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永磁同步风力发电机的原理和前景
我国风能资源非常丰富,可开发的风能潜力巨大。根据相关资料显示,我国陆地风能资源可开发量大约有23.8亿千瓦,海上风能资源可开发量约2亿千瓦。我国风能资源比较集中,“三北”地区(华北、东北和西北)以及东南沿海地区、沿海岛屿潜在风能资源开发量约占全国的80%.风能资源与煤炭资源的地理分布具有较高的重合度,与电力负荷则呈逆向分布。
“十三五”时期,我国风力发电机装机容量占发电机总容量比例将进一步加大,出于电网考虑,风力发电机组必须在“低电压穿越”保障下“御风而行”。根据 发改委能源研究所有关人士透露,2020年陆地风电的成本将与煤电持平,之后风电将逐步脱离 补贴,“降低成本”也成为风电行业未来发展面临的新的“瓶颈”。扬州市引江发电设备有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步风力发电机,实现了发电机低成本制造,使机组极易实现低电压穿越,在国内处于技术领先水平。
永磁同步风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点成为继双馈感应风电机组之后的又一重要风力发电机型受到社会广泛关注,并逐渐开始投入使用。永磁同步风力发电机主要由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成。
(1)基本原理
永磁同步风力发电的基本原理,就是利用风力带动风力机叶片旋转,拖动永磁同步发电机的转子旋转,实现发电。永磁同步风力发电系统和笼型变速恒频风力发电系统类似,只是所采用的发电机为永磁式发电机,转子为永磁式结构,不需外部提供励磁电源,提高了效率。它的变频恒速控制是在定子回路中实现的,把永磁同步发电机的变频的交流电通过变频器转变为电网同频的交流电,实现风力发电的并网,因此变频器的容量与系统的额定容量相同。
(2)技术特点
随着科学技术的发展和更新,由于永磁材料性能和电力电子装置的改善,永磁同步发电机已变得越来越具吸引力了。
采用永磁同步发电机的风力发电系统具有以下特点:1)永磁同步发电机系统不需要励磁装置,具有重量轻、效率高、功率因数高、可靠性好等优点;2)变速运行范围宽,即可超同步运行也可以亚同步运行;3)转子无励磁绕组,磁极结构简单、变频器容量小,可以做成多极电机;4)同步转速降低,使风轮机和永磁发电机可直接耦合,省去了风力发电系统中的齿轮增速箱,减小了发电机的维护工作并降低噪声,使直驱永磁风力发电机系统。
(3)适用场合
1)在电力供应匮乏、交通不便、燃料短缺,但是风力资源丰富的地区,可以解决部分用电问题,如为高速公路照明设备提供电源等;2)在单机容量比较小的风场,永磁同步发电系统能够并网发电;3)为农村、牧区、边防哨所、气象台站等偏远、负载较轻的用户,提供电力。
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不同类型的发电机喷射系统的控制功能布置不完全一样
控制装置主要构成与工作原理
电控柴油喷射系统中的控制装置由电控单元、各种传感器、执行器以及连接它们的控制电路所组成。不同类型的电控柴油发电机喷射系统的控制功能、控制方式和控制电路的布置不完全一样,但基本原理相似。
传感器
①温度传感器为掌握柴油机的热状态,计算进气量及进行排气净化处理,需要有能够连续、地测量冷却水温度、进气温度与排气温度的传感器。温度传感器种类很多,如热敏电阻式、半导体二极管式、热电偶式等。目前,柴油机常用热敏电阻传感器作为温度传感器,其利用对温度敏感的电阻,阻值随温度变化的原理而工作。热敏电阻温度传感器的测量电路比较简单,只要把传感器与一个精密电阻串联连接到一个稳定的电源上,就可利用串联电阻上的分压值反映温度的变化。
②节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门轴上,与节气门联动。其功用是将节气门的位置或开度转换成电信号传输给电控单元(ECU),作为电控单元判定柴油机运行工况的依据。
