发电机:将其他形式的能源转换成电能的机械设备-中文百科频道

主要特性工作特性：

表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。些特性是用户选用发电机的重要依据。

空载特性：

发电机不接负载时，电枢电流为零，称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0（三相对称），其大小随If的增大而增加。但是，由于电机磁路铁心有饱和现象，所以两者不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特性。

电枢反应：

当发电机接上对称负载后，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等，两者同步旋转。同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为电感性时，电枢反应磁场起去磁作用，会导致发电机的电压降低；当负载呈电容性时，电枢反应磁场起助磁作用，会使发电机的输出电压升高。

负载运行特性：

主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系。

《中国发电机及发电机组制造行业产销需求与投资预测分析报告前瞻》数据显示，同步发电机的电压变化率约为20～40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此，随着负载电流的增大，必须相应地调整励磁电流。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯电阻性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。

简介

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。电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。

发电机组是指能将机械能或其它可再生能源转变成电能的发电设备。一般我们常见的发电机组通常由汽轮机、水轮机或内燃机（汽油机、柴油机等发动机）驱动，而近年来所说的可再生新能源包括核能、风能、太阳能、生物质能、海洋能等。由于柴油发电机组的容量较大，可并机运行且持续供电时间长，还可独立运行，不与地区电网并列运行，不受电网故障的影响，可靠性较高。

形式

发电机的形式很多，但其工作原理都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：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。

结构及工作原理

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。电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。

分类

按照原动机的不同分为

1、水轮发电机；2、汽轮发电机；3、燃气轮发电机；4、柴油发电机。

按照转子的不同分为

1、隐极式：用于汽轮发电机和燃气轮发电机，转速高。

2、凸极式发电机：用于水轮发电机，转速低。

按照冷却介质不同分为

1、空气冷却；2、氢气冷却；3、油冷却；4、水冷却。

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3000转／分（频率为50赫）或3600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。

水轮发电机

由水轮机驱动的发电机。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机的运行稳定性提出了较高的要求：电机参数需要仔细选择；对转子的转动惯量要求较大。所以，水轮发电机的外型与汽轮发电机不同，它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短，运行调度灵活，它除了一般发电以外，特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的最大容量已达70万千瓦。

柴油发电机

由内燃机驱动的发电机。它起动迅速，操作方便。但内燃机发电成本较高，所以柴油发电机组主要用作应急备用电源，或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。柴油发电机转速通常在1000转/分以下,容量在几千瓦到几千千瓦之间，尤以200千瓦以下的机组应用较多。它制造比较简单。柴油机轴上输出的转矩呈周期性脉动，所以发电机是在剧烈振动的条件下工作。因此,柴油发电机的结构部件,特别是转轴要有足够的强度和刚度，以防止这些部件因振动而断裂。此外，为防止因转矩脉动而引起发电机旋转角速度不均匀，造成电压波动,引起灯光闪烁,柴油发电机的转子也要求有较大的转动惯量，而且应使轴系的固有扭振频率与柴油机的转矩脉动中任一交变分量的频率相差20％以上，以免发生共振，造成断轴事故。

风力发电机

是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。

许多世纪以来，风力发电机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。

70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。

机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。

汽车发电机

隋着汽车技术的进步，汽车的用电量越来越高。20年前，中级轿车的发电机输出功率一般只有500瓦左右，现在一般中级轿车发电机都在1000瓦左右。发电机功率的增加是随着车上用电设备增加而增加的。现在汽车上的发电机都是风冷式发电机，由皮带轮后的风扇吹风进入机壳进行冷却。在现有风冷式发电机构造的限制下，功率的增加必然会导致发电机体积的加大。发电机的功用发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。

发电机的分类

汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰，交流发电机按照不同的分类方法分为以下几类：

1.按结总体结构分五类

（1）普通交流发电机(使用时需要配装电压调节器的发电机)例JF132（EQ140用）

（2）整体式交流发电机(发电机和调节器制成一个整体的发电机)例别克轿车的发动机上装配的是CS型发电机（包括CS—121、CS—130和CS—144三种不同的型号）

（3）带泵交流发电机(和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机)例JFZB292发电机

（4）无刷交流发电机(不需要电刷的发电机)例JFW1913

（5）永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机)

2.按整流器结构分四类

（1）六管交流发电机例JF1522（东风汽车用）

（2）八管交流发电机例JFZ1542（天津夏利汽车用）

（3）九管交流发电机例（日本日立、三凌、马自达汽车用）

（4）十一管交流发电机例JFZ1913Z（奥迪、桑塔纳汽车用）

3.按磁场绕组搭铁形式两分类

（1）内搭铁型交流发电机磁场绕组的一端（负极）直接搭铁（和壳体相联）

（2）外搭铁型交流发电机磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调节器后再搭铁。

交流发电机的型号

根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T73-93《汽车电器设备产品型号编制方法》的规定，汽车交流发电机型号组成如下：

