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| 利用電磁感應原理將機械能轉變成電能的裝置。可分直流發電機和交流發電機兩大類。通常由汽輪機、水輪機或內燃機帶動。小型發電機也可由風力或其他機械驅動。 |
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| 把汽輪機、水輪機、內燃機所産生的機械能變成電能的機器 |
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電能是現代社會最主要的能源之一。發電機是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備,最早産生於第二次工業革命時期，由德國工程師西門子於1866年製成，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變産生的能量轉化為機械能傳給發電機，再由發電機轉換為電能。發電機在工農業生産，國防，科技及日常生活中有廣泛的用途。
發電機的形式很多，但其工作原理都基於電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以産生電磁功率，達到能量轉換的目的。
發電機的分類可歸納如下：
發電機 { 直流發電機、交流發電機 { 同步發電機、異步發電機(很少采用)
交流發電機還可分為單相發電機與三相發電機。直流發電機 原理圖 |
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發電機通常由定子、轉子、端蓋.機座及軸承等部件構成。
定子由機座.定子鐵芯、綫包繞組、以及固定這些部分的其他結構件組成。
轉子由轉子鐵芯(有磁扼.磁極繞組)滑環、(又稱銅環.集電環).風扇及轉軸等部件組成。
由軸承及端蓋將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力綫的運動，從而産生感應電勢，通過接綫端子引出，接在回路中，便産生了電流。
汽輪發電機 與汽輪機配套的發電機。為了得到較高的效率，汽輪機一般做成高速的，通常為3000轉／分（頻率為50赫）或3600轉／分（頻率為60赫）。核電站中汽輪機轉速較低,但也在1500轉/分以上。高速汽輪發電機為了減少因離心力而産生的機械應力以及降低風摩耗，轉子直徑一般做得比較小，長度比較大，即采用細長的轉子。特別是在3000轉／分以上的大容量高速機組，由於材料強度的關係，轉子直徑受到嚴格的限製，一般不能超過 1.2米。而轉子本體的長度又受到臨界速度的限製。當本體長度達到直徑的6倍以上時,轉子的第二臨界速度將接近於電機的運轉速度，運行中可能發生較大的振動。所以大型高速汽輪發電機轉子的尺寸受到嚴格的限製。10萬千瓦左右的空冷電機其轉子尺寸已達到上述的極限尺寸,要再增大電機容量,衹有靠增加電機的電磁負荷來實現。為此必須加強電機的冷卻。所以 5～10萬千瓦以上的汽輪發電機都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術。70年代以來，汽輪發電機的最大容量已達到130～150萬千瓦。從1986年以來，在高臨界溫度超導電材料研究方面取得了重大突破。超導技術可望在汽輪發電機中得到應用，這將在汽輪發電機發展史上産生一個新的飛躍。 |
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由水輪機驅動的發電機。由於水電站自然條件的不同，水輪發電機組的容量和轉速的變化範圍很大。通常小型水輪發電機和衝擊式水輪機驅動的高速水輪發電機多采用臥式結構，而大、中型代速發電機多采用立式結構(見圖)。由於水電站多數處在遠離城市的地方，通常需要經過較長輸電綫路嚮負載供電，因此，電力係統對水輪發電機的運行穩定性提出了較高的要求：電機參數需要仔細選擇；對轉子的轉動慣量要求較大。所以，水輪發電機的外型與汽輪發電機不同，它的轉子直徑大而長度短。水輪發電機組起動、並網所需時間較短,運行調度靈活,它除了一般發電以外，特別適宜於作為調峰機組和事故備用機組。水輪發電機組的最大容量已達70萬千瓦。
