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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: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-10-01

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當前電力供應緊張，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，結構簡單、堅固耐用、維修方便等優(yōu)點，目前仍然有些地位。現(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)電機原理感應發(fā)電機的原理接線如圖1a。其轉子上如有剩磁Φ0時，當時轉動就切割定子繞組而產生感應電勢Eo，Eo作用在電容上，便產生一超前Eo90o的電流íC，而íC所生磁通由ΦC與ΦC同相(如圖1b)，二者迭加，使轉子總磁通增強，使定子繞組中感應電勢進一步加大為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，感應電勢并不為零，而為1．5伏，這是由轉子剩磁產生的，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，應先做電動機運轉數(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，使轉子獲磁，對失磁不太嚴重的發(fā)電機，可通過適當提高轉速與增加投入電容量來建立電壓。發(fā)電機投入運轉后，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超過發(fā)電機總容量的10％，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整同步進行，并防止過電壓。當動力與照明混用時，應先起動動力，而后加照明。 (2)保持電容量不變時，轉速與電壓間關系(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，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。指一定轉速下，發(fā)電機電壓與負載電流的關系。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，當轉速不變時，提高發(fā)電機電壓的百分比應與相應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；原動機轉速不夠(皮帶輪設計選擇不當或皮帶調正不當)；水輪機達不到設計出力等，對這類問題要視具體情況研究解決。 3．結論在當前條件下，在一定發(fā)電容量(22kW)以下范圍內選用電容發(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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