發(fā)電機是指將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機,再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。
發(fā)電機通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子,轉(zhuǎn)子連接組裝起來,使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn),做切割磁力線的運動,從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢,通過接線端子引出,接在回路中,便產(chǎn)生了電流。
交流發(fā)電機 在日常生活中,用交流發(fā)電機來供用電設(shè)備使用時,常發(fā)生用電設(shè)備不能正常工作的情況,其原因是發(fā)電機輸出的交流電不夠穩(wěn)定,這時候需要電力穩(wěn)壓器來穩(wěn)定電壓,也就是日常生活中常用到的交流穩(wěn)壓電源,交流穩(wěn)壓電源能使發(fā)電機的輸出電壓精度穩(wěn)定到用電設(shè)備正常工作所允許的范圍。
水力發(fā)電機組是實現(xiàn)水的位能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置,一般由水輪機、發(fā)電機、調(diào)速器、勵磁系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電站控制設(shè)備等組成。
(1)水輪機:常用的水輪機有沖擊式和反擊式兩種。
(2)發(fā)電機:發(fā)電機大部分采用同步發(fā)電機,其轉(zhuǎn)速較低,一般均在750r/min以下,有的只有幾十轉(zhuǎn)/分;由于轉(zhuǎn)速低,故磁極數(shù)較多;結(jié)構(gòu)尺寸和重量都較大;水力發(fā)電機組的安裝形式有立式和臥式兩種。
(3)調(diào)速和控制裝置(包括調(diào)速器和油壓裝置):調(diào)速器的作用是調(diào)節(jié)水輪機轉(zhuǎn)速,以保證輸出電能的頻率符合供電要求,并實現(xiàn)機組操作(開機、停機、變速、增、減負荷)及經(jīng)濟運行。為此,調(diào)速器的性能應(yīng)滿足快速操作、反應(yīng)靈敏、迅速穩(wěn)定、運行、維修方便等要求,它還需要可靠的手動操作及事故停機裝置。
(4)勵磁系統(tǒng):水力發(fā)電機一般為電磁式同步發(fā)電機,通過對直流勵磁系統(tǒng)的控制可實現(xiàn)電能的調(diào)壓、有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)等控制,以提高輸出電能的質(zhì)量。
(5)冷卻系統(tǒng):小型水力發(fā)電機的冷卻主要采用空氣冷卻,以通風系統(tǒng)向發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子以及鐵心表面進行冷卻。但隨著單機容量的增長,定、轉(zhuǎn)子的熱負荷不斷提高,為了在一定轉(zhuǎn)速下提高發(fā)電機單位體積的輸出功率,大容量水力發(fā)電機采用了定、轉(zhuǎn)子繞組直接水冷的方式;或者定子繞組用水冷,而轉(zhuǎn)子用強風冷卻。
(6)電站控制設(shè)備:電站控制設(shè)備主要以微機為主,實現(xiàn)水力發(fā)電機的并網(wǎng)、調(diào)壓、調(diào)頻、功率因數(shù)的調(diào)節(jié)、保護和通信等功能。
(7)制動裝置:額定容量超過一定值的水力發(fā)電機均設(shè)有制動裝置,其作用是在發(fā)電機停機過程中,當轉(zhuǎn)速降低到額定轉(zhuǎn)速的30%~40%時,對轉(zhuǎn)子實施連續(xù)制動,以避免推力軸承因低轉(zhuǎn)速下油膜被破壞而燒損軸瓦。制動裝置的另一作用是在安裝、檢修和起動前,用高壓油頂起發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)部件。制動裝置采用壓縮空氣進行制動。