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风力发电机根据应用场合的不同又分为并网型和离网型风力机。离网型风力发电机亦称独立运行风力机,是应用在无电网地区的风力机,一般功率较小。独立运行风力机一般需要与蓄电池和其他控制装置共同组成独立运行风力机发电系统。这种独立运行系统可以是几kW乃至几十kw,解决一个村落的供电系统,也可以是几十到几百W的小型风力发电机组以解决一家一户的供电。由于风能的随机性,发电机所发出电能的频率和电压都是不稳定的,以及蓄电池只能存储直流电能,无法为交流负载直接供电。因此,为了给负载提供稳定、高质量的电能和满足交流负载用电,需要在发电机和负载之间加入电力变换装置,这种电力变换装置主要由整流器、逆变器、控制器、蓄电池等组成。
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不利于机组也不利于系统。由此可能引起水轮和汽轮发电机本身和汽轮发电机组轴的高机械应力和电磁应力。因而目前广泛采用:可以允许汽轮发电机在一定条件下作短时期的失步运行。这个条件可以简要地按在失步过程中,振荡中心是否多次落入发电机升压变压器及至发电机本身为标准。发电机与系统间发生振荡时的机端测量阻抗在各院校的教课书中均有介绍,当认为Ed=Us时,振荡中心位于处;当Xs=0时,振荡中心即位于处;当=180测量阻抗的小值为。同步发电机失磁的物理特性开路、硅整流的故障以及自动调节励磁装置的故障等,都将导致发电机或部分失磁。这对电机本身及电力系统有时会造成重大危害,尤其是在失磁而失步以后。
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高速同步发电机:因大多数发电机与原动机同轴联动,火电厂高速汽轮机作原动机,所以汽轮发电机通常用高转速的2电机,其转速达3000转/分(在电网频率为60赫时,为3600转/分)。核电站多用4电机,转速为1500转/分(当电网频率为60赫时,为1800转/分)。为适应高速、高功率要求,高速同步发电机在结构上一是采用隐式转子,二是设置专门的冷却系统。隐式转子:外表呈圆柱形,在圆柱表面开槽以安放直流励磁绕组,并用金属槽楔固紧,使电机具有均匀的气隙。由于高速旋转时巨大的离心力,要求转子有很高的机械强度。隐式转子一般由高强度合金钢整块锻成,槽形一般为开口形,以便安装励磁绕组。在每一个距内约有1/3部分不开槽,形成大齿;其余部分的齿较窄,称做小齿。大齿中心即为转子磁的中心。有时大齿也开一些较小的通风槽,但不嵌放绕组;有时还在嵌线槽底部铣出窄而浅的小槽作为通风槽。隐式转子在转子本体轴向两端还装有金属的护环和中心环。护环是由高强度合金制成的厚壁圆筒,用以保护励磁绕组端部不至被巨大的离心力甩出;中心环用以绕组端部的轴向移动,并支撑护环。此外,为了把励磁电流通入励磁绕组,在电机轴上还装有集电环和电刷。
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