柴油發電機 由內燃機驅動的發電機。它起動迅速，操作方便。但內燃機發電成本較高，所以柴油發電機組主要用作應急備用電源，或在流動電站和一些大電網還沒有到達的地區使用。柴油發電機轉速通常在1000轉/分以下,容量在幾千瓦到幾千千瓦之間，尤以200千瓦以下的機組應用較多。它製造比較簡單。柴油機軸上輸出的轉矩呈周期性脈動，所以發電機是在劇烈振動的條件下工作。因此,柴油發電機的結構部件,特別是轉軸要有足夠的強度和剛度，以防止這些部件因振動而斷裂。此外，為防止因轉矩脈動而引起發電機旋轉角速度不均勻，造成電壓波動,引起燈光閃爍,柴油發電機的轉子也要求有較大的轉動慣量，而且應使軸係的固有扭振頻率與柴油機的轉矩脈動中任一交變分量的頻率相差20％以上，以免發生共振，造成斷軸事故。
柴油發電機組主要由柴油機、發電機和控製係統組成，柴油機和發電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來，二為剛性連接，用高強度蠃栓將發電機鋼性連接片和柴油機飛輪盤連接而成，目前使用剛性連接比較多一些，柴油機和發電機連接好後安裝在公共底架上，然後配上各種傳感器，如水溫傳感器，通過這些傳感器，把柴油機的運行狀態顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設定一個上限，當達到或超過這個限定值時控製係統會預先報警，這個時候如果操作員沒有采取措施，控製係統會自動將機組停掉，柴油發電機組就是采取這種方式起自我保護作用的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數據和執行保護功能的是機組本身的控製係統。 |
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是將風能轉換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機。風力發電利用的是自然能源。相對柴油發電要好的多。但是若應急來用的話，還是不如柴油發電機。風力發電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。
風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。
風力發電正在世界上形成一股熱潮，為風力發電沒有燃料問題，也不會産生輻射或空氣污染。
風力發電在芬蘭、丹麥等國傢很流行；我國也在西部地區大力提倡。小型風力發電係統效率很高，但它不是衹由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小係統：風力發電機＋充電器＋數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對着來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力綫産生電能。
風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機産生的電能變成化學能。然後用有保護電路的逆變電源，把電瓶裏的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。
通常人們認為，風力發電的功率完全由風力發電機的功率决定，總想選購大一點的風力發電機，而這是不正確的。目前的風力發電機衹是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關係。功率的大小更主要取决於風量的大小，而不僅是機頭功率的大小。在內地，小的風力發電機會比大的更合適。因為它更容易被小風量帶動而發電，持續不斷的小風，會比一時狂風更能供給較大的能量。當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能，也就是說一臺200W風力發電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用，獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。
使用風力發電機，就是源源不斷地把風能變成我們家庭使用的標準市電，其節約的程度是明顯的，一個家庭一年的用電衹需20元電瓶液的代價。而現在的風力發電機比幾年前的性能有很大改進，以前衹是在少數邊遠地區使用，風力發電機接一個15W的燈泡直接用電，一明一暗並會經常損壞燈泡。而現在由於技術進步，采用先進的充電器、逆變器，風力發電成為有一定科技含量的小係統，並能在一定條件下代替正常的市電。山區可以藉此係統做一個常年不花錢的路燈；高速公路可用它做夜晚的路標燈；山區的孩子可以在日光燈下晚自習；城市小高層樓頂也可用風力電機，這不但節約而且是真正緑色電源。家庭用風力發電機，不但可以防止停電，而且還能增加生活情趣。在旅遊景區、邊防、學校、部隊乃至落後的山區，風力發電機正在成為人們的採購熱點。無綫電愛好者可用自己的技術在風力發電方面為山區人民服務，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動致富。 |
