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同步�(fā)電機(jī)
閱讀�33377�(shí)間:2011-01-12 15:51:01

  �(fā)電機(jī)就是由合�磁場的磁力線切割定子線圈而發(fā)電的。由于定子磁場是由轉(zhuǎn)子磁場引起的,且它們之間總是保持著一先一后并且同速的同步�(guān)�,所以稱這種�(fā)電機(jī)為同步發(fā)電機(jī)�同步電機(jī)主要用作�(fā)電機(jī)�(yùn)行,把機(jī)械能�(zhuǎn)化成 電能。向電網(wǎng)�(fā)出交流電,是同步電機(jī)最主要� �(yùn)行方��

�(jié)�(gòu)及原�

  同步�(fā)電機(jī)是根�(jù)電磁感應(yīng)原理制造的。主要組成部分如�1?,F(xiàn)代交流發(fā)電機(jī)通常由兩部分線圈�(gòu)�;為了提高磁場的強(qiáng)�,一部分線圈繞在一�(gè)�(dǎo)磁性能良好的金屬片疊成的圓筒內(nèi)壁的凹槽�(nèi),這�(gè)圓筒固定在機(jī)座上稱為定子。定子內(nèi)的線圈可輸出感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流,所以又稱其為電�。發(fā)電機(jī)的另一部分線圈則繞在定子圓筒內(nèi)的一�(dǎo)磁率�(qiáng)的金屬片疊成的圓柱體的凹槽內(nèi),稱為�(zhuǎn)�。一根軸穿過�(zhuǎn)子中心并將其緊固在一�,軸兩端與�(jī)座構(gòu)成軸承支�。轉(zhuǎn)子與定子�(nèi)壁之間保持小而均勻的間隙且可靈活�(zhuǎn)�(dòng)。這叫做旋�(zhuǎn)磁場式結(jié)�(gòu)的無刷同步發(fā)電機(jī)�

  工作�(shí),�(zhuǎn)子線圈通以直流電形成直流恒定磁�,在柴油機(jī)的帶�(dòng)下轉(zhuǎn)子快速旋�(zhuǎn),恒定磁場也隨之旋�(zhuǎn),定子的線圈被磁場磁力線切割產(chǎn)生感�(yīng)電動(dòng)�,�(fā)電機(jī)就發(fā)出電來�

同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖

  1-前端�;2-出風(fēng)蓋板;3-軸承;4-定子;5-端子箱側(cè)�;6-電壓�(diào)節(jié)�;7-�(diào)節(jié)器支�;8-端子箱頂�;9-端子箱前后板;10-接線�;11-接線板支�;12-端子箱側(cè)�;13-吊攀;14-軸承�;15-�(jìn)�(fēng)蓋板;16-后端�;17-�(lì)磁定�;18-�(lì)磁定子固定螺�;19-軸承;20-旋轉(zhuǎn)整流�;21-�(lì)磁電�;22-接地�;23-�(zhuǎn)�;24-�(fēng)�;25-永磁�(jī)�(jī)�;26-永磁�(jī)�(zhuǎn)�;27-永磁�(jī)�(zhuǎn)�;28-永磁�(jī)定子;29-永磁�(jī)定子固定螺栓;30-永磁�(jī)�(zhuǎn)子固定螺�;31-墊圈;32-永磁�(jī)蓋板

