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一文带你了解发电机
一、发电机的种类和功能特点
发电机是指受到机械动力的作用时产生电的设备。在这种转换过程中，机械动力来自于各种各样的其他形式的能源，如风能、水能、热能、太阳能等。
根据产生电的类型不同，发电机主要分为直流发电机和交流发电机两大类。
1.直流发电机的功能特点
直流发电机是指受外部机械力作用产生直流电的发电机。
一文带你了解发电机
直流发电机具有使用方便、运行可靠等特点，可以直接为各种需要直流电源的用电设备提供电能。但是直流发电机内部有换向器，易产生电火花，发电效率较低。直流发电机一般可作为直流电动机、电解、电镀、充电及交流发电机的励磁等所需的直流电源。
2.交流发电机的功能特点
交流发电机是指受外部机械力作用产生交流电的发电机，该类发电机又可分为同步交流发电机和异步交流发电机。其实物外形如图2所示。
在交流发电机中同步发电机为常见，该类发电机由直流电流励磁，既能提供有功功率，也能提供无功功率，可用于为各种需要交流电源的负载设备供电。另外，同步发电机按所用原动机的不同又可分为汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、风力发电机4种。
交流发电机的应用十分广泛，例如各种发电站、企业、商铺及家庭备用电源、汽车等均使用发电机供电，其应用实例如图3所示。
二、发电机的型号与技术参数
为了便于对发电机的生产管理和使用， 对发电机的型号进行了编制方法的统一，并在其外壳比较明显的位置贴有发电机的铭牌，其中包含的参数主要有发电机的型号、额定电压、额定电源、额定功率、绝缘等级、频率、功率因数以及转速等。
1.发电机的型号含义
发电机的型号通常是对机组的型号进行的说明，其中包含的息有发电机输出的电压的种类、发电机机组的类型、控制特征、设计序号以及环境特征等，如图5所示。
除此之外，有些发电机的型号较为直观简单，识别时较为方便，如图6所示，其中包含有产品编号、额定电压及额定电流等。
例如，图7所示典型发电机的铭牌标识，从中可以了解其型号为“200GF6，参照上述命名方法可了解其型号所标识的含义。”
2.发电机的主要技术参数
发电机的技术参数通常与型号一样通过铭牌标签粘贴或直接标识在发电机的外壳上，以供选用和检修时参考，如图8所示。
发电机的主要技术参数包括：额定电压、额定电流、转速、频率、功率因数、定子接法和绝缘等级等。
(1)额定电压
额定电压指发电机在正常运行时输出的额定电压，单位是kV。
(2)额定电流
额定电流是指发电机正常并连续工作时的 工作电流，单位是kA。当发电机其他各参数都在额定的情况下，发电机以该电流运行，其定子绕组的温升不会超过允许的范围。
(3)转速
发电机的转速是指发电机主轴在1min内的 旋转速度。该参数是判断发电机性能好坏的重要参数之一。
(4)频率
频率是指发电机中交流电正弦波周期的倒数，其单位为赫兹(Hz)。例如一台发电机的频率为50Hz，则表明其交变电流的方向等参数1s改变50次。
(5)功率因数
发电机是靠电磁转换进行发电的，其输出的功率可以分为两种，即无功功率和有功功率。无功功率主要是用来产生磁场，进行电与磁的转换;而有功功率则是为用户提供的。在发电机输出的总功率中，有功功率所占的比例就是功率因数。
(6)定子接法
发电机的定子接法主要可以分为两种，即三角形(△形)联结和星形(Y形)联结，如图9所示。在发电机中，通常发电机定子的3个绕组一般都联结成星形。
(7)绝缘等级
发电机的绝缘等级主要是指其绝缘材料耐高温的等级。在发电机中绝缘材料是较为薄弱的环节，该材料在过高的温度中很容易加速老化甚至损坏，所以不同的绝缘材料其耐热等级
也有所区别。该参数通常是用字母表示的，其中Y 表示耐热温度为90℃，A 表示耐热温度为105℃，E 表示耐热温度为120℃，B 表示耐热温度为130℃，F 表示耐热温度为155℃，H 表示耐热温度为180℃，C 表示耐热温度为180℃以上。