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柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。
在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾後的潔淨空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定柴油發電機順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動麯軸轉動的力量，從而帶動麯軸旋轉。
將無刷同步交流發電機與柴油機麯軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能産生電流。
這裏衹描述發電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一係列的柴油機和發電機控製、保護器件和回路。
柴油發電機組是一種獨立的發電設備，係指以柴油等為燃料，以柴油機為原動機帶動發電機發電的動力機械。整套機組一般由柴油機、發電機、控製箱、燃油箱、起動和控製用蓄電瓶、保護裝置、應急櫃等部件組成。整體可以固定在基礎上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動使用。 柴油發電機組屬非連續運行發電設備，若連續運行超過12h，其輸出功率將低於額定功率約90%。 儘管柴油發電機組的功率較低，但由於其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便於操作和維護，所以廣泛應用於礦山、鐵路、野外工地、道路交通維護、以及工廠、企業、醫院等部門，作為備用電源或臨時電源。同時這種小型的發電機組也可以作為小型的移動電站使用，成為很多企業的後備電源使用。 |
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由於一次能源形態的不同，可以製成不同的發電機。
利用水利資源和水輪機配合，可以製成水輪發電機；由於水庫容量和水頭落差高低不同，可以製成容量和轉速各異的水輪發電機。
利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機配合，可以製成汽輪發電機，這種發電機多為高速電機(3000rpm)。
此外還有利用風能、原子能、地熱、潮汐等能量的各類發電機。
此外，由於發電機工作原理不同又分作直流發電機，異步發電機和同步發電機。目前在廣泛使用的大型發電機都是同步發電機。 |
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1、購買和使用發電機，應當符合銘牌上的技術要求，如電壓，功率和額定輸出電流等。例如用於豐收—27型拖拉機，東方紅—40型拖拉機等，常用150瓦發電機，額定輸出電流為13安；用於鐵牛—55型拖拉機常用220瓦發電機，額定輸出電流為18安。
2、用於拖拉機上的發電機通常為並激式，也就是說發電機激磁綫圈是並聯的，所以，總要有一端通過機殼與電樞綫圈是並聯的，所以，總要有一端通過機殼與電樞綫圈相接。若激磁綫圈在發電機內通過機殼與電樞綫圈相接叫內搭鐵（圖5—1），即叫“內搭鐵發電機”；若激磁綫圈在發電機外通過調節器搭鐵（圖5—2），即叫“外搭鐵發電機”。國産拖拉機目前使用的直流發電機均為內搭鐵。在接綫時，一定要將激磁綫圈的引出綫與搭鐵的碳刷架相接，激磁綫圈便無電流通過，發電機不會發電。另外有些進口的拖拉機上使用外搭鐵發電機，如果改為內搭鐵發電機，衹要調換發電機激磁綫圈抽頭接綫即可。
3、發電機殼上兩個接綫柱，一般均有“電樞”“磁場”字樣註明。如文字標註不清，可用下述方法識別。
1) 電樞接綫柱：直徑較粗；是接在絶緣的刷架上。
2) 磁場接綫柱：直徑較細；磁場綫圈一個端頭就按在上面。
