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為什么發(fā)電機發(fā)的電,不用投入電容?負載上基本都是感性的用電器

為什么不用投電容?期待大俠來解決~獎勵10分
提問者:網(wǎng)友 2017-10-01
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 當前電力供應(yīng)緊張,電力系統(tǒng)難于解決供需矛盾。這樣就造成了對小型發(fā)電機需求量的 大大增加,而在市場上很難買到7kW以下的同步發(fā)電機。由三相鼠籠異步電動機和電容器組成的電容發(fā)電機,因其具有一機兩用,結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、維修方便等優(yōu)點,目前仍然有些地位?,F(xiàn)就這種發(fā)電機的原理,運行特性等從理論上分析如下:    1.電容發(fā)電機原理    感應(yīng)發(fā)電機的原理接線如圖1a。其轉(zhuǎn)子上如有剩磁Φ0時,當時轉(zhuǎn)動就切割定子繞組而產(chǎn)生感應(yīng)電勢Eo,Eo作用在電容上,便產(chǎn)生一超前Eo90o的電流íC,而íC所生磁通由ΦC與ΦC同相(如圖1b),二者迭加,使轉(zhuǎn)子總磁通增強,使定子繞組中感應(yīng)電勢進一步加大為E1、必然使電容電流加大為臣磁通加大為íC1,總磁通加大為ΦC1,如此反復(fù)促進,直到電機的空載特性曲線V。=f(Ic)與容抗特性直線Vc=f(Ic)二者相交為止。最終的穩(wěn)定電壓大小取決于電容器的容量C及原動機轉(zhuǎn)速n:(如圖2示)。    2、特性分析    據(jù)對J052—4型7。0kW電容發(fā)電機組所作試驗結(jié)果,綜述性能分析如下:    (1)空載特性(如圖3所示)。  空載特性表明,當電容電流為零時,感應(yīng)電勢并不為零,而為1.5伏,這是由轉(zhuǎn)子剩磁產(chǎn)生的,也是用異步電動機發(fā)電建立電壓的必要條件之一。如果用a1表示空載特性曲線的曲線部分與橫軸的夾角,用ac表示容抗直線與橫軸的夾角。很顯然,容抗直線傾角越小,其建立的空載電壓越高。欲使電容發(fā)電機能建立工作電壓并穩(wěn)定工作,必須在一定轉(zhuǎn)速下具有一定的電容值,即要滿足ac<al。當ac=a1時的電容值為臨界電容值,因此建立電壓的第二個條件是在一定轉(zhuǎn)速下,電容器組的容量不小于臨界電容值。    圖3  空載特性的線l與存抗直線2    E。一空載電動勢(伏);Ic一電容電流(安);C1    C2、C3一采用乙接線時的三相總電容值(微法)    根據(jù)上述分析,欲維持發(fā)電機正常運行,為避免久置不用的發(fā)電機失磁,在有電源的地方,應(yīng)先做電動機運轉(zhuǎn)數(shù)分鐘或在沒有電源的地方,在發(fā)電前以6伏電池對定子繞組進行幾分鐘充電,使轉(zhuǎn)子獲磁,對失磁不太嚴重的發(fā)電機,可通過適當提高轉(zhuǎn)速與增加投入電容量來建立電壓。發(fā)電機投入運轉(zhuǎn)后,必須待其建立電壓并升到額定值后,方可加載,即不允許帶載起動。對動力負載應(yīng)注意其容量值,不要超過發(fā)電機容量的25%,所帶電動機的單個容量不應(yīng)超過發(fā)電機總?cè)萘康?0%,否則,電動機難于起動。當略大于規(guī)定價時,可通過并聯(lián)三相電容器加以適當補償,否則難以穩(wěn)定運行。增減負載時,要與所配負載電容容量的調(diào)整同步進行,并防止過電壓。當動力與照明混用時,應(yīng)先起動動力,而后加照明。       (2)保持電容量不變時,轉(zhuǎn)速與電壓間關(guān)系(如圖4所示)。    試驗表明,當采用不同的電容容量時,其電壓迅速上升的起始頻率是不同的,且在一定的頻率范圍內(nèi),雖然頻率與電壓近似呈直線規(guī)律變化,但電壓升高的百分比是不同的。    總之,當電機轉(zhuǎn)速(頻率)上升,會使電容電流增入,使ac變小。這說明頻率對電壓的影響較敏感。    圖4  保持電容值不變時,頻率與電壓關(guān)系    V一線電壓(伏);f一頻率(赫茨)    1一電壓上升過程;2一電壓下降過程    同時還知道,當保持額定電壓值不變時,頻率越高、所需電容量可適當降低,如圖5所示。       C一電容量(微法);f一頻率(赫芝)    (3)負載特性。指一定轉(zhuǎn)速下,發(fā)電機電壓與負載電流的關(guān)系。實驗表明,當負載電流增加時,發(fā)電機端電壓隨之下降且幅度較大。如把負載電流加大到超過臨值Ilin時,此電機輸出電流不旦不增加,反而減小,端電壓隨之失去穩(wěn)定而降低。最后,電壓與電流均降為零(如圖6示)。    電感性負載對發(fā)電機端電壓的影響比電阻性大得多,由實驗中可見到,這是因為它也要吸收一部分電容電流所致。特別是當電動機起動時,需要幾倍于正常運行的電流,常易造成發(fā)電機無法維持電壓。據(jù)發(fā)電機的負載特性,當負荷電阻只Rf、于tga√3時,發(fā)電機電壓將下降,直到零壓。所以電容發(fā)電機在三相短路及不對稱短路的情況下,都必然造成其端電壓迅速消失,不會引起大的短路電流,是這種電機運行上的特點,對簡化繼電保護設(shè)備很有補益,已被實踐所證明,這也是一大優(yōu)點。    (4)電容發(fā)電機的輸出功率。其數(shù)值應(yīng)為銘牌功率(kw)值除以電機效率。電容發(fā)電機的輸出電流是負載電流與電容電流(勵磁)二者的向量和,是大于負載電流的。為保證發(fā)電機的正常使用壽命,當轉(zhuǎn)速不變時,提高發(fā)電機電壓的百分比應(yīng)與相應(yīng)降低電流的百分比相當,以保證其輸出功率不變。    據(jù)了解,現(xiàn)在農(nóng)村中使用的電容發(fā)電機組有部分不能達到額定輸出功率值。究其原因有電容器容量不夠;原動機轉(zhuǎn)速不夠(皮帶輪設(shè)計選擇不當或皮帶調(diào)正不當);水輪機達不到設(shè)計出力等,對這類問題要視具體情況研究解決。    3.結(jié)論    在當前條件下,在一定發(fā)電容量(22kW)以下范圍內(nèi)選用電容發(fā)電機組,從經(jīng)濟性,規(guī)格齊全,使用維修方便,易得易購等多方面綜合考慮,做頻率要求不高和獨立的小容量電源還是可行的。
回答者:網(wǎng)友
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