1.产品代号

产品代号用中文字母表示，例：JF——普通交流发电机JFZ——整体式（调节器内置）交流发电机JFB——带泵的交流发电机JFW——无刷交流发电机

2.电压等级代号

电压等级代号用一位阿拉伯数字表示，例：1表示12V系统，2表示24V系统，6表示6V系统

3.电流等级代号

电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示

4.设计序号

设计序号用1～2位阿拉伯数字表示，表示产品设计的先后顺序。

5.变形代号

交流发电机以调整臂位置作为变形代号，从驱动端看，调整臂在左边用Ｚ表示，调整臂在右端用Ｙ表示，调整臂在中间不加标记。

注：进口发电机不符合上述标准。

常见种类

风力发电机

作为一种价格低廉、运行可靠、无温室气体排放的新型发电系统，风力发电系统的安装容量正在以每年超过30%的增长率在世界范围得到日益广泛的应用，已经形成一个年产值超过五十亿美元的全球性产业。但是用于边远地区独立供电的小型风力发电系统还需要克服很多技术上的难点才能得以广泛的应用。随着我国对“三农”投入力度加大，经济持续快速发展，广大农、牧、渔民对改善生活环境，提高生活质量，解决生活用电的迫切要求，采用小型风力发电系统为局部负载提供电力，不仅可以减少一次性巨额投资，还可以免除火力发电系统的温室气体排放，改善环境和农村地区的能源结构，有益于可持续性发展。

风力发电机是将风能转换为机械功、并带动发电机运转来发电的。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。

运行管理：

风力发电机组的控制系统是采用工业微处理器进行控制，一般都由多个CPU并列运行，其自身的抗干扰能力强，并且通过通信线路与计算机相连，可进行远程控制，这大大降低了运行的工作量。所以风机的运行工作就是进行远程故障排除和运行数据统计分析及故障原因分析。

远程故障排除：

风机的大部分故障都可以进行远程复位控制和自动复位控制。风机的运行和电网质量好坏是息息相关的，为了进行双向保护，风机设置了多重保护故障，如电网电压高、低，电网频率高、低等，这些故障是可自动复位的。由于风能的不可控制性，所以过风速的极限值也可自动复位。还有温度的限定值也可自动复位，如发电机温度高，齿轮箱温度高、低，环境温度低等。风机的过负荷故障也是可自动复位的。

除了自动复位的故障以外，其它可远程复位控制故障引起的原因有以下几种：

1、风机控制器误报故障；

2、各检测传感器误动作；

3、控制器认为风机运行不可靠。

运行数据统计分析：

对风电场设备在运行中发生的情况进行详细的统计分析是风电场管理的一项重要内容。通过运行数据的统计分析，可对运行维护工作进行考核量化，也可对风电场的设计，风资源的评估，设备选型提供有效的理论依据。

每个月的发电量统计报表，是运行工作的重要内容之一，其真实可靠性直接和经济效益挂钩。其主要内容有：风机的月发电量，场用电量，风机的设备正常工作时间，故障时间，标准利用小时，电网停电，故障时间等。

风机的功率曲线数据统计与分析，可对风机在提高出力和提高风能利用率上提供实践依据。通过对风况数据的统计和分析，掌握各型风机随季节变化的出力规律，并以此可制定合理的定期维护工作时间表，以减少风资源的浪费。

小型风力发电机：

风力发电机组是将风能转化为电能的机械。从能量转换的角度看，风力发电机组由两大部分组成：其一是风力机，它的功能是将风能转换为机械能；其二是发电机，它的功能是将机械能转换为电能。

小型风力发电系统结构一般由风轮、发电机、尾舵和电气控制部分等构成。常规的小型风力发电机组多由感应发电机或永磁同步发电机加AC/DC变换器、蓄电池、逆变器组成。在风的吹动下，风轮转动起来，使空气动力能转变成了机械能（转速+扭矩）。风轮的轮毂固定在发电机轴上，风轮的转动驱动了发电机轴的旋转，带动永磁三相发电机发出三相交流电。风速的不断变化、忽大忽小，发电机发出的电流和电压也随着变化。发出的电经过控制器的整流，由交流电变成了具有一定电压的直流电，并向蓄电池进行充电。从蓄电池组输出的直流电，通过逆变器后变成了220V的交流电，供给用户的家用电器。

风力发电机根据应用场合的不同又分为并网型和离网型风力机。离网型风力发电机亦称独立运行风力机，是应用在无电网地区的风力机，一般功率较小。独立运行风力机一般需要与蓄电池和其他控制装置共同组成独立运行风力机发电系统。这种独立运行系统可以是几kW乃至几十kw，解决一个村落的供电系统，也可以是几十到几百W的小型风力发电机组以解决一家一户的供电。

由于风能的随机性，发电机所发出电能的频率和电压都是不稳定的，以及蓄电池只能存储直流电能，无法为交流负载直接供电。因此，为了给负载提供稳定、高质量的电能和满足交流负载用电，需要在发电机和负载之间加入电力变换装置，这种电力变换装置主要由整流器、逆变器、控制器、蓄电池等组成。

小型风力发电系统作为农村能源的组成部分，它的推广应用对于改善用电结构，特别是边远山区的生产、生活用能，推动生态环境建设诸领域的发展将发挥积极作用，因此具有广阔的市场前景。风能具有随机性和不确定性，风力发电系统是一个复杂系统。简化小型风力发电系统的结构、降低成本、提高可靠性及实现系统优化运行，对于小型风力风力发电系统的推广具有非常重要意义。