4 、在拖拉機上的發電機是由發動機帶動的，所以轉動方向是一定的，在檢修時若將發電機反嚮旋轉就不發電，這是因為正轉時電樞綫圈在磁場的作用下感應出的電流經調節器與激磁綫圈相通。激磁綫圈通電後的磁場方向與鐵芯剩磁方向相同，因而磁場不斷增強，電壓迅速升高。反轉時電流方向與正轉時相反，使激磁綫圈通電後的磁場方向與鐵芯剩磁方向相反，磁場越來越弱，使發電機不能發電。
5、當發電機電樞不經負載短路時，發電楊是不會燒壞的。這是因為拖拉機上使用的直流發電機均為並激式。發電機於額定功率下工作時，電樞繞組産生的電流大部分輸嚮外電路，小部分輸入激磁繞組産生磁場。當電樞接綫柱與機殼短路時，發電機電流迅速增大，此時在電機內産生很大的壓降和強烈的電樞反應，使輸出的電壓急劇下降，激磁電流迅速消失，發電機電壓趨近於零。因此，當電樞接綫柱與機殼短路時不會燒壞發電機。
6、在使用中有時發現發電機極性突然改變的現象（即發出的電流方向改變）。這是因為輸出電流驟然增大時，電機內部強烈的電樞反應使鐵芯剩磁方向改變而引起。遇到這種情況必須將其改變過來，才能使充電電路正常工作。改變的方法是：將蓄電池正極與機殼連接，負極與磁場接綫柱相觸2—3秒，即能改變磁極鐵芯的剩磁方向。（在正極搭鐵的係統中）。有時，在檢修中用蓄電池做電源，用跳火花法檢查激磁綫圈故障時，如不註意連接的極性，把蓄電池負極當成搭鐵極，改變了激磁綫圈的電流方向，從而使鐵芯剩磁方向改變了。由於剩磁方向的改變，則發電機電壓極性也隨之改變。這是應當註意的。
7、一般的直流發電機整流子銅片間的雲母片都低於銅片。這是因為銅片比雲母片磨損速度快，使用一段時間雲母片就會高出整流子銅片，使碳刷懸空。這樣整流子和碳刷之間就會出現強烈火花。為避免此現象，整流子車光後應用鋸片將雲母割低於整流子銅片0.8毫米左右。但有的直流發電機如ZF—28型和ZF—33型，整流子銅片間采用人工雲母，它與銅片磨損速度相近，故出廠時未將雲母片割低，檢修這種發電機就不需割低。 |
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作發電機運行的同步電機。是一種最常用的交流發電機。在現代電力工業中，它廣泛用於水力發電、火力發電、核能發電以及柴油機發電。由於同步發電機一般采用直流勵磁，當其單機獨立運行時，通過調節勵磁電流，能方便地調節發電機的電壓。若並入電網運行，因電壓由電網决定，不能改變，此時調節勵磁電流的結果是調節了電機的功率因數和無功功率。
同步發電機的定子、轉子結構與同步電機相同，一般采用三相形式，衹在某些小型同步發電機中電樞繞組采用單相。
工作特性 表徵同步發電機性能的主要是空載特性和負載運行特性。這些特性是用戶選用發電機的重要依據。
空載特性 發電機不接負載時，電樞電流為零，稱為空載運行。此時電機定子的三相繞組衹有勵磁電流If感生出的空載電動勢E0（三相對稱），其大小隨If的增大而增加。但是，由於電機磁路鐵心有飽和現象，所以兩者不成正比（圖1）。反映空載電動勢E0與勵磁電流If關係的麯綫稱為同步發電機的空載特性。
電樞反應 當發電機接上對稱負載後，電樞繞組中的三相電流會産生另一個旋轉磁場，稱電樞反應磁場。其轉速正好與轉子的轉速相等，兩者同步旋轉。
同步發電機的電樞反應磁場與轉子勵磁磁場均可近似地認為都按正弦規律分佈。它們之間的空間相位差取决於空載電動勢E0與電樞電流I之間的時間相位差。電樞反應磁場還與負載情況有關。當發電機的負載為電感性時，電樞反應磁場起去磁作用，會導致發電機的電壓降低；當負載呈電容性時,電樞反應磁場起助磁作用,會使發電機的輸出電壓升高。
負載運行特性 主要指外特性和調整特性。外特性是當轉速為額定值、勵磁電流和負載功率因數為常數時，發電機端電壓U與負載電流I之間的關係,如圖2所示。調整特性是轉速和端電壓為額定值、負載功率因數為常數時,勵磁電流If與負載電流I之間的關係，如圖3所示。圖2中還顯示出電阻性、電容性和電感性3種負載的情況。由於電樞反應磁場影響的不同，三者的麯綫也不一樣。在外特性中，從空載到額定負載時電壓的變化程度稱為電壓變化率△U，常用百分數表示為
同步發電機的電壓變化率約為20～40％。一般工業和傢用負載都要求電壓保持基本不變。為此，隨着負載電流的增大,必須相應地調整勵磁電流。圖3所示為 3種不同性質負載下的調整特性。雖然調整特性的變化趨勢與外特性正好相反，對於感性和純電阻性負載，它是上升的，而在容性負載下，一般是下降的。
結構和分類 同步發電機的結構按其轉速分為高速和低（中）速兩種。前者多用於火電廠和核電站；後者多與低速水輪機或柴油機聯動。在結構上，高速同步發電機多用隱極式轉子，低（中）速同步發電機多用凸極式轉子。