(8)其他
在发电机中，除上述技术参数外，还有发电机的相数、机组总重量和制造日期等参数。这些参数在识读时比较直观易懂，主要供使用者在使用时或是购买时参考。
三、发电机在线路中的符号标识
发电机是电力拖动、机床等控制线路中必不可少的部件之一。在绘制各控制线路对应的原理图时，发电机并不是用其实际外形体现，而是由代表其功能的图样或简图、字母等符号进行标识的。发电机的符号与电动机符号相似，一般用字母“G”文字符号标识。其中G表示发电机，GD表示直流发电机，GA表示交流发电机(异步发电机)，GS表示同步发电机，GH表示永磁发电机。根据这些不同的字母标识，可以快速识别出该线路中使用的发电机的类型。
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沃尔沃柴油发电机组
沃尔沃柴油发电机组主要组成部分包括：
(1)柴油发动机
(2)交流同步发电机
(3)冷却系统
(4)飞轮及其护罩、联轴器、避震器及机组底座
(5)燃油系统
(6)排气系统和排烟系统
(7)日用油箱
(8)电动起动系统
(9)DC24V蓄电池组(密封铅酸电池)
(10)DC24V直流电源装置和直流起动电动机
(11)空气、燃油、润滑油过滤器
(12)高精度电子调速器
机组主要性能
(1)机组符合GB《工频柴油发电机组通用技术条件》和《自动化柴油发电机组通用技术条件》以及国际《250至3200KW柴油发电机通用技术条件》和《自动化柴油发电机组分级要求》的规定。
(2)当低压配电系统市电中断供电，机组在5秒钟内完成自动起动，10秒钟内电压达到额定值并可向负载供电。自起动可连续作三次起动尝试，若三次起动失败，机组自动停止操作，并自锁和发出声音号。当市电恢复正常，机组经延时后自动停机。
（3）发电机组具备远程监测和控制功能，提供RS485通接口并提供通协议。
（4）柴油发电机组及其控制屏、相应的电器设备均应保证在（7）的使用条件下能正常工作。
（5）机组配备手操（钥匙）电启动装置及相应仪表，当自动化控制屏发生故障时应能采用手动钥匙的方式启动、运行，并通过设置的机械油压、水温、转速、电流、电压、频率仪表对机组运行情况进行监视。
（6）不论是手动或自动化控制状态，发电机的频率和电压均可预调并在出厂时预调设置完成。
(7)使用条件：
a．海拔高度 不超过1000m
b．环境温度 +0—+40℃
c．空气相对湿度 小于95％(20℃时)
(8)主要技术指标
a． 发电机额定功率；见参数
b． 电压：3相交流380／220V(满载电压)、400／230V(空载电压)，电压波动±0.5％，电压瞬态调整率≤＋15％- -15％
c．频率：50Hz，波动率±1％，频率瞬态调整率≤+10％— -10％。
d．功率因数：大于0．8 。
f．电子调整器，稳态电压调整率≤±0.5％ 。
g．电子调速器自空载至满载时，稳态频率调整率<±0．25％。
h．电压稳定时间<1秒 。
I．频率稳定时间<1秒 。
j．机组在空载额定电压时线电压波形正弦性畸变率应不大于5％。
k．机组工作时振动的单振幅值应不大于5.0mm。
(9)故障自动停机和保护装置：
冷却水温度过高
机油压力过低
发动机超速
发动机起动三次失败
发动机起动后未能升速或达不到额定转速
机组起动成功后升至额定转速但发电机未能建压或缺相
(10)声光报警号
冷却水温度过高
机油压力过低
发动机超速
发动机起动三次失败
发动机起动后未能升速或达不到额定转速
机组起动成功后升至额定转速但发电机未能建压
紧急停机
DC24V电池组电压过低
205.2.3 柴油发动机
直列四冲程重型柴油发动机，燃油系统为后冷式涡轮增压直接注入点火，汽缸套可更换湿式油底壳润滑系统。全电子自动控制调速。
（1）柴油发动机采用‘瑞典VOLVO PENTA公司’的产品。柴油机的主要配件（涡轮增压器、空气/燃油/机油滤清器、油水分离器、机油泵、联轴器、电子调速器、直流起动电动机等）为柴油机原厂家配套（或柴油机原厂指定产品）。
