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　　2蘭州電機(jī)有限責(zé)任公司7 30050王大慶該系列發(fā)電機(jī)的電磁和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

　　敘詞發(fā)電機(jī)無刷勵(lì)磁相復(fù)勵(lì)結(jié)構(gòu)1引言量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)方便長距離輸送。也能高效地應(yīng)用，于國民經(jīng)濟(jì)各部門和日常生活。電力工業(yè)的發(fā)展是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。但是些地區(qū)電力緊張問依然突出，影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。為解決電力不足，在那兒相繼建立柴油發(fā)電站。以柴油發(fā)電機(jī)組作為電能的生產(chǎn)系統(tǒng)，其投資小效快，廣泛地應(yīng)用于自備電廠區(qū)域性電廠或臨時(shí)電廠中。發(fā)電機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換單元，其性能的好壞和可靠性的高低直接影響電源的質(zhì)量，從目前的觀點(diǎn)來看，勵(lì)磁系統(tǒng)已成為交流同步發(fā)電機(jī)中最核心的部份之。勵(lì)磁系統(tǒng)的好壞直接影響同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量，因此各國都致力于勵(lì)磁系統(tǒng)的研究和改進(jìn)。

　　磁相復(fù)勵(lì)系統(tǒng)勵(lì)磁靜止可控硅整流勵(lì)磁無刷系統(tǒng)勵(lì)磁個(gè)階段。從6，年代起，工業(yè)發(fā)達(dá)國家均發(fā)展了自己的無刷同步發(fā)電機(jī)系列。特別是大容量的高壓無刷發(fā)電機(jī)。

　　2發(fā)電機(jī)工作原理電樞，當(dāng)勵(lì)磁繞組通入直流電后，在發(fā)電機(jī)的氣隙內(nèi)產(chǎn)生磁場，當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，定子槽內(nèi)的導(dǎo)體與磁場之間有相對運(yùn)動(dòng)，從而定子導(dǎo)體感應(yīng)出交流電勢。將電勢引出，發(fā)電機(jī)就有電能輸出。空載時(shí)電機(jī)內(nèi)只有個(gè)同步旋轉(zhuǎn)的主極磁場。負(fù)載時(shí)定子繞組有電流，就出現(xiàn)第個(gè)磁勢，因此電機(jī)的勵(lì)磁磁勢可由兩個(gè)分量合成，即產(chǎn)生內(nèi)電勢，所需的磁勢戶和負(fù)載時(shí)補(bǔ)償電樞反應(yīng)磁勢，所需的磁勢，兩個(gè)分量之間的夾角為忭2少簡化相量為保持發(fā)電機(jī)端電壓恒定，勵(lì)磁電流必須隨發(fā)電機(jī)負(fù)載電流及功率因數(shù)2電氣原理21高壓電流互感器2主發(fā)電機(jī)定子繞組3基波輔助繞組4主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組5旋轉(zhuǎn)整流器。

　　6勵(lì)磁機(jī)電樞繞姐7勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組8整定電阻9靜止整流器電壓調(diào)節(jié)器尺線性電抗器3無刷相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)工作原理當(dāng)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，基波輔助繞組切割主機(jī)剩磁場產(chǎn)生剩磁電勢瓦，經(jīng)線性電抗器施于靜止相橋式整流器交流輸入端，整流后為交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組中勵(lì)磁電流，建立交流勵(lì)磁機(jī)磁場，此時(shí)勵(lì)磁機(jī)電樞與主機(jī)轉(zhuǎn)子同軸感應(yīng)出相應(yīng)的電勢及。經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流后為通向主機(jī)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流。如忽略勵(lì)磁電流在輔助繞組中的阻抗壓降即，則在靜止勵(lì)磁回路的電阻線上對應(yīng)而確定在勵(lì)磁繞組連接整流器的極性正確時(shí)，主機(jī)及勵(lì)磁機(jī)氣隙磁場增強(qiáng)，相應(yīng)的在空載特性上產(chǎn)生而隊(duì)1對應(yīng)產(chǎn)生勵(lì)磁電流3，直到發(fā)電機(jī)基波輔助繞組感應(yīng)電壓整流后的直流電壓，作用于靜止勵(lì)磁回路所產(chǎn)生的知在靜止回路中的壓降等于這個(gè)直流電壓時(shí)，即伏安特性直線和基波輔助繞組空載特性曲線相交時(shí)，互相激勵(lì)停止，達(dá)到穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá)到額定值。發(fā)電機(jī)阻來確定。