风力发电机维护：

风力发电机是集电气、机械、空气动力学等各学科于一体的综合产品，各部分紧密联系，息息相关。风力机维护的好坏直接影响到发电量的多少和经济效益的高低；风力机本身性能的好坏，也要通过维护检修来保持，维护工作及时有效可以发现故障隐患，减少故障的发生，提高风机效率。

风机维护可分为定期检修和日常排故维护两种方式。

1、风机的定期检修维护

定期的维护保养可以让设备保持最佳期的状态，并延长风机的使用寿命。定期检修维护工作的主要内容有：风机联接件之间的螺栓力矩检查（包括电气连接），各传动部件之间的润滑和各项功能测试。

风机在正常运行中时，各联接部件的螺栓长期运行在各种振动的合力当中，极易使其松动，为了不使其在松动后导致局部螺栓受力不均被剪切，必须定期对其进行螺栓力矩的检查。在环境温度低于-5℃时，应使其力矩下降到额定力矩的80%进行紧固，并在温度高于-5℃后进行复查。一般对螺栓的紧固检查都安排在无风或风小的夏季，以避开风机的高出力季节。

风机的润滑系统主要有稀油润滑（或称矿物油润滑）和干油润滑（或称润滑脂润滑）两种方式。风机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱采用的是稀油润滑方式，其维护方法是补加和采样化验，若化验结果表明该润滑油已无法再使用，则进行更换。干油润滑部件有发电机轴承，偏航轴承，偏航齿等。这些部件由于运行温度较高，极易变质，导致轴承磨损，定期维护时，必须每次都对其进行补加。另外，发电机轴承的补加剂量一定要按要求数量加入，不可过多，防止太多后挤入电机绕组，使电机烧坏。

定期维护的功能测试主要有过速测试，紧急停机测试，液压系统各元件定值测试，振动开关测试，扭缆开关测试。还可以对控制器的极限定值进行一些常规测试。

定期维护除以上三大项以外，还要检查液压油位，各传感器有无损坏，传感器的电源是否可靠工作，闸片及闸盘的磨损情况等方面。

2、日常排故维护

风机在运行当中，也会出现一些故障必须到现场去处理。

首先要仔细观察风机内的安全平台和梯子是否牢固，有无连接螺栓松动，控制柜内有无糊味，电缆线有无位移，夹板是否松动，扭缆传感器拉环是否磨损破裂，偏航齿的润滑是否干枯变质，偏航齿轮箱、液压油及齿轮箱油位是否正常，液压站的表计压力是否正常，转动部件与旋转部件之间有无磨损，各油管接头有无渗漏，齿轮油及液压油的滤清器的指示是否在正常位置等。

第二是听，听一下控制柜里是否有放电的声音，有声音就可能是有接线端子松动，或接触不良，须仔细检查，听偏航时的声音是否正常，有无干磨的声响，听发电机轴承有无异响，听齿轮箱有无异响，听闸盘与闸垫之间有无异响，听叶片的切风声音是否正常。

第三，清理干净自己的工作现场，并将液压站各元件及管接头擦净，以便于今后观察有无泄漏。 [5]

水力发电机

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（如：中国的三峡）。在发电这一块最好的要数核能发电，不过相对核能污染较大。所以中国广泛还是用煤炭发电。中国煤炭资源吃紧，煤炭价格一直在涨，这也是为什么会有电荒的出现的主要原因。

同步发电机

作发电机运行的同步电机。是一种最常用的交流发电机。在现代电力工业中，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。由于同步发电机一般采用直流励磁，当其单机独立运行时，通过调节励磁电流，能方便地调节发电机的电压。若并入电网运行，因电压由电网决定，不能改变，此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。

同步发电机的定子、转子结构与同步电机相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步发电机中电枢绕组采用单相。

高速同步发电机：

因大多数发电机与原动机同轴联动，火电厂都用高速汽轮机作原动机，所以汽轮发电机通常用高转速的2极电机，其转速达3000转/分（在电网频率为60赫时，为3600转/分）。核电站多用4极电机，转速为1500转/分（当电网频率为60赫时，为1800转/分）。为适应高速、高功率要求，高速同步发电机在结构上一是采用隐极式转子，二是设置专门的冷却系统。

隐极式转子：外表呈圆柱形，在圆柱表面开槽以安放直流励磁绕组，并用金属槽楔固紧，使电机具有均匀的气隙。由于高速旋转时巨大的离心力，要求转子有很高的机械强度。隐极式转子一般由高强度合金钢整块锻成，槽形一般为开口形，以便安装励磁绕组。在每一个极距内约有1/3部分不开槽，形成大齿；其余部分的齿较窄，称做小齿。大齿中心即为转子磁极的中心。有时大齿也开一些较小的通风槽，但不嵌放绕组；有时还在嵌线槽底部铣出窄而浅的小槽作为通风槽。隐极式转子在转子本体轴向两端还装有金属的护环和中心环。护环是由高强度合金制成的厚壁圆筒，用以保护励磁绕组端部不至被巨大的离心力甩出；中心环用以防止绕组端部的轴向移动，并支撑护环。此外，为了把励磁电流通入励磁绕组，在电机轴上还装有集电环和电刷。