高速同步發電機 因大多數發電機與原動機同軸聯動，火電廠都用高速汽輪機作原動機，所以汽輪發電機通常用高轉速的2極電機,其轉速達3000轉／分（在電網頻率為60赫時,為3600轉／分）。核電站多用4極電機，轉速為1500轉／分（當電網頻率為60赫時，為1800轉／分）。為適應高速、高功率要求，高速同步發電機在結構上一是采用隱極式轉子，二是設置專門的冷卻係統。
①隱極式轉子：外表呈圓柱形，在圓柱表面開槽以安放直流勵磁繞組，並用金屬槽楔固緊，使電機具有均勻的氣隙。由於高速旋轉時巨大的離心力，要求轉子有很高的機械強度。隱極式轉子一般由高強度合金鋼整塊鍛成，槽形一般為開口形，以便安裝勵磁繞組。在每一個極距內約有1/3部分不開槽,形成大齒；其餘部分的齒較窄，稱做小齒。大齒中心即為轉子磁極的中心。有時大齒也開一些較小的通風槽，但不嵌放繞組；有時還在嵌綫槽底部銑出窄而淺的小槽作為通風槽。隱極式轉子在轉子本體軸嚮兩端還裝有金屬的護環和中心環。護環是由高強度合金製成的厚壁圓筒，用以保護勵磁繞組端部不至被巨大的離心力甩出；中心環用以防止繞組端部的軸嚮移動，並支撐護環。此外，為了把勵磁電流通入勵磁繞組，在電機軸上還裝有集電環和電刷。
②冷卻係統：由於電機中能量損耗和電機的體積成正比，它的量級與電機綫度量級的三次方成比例，而電機散熱面的量級衹是電機綫度量級的二次方。因此，當電機尺寸增大時（受材料限製，增大電機容量就得加大其尺寸），電機每單位表面上需要散發的熱量就會增加，電機的溫升將會提高。在高速汽輪發電機中，離心力將使轉子表面和轉子中心孔表面産生巨大的切嚮應力，轉子直徑越大，這種應力也越大。因此，在鍛件材料允許的應力極限範圍內,2極汽輪發電機的轉子本體直徑不能超過1250毫米。大型汽輪發電機要增大單機容量，衹有靠增加轉子本體的長度（即用細長的轉子）和提高電磁負荷來解决。目前,轉子長度可達8米，已接近極限。要繼續提高單機容量，衹能是提高電機的電磁負荷。這使大型汽輪發電機的發熱和冷卻問題變得特別突出。為此，已研製出多種冷卻係統。 對於50000千瓦以下的汽輪發電機，多采用閉路空氣冷卻係統，用電機內的風扇吹拂發熱部件降溫。對於容量為5～60萬千瓦的發電機,廣泛使用氫冷。氫氣（純度99％）的散熱性能比空氣好，用它來取代空氣不僅散熱效果好，而且可使電機的通風摩擦損耗大為降低，從而能顯著提高發電機的效率。但是，采用氫冷必須有防爆和防漏措施，這使電機結構更為復雜，也增加了電極材料的消耗和成本。此外，還可采用液體介質冷卻,例如水的相對冷卻能力為空氣的50倍,帶走同樣的熱量，所需水的流量比空氣小得多。因此，在綫圈裏采用一部分空心導綫，導綫中通水冷卻，就可以大大降低電機溫升,延緩絶緣老化,增長電機壽命。1956年,英國首創第一臺12000千瓦定子綫圈水內冷汽輪發電機。1958年，中國由浙江大學、上海電機廠首先研製成第一臺定、轉子綫圈都采用水內冷的 12000千瓦雙水內冷汽輪發電機，為這種冷卻方式奠定了基礎。世界一些國傢在大容量電機中也廣泛采用水內冷技術，並製造出了幾十萬到一百多萬千瓦的巨型發電機。除了水冷外,液體冷卻介質還可使用變壓器油，其相對導熱能力約為水的40％，絶緣性能好，可將發電機額定電壓提高到幾萬伏，從而節約了升壓變壓器的投資。近年來，還在研究用氟利昂作為冷卻介質的蒸發冷卻技術。氟利昂絶緣好，很容易氣化，利用其氣化潛熱來冷卻電機，是一種有意義的探索方向。
低速同步發電機 多數由較低速度的水輪機或柴油機驅動。電機磁極數由4極到60極,甚至更多。對應的轉速為1500～100轉／分及以下。由於轉速較低,一般都采用對材料和製造工藝要求較低的凸極式轉子。
凸極式轉子的每個磁極常由1～2毫米厚的鋼板疊成，用鉚釘裝成整體,磁極上套有勵磁繞組（圖4）。勵磁繞組通常用扁銅綫繞製而成。磁極的極靴上還常裝有阻尼繞組。它是一個由極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環形成的一個短接回路。磁極固定在轉子磁軛上，磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉子可分為臥式和立式兩類。大多數同步電動機、同步調相機和內燃機或衝擊式水輪機拖動的發電機，都采用臥式結構；低速、大容量水輪發電機則采用立式結構。
