Motors as Generators for Micro Hydro Power pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Stylus Pub Llc

作者:Smith, Nigel

出品人:

页数:89

译者:

出版时间:

价格:$ 33.84

装帧:Pap

isbn号码:9781853396458

丛书系列:

图书标签:

• Micro Hydro Power
• Generators
• Motors
• Renewable Energy
• Electrical Engineering
• Power Generation
• Alternative Energy
• Sustainable Energy
• Hydropower
• Energy Conversion

《微型水力发电的动力之源：驱动与转化》 本书深入探讨了微型水力发电系统中的核心要素——动力装置（Motors as Generators）在能量转化中的关键作用。它并非一本关于水力发电基础原理的入门读物，而是聚焦于如何将常见的电动机改装、优化，使其高效地作为发电机应用于微型水力发电场景。本书旨在为工程师、技术人员、项目开发者以及对可再生能源解决方案感兴趣的个人提供一套详实的技术指南和实践参考。 核心内容聚焦： 本书的每一章节都将围绕“电机如何成为发电机”这一核心问题展开，并通过详细的技术解析、实操案例和理论推导，为读者构建一个全面而深入的理解框架。 第一章：微型水力发电的潜力与挑战 本章将简要介绍微型水力发电的定义、应用领域（如偏远地区供电、农业灌溉、分布式能源网络等）以及其作为一种清洁、可持续能源的独特优势。 重点会放在微型水力发电系统在实际部署中面临的技术挑战，特别是能量获取的效率、发电单元的成本效益以及如何利用现有或易得的动力设备来解决这些问题。这一部分将为后续章节中讨论利用电机作为发电机提供理论基础和现实动机。 第二章：电动机作为发电机的理论基础 本章将从电磁感应原理出发，详细阐述发电机的工作机理。 我们将深入剖析不同类型电动机（如直流电机、交流同步电机、交流异步电机）的结构和工作原理，并解释它们在反向驱动时，即作为发电机运行时，内部产生的电磁现象。 重点将放在法拉第电磁感应定律、楞次定律在发电机工作中的体现，以及感应电动势、电磁转矩的产生过程。对于不同类型电机的发电机特性（如电压特性、电流特性、功率特性）进行理论上的区分和论述。 第三章：常见电动机类型的发电机化改造与优化 本章是本书的核心实践部分，将针对三种主要的电机类型——直流电机（DC Motors）、交流感应电机（AC Induction Motors）和交流同步电机（AC Synchronous Motors）——进行详细的改造策略和优化方案。 直流电机作为发电机： 分析永磁直流电机（PMDC）和串励直流电机（Series DC）在作为发电机时的特性。 讨论如何通过调整励磁电流（对于有励磁绕组的电机）、选择合适的转速以及考虑换向器和电刷的磨损问题，来优化其发电效率和输出稳定性。 将介绍如何利用简单的整流电路将直流输出转换为可用的交流或稳定直流。 交流感应电机作为发电机（Asynchronous Generator）： 详细阐述感应发电机的工作原理，特别是其对外部无功功率的需求（励磁）以及与同步发电机的区别。 介绍如何通过外部电容组（Static Synchronous Compensator, SSC）或动态补偿装置来提供励磁，实现自励或他励的感应发电机运行。 探讨转子绕组的设计（笼型与绕线型）对发电性能的影响，以及如何通过调整滑差、转速和负载来优化功率输出。 重点讲解感应发电机在不同转速下的输出特性，以及如何通过变速控制来匹配水轮机的特性。 交流同步电机作为发电机（Synchronous Generator）： 分析同步电机作为发电机的优势，如稳定的电压频率输出，以及其对励磁系统的要求。 讨论如何根据电机类型（永磁同步电机PMSM、电励磁同步电机）进行相应的励磁控制策略。 对于永磁同步电机，将侧重于其高效率和紧凑性，并探讨如何通过先进的控制算法（如最大功率点跟踪，MPPT）来优化能量捕获。 对于电励磁同步电机，将深入研究励磁调节器（AVR）的设计和应用，以保证输出电压的稳定。 第四章：水轮机与发电机（电机）的匹配设计 本章将重点解决如何将改装后的电机高效地与各种微型水轮机（如水轮泵、冲击式水轮机、轴流式水轮机等）进行匹配。 分析不同类型水轮机的特性曲线（流量-扬程、功率-转速），以及如何根据水轮机的额定转速、功率输出和运行范围来选择合适的电机类型和尺寸。 讨论转速匹配问题：如何通过齿轮箱、皮带传动或直连方式，将水轮机的驱动转速与电机作为发电机所需的最佳运行转速进行匹配。 介绍轴功率和电能之间的转化效率，以及在匹配过程中需要考虑的机械损耗。 第五章：控制系统与电能管理 本章将关注微型水力发电系统中，作为发电机的电机输出电能的有效管理与控制。 输出稳压与稳频： 讨论针对不同发电机类型（如感应发电机、同步发电机）所需的电压和频率调节技术，包括基于电容补偿、电子调压器（如PWM控制器、DC-DC升降压转换器）的应用。 最大功率点跟踪（MPPT）： 详细介绍MPPT算法在微型水力发电中的应用，无论是在恒定水头或变化水头条件下，如何调整运行点以最大化能量捕获。 电网连接与离网运行： 讨论发电机的输出如何接入微电网或独立供电。介绍并网控制策略，包括同步、功率注入和无功功率补偿；以及离网系统中的负载管理、电池储能集成等。 保护与安全： 涵盖过电压、欠电压、过电流、过载、短路等故障的检测与保护措施，确保系统的稳定运行和设备安全。 第六章：实际案例分析与技术挑战 本章将通过一系列实际的微型水力发电项目案例，来展示如何应用本书介绍的技术。 案例将涵盖不同地理环境、不同水资源条件以及不同应用需求的场景。 对于每个案例，将详细分析项目的设计思路、所选用的电机类型、改造方案、控制策略以及最终的运行效果。 同时，本章还将深入探讨在实际项目实施过程中可能遇到的技术难题，如材料选择、制造精度、现场调试、运行维护等，并提供解决思路。 第七章：经济性评估与未来展望 本章将从经济角度出发，评估利用现有电机进行微型水力发电的成本效益，与购买专用发电机进行对比。 分析项目投资回报周期、生命周期成本以及潜在的经济效益。 展望微型水力发电技术的发展趋势，包括电机设计的新进展、智能化控制技术的融合以及对分布式能源系统贡献的提升。 本书的语言风格将力求严谨、客观，并辅以大量的图表、电路图、数据分析和工程计算，以帮助读者深入理解和掌握相关技术。它将成为每一个渴望利用水力资源、创造可持续能源解决方案的实践者手中不可或缺的工具。

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