　　當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流通過高壓電流互感器的次繞組，其次繞組的輸出電流與負(fù)載電流同相位，且成比例，它與經(jīng)線性電抗器滯后于電壓90的電流相量疊加后，經(jīng)靜止相橋式整流器流經(jīng)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組，同時(shí)交流勵(lì)磁機(jī)相應(yīng)的電樞電流經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流后加在主機(jī)勵(lì)磁繞組上，在適當(dāng)?shù)膮��?shù)配合下，勵(lì)磁回路系統(tǒng)能夠提供發(fā)電機(jī)在不同負(fù)載時(shí)所需要的勵(lì)磁電電機(jī)技術(shù)20012流，從而自動(dòng)維持電壓在定范圍內(nèi)恒定。

　　將整定電阻切除，接入電壓調(diào)節(jié)器人尺。

　　控相復(fù)勵(lì)裝置。當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況變化時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓出現(xiàn)偏差，此時(shí)原不可控相復(fù)勵(lì)裝置會(huì)對偏差進(jìn)行校正，而，尺則是通過測量和比較環(huán)節(jié)將偏差作更高精度的校正。尺的調(diào)節(jié)過程只有在有流可分的情況下才能進(jìn)行，即不可控勵(lì)磁系統(tǒng)提供的勵(lì)磁電流有足夠的分流余量。當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓有升高趨勢時(shí)，人使分流值增大，勵(lì)磁機(jī)及主機(jī)勵(lì)磁電流隨之減小。從而使發(fā)電機(jī)端電壓維持不變。反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓下降時(shí)，則作相反的調(diào)節(jié)。

　　發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)接入六7的調(diào)差環(huán)節(jié)，調(diào)差環(huán)節(jié)將給出與發(fā)電機(jī)無功電流成比例的電壓信號(hào)，此信號(hào)與發(fā)電機(jī)端電壓的測量信號(hào)迭加，使并聯(lián)運(yùn)行中各發(fā)電機(jī)能夠均衡地分擔(dān)無功功率。

　　3電磁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)0電磁特點(diǎn)對發(fā)電機(jī)，電壓的波動(dòng)率穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率瞬態(tài)電壓調(diào)整率電壓波形畸變率都是衡量發(fā)電機(jī)性能的重要指標(biāo)。由于無刷發(fā)電機(jī)多個(gè)交流勵(lì)磁機(jī)的磁慣性環(huán)節(jié)，使勵(lì)，回路反應(yīng)時(shí)間變長，無刷發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能變差。為改善發(fā)電機(jī)的性能，主機(jī)的定子齒磁密取值較高。般在16000，5以上，使電機(jī)工作在磁路較飽和狀態(tài)。從發(fā)電機(jī)飽和，勵(lì)磁電源的波動(dòng)對發(fā)電機(jī)端電壓的影響就越小。另外，磁密高的電機(jī)直軸瞬變電抗心將變小，其動(dòng)穩(wěn)定極限將增大，突加負(fù)荷時(shí)的瞬態(tài)電壓降及電壓變化就越小然而磁路飽和導(dǎo)致轉(zhuǎn)子勵(lì)磁容量的上升，勵(lì)磁繞組溫升加大。為此適當(dāng)減小氣隙來補(bǔ)償勵(lì)磁容量的上升，氣隙取值為電機(jī)極犖的1.4左右，但設(shè)計(jì)時(shí)必須采取措施，以降低因氣隙減小而使高次諧波，特別是齒諧波增大對電機(jī)波形的影響。

　　對勵(lì)磁回路，由于用相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓形式，在不可控狀態(tài)下保持電壓恒定，關(guān)鍵是勵(lì)磁回路電磁參數(shù)的選配。作為勵(lì)磁回路的恒壓裝置單元，電抗器和電流互感器的磁密取值小于8000，8，其電抗值要大于勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組電阻器和電流互感器的溫升較。交流勵(lì)磁機(jī)作為勵(lì)磁回路的個(gè)重要單元，為改善無刷發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，提高交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流的瞬時(shí)靈敏度，縮短勵(lì)磁機(jī)的時(shí)間常數(shù)，使其工作狀態(tài)處于磁路非飽和的線性狀態(tài)。通常交流勵(lì)磁機(jī)電樞齒磁密在700008左右，短路比小于0.5，頻率高于主機(jī)頻率。值得注意的是交流勵(lì)磁機(jī)的極數(shù)與主機(jī)的極數(shù)不宜成整數(shù)倍。此外，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障或其它原因使發(fā)電機(jī)端電壓嚴(yán)重下降時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)須進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)，以減小發(fā)電機(jī)電勢的衰減，甚至使發(fā)電機(jī)的電勢升高，從而提高系統(tǒng)統(tǒng)均有定的電感，使得變化總是有所滯后，為縮短滯后，要求勵(lì)磁系統(tǒng)具有定的頂值電壓和電壓增長速度，上述電磁參數(shù)的選配可滿足這種要求。