臥式同步電機的轉子主要由主磁極、磁軛、勵磁繞組、集電環和轉軸等組成。其定子結構與異步電機相似。立式結構必須用推力軸承承擔機組轉動部分的重力和水嚮下的壓力。大容量水輪發電機中，此力可高達四、五十兆牛（約相當於四、五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結構復雜，加工工藝和安裝要求都很高。按照推力軸承的安放位置，立式水輪發電機分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機架的上部或中部，在轉速較高、轉子直徑與鐵心長度的比值較小時，機械上運行較穩定。傘式的推力軸承放在轉子下部的下機架上或水輪機頂蓋上。負重機架是尺寸較小的下機架，可節約大量鋼材，並能降低從機座基礎算起的發電機和廠房高度。
同步發電機的並聯運行 同步發電機絶大多數是並聯運行，並網發電的。各並聯運行的同步發電機必須頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則，並聯合閘的瞬間，各發電機之間會産生內部環流，引起擾動，嚴重時甚至會使發電機遭受破壞。但是，兩臺發電機在投入並聯運行以前，一般說來它們的頻率與電壓的大小和相位是不會完全相同的。為了使同步發電機能投入並聯運行，首先必須有一個同步並列的過程。同步並列的方法可分為準同步和自同步兩種。同步發電機在投入並聯運行以後，各機負載的分配决定於發電機的轉速特性。通過調節原動機的調速器，改變發電機組的轉速特性，即可改變各發電機的負載分配，控製各發電機的發電功率。而通過調節各發電機的勵磁電流，可以改變各發電機無功功率分配和調節電網的電壓。
準同步並列 將已加勵磁的待投運發電機通過調節其原動機的轉速和改變該發電機的勵磁，使其和運行中的發電機的頻率差不超過0.1～0.5％。在兩機電壓相位差不超過10°的瞬間進行合閘並聯，兩者即可自動牽入同步運行。準同步並列的操作可以手動，也可以藉自動裝置完成。
自同步並列 把待投入並聯的發電機轉速調到接近電網的同步轉速，在未加勵磁的條件下就合閘並聯，然後再加入勵磁，依靠發電機和電網之間出現的環流及相應産生的電磁轉矩把發電機迅速牽入同步。采用自同步並列時，由於減少了調節發電機轉速、電壓和選擇合閘瞬間所需的時間，所以並列的過程較快，特別適宜於電力係統事故情況下機組的緊急投入。但是此法在並列合閘瞬間的電流衝擊比較大，會使電網電壓短時下降，電機繞組端部承受較大的電磁力。
8.交流發電機的輸出電壓精度差時如何解决？
在日常生活中我們用交流發電機來供用電設備使用時,常發生用電設備不能正常工作的情況,其原因是發電機輸出的交流電不夠穩定,這時候需要電力穩壓器來穩定電壓,也就是我們日常生活中常用到的交流穩壓電源，交流穩壓電源能使發電機的輸出電壓精度穩定到我們用電設備正常工作所允許的範圍。 |
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全國水電供應因多方原因出現了嚴重緊缺，用電受到一定程度限製，而近幾年，正是我國工業經濟快速發展的時期，衆多企業都紛紛加足馬力投入大規模生産;其次是前兩年衆多廠傢購買發電機是為了應急，在購買時沒有長遠打算，而事過境遷所購的小型發電機已適應不了新需求，在此情況下，更新換代的發電機也占了很大一部分;再者就是機電産品每年的出口量都在遞增，水泵和發電機的市場空間在近幾年內還會很大。正是在三方因素的促進下，五金城水泵和發電機市場又一次迎來了新的發展機遇。
目前最具發展前景的是風力發電機。
風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其藴藏量巨大，全球風能資源總量約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW。中國風能儲量很大、分佈面廣，僅陸地上的風能儲量就有約2.53億千瓦，開發利用潛力巨大。
隨着全球經濟的發展，風能市場也迅速發展起來。2007年全球風能裝機總量為9萬兆瓦，2008年全球風電增長28.8%，2008年底全球纍计風電裝機容量已超過了12.08萬兆瓦，相當於減排1.58億噸二氧化碳。隨着技術進步和環保事業的發展，風能發電在商業上將完全可以與燃煤發電競爭。
“十五”期間，中國的並網風電得到迅速發展。2006年，中國風電纍计裝機容量已經達到260萬千瓦，成為繼歐洲、美國和印度之後發展風力發電的主要市場之一。2007年以來，中國風電産業規模延續暴發式增長態勢。2008年中國新增風電裝機容量達到719.02萬千瓦，新增裝機容量增長率達到108.4%，纍计裝機容量躍過1300萬千瓦大關，達到1324.22萬千瓦。內蒙古、新疆、遼寧、山東、廣東等地風能資源豐富，風電産業發展較快。