冷却系统：由于电机中能量损耗和电机的体积成正比，它的量级与电机线度量级的三次方成比例，而电机散热面的量级只是电机线度量级的二次方。因此，当电机尺寸增大时（受材料限制，增大电机容量就得加大其尺寸），电机每单位表面上需要散发的热量就会增加，电机的温升将会提高。在高速汽轮发电机中，离心力将使转子表面和转子中心孔表面产生巨大的切向应力，转子直径越大，这种应力也越大。因此，在锻件材料允许的应力极限范围内，2极汽轮发电机的转子本体直径不能超过1250毫米。大型汽轮发电机要增大单机容量，只有靠增加转子本体的长度（即用细长的转子）和提高电磁负荷来解决。转子长度可达8米，已接近极限。要继续提高单机容量，只能是提高电机的电磁负荷。这使大型汽轮发电机的发热和冷却问题变得特别突出。对于50000千瓦以下的汽轮发电机，多采用闭路空气冷却系统，用电机内的风扇吹拂发热部件降温。对于容量为5～60万千瓦的发电机，广泛使用氢冷。氢气（纯度99%）的散热性能比空气好，用它来取代空气不仅散热效果好，而且可使电机的通风摩擦损耗大为降低，从而能显著提高发电机的效率。但是，采用氢冷必须有防爆和防漏措施，这使电机结构更为复杂，也增加了电极材料的消耗和成本。此外，还可采用液体介质冷却，例如水的相对冷却能力为空气的50倍，带走同样的热量，所需水的流量比空气小得多。因此，在线圈里采用一部分空心导线，导线中通水冷却，就可以大大降低电机温升，延缓绝缘老化，增长电机寿命。

低速同步发电机：

多数由较低速度的水轮机或柴油机驱动。电机磁极数由4极到60极，甚至更多。对应的转速为1500～100转/分及以下。由于转速较低，一般都采用对材料和制造工艺要求较低的凸极式转子。

凸极式转子的每个磁极常由1～2毫米厚的钢板叠成，用铆钉装成整体，磁极上套有励磁绕组。励磁绕组通常用扁铜线绕制而成。磁极的极靴上还常装有阻尼绕组。它是一个由极靴阻尼槽中的裸铜条和焊在两端的铜环形成的一个短接回路。磁极固定在转子磁轭上，磁轭由铸钢铸成。凸极式转子可分为卧式和立式两类。大多数同步电动机、同步调相机和内燃机或冲击式水轮机拖动的发电机，都采用卧式结构；低速、大容量水轮发电机则采用立式结构。

卧式同步电机的转子主要由主磁极、磁轭、励磁绕组、集电环和转轴等组成。其定子结构与异步电机相似。立式结构必须用推力轴承承担机组转动部分的重力和水向下的压力。大容量水轮发电机中，此力可高达四、五十兆牛（约相当于四、五千吨物体的重力），所以这种推力轴承的结构复杂，加工工艺和安装要求都很高。按照推力轴承的安放位置，立式水轮发电机分为悬吊式和伞式两种。悬吊式的推力轴承放在上机架的上部或中部，在转速较高、转子直径与铁心长度的比值较小时，机械上运行较稳定。伞式的推力轴承放在转子下部的下机架上或水轮机顶盖上。负重机架是尺寸较小的下机架，可节约大量钢材，并能降低从机座基础算起的发电机和厂房高度。

同步发电机的并联运行同步发电机绝大多数是并联运行，并网发电的。各并联运行的同步发电机必须频率、电压的大小和相位都保持一致。否则，并联合闸的瞬间，各发电机之间会产生内部环流，引起扰动，严重时甚至会使发电机遭受破坏。但是，两台发电机在投入并联运行以前，一般说来它们的频率与电压的大小和相位是不会完全相同的。为了使同步发电机能投入并联运行，首先必须有一个同步并列的过程。同步并列的方法可分为准同步和自同步两种。同步发电机在投入并联运行以后，各机负载的分配决定于发电机的转速特性。通过调节原动机的调速器，改变发电机组的转速特性，即可改变各发电机的负载分配，控制各发电机的发电功率。而通过调节各发电机的励磁电流，可以改变各发电机无功功率分配和调节电网的电压。

永磁同步风力发电机：

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广泛关注，并逐渐开始投入使用。永磁同步风力发电系统基本结构，它主要由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成。

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。

在过去的几十年里，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。

适用场合：

1、在电力设施匮乏、交通不便、缺乏常规燃料，但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高效并网发电；

3、为农村、牧区、边防哨所、气象台站等偏远、负载较轻的用户，提供交流或直流电源。

交流发电机

在日常生活中，用交流发电机来供用电设备使用时，常发生用电设备不能正常工作的情况,其原因是发电机输出的交流电不够稳定，这时候需要电力稳压器来稳定电压，也就是日常生活中常用到的交流稳压电源，交流稳压电源能使发电机的输出电压精度稳定到用电设备正常工作所允许的范围。

