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斯坦福發(fā)電機的特點和勵磁形式及維護
發(fā)布時間:2024-04-27 02:38:04  ▏閱讀:

 

新聞主題

斯坦福發(fā)電機的特征和勵磁結(jié)構(gòu)

 

摘要:斯坦福發(fā)電機屬于無刷發(fā)電機范疇,500KW以上配備永磁電機(PGM),無此配置的機型可要求發(fā)電機廠家出廠前加裝。其原理是勵磁機在定子上的為勵磁繞組提供勵磁,其轉(zhuǎn)子電樞繞組將發(fā)出交流電,經(jīng)過整流后在轉(zhuǎn)子向主發(fā)電機在轉(zhuǎn)子的勵磁繞組供電,從而使主發(fā)電機在定子的電樞繞組感應(yīng)出所需的交流電來??得魉构驹诒疚牧信e了斯坦福發(fā)電機的特點、勵磁系統(tǒng)類型及其結(jié)構(gòu)組成,并詳細介紹了發(fā)電機的維護方法,包括發(fā)電機受潮后如何烘干的步驟。

 

一、斯坦福發(fā)電機的特點

 

        斯坦福發(fā)電機是康明斯的子品牌,是無錫工廠完全按照康明斯發(fā)電機技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計及工藝標準來制造的一款交流發(fā)電機。產(chǎn)品設(shè)計、材料、生產(chǎn)、試驗均由英方人員直接管理控制。體積小,重量輕,技術(shù)先進,性能可靠是斯坦福發(fā)電機的重要特性。由康明斯柴油機和斯坦福發(fā)電機成的發(fā)電機廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。

(1)四極無刷自勵式、防滴漏結(jié)構(gòu)(IP22)。H絕緣,為發(fā)電機在惡劣環(huán)境中運行提供保障。

(2)定子是2/3節(jié)距繞制,能有效抑制輸出電壓的波形畸變,及減少磁發(fā)熱。

(3)轉(zhuǎn)子裝配前經(jīng)過動平衡,完善的阻尼繞組幫助減少非恒負荷下的電壓偏差的熱量。

(4)勵磁機轉(zhuǎn)子的輸出功率通過三相全波橋式整流器輸出給主動轉(zhuǎn)子,該整流器由一浪涌抑制器保護,以免由諸如短路或并聯(lián)時相位步而引起沖擊造成損失。

(5)可選的輔助繞組勵磁系統(tǒng)能提供承受短路電流的能力。

(6)先進的自動調(diào)壓系統(tǒng)能夠保證在惡劣條件下能進行可靠的運行作業(yè)。

(7)很容易與電網(wǎng)或其他發(fā)電機并聯(lián)。標準的2/3節(jié)距繞組抑制了過多的中線電流。

(8)經(jīng)動平衡的轉(zhuǎn)子,具有密封的滾珠軸承,具有單支點和雙支點結(jié)構(gòu)。

(9)安裝簡單,維護保養(yǎng)方便,具有極易操作的接線柱、旋轉(zhuǎn)二極管和聯(lián)軸器螺栓。

(11)自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)具有保護發(fā)動機的自動減荷特性。允許一次性向發(fā)電機施加全載,穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率可實現(xiàn)±0.5%或±1%。

(12)根據(jù)用戶使用需要,可配置永磁發(fā)電機(PMG),PMG通過AVR向勵磁機提供功率、輸出一個與發(fā)電機輸出功率無關(guān)的恒的勵磁功率,從而大大提高發(fā)電機的強勵能力。 符合所有主導(dǎo)的陸用發(fā)電機標準。

 

二、勵磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

      斯坦福無刷三相交流同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)有以下幾種結(jié)構(gòu)形式。

1、自勵系統(tǒng)(SHUNT)

      勵磁電源系取自發(fā)電機自身或發(fā)電機所在的電力系統(tǒng)。目前小功率機組大多數(shù)都是此方式,沒有持續(xù)能力。

      自勵A(yù)VR控制的發(fā)電機,主機定子通過AS440(或SX421)AVR為勵磁機磁場提供勵磁源,AVR是調(diào)節(jié)勵磁機磁場勵磁電流的控制裝置。AVR根據(jù)來自主機定子繞組的電壓感應(yīng)信號作出反饋,通過控制低功率的勵磁機磁場調(diào)節(jié)勵磁機電樞的整流輸出功率,從而達到控制主機磁場電流的要求。

      AS440AVR通過感應(yīng)兩相平均電壓,確保較高的電壓調(diào)整率,除此之外,它還監(jiān)測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,如低于預(yù)選轉(zhuǎn)速(HZ)設(shè)定,則相應(yīng)降低輸出電壓,以防止發(fā)動機低速時的國力,緩減加載時的沖擊,以減輕發(fā)動機的負擔。SX421除了AS440的特點外,還具有三相均方根感應(yīng)的特點,在與外部斷路器(裝在開關(guān)板上)一起使用時,它還提供過電壓保護。