  �(zhuǎn)子及其恒定磁場被柴油�(jī)帶動(dòng)快速旋�(zhuǎn)�(shí),在轉(zhuǎn)子與定子之間小而均勻的間隙中形成一�(gè)旋轉(zhuǎn)的磁�,稱為�(zhuǎn)子磁場或主磁�。平常工作時(shí)�(fā)電機(jī)的定子線圈即電樞都接有負(fù)�,定子線圈被磁場磁力線切割后產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢通過�(fù)載形成感�(yīng)電流,此電流流過定子線圈也�(huì)在間隙中�(chǎn)生一�(gè)磁場,稱為定子磁場或電樞磁�。這樣在轉(zhuǎn)�、定子之間小而均勻的間隙中出�(xiàn)了轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場,這兩�(gè)磁場相互作用�(gòu)成一�(gè)合成磁場。發(fā)電機(jī)就是由合成磁場的磁力線切割定子線圈而發(fā)電的。由于定子磁場是由轉(zhuǎn)子磁場引起的,且它們之間總是保持著一先一后并且同速的同步�(guān)�,所以稱這種�(fā)電機(jī)為同步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)在機(jī)械結(jié)�(gòu)和電器性能上都具有許多�(yōu)�(diǎn)�

�(diào)�

 

  同步�(fā)電機(jī)在其額定�(fù)載范圍內(nèi)允許帶各種用電負(fù)�。這些�(fù)荷的輸入特性會(huì)直接影響�(fā)電機(jī)的輸出電�;�(dāng)�(fù)載為純電阻性時(shí),�?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)的定子端電壓--電樞端電壓與�(fù)載電流是同相�,所以使得轉(zhuǎn)子磁場的前一半被定子磁場削弱,而后一半又被定子磁場加�(qiáng),一周內(nèi)合成磁場平均值不�,�(fā)電機(jī)輸出電壓不變。負(fù)載呈�(xiàn)為純電感性時(shí),則因�(fù)載電流滯后電樞端電壓90°而使得定子磁場削弱了�(zhuǎn)子磁�,合成磁場降低,造成�(fā)電機(jī)輸出電壓下降。若�(fù)載是純電容性的,�(fù)載電流就�(huì)超前電樞端電�90°,從而使定子磁場加強(qiáng)了轉(zhuǎn)子磁�,合成磁場增大,�(fā)電機(jī)輸出電壓上升??梢?合成磁場是使�(fā)電機(jī)性能變化的一�(gè)重要因素。而合成磁場中起主要作用的是轉(zhuǎn)子磁場即主磁�,因此,�(diào)控轉(zhuǎn)子磁場就可以�(diào)節(jié)同步�(fā)電機(jī)的輸出電壓改善其帶負(fù)載能�,從而達(dá)到在額定�(fù)荷范圍內(nèi)�(wěn)住發(fā)電機(jī)輸出電壓的目��

  (1)同步�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子的�(lì)�

  所謂勵(lì)磁即是向同步�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子提供直流電使其�(chǎn)生直流電磁場的過�。同步發(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子凹槽內(nèi)的線圈就是由稱做�(lì)磁機(jī)的一�(gè)專門的設(shè)備為其供以直流電形成直流磁場�。早期的�(fā)電機(jī)是采用單�(dú)的勵(lì)磁機(jī)給轉(zhuǎn)子線圈提供直流電�,系統(tǒng)龐大而復(fù)�。隨著技�(shù)的�(jìn)�,�(xiàn)代同步發(fā)電機(jī)都是將發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁機(jī)組裝在一起構(gòu)成一�(gè)完整的發(fā)電機(jī)�

  �(lì)磁機(jī)其實(shí)就是�(gè)小發(fā)電機(jī),它的工作原理與同步發(fā)電機(jī)一�。所不同的是它的定子線圈和轉(zhuǎn)子線圈所起的作用與同步發(fā)電機(jī)--主發(fā)電機(jī)正好相反;固定在主�(fā)電機(jī)定子旁的�(lì)磁機(jī)的定子線圈通以直流電形成直流磁�,而安裝在主發(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子軸上的�(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈成為輸出電�(dòng)勢的電樞。勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子�(nèi)壁之間也是保持著小而均勻的間隙。這也稱為旋轉(zhuǎn)電樞式結(jié)�(gòu)的無刷同步發(fā)電機(jī)。安裝在主發(fā)電機(jī)定子旁的�(lì)磁機(jī)定子線圈的直流電,是由主發(fā)電機(jī)定子線圈即電樞的部分輸出電壓�(jīng)整流后而得到的。與主發(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子同軸安裝的�(lì)磁機(jī)�(zhuǎn)子線圈在其定子線圈產(chǎn)生的磁場�(nèi)旋轉(zhuǎn)、切割磁力線所�(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)�,�(jīng)同軸安裝在它旁邊的整流器也就是旋�(zhuǎn)整流器變成直流電�,�?shù)街靼l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈使其產(chǎn)生直流轉(zhuǎn)子磁�。從而達(dá)到了對主�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子線圈勵(lì)磁的要求�

  (2)同步�(fā)電機(jī)輸出電壓的調(diào)�

  �(diào)控的目的就是�(shí)�(xiàn)在同步發(fā)電機(jī)額定�(fù)荷范圍內(nèi)�(wěn)住輸出電壓。調(diào)控技�(shù)的理念是�(shí)�(shí)地從主發(fā)電機(jī)電樞取得電壓和電�,�(jīng)整流和負(fù)反饋�(diào)理后供給�(lì)磁機(jī)的定子線�,使其�(chǎn)生變化規(guī)律與主發(fā)電機(jī)輸出電壓變化�(guī)律相反的直流電磁�,這�(gè)磁場也必然使�(lì)磁機(jī)�(zhuǎn)子電樞的輸出電壓及旋�(zhuǎn)整流器供給主�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子線圈的直流電流按同樣的�(guī)律而變�。從而起到實(shí)�(shí)�(diào)節(jié)主發(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子磁場大�,使主�(fā)電機(jī)在額定負(fù)荷范圍內(nèi)保持良好輸出特性的作用�

  對發(fā)電機(jī)輸出電壓的調(diào)節(jié)過程,可以用以下的流程表示;

  由于�(fù)荷增加使主發(fā)電機(jī)電樞電壓�(�) →經(jīng)�(fù)反饋�(diào)理后�(lì)磁機(jī)定子電流及磁場↑→勵(lì)磁機(jī)�(zhuǎn)子電樞輸出電壓↑→旋�(zhuǎn)整流器輸出電流↑→主�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子磁場↑→使主發(fā)電機(jī)電樞電壓�

  若主�(fā)電機(jī)電壓升高,則其反饋�(diào)控使以上各環(huán)節(jié)作用降低,�(dǎo)致電壓回到額定��

  可見通過�(lì)磁機(jī)�(shí)�(shí)�(diào)控主�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子磁場的大小,就可以穩(wěn)住輸出電�。這其中起重要作用的是�(fù)反饋�(diào)節(jié)單元,通常稱其為恒壓勵(lì)磁裝置和自動(dòng)電壓�(diào)節(jié)器�

  (3)自動(dòng)電壓�(diào)節(jié)�

  �(xiàn)代交流同步發(fā)電機(jī)常用自動(dòng)電壓�(diào)節(jié)器AVR這種電子部件�(diào)節(jié)�(lì)磁機(jī)定子磁場的強(qiáng)�。雖然AVR的種類很�,但性能大同小異;都是�(shí)�(shí)采樣主發(fā)電機(jī)的輸出電壓值與�(yù)先設(shè)定的值相比較,用比較的�(jié)果去�(diào)節(jié)脈沖寬度�(diào)制器PWM;輸出電壓值高則調(diào)制器輸出脈沖寬度�,反之則寬。然后再用這些脈沖去調(diào)控大功率開關(guān)器件即三極管或場效應(yīng)管控制送入�(lì)磁機(jī)定子線圈的電流的�(shí)�。從而使它的磁場�(qiáng)弱隨著主�(fā)電機(jī)輸出電壓的變化而相反變�;即輸出電壓升高則�(lì)磁機(jī)定子磁場減小,輸出電壓降低�(lì)磁機(jī)定子磁場增強(qiáng)。從而達(dá)到負(fù)反饋�(diào)控的目的�

  有這樣常用的一種AVR類型。取樣自主發(fā)電機(jī)輸出電壓的信�(hào)�8�9兩端輸入到電壓測量比較單�,與內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的電壓�(例如380V)相比�。比較結(jié)果以輸出電壓UA送入脈沖寬度�(diào)制單元PWM,輸出電壓UC送入低頻保護(hù)單元。電壓測量比較單元的L、S、H是連接主發(fā)電機(jī)輸出電壓幅值調(diào)節(jié)電位器的三�(gè)端子�

  脈沖寬度�(diào)制器由穩(wěn)壓器輸出的直流電壓UCC作為工作電源,以確保其性能�(wěn)定。它的輸出電壓UB控制�(diào)制管VT3。若由電壓測量比較單元送來的UA�,表明主發(fā)電機(jī)輸出電壓升高,則大的UA就會(huì)使脈沖寬度調(diào)制器輸出的脈沖UB的寬度變窄。窄的脈沖就�(huì)使VT3�(dǎo)通時(shí)間短,通過的電流少。反�,主發(fā)電機(jī)電壓降低UA變小,脈沖寬度�(diào)制器輸出的脈沖UB的寬度隨之變�,從而使VT3�(dǎo)通時(shí)間變�,通過的電流增��

  �(lì)磁機(jī)定子線圈一端接在端子X1�,另一端接在XX1端子上。由主發(fā)電機(jī)電樞送來的EA、EB、Ec三相電壓,�(jīng)過三�(gè)二極管VD10、VD11、VD12整流�,電流從X1端流入勵(lì)磁機(jī)的定子線�,由XX1流出,再經(jīng)過調(diào)制管VT3和XN端子流回主發(fā)電機(jī)電樞,形成�(lì)磁機(jī)定子線圈的勵(lì)磁電流通路。VT3是這�(gè)通路上的開關(guān),它導(dǎo)通時(shí)間長,則定子線圈流過電流時(shí)間長,定子磁場�(qiáng)度大;VT3�(dǎo)通時(shí)間短,定子線圈電流�,定子磁場�(qiáng)度小�

  AVR就是這樣�(diào)控主�(fā)電機(jī)的電壓的;主發(fā)電機(jī)由于�(fù)荷原因輸出電壓升�,電壓測量比較單元輸出的UA隨著升高,受UA控制的脈寬調(diào)制器輸出脈沖UB寬度變窄,開關(guān)管VT3�(dǎo)通時(shí)間短,�(lì)磁機(jī)定子磁場減弱,�(zhuǎn)子電樞電壓及旋轉(zhuǎn)整流器輸出電流隨之減�,�(dǎo)致供給主�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子的�(lì)磁電流變�,則主�(fā)電機(jī)因其�(zhuǎn)子磁場的減小而使輸出電壓降低。反�,AVR的負(fù)反饋�(diào)控功能就�(huì)使主�(fā)電機(jī)的輸出電壓升��

  在主�(fā)電機(jī)因負(fù)荷超出額定值而輸出極大電流時(shí),柴油�(fā)�(dòng)�(jī)也需隨之輸出巨大的動(dòng)力以致導(dǎo)致其�(zhuǎn)速低于額定值。低頻保�(hù)單元的作用就是在這種情況下限制勵(lì)磁機(jī)定子線圈里電流的超額增大。它以電阻和電容�(gòu)成的充放電支路預(yù)先設(shè)定一�(gè)低頻保護(hù)�(diǎn),�(dāng)主發(fā)電機(jī)�(fù)荷正常時(shí),從電壓測量單元來的UC小于低頻保護(hù)�(diǎn),則低頻保�(hù)單元輸出的電壓Ud�,二極管VD8被截�,Ud到不了脈寬調(diào)制器,起不了作�。若主發(fā)電機(jī)超載則Ud變低,VD8�(dǎo)�,Ud和UA就可同時(shí)作用于脈寬調(diào)制器,使其輸出的脈沖UB隨Ud的下降而變�,�(diào)制管VT3�(dǎo)通時(shí)間隨之變�,�(lì)磁電流減小勵(lì)磁機(jī)定子磁場�?nèi)?從而導(dǎo)致主�(fā)電機(jī)�(zhuǎn)子磁場減�。發(fā)電機(jī)輸出電壓下降、電流減�。低頻保�(hù)單元起到了保�(hù)�(lì)磁機(jī)和主�(fā)電機(jī)的作��

作用

  同步電動(dòng)�(jī)主要用作�(fā)電機(jī)�(yùn)�,把�(jī)械能�(zhuǎn)化成 電能。向電網(wǎng)�(fā)出交流電,是同步電機(jī)最主要� �(yùn)行方� 同步電動(dòng)�(jī)可以通過�(diào)節(jié)�(lì)磁電流來改善電網(wǎng)的功 率因�(shù)。在不要求調(diào)速的場合,應(yīng)用大型同步電�(dòng) �(jī)可以提高�(yùn)行效率。近年來,小型同步電�(dòng)�(jī)� 變頻�(diào)速系�(tǒng)中開始得到較多地�(yīng)� 同步�(bǔ)償機(jī)�(shí)際是一�(tái)接在交流電網(wǎng)上空載的同步 電動(dòng)�(jī),電�(jī)不帶任何�(jī)械負(fù)載,靠調(diào)節(jié)�(zhuǎn)子中� �(lì)磁電流向電網(wǎng)�(fā)出所需的感性或者容性無功功率, 以達(dá)到改善電�(wǎng)功率因數(shù)或者調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的目�

額定�

  1、額定功� (kW) 輸出的額定功� �(fā)電機(jī):電功率� 電動(dòng)�(jī):機(jī)械功�

  2� 額定電壓(V):定子繞組額定線電壓

  3� 額定電流(A):定子繞組額定線電流

  4� 額定�(zhuǎn)� (r/min):額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)� �(zhuǎn)�

  5� 額定功率因數(shù)Cos:額定工況下�(fā)電機(jī) 的功率因�(shù)

  6� �(lì)磁電壓(V)和�(lì)磁電�(A)

維護(hù)

  同步�(fā)電機(jī)是柴油發(fā)電機(jī)組的�(guān)鍵部�。為柴油�(fā)電機(jī)組建立一�(gè)合適的工作環(huán)�,做好日常維護(hù)是十分必要的�

  �(fā)電機(jī)房內(nèi)的高�、潮濕和空氣污染物是引起�(fā)電機(jī)故障的最常見因素。粉�、灰塵和其它空氣污染物的積累�(huì)引起絕緣層的性能變壞,不僅易形成對地的�(dǎo)電通路,還會(huì)使轉(zhuǎn)子軸承部分的摩擦力增大而發(fā)熱。濕氣以及空氣污染物中的濕氣極易在發(fā)電機(jī)�(nèi)形成對地的漏電通路,引起�(fā)電機(jī)故障。機(jī)房內(nèi)溫度過高�(huì)使發(fā)電機(jī)組工作時(shí)�(chǎn)生的熱量難以散出,造成其輸出功率下�、機(jī)組過�。所以機(jī)房的防塵、防潮濕、通風(fēng)降溫就必須引起足夠的重視�

  無論是單軸承�(fā)電機(jī)還是雙軸承發(fā)電機(jī),它們的�(zhuǎn)子軸與柴油發(fā)�(dòng)�(jī)主軸之間連接的同軸度要求很高。長�(shí)期運(yùn)行后的機(jī)組有�(shí)同軸度可能降�,�(dǎo)致發(fā)電機(jī)燥聲增大,溫度過高。應(yīng)定期檢查、維�(hù)以保持同軸度良好�

  �(fù)荷超出發(fā)電機(jī)的額定負(fù)載范�,或三相負(fù)荷很不平�,也會(huì)造成�(fā)電機(jī)效率降低和過��

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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