交流发电机构造

交流发电机的构造稍显复杂。但是不论它是单相还是三相，都是由下列几个主要部分组成：

⑴激磁部分：包括激磁机和磁场部分。

⑵电枢部分。

⑶机壳部分：包括装置备部分的铁架和机座。

异步发电机

异步发电机又称“感应发电机”。利用定子与转子间气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用的一种交流发电机。其转子的转向和旋转磁场的转向相同，但转速略高于旋转磁场的同步转速。常用作小功率水轮发电机。

交流励磁发电机由于转子方采用交流电压励磁，使其具有灵活的运行方式，在解决电站持续工频过电压、变速恒频发电、抽水蓄能电站电动-发电机组的调速等问题方面有着传统同步发电机无法比拟的优越性。交流励磁发电机主要的运行方式有以下三种：

1、运行于变速恒频方式；

2、运行于无功大范围调节的方式；

3、运行于发电-电动方式。

随着电力系统输电电压的提高，线路的增长，当线路的传输功率低于自然功率时，线路和电站将出现持续的工频过电压.为改善系统的运行特性，不少技术先进的国家，在6"世纪A"年代初开始研究异步发电机在大电力系统中的应用问题，并认为大系统采用异步发电机后，可提高系统的稳定性，可靠性和运行的经济性.

异步发电机由于维护方便，稳定性好，常用作并网运行的小功率水轮发电机。当用原动机将异步电机的转子顺着磁场旋转方向拖动，并使其转速超过同步转速时，电机就进入发电机运行，并把原动机输入的机械能转变成电能送至电网。这时电机的励磁电流取自电网。

异步发电机也可以并联电容，靠本身剩磁自行励磁，独立发电，这时发电机的电压与频率由电容值、原动机转速和负载大小等因素决定。当负载改变，一般要相应地调节并联的电容值，以维持电压稳定。由于异步电机并联电容时，不需外加励磁电源就可独立发电，故在负荷比较稳定的场合，有可取之处。例如可用作农村简易电站的照明电源或作为备用电源等。

测速发电机

测速发电机是一种测量转速的微型发电机，他把输入的机械转速变换为电压信号输出，并要求输出的电压信号与转速成正比。

测速发电机的分类：测速发电机分为直流测速发电机和交流测速发电机两大类。

直流测速发电机：直流测速发电机本质上是一种微型直流发电机，按定子磁极的励磁方式分为电磁式和永磁式。直流测速发电机的工作原理与一般直流发电机相同。

交流测速发电机：交流异步测速发电机的转子结构有笼型的，也有杯型的，在控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机。空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上相互差90°电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组。

交流异步测速发电机的误差主要有：

非线性误差：由于直轴磁通变化使测速发电机产生非线性误差；

剩余电压：实际运行中，转子静止时，测速发电机输出一个较小的电压；

相位误差：由于励磁绕组的漏抗、空心杯转子的漏抗使输出电压与励磁电压的相位不同。

交流同步测速发电机分为：永磁式、感应式和脉冲式。

柴油发电机

柴油发电机组是一种独立的发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。

异步发电机

又称“感应发电机”。利用定子与转子间气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用的一种交流发电机。其转子的转向和旋转磁场的转向相同，但转速略高于旋转磁场的同步转速。常用作小功率水轮发电机。

交流励磁发电机又被人们称之为双馈发电机，交流励磁发电机由于转子方采用交流电压励磁,使其具有灵活的运行方式,在解决电站持续工频过电压、变速恒频发电、抽水蓄能电站电动-发电机组的调速等问题方面有着传统同步发电机无法比拟的优越性。交流励磁发电机主要的运行方式有以下三种:1)运行于变速恒频方式;2)运行于无功大范围调节的方式;3)运行于发电-电动方式。

随着电力系统输电电压的提高,线路的增长,当线路的传输功率低于自然功率时,线路和电站将出现持续的工频过电压.为改善系统的运行特性,不少技术先进的国家,在6"世纪A"年代初开始研究异步发电机在大电力系统中的应用问题,并认为大系统采用异步发电机后,可提高系统的稳定性,可靠性和运行的经济性。

异步发电机主要的优缺点

1、主要优点笼型转子异步发电机结构简单,牢固,特别适合于高圆周速度电机.无集电环和碳刷,可靠性高,不受使用场所限制.由于无转子励磁磁场,不需要同期及电压调节装置,电站设备简化.负荷控制十分简单,多数情况下不需水轮机调速器,水轮机可全速运行或在锁定导叶开度下，在一定转速范围内变速运行.异步发电机尽管可能出现功率摇摆现象,但无同步发电机类似的振荡和失步问题.并网操作简便。