2、他勵系統(tǒng)(AREP)

      采用獨立的電壓監(jiān)測回路輔助線圈供應(yīng)自動穩(wěn)壓器電源。

(1) 不可控整流器勵磁系統(tǒng)

      一般由交流勵磁機,不可控整流裝置,勵磁調(diào)節(jié)器和交流副勵磁機等組成。

(2)可控整流器勵磁系統(tǒng)

      一般由三相可控整流橋(晶閘管),勵磁調(diào)節(jié)器,交流勵磁機及其自勵恒壓裝置組成。勵磁調(diào)節(jié)器可調(diào)節(jié)可控整流器的導(dǎo)通角, 調(diào)節(jié)可控整流器的輸出電壓,從而調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁。

 

斯坦福發(fā)電機變壓器勵磁系統(tǒng)調(diào)壓框圖.png

圖1  斯坦福發(fā)電機變壓器勵磁系統(tǒng)

斯坦福發(fā)電機輔助繞組勵磁系統(tǒng)調(diào)壓框圖.png

圖2  斯坦福發(fā)電機輔助繞組勵磁系統(tǒng)

 

3、永久磁發(fā)電機系統(tǒng)(PMG)

      勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機比自勵系統(tǒng)多一個發(fā)電機,它將自動穩(wěn)壓器的工作電源從主定子上分離出來。由永磁發(fā)電機獨立供給電源,因此自動穩(wěn)壓器將不受負載的干擾。

      永磁發(fā)電機(PMG)勵磁發(fā)電機通過MX341(或321)AVR為勵磁機提供勵磁源,AVR是調(diào)節(jié)勵磁機勵磁電流的控制裝置。如果是MX321AVR,則通過一個隔離變壓器向來自主機定子繞組的電壓感應(yīng)信號作出反饋,通過控制低功率的勵磁機磁場,調(diào)節(jié)勵磁機電樞的整流輸出功率,從而達到控制主機磁場電流的要求。PMG系統(tǒng)提供一個與定子負載無關(guān)的恒定的勵磁電源,提供較高的電動機啟動承受能力,并不受非線性負載(例如可控硅直流電動機)產(chǎn)生的主機定子輸出電壓的波形畸變的干擾。MX341AVR通過檢測二相平均電壓來確保較高電壓的調(diào)整率,另外它還檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速,如低于預(yù)選的轉(zhuǎn)速設(shè)定,則相應(yīng)降低輸出電壓,以防止發(fā)動機低速時的過勵,緩減加載時的沖擊,以減輕發(fā)動機的負擔。它還提供延時的過勵保護,在勵磁機磁場電壓過高的情況下對發(fā)電機滅磁。

 

斯坦福發(fā)電機永磁PMG系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖.png

圖3  斯坦福發(fā)電機永磁PMG系統(tǒng)框圖

斯坦福發(fā)電機永磁機調(diào)壓系統(tǒng)框圖.png

圖4  斯坦福發(fā)電機永磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剖析圖

 

三、發(fā)電機維護

 

      交流發(fā)電機不需進行定期保養(yǎng),但內(nèi)外部應(yīng)定期清潔,并建議作定期檢查。

1、定期清潔

     發(fā)電機清潔的頻率則要視機器所在的環(huán)境而定,清潔可按下列步驟進行。

(1)將所有電源斷開,把外表的塵、油污、油積、水及任何液體擦干

(2)通風網(wǎng)也要清潔干凈,因為這些東西進入線圈,會使線圈過熱或破壞絕緣

(3)塵和污物最好用吸塵器吸掉,不要用吹氣或高壓噴水來清潔。

2、絕緣測試

 (1)測定子時,斷開所有控制線路及AVR,用一個500V的搖表或相似的其它儀器測量線圈與大地的電阻。

方法:拆開在中點和地之間的導(dǎo)線,測量終端至地的阻抗。機器到地的絕緣阻抗應(yīng)超過5MΩ,如小于IMΩ ,就應(yīng)該對線圈進行烘干。

(2)測轉(zhuǎn)子時一定要拆開與二極管的連線。

3、受潮烘干

      發(fā)電機線圈的絕緣,會因為各種原因受潮,且進行恢復(fù)性修理時,絕緣電阻會降低.線圈的絕緣需要按照其電壓等級,經(jīng)過測量絕緣電阻和吸收比試來判斷是否符合有關(guān)規(guī)程上的安全數(shù)值.如果發(fā)電機的絕緣低則需要進行干燥處理。本文對幾種發(fā)電機干燥處理的常用措施及其適用范圍進行了詳細的分析,為發(fā)電機因水災(zāi)進水(或受潮后)發(fā)電機搶修時提供參考。