节气门位置传感器有开关型和线性输出型两种。开关型节气门位置传感器的内部有两个触点,分别为怠速触点和全负荷触点。与节气门同轴的接触凸轮控制两个触点的闭合或断开。当柴油机在怠速时,节气门接近关闭,怠速触点闭合,这时电控单元将指令电磁喷油器增加喷油量以加浓混合气。全负荷时,节气门全开,使全负荷触点闭合,这时电控单元将输出脉冲宽度长的电脉冲,以实现全负荷加浓。线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计,由节气门轴带动电位计的滑动触点。当节气门的开度不同时,电位计输出的电压也不同,从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控单元,使其地判定柴油机的运行工况。
③曲轴位置传感器曲轴位置传感器通常安装在分电器内,用来检测柴油机转速、曲轴转角以及作为控制点火和喷射信号源的 缸和各缸压缩行程上止点信号。按照信号产生原理有光电式曲轴位置传感器、传感器。
④氧传感器氧传感器安装在排气管内。因排气中氧的浓度可以反映混合气空燃比的情况,所以在电控燃油喷射系统中可用于空燃比校正的反馈信号。目前,常用二氧化钛(Ti02)和二氧化锆(Zr02)两种材料。
二氧化锆氧传感器的基本元件是专用陶瓷体,即二氧化锆固体电解质管,亦称锆管:管固定在带有安装螺纹的固定套内,锆管内表面与大气相通,外表面与排气相通,其内外表面都覆盖着一层多孔性的薄膜作为电极。氧传感器安装在排气管上,为了防止排气管内废气中的杂质腐蚀铂膜,在锆管外表的铂膜上覆盖一层多孔的陶瓷层,并加有带槽口的防护套管。在其接线端有一个金属护套上开有一孔,使锆管内表面与大气相通。当锆管接触氧气时,氧气透过多孔铂膜电极,吸附于二氧化锆,并经电子交换成为负离子。由于锆管内表面通大气,外表面通排气,其内、外表面的氧分子分压不同,则负离子浓度也不同,从而形成负离子由高浓度侧向低浓度侧的扩散。当扩散处于平衡状态时,两电极间便形成电动势,所以二氧化锆传感器的本质是化学电池,亦称氧浓差电池。其输出特性是,在过量空气系数。
⑤爆振传感器爆振传感器用于检测柴油机有无爆振发生,它是柴油机集中控制系统中的重要部件。爆振检测可以有三种途径:一是检测汽缸压力;二是检测柴油机振动;三是检测燃烧噪声。目前较为常用的为振动检测。例如,磁滞伸缩式爆振传感器主要用于振动检测,它是一种电感式传感器。当传感器的固有振荡频率与柴油机爆振时的振动频率相同时,传感器输出 信号。
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柴油发电机组试机检查步骤
柴油发电机组在选租的时候,客户关心的还是发电机组价格,发电机组根据品牌分有很多种,而且不同的柴油机功率配备的发电机组价格也不一样,柴油发电机组出租厂家为您介绍一下柴油发电机组价格怎么去比较。
一问, 询问旧柴油机的购置时间、用途及现在出售的原因,询问以往的修理情况 ,更换过哪些主要部件,询问在使用中有什么问题,以便对旧柴油机有一较系统的了解。
二看, 看旧柴油机的标牌和外表。看是哪家工厂生产的,何时出厂的,距离现在有多长时间;看外表的油漆是脱落,部什是否缺损,机型是否被淘汰等。从标牌和外表来判别旧柴油机的新旧程度。
三试, 进行试机。通过摇转曲轴、扳动飞轮、起动机器等,对旧柴油机作仔细检查。试机是非常重要的一步,具体的检查步骤如下:
1.摇转曲轴,使喷油嘴供油。如喷油嘴发出清脆的声音,说明喷油嘴和柱塞副性能尚好;如轮室内无"哗"等异常的响声,则说明齿轮的磨损不严重。
2.上下扳动飞轮,如无响声,说明曲轴主轴茎与轴瓦之间的间隙不大。
3.扳转飞轮,使活塞接近下止点,然后左右晃动飞轮,如无"嗒嗒"声,说明连杆轴茎与瓦之间的磨损不严重。
4.使气缸减压,摇转曲轴,当去除减压时,如活塞的反弹力大,飞轮迅速回转,说明气缸、活塞、活塞环的磨损程度小。在摇转曲轴时,机油压力表的指针应不低于1或机油批示红标能很快升起,手下压应费力。
5.起动机器。如容易起动,排烟无色或浅灰,转速稳定无杂音,说明旧柴油机的技术状况是好的。
备注:发电机组的测试过程, 全部在柴油发电机控制器中进行操作和跟踪监测气压、油压等方面数据的变化。因此,柴油发电机控制器质量的稳定性,设计人性化等方面的要求很高,在此一款香港凯讯实业公司GU631A控制器。这款控制器,市场评价很高!也很好用。
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