2、主要缺点大容量异步发电机必须与同步发电机并列运行或接入电网运行,由同步发电机或电网提供自身所需的励磁无功,因此异步发电机是电网的无功负载.尽管从原理上说异步发电机可以借助于电容器孤立运行在自激状态,但处于这种运行状态时,发电机调压能力很弱,当发电机达到临界负荷,将引起电压崩溃.异步发电机的励磁一般而言可由同步发电机,电网或静止电容器提供.具体的励磁提供方式由电站类型或电网运行条件决定.虽然异步发电机不能提供自身和负载所需的无功,可能是一个缺陷,但当其使用恰当时,可作为电网无功优化的一种手段.并将会对电站和电网带来明显的技术经济效益。

异步发电机与同步发电机在电站中应用的经济性比较

1、异步发电机装备的电站由于无需直流励磁系统,同期装置,电站投资费用低。

2、由于无集电环,电刷,转子励磁绕组,因此维护及运行费用低。

3、异步发电机转子为隐极及无同步发电机类似的转子绕组,因此一般效率高于同容量同转速的同步发电机.相同的水源下,采用异步发电机可多发电。

4、异步发电机的上述经济性优势将会由于异步发电机所需励磁(或附加同步容量或附加电容器)受到部分抵消。

5、异步发电机所需励磁的大小与电机的额定转速成反比(即与电机的极对数成正比),转速越高,标幺值励磁越低。

6、异步发电机电站厂房面积较同步发电机电站厂房面积小。

发电机的基本结构

发电机通常由定子、转子、端盖.机座及轴承等部件构成。

定子由机座.定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。

转子由转子铁芯(有磁扼.磁极绕组)滑环、(又称铜环.集电环).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，做切割磁感线的运动，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。

发展历史

1832年，法国人毕克西发明了手摇式直流发电机，其原理是通过转动永磁体使磁通发生变化而在线圈中产生感应电动势，并把这种电动势以直流电压形式输出。

1866年，德国的西门子发明了自励式直流发电机。

1869年，比利时的格拉姆制成了环形电枢，发明了环形电枢发电机。这种发电机是用水力来转动发电机转子的，经过反复改进，于1847年得到了3。2KW的输出功率。

1882年，美国的戈登制造出了输出功率447KW，高3米，重22吨的两相式巨型发电机。美国的特斯拉在爱迪生公司的时候就决心开发交流电机，但由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动机的专利权卖给了西屋公司。

1896年，特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动营运，3750KW，5000V的交流电一直送到40公里外的布法罗市。

1889年，西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂，1892年成功地将15000伏电压送到了皮茨菲尔德。

发电机保养日常保养

①检查发电机的接触环(又称滑环)有无脏污，滑环脏污时应进行清洁。

②检查发电机的转子是否与定子相碰。

③检查轴承是否缺油和滑油是否脏污。

④检查炭刷的长度是否符合要求(炭刷的长度不应短于5毫米)，炭刷过短时应进行更换。

⑤测最整流二极管的性能是否正常。

⑥检查转子线圈和定子线圈有无损伤和其他故障。

相感应电动机在运行中应经常检查内容：

一、在运行中应经常检查以下几项:柴油发电机组

(1)监视检查电流不超过容许值。

(2)监视检查电动机的发热情况，有无烧焦的气昧。

(3)监视检查电源电压是否正常。

(4)注意电动机的通风情况，防止杂物掉入电动机内部。

(5)注意电动机的振动情况，以及运转声音是否正常。

(6)注意检查轴承的温度，轴承发热不能超过80度。

二、定期检查的项目主要有以下几点:

(1)轴承部分是否有足够的润滑油，油是否变色(一般半年应换油一次)。

(2)接线盒内的接线和接地线是否松动。

(3)用兆欧计(摇表)检查绕组与绕组之间，绕组与机壳之间的绝缘状况是否良好。

发电机测试步骤

第一步：检查发电机各外导线连接部位有无断线、错接、短路现象，并用电压表测量B+点有无电瓶电压。

第二步：将钥匙门打倒“开”位置，但不要起动发动机，此时用电压表测量D+点有无电压，并观察充电指示灯是否明亮。

第三步：起动发动机，用电压表测量发动机B+点电压，应达到如下数值。

12V系统电压为13V以上同时加减油门，电压

24V系统电压为27V以上有少许变化0.1～0.2V

第四步：打开部分负载，如车灯

12V系统电压为13V以上同时加减油门，电压

24V系统电压为27V以上有中等程度变化0.2～0.4V

第五步：打开空调、车灯等主要电器

12V系统电压为13V以上同时加减油门，电压

24V系统电压为27V以上有较大程度变化0.5～1V

进行到第三步时，发电机没有电压输出，可采取如下办法检查，对于有产生激磁D+点的发电机如27系列、23系列、29系列、19系列可从电瓶正极引一条2.5mm2的导线，起动发动机后，用另一端瞬间点击D+点（时间1S以内），再用电压表测量B+点有无电压输出，若有，从第三步开始检查至第五步，同时判断出整车充电指示灯线路有断路现象（一般为指示灯损坏，仪表盘杆接件松动，线路断路），若无电压输出，则发电机存在不发电故障。