(1)帶負荷干燥法

        如果僅是表面受潮時,可用帶負載干燥法烘干。干燥時發(fā)電機可先帶50%額定電流負載運行。然后按65%,85%,100%數(shù)值增加到額定電流,每一級負荷運行4~5小時,在干燥的過程中應(yīng)定時檢測各繞組的絕緣電阻。絕緣電阻值滿足規(guī)定后烘干即可停止,發(fā)電機正常試運行。

(2)冷態(tài)運行法    

        如果一臺正常的發(fā)電機在灰塵、潮濕的環(huán)境中長期未運行??梢院唵蔚貙l(fā)電機在AVR連接線K1、K2斷開狀態(tài)下空轉(zhuǎn)運行。大約10分鐘,這樣可能已足以干燥繞組表面,將絕緣電阻值升高至超過1.0MΩ,使發(fā)電機可以直接用于正常運行。

(3)空氣熱風干燥法    

      如圖5所示。將發(fā)電機所有蓋板拆除以便潮濕空氣的逸出。在干燥過程中,氣流應(yīng)能在發(fā)電機內(nèi)自由流通并帶走濕氣。請使用2個1~3KW的電吹風機,從發(fā)電機進風口處將熱空氣導(dǎo)入。注意發(fā)熱源和繞組間至少保持300mm以避免過熱而引起絕緣損壞。    

    注意:缺點是干燥時間太長,可視發(fā)電機容量大小選擇使用。   

(4)直流電源加熱法 

        升流方法與轉(zhuǎn)子類似,轉(zhuǎn)子干燥時多采用此方法。向轉(zhuǎn)子線圈通直流電加熱,通入的電流一般控制在轉(zhuǎn)子額定電流的80%左右,而且從30%左右的額定電流逐步升高,以控制干燥的溫度不超限為準。有條件時,定子也可采用此法,如使用備用勵磁電源、直流電焊機并聯(lián)作為電源以及其他的各種容量能達到要求的直流電源。

(5)短路烘干法   

      如圖6所示。先將直流電源電壓調(diào)至零,然后啟動發(fā)電機。緩緩增加直流電壓使電流通入勵磁機磁場線圈。當勵磁電流增大時,在短接狀態(tài)的定子電流也將增大。必須監(jiān)測定子的電流使之不超過額定電流的80%。  繞組烘干后應(yīng)重新測試絕緣電阻,以確保滿足上述最低電阻的要求。

(6)烤爐烘烤法

        在有條件的地方,將發(fā)電機整體(最好把定子和轉(zhuǎn)子拆開)放到烘箱(烤爐)中逐漸升溫烘烤。烘箱(烤爐)應(yīng)能通風,以便帶走潮氣,并且最好是夾層的,里層放發(fā)電機,在外層加熱。里層的溫度保持在90~100℃,而且不能有明火和煙塵,以及其他可燃性和腐蝕性氣體存在。一般要求連續(xù)烘烤8~12h,中間可測量幾次絕緣電阻值,以達到規(guī)定值并且穩(wěn)定為止。

(7)紅外線燈泡烘烤法

        如圖7所示,利用紅外線燈泡直接照射電動機繞組來進行烘干的。燈泡功率按4~5kW/㎡選用。

        除了以上所述對付發(fā)電機潮濕和進水的7種干燥方法,還可以在機房內(nèi)設(shè)置抽水泵和強力軸流風機等措施進行防水防潮(如圖8所示),這些有效方法有條件的用戶可逐一試驗,總有一種是適應(yīng)你的。

 

發(fā)電機受潮循環(huán)熱風烘干法.png

圖5  發(fā)電機受潮循環(huán)熱風烘干法

發(fā)電機受潮繞組短路干燥法.png

圖6  發(fā)電機受潮繞組短路干燥法

發(fā)電機受潮紅外線燈泡烘干法.png

圖7  發(fā)電機受潮紅外線燈泡烘干法

發(fā)電機房防水防潮設(shè)計.png

圖8  發(fā)電機房防水防潮設(shè)計

 

總結(jié):

       斯坦福發(fā)電機是康明斯電力技術(shù)(中國)有限公司生產(chǎn)的一種交流同步發(fā)電機。該發(fā)電機以其結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,輸出功率穩(wěn)定等特點??傊?,斯坦福發(fā)電機是一種高質(zhì)量、高效能、具有優(yōu)良性能的交流同步發(fā)電機,其型號、尺寸、參數(shù)、規(guī)格和種類都非常多樣化,滿足不同行業(yè)對電力供應(yīng)的各種需求。此外,由于我國南方的天氣比較潮濕(尤其在夏季),應(yīng)用于我國南方的發(fā)電機有時會出現(xiàn)受潮的情況,受潮以后,必須及時進行干燥處理。斯坦福同步發(fā)電機的干燥要根據(jù)發(fā)電機受潮的實際情況采用不同的方法。


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