進入2008年下半年以來，受國際宏觀形勢影響，中國經濟發展速度趨緩。為有力拉動內需，保持經濟社會平穩較快發展，政府加大了對交通、能源領域的固定資産投資力度，支持和鼓勵可再生能源發展。作為節能環保的新能源，風電産業贏得歷史性發展機遇，在金融危機肆虐的不利環境中逆市上揚，發展勢頭迅猛，截止到2009年初，全國已有25個省份、直轄市、自治區具有風電裝機。
中國風力等新能源的發展前景十分廣阔，預計未來很長一段時間都將保持高速發展，同時盈利能力也將隨着技術的逐漸成熟穩步提升。隨着中國風電裝機的國産化和發電的規模化，風電成本可望再降。因此風電開始成為越來越多投資者的逐金之地。風電場建設、並網發電、風電設備製造等領域成為投資熱點，市場前景看好。2009年風電行業的利潤總額仍將保持高速增長，經過2009年的高速增長，預計2010、2011年增速會稍有回落，但增長速度也將達到60%以上。2010年全國纍计風電裝機容量有望突破2000萬千瓦，提前實現2020年的規劃目標。 |
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| 發電機的種類有很多種。從原理上分為同步發電機、異步發電機、單相發電機、三相發電機。從産生方式上分為汽輪發電機、水輪發電機、柴油發電機、汽油發電機等。從能源上分為火力發電機、水力發電機等。 |
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柴油發電機 由內燃機驅動的發電機。它起動迅速，操作方便。但內燃機發電成本較高，所以柴油發電機組主要用作應急備用電源，或在流動電站和一些大電網還沒有到達的地區使用。柴油發電機轉速通常在1000轉/分以下,容量在幾千瓦到幾千千瓦之間，尤以200千瓦以下的機組應用較多。它製造比較簡單。柴油機軸上輸出的轉矩呈周期性脈動，所以發電機是在劇烈振動的條件下工作。因此,柴油發電機的結構部件,特別是轉軸要有足夠的強度和剛度，以防止這些部件因振動而斷裂。此外，為防止因轉矩脈動而引起發電機旋轉角速度不均勻，造成電壓波動,引起燈光閃爍,柴油發電機的轉子也要求有較大的轉動慣量，而且應使軸係的固有扭振頻率與柴油機的轉矩脈動中任一交變分量的頻率相差20％以上，以免發生共振，造成斷軸事故。
柴油發電機組主要由柴油機、發電機和控製係統組成，柴油機和發電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來，二為剛性連接，用高強度蠃栓將發電機鋼性連接片和柴油機飛輪盤連接而成，目前使用剛性連接比較多一些，柴油機和發電機連接好後安裝在公共底架上，然後配上各種傳感器，如水溫傳感器，通過這些傳感器，把柴油機的運行狀態顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設定一個上限，當達到或超過這個限定值時控製係統會預先報警，這個時候如果操作員沒有采取措施，控製係統會自動將機組停掉，柴油發電機組就是采取這種方式起自我保護作用的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數據和執行保護功能的是機組本身的控製係統。 |
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異步發電機又稱“感應發電機”。利用定子與轉子間氣隙旋轉磁場與轉子繞組中感應電流相互作用的一種交流發電機。其轉子的轉嚮和旋轉磁場的轉嚮相同，但轉速略高於旋轉磁場的同步轉速。常用作小功率水輪發電機。
交流勵磁發電機又被人們稱之為雙饋發電機
三相異步電動機
.交流勵磁發電機由於轉子方采用交流電壓勵磁,使其具有靈活的運行方式,在解决電站持續工頻過電壓、變速恆頻發電、抽水蓄能電站電動-發電機組的調速等問題方面有着傳統同步發電機無法比擬的優越性。交流勵磁發電機主要的運行方式有以下三種:1) 運行於變速恆頻方式;2) 運行於無功大範圍調節的方式;3) 運行於發電-電動方式。
隨着電力係統輸電電壓的提高,綫路的增長, 當綫路的傳輸功率低於自然功率時,綫路和電站將出現持續的工頻過電壓.為改善係統的運行特性, 不少技術先進的國傢,在6"世紀A"年代初開始研究異步發電機在大電力係統中的應用問題,並認為大係統采用異步發電機後,可提高係統的穩定性, 可靠性和運行的經濟性. |
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fadianji