发电机的发展前景

一、全国水电供应因多方原因出现了严重紧缺，用电受到一定程度限制，而近几年，正是中国工业经济快速发展的时期，众多企业都纷纷加足马力投入大规模生产；其次是前两年众多厂家购买发电机是为了应急，在购买时没有长远打算，而事过境迁所购的小型发电机已适应不了新需求，在此情况下，更新换代的发电机也占了很大一部分；再者就是机电产品每年的出口量都在递增，水泵和发电机的市场空间在近几年内还会很大。正是在三方因素的促进下，五金城水泵和发电机市场又一次迎来了新的发展机遇。

二、专业从事柴油发电机组的研发、制造、销售和维修服务于一体的民营企业。公司总部座落于有“人间天堂”之称的杭州，生产基地建于诸暨市次坞工业园区，厂区占地面积6万多平方米，拥有现代化厂房2万多平方米，各类生产、加工、检测设备先进、齐全；公司员工总人数141人，拥有工程技术人员39人，其中教授级高级工程师2人，高级工程师8人，工程师8人，助理工程师10人。公司坚持“责任、服务、创新”的经营理念，聚集了业内优秀的管理、技术、销售、服务人才，具有国内外雄厚资源优势及创新研发能力。

三、公司是德国MTU发动机、英国Perkins发动机、美国Cummins发动机、德国MAN发动机、斗山大宇发动机及马拉松发电机、斯坦福发电机、利莱森玛发电机、麦格特发电机、英格发电机、凯捷力发电机、法拉第发电机等厂家在大陆的OEM合作伙伴。

四、公司具有10-3000kW各类发电机组、特种电源的设计制造能力，产品被广泛应用于导弹、雷达、火炮、通信、电子对抗等各种武器装备系统及基地保障电源和金融电信、工矿企业、宾馆大厦、楼宇建筑、公路交通、石油化工、电力设备等军、民用领域。

五、公司致力于军工电源技术的发展，经过几年努力，凝聚了一支优秀稳定的军工电源研制、开发、生产的技术队伍，拥有国内、军内知名的国家级军用电源专家、教授级高工及高级工程师等高级技术人才在内、实力雄厚的电源研制、开发力量，尤其为部队开发生产的箱式电站，能够充分适应并满足现代战争环境对现代化武器装备配套的更新、更高要求，不仅为武器系统提供优质、稳定、可靠的电能，而且具备体积小、重量轻、噪音低、耗油省的先进、自动化程度高、机动性强、环境适应性强、可靠性高、可维性好等特点，充分满足现代化武器装备配套的需要。

发电机组在使用过程当中，对于它的保养是非常重要的：如电池的定期充电（浮充）；发电机组的耗材（机油，滤清器等）定期更换；发电机组的定其起动运作5-15分钟（1-2月）。

如何选购

1、选择发电机的品牌。柴油发电机品牌成出不穷，我们在选择发电机的时候应该选择品牌良好的柴油发电机厂，其质量、性能等方面都有很好的保证，到指定的商家购买，还免费为客户提供机组的配置、安装环境指导等，在价格方面也有保障。

2、选择发电机的型号与功率。不同的发电机，其型号与功率都会有所不同，选择适合企业的柴油发电机，保证柴油发电机的正常运行。

3、选择发电机的类型。不同类型的发电机有不同的用途，要根据实际情况来选择发电机，这样才能让你节省资源、节约成本。

4、了解发电机的工作原理。只有对其工作原理有更好的了解，才能更好的进行操作，遇到突发故障也能及时解决。

如今，柴油发电机已经成为中国发动机产业的有机组成部分，为行业的发展做出了自己的贡献，选购优秀的发电机，让新型的发电机更加高效经济的发展。

存放应注意的问题

1、柴油发电机厂家建议用户，严禁在机房内堆放杂物，严禁在机房内吸烟。柴油发电机组安装地的周围应保持清洁，避免在附近放置能产生酸性、碱性等腐蚀性气体和蒸汽的物品。有条件的应配置灭火装置。机房内的风力较大，柴油发电机在运行时温度高，杂物不仅影响发电机的运行状态；一些易燃的物品很容易在高温下发生火灾，后果不堪设想，因此，机房内的消防设施也要经常检查，保持完好。

2、发电机组厂家希望客户将柴油发电机组外壳必须有可靠的保护接地，对需要有中性点直接接地的发电机，则必须由专业人员进行中性接地，并配置防雷装置，严禁利用市电的接地装置进行中性点直接接地。与市电的双向开关必须十分可靠，以防倒送电。双向开关的接线可靠性需经过当地供电部门的检验认可。

3、柴油发电机厂家建议用户将柴油发电机组安装地点需通风良好，发电机端应有足够的进风口，柴油机端应有良好的出风口。出风口面积应大于水箱面积1.5倍以上。老款的柴油发电机组需采用混凝土做基础，在安装时须用水平尺测其水平度，使机组固定于水平的基础上。机组与基础之间应有专用防震垫或用底脚螺栓。而现代的柴油发电机不需要混凝土做基础，因为现代的柴油发电组已经过改进，整个机组地面都是平的，并且都装有减振器，非常的方便。

