柴油发电机组发电机的组成部分通常涵盖多个关键模块,以下从核心构造到辅助系统依次说明:
1. 定子结构
作为电磁能量转换的核心部件,定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分构成。定子铁芯采用高导磁硅钢片叠压而成,表面开有均匀分布的槽孔以嵌放定子绕组;绕组通常采用星形或三角形接法,通过三相交流电产生旋转磁场;机座则承担机械支撑与散热功能,多采用铸铁或钢板焊接结构。
2. 转子系统
转子是产生磁场的关键部分,分为凸极式和隐极式两种结构。凸极式转子通过磁极铁芯和励磁绕组直接形成磁极,结构简单但磁场均匀性较差;隐极式转子采用整块锻钢加工而成,表面开槽嵌放励磁绕组,磁场分布更均匀,适合高速运行。转子两端装有集电环,通过碳刷与外部直流电源连接实现励磁。
3. 励磁系统
负责为转子提供可控直流电流,包括励磁机、整流装置和自动电压调节器(AVR)。励磁机通常为永磁式或他励式直流发电机,产生的交流电经整流后供给转子;AVR根据输出电压波动实时调整励磁电流,确保电压稳定在±0.5%范围内。
4. 冷却系统
为保障连续运行能力,发电机配备风冷或水冷装置。风冷系统通过风扇强制空气循环散热,水冷系统则利用冷却液在封闭管道中循环散热。现代机组多采用复合冷却方式,如定子水冷+转子空冷,确保散热效率。
5. 轴承与支撑
采用滑动轴承或滚动轴承,通过油膜或滚子实现低摩擦运转。轴承座设计有油道循环系统,配合温度传感器实时监控轴瓦温度,避免因润滑不良导致的烧瓦事故。
6. 通风与绝缘
定子绕组采用F级绝缘材料,配合通风槽设计增强散热。转子端部装有离心式风扇,随转速变化自动调节风量。全封闭结构配备空气过滤器,防止灰尘进入影响绝缘性能。
7. 监测与保护
配备温度传感器、振动监测仪和差动保护装置。温度传感器实时监控定转子温度,过载时自动启动辅助冷却系统;振动超限则触发报警并降功率运行。
8. 附属设备
包括励磁消磁装置、接地保护装置等。励磁系统通过电刷提供直流电,确保磁场稳定;接地装置采用铜排环形布置,接地电阻≤4Ω。
这些部件通过精密的机械配合与电气控制实现整体协同。从电磁感应原理出发,定子绕组切割转子磁场产生三相交流电,经整流滤波后输出稳定电压。现代机组多采用PMG(永磁发电机)与SCR(可控硅整流)结合技术,提升响应速度与能效比。