(2)柴油发动机的功率与发电机的额定功率配套，满足发电机全负荷功率输出，包括完整的辅助设备和配件，符合相关技术标准以及本标书提出的要求，达到运行稳定、动平衡好、震动小、损耗和噪声低的优良运行性能。
(3)燃油和机油系统：
a、机组燃油及机油消耗率低，在标准大气状态下，输出额定功率时燃油消耗小，机油燃油过滤系统：高精度纸基过滤器，直流燃油电磁阀。
b、机油过滤：高精度纸基润滑过滤器，带旁通保护。
c、发电机组油箱：柴油发电机组机配足满负荷运行所需8-16小时油箱，油箱设有油位计。
(4)冷却系统：
a、发动机冷却为风冷式自带风扇水箱封闭水循环。
(5)电动起动系统：
a．发动机由DC24V直流电动机起动，可手动、自动起动。
b．DC24电源采用恒压式充电器。
c．DC24V电池组采用封闭式铅酸电池，电池容量满足6次连续起动发动机而不致过度放电。
(6)联轴器及避震装置
a．柴油发动机与发电机采用柔性直接联接。
b．柴油机和发电机与底座之间装设避震器、底座安装有减震措施。
(7)排风与排烟系统
发动机配备消音功能大于15dB的消音器和膨胀节，发电机至消音器及消音器至排烟管采用不锈钢软性波纹管连接。
(8)调速：配置高精度电子调速器，并可手动调速。
205.2.4 交流发电机
（1）发电机采用国产品牌‘上海斯坦福动力设备有限公司’‘格睿系列’的产品。
(2)三相四线制，额定电压400/230V ，50HZ，。水平联轴，防滴、网护式同步发电机，外壳防护等级IP23，H级绝缘， cosα滞后0.8。无刷自励磁，固体电路，自动恒压，电压调整采用高精度电压自动调整器（AVR）。
(3)发电机特性：
发电机的特性与发动机的转矩特性匹配，使发电机满载时能充分利用发动机功率而不超载。
205.2.5 发电机组控制柜
(1)柜体结构：采用冷扎钢板经酸洗磷化喷漆，不易生锈，防护等级IP4X。符合 通用电器标准；颜色由业主确定。
(3)空气断路器：
a．采用塑壳断路器塑壳开关。
b．额定电流：按发电机 供电电流配置。
c． 分断能力：50kA。
g．具有过载长延时脱扣、短路短延时脱扣、短路瞬时脱扣保护
主要技术指标
1. 电源：
直流输入：9－35V（需要油机启动号时拉入）
交流输入：取自一二路A、N相电压，只要其中一路有电,即可工作,单相电压＞180V。
输入线电压：0－270V（单相）╱0－460V（三相）
输入三相电流：0－5A（额定）
频率：50Hz
(4)发电机组控制装置：
a、自动化控制器采用‘郑州众智科技股份有限公司’6100U液晶显示屏，汉字显示机组工作状态，并能显示、设置工作参数：
可显示：发电机电压（各相）、发电机电流（各相）、频率、有功功率、功率因素、有功电度、运行时间、冷却水温、机油油压、转速、主油箱油位、电池组电压等参数。
故障存储与查询可指示：冷却水温度过高、机油压力过低、发动机超速、发动机起动三次失败、发动机起动后未能升速或达不到额定转速 、机组起动成功后升至额定转速但发电机未能建压、紧急停机、日用主油箱油位过低、DC24V电池组电压过低等事故报警记录，故障记录大于10条，可及自动更新。
具备频率预调、电压预调、发电机起动/停止手动控制、直流电池组自动浮充电、自动电压调整器、音响报警、RS485通接口。
b、开关及按钮
发动机启动手动/自动操作选择开关、紧急停车按钮、警告号解除按钮、故障复位按钮、手动启动钥匙开关。
（5）发电机具备远程“三摇”功能，提供开放的远程通协议和调试软件，通接口为RS485口。
a、摇控功能包括：故障复位、开机、停机、警告号解除。
b、摇测功能包括：发电机电压（各相）、发电机电流（各相）、频率、有功功率、功率因素、有功电度、运行时间、冷却水温、机油油压、转速、油箱油位、电池组电压。205.2.6 备用零件、附件
为确保柴油发电机组的正常和运行，便于监视和检测、维护、修理和提高运行可靠性。供货商在交货后十年内供应相同型号的备件或相同或较好质量的替代品。
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