發電機
electrical generator
將機械能轉變成電能的電機。通常由汽輪機、水輪機或內燃機驅動。小型發電機也有用風車或其他機械經齒輪或皮帶驅動的。
發電機分為直流發電機和交流發電機兩大類。後者又可分為同步發電機和異步發電機兩種。現代發電站中最常用的是同步發電機。這種發電機的特點是由直流電流勵磁,既能提供有功功率，也能提供無功功率,可滿足各種負載的需要。異步發電機由於沒有獨立的勵磁繞組，其結構簡單，操作方便，但是不能嚮負載提供無功功率，而且還需要從所接電網中汲取滯後的磁化電流。因此異步發電機運行時必須與其他同步電機並聯，或者並接相當數量的電容器。這限製了異步發電機的應用範圍，衹能較多地應用於小型自動化水電站。城市電車、電解、電化學等行業所用的直流電源，在20世紀50年代以前多采用直流發電機。但是直流發電機有換嚮器，結構復雜，製造費時，價格較貴，且易出故障，維護睏難，效率也不如交流發電機。故大功率可控整流器問世以來，有利用交流電源經半導體整流獲得直流電以取代直流發電機的趨勢。
同步發電機按所用原動機的不同分為汽輪發電機、水輪發電機和柴油發電機 3種。它們結構上的共同點是除了小型電機有用永久磁鐵産生磁場以外，一般的磁場都是由通直流電的勵磁綫圈産生，而且勵磁綫圈放在轉子上，電樞繞組放在定子上。因為勵磁綫圈的電壓較低，功率較小，又衹有兩個出綫頭，容易通過滑環引出；而電樞繞組電壓較高,功率又大，多用三相繞組,有3個或4個引出頭，放在定子上比較方便。發電機的電樞(定子)鐵心用硅鋼片疊成，以減少鐵耗。轉子鐵心由於通過的磁通不變，可以用整體的鋼塊製成。在大型電機中，由於轉子承受着強大的離心力，製造轉子的材料必須選用優質鋼材。
汽輪發電機 與汽輪機配套的發電機。為了得到較高的效率，汽輪機一般做成高速的，通常為3000轉／分（頻率為50赫）或3600轉／分（頻率為60赫）。核電站中汽輪機轉速較低,但也在1500轉/分以上。高速汽輪發電機為了減少因離心力而産生的機械應力以及降低風摩耗，轉子直徑一般做得比較小，長度比較大，即采用細長的轉子。特別是在3000轉／分以上的大容量高速機組，由於材料強度的關係，轉子直徑受到嚴格的限製，一般不能超過 1.2米。而轉子本體的長度又受到臨界速度的限製。當本體長度達到直徑的6倍以上時,轉子的第二臨界速度將接近於電機的運轉速度，運行中可能發生較大的振動。所以大型高速汽輪發電機轉子的尺寸受到嚴格的限製。10萬千瓦左右的空冷電機其轉子尺寸已達到上述的極限尺寸,要再增大電機容量,衹有靠增加電機的電磁負荷來實現。為此必須加強電機的冷卻。所以 5～10萬千瓦以上的汽輪發電機都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術。70年代以來，汽輪發電機的最大容量已達到130～150萬千瓦。從1986年以來，在高臨界溫度超導電材料研究方面取得了重大突破。超導技術可望在汽輪發電機中得到應用，這將在汽輪發電機發展史上産生一個新的飛躍。
水輪發電機 由水輪機驅動的發電機。由於水電站自然條件的不同，水輪發電機組的容量和轉速的變化範圍很大。通常小型水輪發電機和衝擊式水輪機驅動的高速水輪發電機多采用臥式結構，而大、中型代速發電機多采用立式結構(見彩圖中國製造的立式水輪發電機)。由於水電站多數處在遠離城市的地方，通常需要經過較長輸電綫路嚮負載供電，因此，電力係統對水輪發電機的運行穩定性提出了較高的要求：電機參數需要仔細選擇；對轉子的轉動慣量要求較大。所以，水輪發電機的外型與汽輪發電機不 |
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- : electric power generating machinery, electrical generator
- n.: dynamo, gen, generator, generatrix, producer, dynamo output, electric generator, machine for producing electrical energy
- adj.: an electric generator, electric
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- n. génératrice
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