4、在室内使用，发电机组厂家必须将排烟管道通导室外，管径必须消音器的出烟管直径，所接之管路的弯头不宜超过3个，以保证排烟畅通，并应将管子向下倾斜5-10度，避免雨水注入;若排气管时垂直向上安装的，则必须加装防雨罩。柴油发电机组的存放也是需要非常的注意的，正确的存放能保证发电机组的正常使用，柴油发电机组厂家避免造成一些不必要的损失。

我国发电机企业如何有效生存

1、产品更加注重节能、环保。国产发电机市场呈现以下主要特征：产业集中度较高；产品结构单一，同质化倾向明显。这些特征短期内没有很大的变化。随着我国明确指出鼓励自主研发，以及低碳经济的发展，必将导致整个发动机行业呈现出新的特点：环保、节能、高科技广泛应用。各发电机厂家必将加大研发力度，未来几年将出现更多以清洁燃料为动力的新型发电动产品。

2、调整产品结构，广开国际贸易市场，扩大发电机产品的出口。一是在不放弃通用发电机出口的同时，加大对专用和特种电机的研发力度，通过调整产品结构来扩大市场领域和市场份额：二是深度开拓发达国家市场，尽快改变我国电机出口过分依靠欧盟等国的格局：三是积极开发新兴市场；四是努力拓展暂时还不成熟的市场，为电机产品的出口拓展销售渠道。

3、加大技术创新，积极应对技术贸易壁垒，促进我国发电机出口。我们应从根本上改变品种单调、结构落后的局而，瞄准高端市场，重新定位，不断推陈出新。实施国际标准化战略，加大我国的发电机生产、出口标准与国际先进标准的接轨力度，提高国内出口企业的技术能级和应对国际贸易壁垒风险的能力。

发电机效率

汽轮机一般做成高速的，通常为3000转／分（频率为50赫）或3600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。

存放应注意的问题

测试步骤

第一步：检查发电机各外导线连接部位有无断线、错接、短路现象，并用电压表测量B+点有无电瓶电压。

第二步：将钥匙门打倒“开”位置，但不要起动发动机，此时用电压表测量D+点有无电压，并观察充电指示灯是否明亮。

第三步：起动发动机，用电压表测量发动机B+点电压，应达到如下数值。

第四步：打开部分负载，如车灯。

第五步：打开空调、车灯等主要电器。

进行到第三步时，发电机没有电压输出，可采取如下办法检查，对于有产生激磁D+点的发电机可从电瓶正极引一条2.5mm2的导线，起动发动机后，用另一端瞬间点击D+点（时间1S以内），再用电压表测量B+点有无电压输出，若有，从第三步开始检查至第五步，同时判断出整车充电指示灯线路有断路现象（一般为指示灯损坏，仪表盘杆接件松动，线路断路），若无电压输出，则发电机存在不发电故障。

命名规则

国家为了规范和管理柴油发电机组，对柴油发电机组的名称和型号编制方法做了统一规定，根据JB/T1403-99的规定，机组的型号命名规则。

1--用数字表示发电机组的输出的额定功率，单位为KW；

2--用字母表示发电机输出电流的种类，其中G表示工频，P表示交流中频，S表示交流双频，Z表示直流；

3--用字母表示发电机组的类型，F表示陆用，FC表示船用，Q表示汽车电站，T表示挂车；

4--用字母表示控制特征，缺位时表示手动，Z表示自动化机型，S表示低噪声机型，SZ表示低噪声自动化机型；

5--用数字表示设计序号；

6--用数字表示变形代号；

7--用字母表示环境特征，缺位时表示普通型，TH表示温热带型。

例：75GFS3表示额定功率为75KW，交流工频，陆用，低噪声，设计序号为3的柴油发电机组。

发电机使用过程中的注意事项

在使用机组的过程中应该注意的问题有哪些

机组在使用过程中至关重要的注意事项：

1、水箱中水必须充足，并保持在允许的温度范围内工作。

2、润滑机油必须到位、但不过量，并保持在允许的压力范围内工作。

3、频率稳定在50HZ左右，电压稳定在400V左右。

4、三相电流均在额定范围以内。

使用什么样的机油？

机油是发动机的血液，一旦客户使用不合格的机油会导致发动机发生轴瓦咬死、齿轮打牙、曲轴变形断裂等严重事故、直至全机报废。机油的型号是15W40或50，CD级或CF级的都行。

发电机所带的负荷在使用中必须保持三相平衡，大偏差不得超过25%，严禁缺相运行。

保养状况应该注意哪些呢？

需要经常更换或清洗的零部件有柴油过滤器、机油过滤器、空气过滤器。新机在磨合期中难免有杂质进入机油底壳内，使机油及机油滤清器发生物理质变或化学质变，柴油发电机组属振动工作器。而且很多国内生产或组装的机组该用双螺母的没用，该用弹簧垫片的没用，一旦电器紧固件松懈，会产生很大的接触电阻，导致机组运行不正常，所以机组每运行200小时后，要进行一项所有电器接触件的紧固工作。

开机送电后带负荷顺序是负荷从大到小依次带上。

关机之前卸负荷顺序从小到大依次卸下，带负荷关机属紧急停机，对机组的冲击较大。带负荷开机属违规操作对发电设备用电设备均会带来损害，最后关机，请切记一定要先卸负载再停机。