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

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-10-28

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當(dāng)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(duì)小型發(fā)電機(jī)需求量的大大增加，而在市場(chǎng)上很難買到7kW以下的同步發(fā)電機(jī)。由三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)和電容器組成的電容發(fā)電機(jī)，因其具有一機(jī)兩用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，目前仍然有些地位?，F(xiàn)就這種發(fā)電機(jī)的原理，運(yùn)行特性等從理論上分析如下： 1．電容發(fā)電機(jī)原理感應(yīng)發(fā)電機(jī)的原理接線如圖1a。其轉(zhuǎn)子上如有剩磁Φ0時(shí)，當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)就切割定子繞組而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)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(qiáng)，使定子繞組中感應(yīng)電勢(shì)進(jìn)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(jìn)，直到電機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n：(如圖2示)。 2、特性分析據(jù)對(duì)J052—4型7。0kW電容發(fā)電機(jī)組所作試驗(yàn)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(dāng)電容電流為零時(shí)，感應(yīng)電勢(shì)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(dòng)機(jī)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(jī)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(dāng)ac＝a1時(shí)的電容值為臨界電容值，因此建立電壓的第二個(gè)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(dòng)勢(shì)(伏)；Ic一電容電流(安)；C1 C2、C3一采用乙接線時(shí)的三相總電容值(微法) 根據(jù)上述分析，欲維持發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，為避免久置不用的發(fā)電機(jī)失磁，在有電源的地方，應(yīng)先做電動(dòng)機(jī)運(yùn)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(duì)定子繞組進(jìn)行幾分鐘充電，使轉(zhuǎn)子獲磁，對(duì)失磁不太嚴(yán)重的發(fā)電機(jī)，可通過適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速與增加投入電容量來建立電壓。發(fā)電機(jī)投入運(yùn)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(dòng)。對(duì)動(dòng)力負(fù)載應(yīng)注意其容量值，不要超過發(fā)電機(jī)容量的25%，所帶電動(dòng)機(jī)的單個(gè)容量不應(yīng)超過發(fā)電機(jī)總?cè)萘康?0％，否則，電動(dòng)機(jī)難于起動(dòng)。當(dāng)略大于規(guī)定價(jià)時(shí)，可通過并聯(lián)三相電容器加以適當(dāng)補(bǔ)償，否則難以穩(wěn)定運(yùn)行。增減負(fù)載時(shí)，要與所配負(fù)載電容容量的調(diào)整同步進(jìn)行，并防止過電壓。當(dāng)動(dòng)力與照明混用時(shí)，應(yīng)先起動(dòng)動(dòng)力，而后加照明。 (2)保持電容量不變時(shí)，轉(zhuǎn)速與電壓間關(guān)系(如圖4所示)。試驗(yàn)表明，當(dāng)采用不同的電容容量時(shí)，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(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速(頻率)上升，會(huì)使電容電流增入，使ac變小。這說明頻率對(duì)電壓的影響較敏感。圖4 保持電容值不變時(shí)，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(shí)還知道，當(dāng)保持額定電壓值不變時(shí)，頻率越高、所需電容量可適當(dāng)降低，如圖5所示。 C一電容量(微法)；f一頻率(赫芝) (3)負(fù)載特性。指一定轉(zhuǎn)速下，發(fā)電機(jī)電壓與負(fù)載電流的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓隨之下降且幅度較大。如把負(fù)載電流加大到超過臨值Ilin時(shí)，此電機(jī)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(fù)載對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的影響比電阻性大得多，由實(shí)驗(yàn)中可見到，這是因?yàn)樗惨找徊糠蛛娙蓦娏魉隆Ｌ貏e是當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，需要幾倍于正常運(yùn)行的電流，常易造成發(fā)電機(jī)無法維持電壓。據(jù)發(fā)電機(jī)的負(fù)載特性，當(dāng)負(fù)荷電阻只Rf、于tga√3時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓將下降，直到零壓。所以電容發(fā)電機(jī)在三相短路及不對(duì)稱短路的情況下，都必然造成其端電壓迅速消失，不會(huì)引起大的短路電流，是這種電機(jī)運(yùn)行上的特點(diǎn)，對(duì)簡(jiǎn)化繼電保護(hù)設(shè)備很有補(bǔ)益，已被實(shí)踐所證明，這也是一大優(yōu)點(diǎn)。 (4)電容發(fā)電機(jī)的輸出功率。其數(shù)值應(yīng)為銘牌功率(kw)值除以電機(jī)效率。電容發(fā)電機(jī)的輸出電流是負(fù)載電流與電容電流(勵(lì)磁)二者的向量和，是大于負(fù)載電流的。為保證發(fā)電機(jī)的正常使用壽命，當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，提高發(fā)電機(jī)電壓的百分比應(yīng)與相應(yīng)降低電流的百分比相當(dāng)，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(jī)組有部分不能達(dá)到額定輸出功率值。究其原因有電容器容量不夠；原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不夠(皮帶輪設(shè)計(jì)選擇不當(dāng)或皮帶調(diào)正不當(dāng))；水輪機(jī)達(dá)不到設(shè)計(jì)出力等，對(duì)這類問題要視具體情況研究解決。 3．結(jié)論在當(dāng)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(jī)組，從經(jīng)濟(jì)性，規(guī)格齊全，使用維修方便，易得易購(gòu)等多方面綜合考慮，做頻率要求不高和獨(dú)立的小容量電源還是可行的。: 回答者：網(wǎng)友

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