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<青岛>维曼机电设备有限公司



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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。

发电机组租赁品牌： 租赁机组全部为进口机组，品牌有美国卡特、康明斯、瑞典沃尔沃、日本三菱等。根据中国当前的形式及租赁客户需求，目前千伏安的主打品牌以美国康明斯为主，其特点：性能稳定、油耗低、噪音小、频率稳、过载能力强、故障率低，重要的一点是其配件代理商比较多，配件相对来说比较容易采购。针对目前发电机组大多在偏远地区使用这一情况，为了能够在机组出问题后能够更迅捷的解决问题，我们终选用了配件更易采购的康明斯作为租赁主打品牌，这也是出于对用户负责的考虑。

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柴油发电机曲轴的主要损伤 曲轴的主要损伤是轴劲磨损、曲轴裂纹和断裂。 裂纹从油孔处产生，沿与轴线成45°～55°方向发展，造成主轴劲与连杆劲断裂；裂纹由圆角处产生，向曲柄臂发展造成曲柄臂断裂，常发生在曲轴全长2/3的部位上。除上述以外，曲柄还会产生弯曲和扭曲变形。 二、曲轴的检查和修理 1.用磁力探伤器检查曲轴是否有裂纹和损伤 经磁力探伤器检查，曲轴油下列情况就不能继续使用： 1）在曲轴的圆角处或图2-72所示的应去有损伤。 2）在45°的交叉线跨越油孔处或进入有孔的倒角处有裂纹或损伤。 3）出现长达6mm以上的裂纹。 4）在一个轴劲上有多余4处以上的裂纹。 表层下部的显示欠款如图2-73所示，若有下列欠款曲轴就不能使用。 1）在曲轴圆角处或在图2-73的阴影区域内有圆周方向的裂纹与损坏。 2）在圆周方向有长达25mm以上的裂纹。 3）在轴线方向有长达9.5mm的裂纹。 4）有在离有孔倒角距离近于1.5mm的裂纹。 5）有45°的交叉线跨越油孔的裂纹。 请注意：经磁力探伤的曲轴，必须完全地退磁和池底地清洗，才能使用。 2.曲轴磨损部位的测量 1）测量曲轴主轴轴颈和连杆轴颈的圆度误差和圆柱误差。如果圆度误差大于0.05mm或圆柱度误差大于0.013mm，则需要磨削曲轴轴颈。 3.曲轴弯曲度的测量 曲轴弯曲度是指：当曲轴用其两端轴劲支撑时，在中间主轴劲所测得的千分表总读数的一半就是弯曲度或全长的不同心度。 轴颈的跳动量是指：当主轴劲沿着一个共同的轴线转动时，一个主轴机的千分表总读数和另一个相邻的轴颈的千分表总读数之间的差值，即为相邻轴颈的跳动量。 弯曲量得测量：将曲轴的两端轴颈支撑在V形铁上，如图2-76所示，将千分表的量杆放在轴颈中心线处，并使触头触到被测轴劲，转动曲轴，测量每个轴颈，并作记录，把所测中间主轴劲的千分表读数除以2，即为弯曲度。曲轴 弯曲度：K38型柴油机为0.267mm；K50型柴油机为0.356mm。 4.曲轴的修理 1）清洗曲轴中的油道。其方法是：卸下所有孔塞；用一根钎子和擦布及清洗溶液清洗所以曲轴中的油道；用清洁的SAE20或30W号机油润滑油孔，装回孔塞。 2）曲轴轴颈磨损后，可用磨削方法修理。 磨曲轴时，在曲轴前端的曲臂上打记号以标明需安装的主轴瓦或连杆轴瓦的准确尺寸，在后端的曲柄臂上打上需装加厚止推环的尺寸和位置。 在磨削曲轴前，检查它的弯曲度是否在规定的范围内，如果不在规定的范围内，就必须报废。对不进行圆角出来的曲轴，则可以进行较直。