　　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)無刷相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)主要由主機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)整流器恒壓勵(lì)磁裝置電壓調(diào)節(jié)器組成。主機(jī)定子機(jī)座為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，定子鐵心由優(yōu)質(zhì)硅鋼片疊壓而成，線圈為雙層成型疊繞組，定子槽內(nèi)設(shè)有相基波輔助繞組，該繞組用鍍錫銅芯，46絕緣線外包絕緣放于槽口，端部從主繞組背部跨過1以防裝配時(shí)損傷1輔助繞組線電壓取值小于400主機(jī)轉(zhuǎn)子用凸極結(jié)構(gòu)，為便于整流元件的選用，提高元件工作可靠性，磁極線圈匝數(shù)較般電機(jī)多，以提高勵(lì)磁電壓，降低勵(lì)磁電流。交流勵(lì)磁機(jī)用旋轉(zhuǎn)電樞結(jié)構(gòu)，電樞與主機(jī)轉(zhuǎn)子同軸，定子為凸極式散型繞組結(jié)構(gòu)，機(jī)座與主機(jī)在同底座上，勵(lì)磁機(jī)置于前軸承外側(cè)旋轉(zhuǎn)整流器為組合式相全波線路結(jié)構(gòu)，整流元件用受壓應(yīng)力徑向安裝的方式，以提高元件在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的可靠性。因?yàn)榇笮桶l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)有阻尼繞組，勵(lì)磁機(jī)較大，故旋轉(zhuǎn)整流器單元中未設(shè)置阻容保護(hù)和熔斷器整流元件與集電環(huán)硅鋁合底板2后軸承3轉(zhuǎn)子4定子5恒壓裝置6旋轉(zhuǎn)整流器7前軸承8勵(lì)磁機(jī)定子9勵(lì)磁機(jī)電樞電機(jī)技術(shù)2001 kgm2其中18輻鐵數(shù)與圓鋼輻鐵相同方鋼輻鐵厚度42以，2飛計(jì)算程序及結(jié)果如下上接第，頁金材料連接后，用南大7，3膠涂封，以防止電腐蝕。恒壓勵(lì)磁裝置用電抗移相復(fù)勵(lì)型式，電抗器氣隙可調(diào)，電壓由基波輔助繞組提供；高壓電流互感器由3個(gè)單相電流互感器組成，分別串接于電機(jī)相高壓繞組末端；靜止整流器用相整流橋模塊，恒壓勵(lì)磁裝置中所有單元均固定在同支板上成為整體，通過減震器固定在電機(jī)定子的頂部，支板用導(dǎo)線接地。電壓調(diào)節(jié)器由相整流橋電壓調(diào)整電位器穩(wěn)壓電流調(diào)節(jié)放大方波發(fā)生限幅電路綜合放大電流反饋分流功率晶體管并聯(lián)裝置單元組成，電壓調(diào)節(jié)器安裝在電氣控制柜中。電機(jī)裝配結(jié)構(gòu)4.

　　4結(jié)束語從近幾年國內(nèi)外的需求來看，選用高壓無刷計(jì)算結(jié)果的分析比較由上面的計(jì)算結(jié)果可知2315電機(jī)圓鋼輻鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量數(shù)值為2尺2315電機(jī)方鋼輻鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量數(shù)值為顯然，方鋼輻鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量只有圓鋼輻鐵轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的75.

　　4結(jié)論通過上述的分析及理論計(jì)算，鑄鐵支架不利于電機(jī)頻繁起動(dòng)，已被輻鐵結(jié)構(gòu)所代替，而方鋼輻鐵又優(yōu)于圓鋼輻鐵，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，更利于起重用電機(jī)的運(yùn)行工況。

　　第作者賈玉清女1968年生工程師曾獲95年度山西省機(jī)械電子工業(yè)廳科技工作先進(jìn)工作者稱號(hào)發(fā)電機(jī)組作為柴油發(fā)電站的工程越來越多，容量越來越大。從我公司制造的幾十臺(tái)發(fā)電機(jī)單機(jī)容量最大5000kW的運(yùn)行情況看，內(nèi)燃機(jī)配套用大容量高壓無刷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，采用基波輔肋繞組無刷相復(fù)勵(lì)的可靠性高。高壓無刷相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)系列的主要優(yōu)點(diǎn)為1在，尺故障時(shí)，發(fā)電機(jī)能在不可控狀態(tài)下即相復(fù)勵(lì)狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行；2由于只作分流調(diào)節(jié)，避免整流管因散熱條件差而造成整流元件難以選用的問，使會(huì)因低速強(qiáng)勵(lì)使人過載而損壞；4發(fā)電機(jī)外特性較硬，負(fù)載突變時(shí)電壓穩(wěn)定性高；5發(fā)電機(jī)自勵(lì)建壓效果好速度快；6旋轉(zhuǎn)整流器結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用可靠；7發(fā)電機(jī)整體結(jié)構(gòu)合理，安裝方便，運(yùn)行平衡。

　　王大慶男1964年生主任工程師電機(jī)技術(shù)2002