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发电机从结构上主要由定子,转子,励磁系统,控制系统组成。另外,在发电机带上负载后,由于电枢反应的去磁作用,而使磁场强度B下降,感应电势E就会降低,同时,由于绕组发热后电阻增加也会使端电压下降,为了维持端电压的稳定,还有一个能随负载变化而变化的直流励磁电源(即励磁系统)。励磁系统由励磁电源,自动电压调节器AVR/DVR,励磁发电机和三相整流二管组成。励磁电源经AVR/DVR 整流调节提供给三相励磁发电机励磁用直流,按AVR/DVR提供的直流大小,励磁发电机发出不同电源的交流再经过整流二管整流提供不同的励磁直流给发电机的转子产生不同大小的磁场,从而使得发电机发出不同的电压。按提供给AVR/DVR电源不同励磁分为自励和他励。
调整发电机输出的电压和频率,其电压值应稳定并达到380v+-10v,频率应达到50Hz+-0.5Hz。[2]表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据。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。
全自动发电机由一台发电机、一台柴油机、一只电池、一套控制系统、故障报警系统和配电柜组成。发电机负责将柴油机产生的机械能转换成电能输出,柴油机则作为发电机的驱动力源,电池为全自动发电机提供启动电源。控制系统则是发电机工作的核心,它能对发电机的各项参数进行检测和控制,保证发电机的自动调节和保护。
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: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、性好等优点;变速运行范围宽,即可超同步运行也可以亚同步运行;转子无励磁绕组,磁结构简单、变频器容量小,可以做成多电机;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。