2)自励式:励磁功率由本身供给的发电机称为自励式发电机。其励磁功率一般由以下三种方法获得:直接从同步交流发电机输出端取得,由安装在同步交流发电机的定子槽中的副绕组供给;发电机电枢绕组为带抽头式的,由抽头处引出部分电枢绕组供给。

综上所述,无论是他励式同步交流发电机,还是自励式同步交流发电机,改变励磁电流的大小,均可调整发电机的输出电压。

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