机组水温不宜过低原因 有部分技术人员在操作柴油发电机组时，喜欢把出水温度调得很低，他们认为水温低，水泵中不会出现气蚀现象，冷却水(液)就不会中断，使用中有保险系数。其实水温只要不过95℃就不会发生气蚀，冷却水(液)也不会中断。相反，如果水温过低，对柴油机的工作极为有害。水温过低，主要会带来以下三个方面的危害。 一是温度低，气缸内柴油燃烧条件恶化，着火后燃期增长，发动机工作易粗暴，加剧曲轴轴承、活塞环等零部件的损坏，功率降低，经济性降低。 二是燃烧后的水气易冷凝在缸壁上，造成金属腐蚀。 三是来燃烧的柴油可能稀释机油，使润滑情况变坏。 四是燃料燃烧不而形成胶质，使活塞环卡在活塞环槽内，气门卡住，压缩终了时气缸内压力降低。五是水温过低机油温度也低，机油变稠，流动性变差，以致供油不足，加上曲轴轴承间隙变小，润滑不良。 那么，柴油发电机组的水温多少为宜呢? 冬季气温较低，柴油发电机组环境温度也低，冷却液的温度也会很低。所以柴油发电机组冷却液温度上升也会慢一点，柴油发动机发挥大有效功率时，冷却液的温度应该在80°左右。冬季使用柴油发电机组时，准备送电运行负载时应水温保证在80°左右为佳。 夏季气温较高，今年夏季气温更为反常。有的高温达到44.5°。柴油发电机组的冷却液在这样的高温季节里温度上升很快。柴油发动机在100°水温高温下容易造成拉缸事故，所以柴油发电机组在冷却液过95°左右时应停止工作或者降低负载。

提高柴油发电机接地系统重视是保证人员操作的关键因素 柴油发电机系统不同的市电供电网络，虽然柴油发电机的应用已经非常广泛，但是其接地系统的设计并没有统一的标准来范，再则山于许多柴油发电机系统地接地设计并没有完全由专业的供电管理部门的监督管理，致使在实际的应用中，使柴油发电机的接地系统正确设计往往被忽略。如何做好柴油发电机的系设计和施工，是值得我们注意的问题，往往大家在实际工作中， 并没有对此问题予以高的重视。因为各用系统运行的时间和机会都有限，所以由此而产生的问題会少，但是我们也并不能因此而认为已经做得没问题了。如国接地系统处理不当可能会造成设备的损坏和人员伤害的风险。如何保证提供的供电服务是合格的电源，在各种状况下不会对客户造成威胁，其中接地系统的正确设计和施工是非常值得考虑的。接地系统的一个庞大的系统，我们这里不讨论如何做接地网，这个一般是由大楼设计方负责完成的。如果你是一个小型电站的承包方，那么这一点也是你应该考虑的。本文主要介绍发电机中性点与接地网之问的连接。接地其实分为系统接地和设各接地，设备接地就是把发电机的外壳、底座与接地网用软电缆或柔性铜排与接地网进行连接，确保外壳与地网之间等电位，在系统发生接地的时候不会对人身造成威胁，没备的接地要可靠，而且 有多处进行可靠连接。系统接地时指发电机组中性点与地网之间的连接。低压发电机系统的接地比较简单，GB14050将接地方式分为TN、TT、TI三种接地方式 TN系统 电源端有一个直接接地，电气装置的外露导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到此接地点。根据中性导体和保护导体的组合情况，TN糸统的型式有以下三种： 1、在实际应用中，市电提供的三相五线制的接线方式就是这种接法。 2、如果系統中采用的三相些线制接法，PEN合并在一起，则属十此类解法。 3、TT系统电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源的接地点。 TI系统电源端的带电部分不接地或有一点通过阻抗接地，电气装置的外露可导电部分直接接地。以上的接地系统方式也适用于低压发电机系统，但是由于存在发电机系统和市电供电两个系统，所以如何选择作接地则成为一个认真对待。如果市电供电系统与发电机系统的换采用了4极ATS，那么可以认为这是两个独立电力系 统，其接地应该各自单独考虑，无论是采用三相四线还是三相五线的配电方式，发电机的中性点要与地网进行还接。除非供电方式采用的TI系统。 当市电供电系统与发电机系统的切报采用了3极ATS，一般这时发电机的接地由市电侧提供，发电机的中性点在就地不要与地网进行连接，其只能通过巾电侧的N线接地，注意在市电设备检修的时候不要断开市电N线与地网的连接，否则会造成各用电源系统在接地断开的情况下运行：许多安装人员对于接地系统的重要性认识不足，且不知道如何处理接地问题。发电机厂家一般都提供发电机的中性点，有的中性点出厂时就与外壳连接，有的则没有连接，出于悬空状态，在发电机系统的施工过程中一定要咨询甲方的工程技术人员明确系统的接地方式，按照施工图纸进行接地处理。 如果发电机的中性点没有接地和引出，则无法提供单相负荷的正确使用，误将没有N线的电源接入单相负载，则可能造成设备的损坏。在3极ATS的应用中，如果市电己经提供了系统接地，那么柴油发电机内部的接地就要取消，否则会造成多点接地，会在发生相接地障时影响系统的接地保户动作。 本文简单介绍了低压系统的接地，旨在帮助大家提高对实际工作中遇到的接地系统重视，如果有任何疑问一定要与客户进行交流，不可在故意回避接地问，因为系统接地是涉及系统运行中涉及到设备可靠运行和人员操作的关键因素。

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