新聞主題	斯坦福發電機的特征和勵磁結構

 

摘要：斯坦福發電機屬于無刷發電機范疇，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，其轉子電樞繞組將發出交流電，經過整流后在轉子向主發電機在轉子的勵磁繞組供電，從而使主發電機在定子的電樞繞組感應出所需的交流電來。康明斯公司在本文列舉了斯坦福發電機的特點、勵磁系統類型及其結構組成，并詳細介紹了發電機的維護方法，包括發電機受潮后如何烘干的步驟。

 

一、斯坦福發電機的特點

 

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

（1）四極無刷自勵式、防滴漏結構（IP22）。H絕緣，為發電機在惡劣環境中運行提供保障。

（2）定子是2/3節距繞制，能有效抑制輸出電壓的波形畸變，及減少磁發熱。

（3）轉子裝配前經過動平衡，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）勵磁機轉子的輸出功率通過三相全波橋式整流器輸出給主動轉子，該整流器由一浪涌抑制器保護，以免由諸如短路或并聯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能提供承受短路電流的能力。

（6）先進的自動調壓系統能夠保證在惡劣條件下能進行可靠的運行作業。

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

（8）經動平衡的轉子，具有密封的滾珠軸承，具有單支點和雙支點結構。

（9）安裝簡單，維護保養方便，具有極易操作的接線柱、旋轉二極管和聯軸器螺栓。

（11）自動電壓調節器（AVR）具有保護發動機的自動減荷特性。允許一次性向發電機施加全載，穩態電壓調整率可實現±0.5%或±1%。

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

 

二、勵磁系統結構

 

      斯坦福無刷三相交流同步發電機的勵磁系統有以下幾種結構形式。

1、自勵系統（SHUNT)

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

      自勵AVR控制的發電機，主機定子通過AS440（或SX421）AVR為勵磁機磁場提供勵磁源，AVR是調節勵磁機磁場勵磁電流的控制裝置。AVR根據來自主機定子繞組的電壓感應信號作出反饋，通過控制低功率的勵磁機磁場調節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通過感應兩相平均電壓，確保較高的電壓調整率,除此之外，它還監測發動機的轉速，如低于預選轉速（HZ）設定，則相應降低輸出電壓，以防止發動機低速時的國力,緩減加載時的沖擊，以減輕發動機的負擔。SX421除了AS440的特點外，還具有三相均方根感應的特點，在與外部斷路器（裝在開關板上）一起使用時，它還提供過電壓保護。

2、他勵系統（AREP)

      采用獨立的電壓監測回路輔助線圈供應自動穩壓器電源。

（1） 不可控整流器勵磁系統

      一般由交流勵磁機，不可控整流裝置，勵磁調節器和交流副勵磁機等組成。

（2）可控整流器勵磁系統

      一般由三相可控整流橋（晶閘管），勵磁調節器，交流勵磁機及其自勵恒壓裝置組成。勵磁調節器可調節可控整流器的導通角， 調節可控整流器的輸出電壓，從而調節發電機的勵磁。

 

圖1  斯坦福發電機變壓器勵磁系統

圖2  斯坦福發電機輔助繞組勵磁系統

 

3、永久磁發電機系統（PMG)

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

      永磁發電機（PMG）勵磁發電機通過MX341（或321）AVR為勵磁機提供勵磁源，AVR是調節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信號作出反饋，通過控制低功率的勵磁機磁場，調節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系統提供一個與定子負載無關的恒定的勵磁電源，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整率，另外它還檢測發動機轉速，如低于預選的轉速設定，則相應降低輸出電壓，以防止發動機低速時的過勵，緩減加載時的沖擊，以減輕發動機的負擔。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電機滅磁。

 

圖3  斯坦福發電機永磁PMG系統框圖

圖4  斯坦福發電機永磁系統結構剖析圖

 

三、發電機維護

 

      交流發電機不需進行定期保養，但內外部應定期清潔，并建議作定期檢查。

1、定期清潔

     發電機清潔的頻率則要視機器所在的環境而定，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線，測量終端至地的阻抗。機器到地的絕緣阻抗應超過5MΩ，如小于IMΩ ，就應該對線圈進行烘干。

（2）測轉子時一定要拆開與二極管的連線。

3、受潮烘干

      發電機線圈的絕緣，會因為各種原因受潮，且進行恢復性修理時，絕緣電阻會降低.線圈的絕緣需要按照其電壓等級，經過測量絕緣電阻和吸收比試來判斷是否符合有關規程上的安全數值.如果發電機的絕緣低則需要進行干燥處理。本文對幾種發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，為發電機因水災進水（或受潮后）發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。干燥時發電機可先帶50%額定電流負載運行。然后按65%，85%，100%數值增加到額定電流，每一級負荷運行4～5小時，在干燥的過程中應定時檢測各繞組的絕緣電阻。絕緣電阻值滿足規定后烘干即可停止，發電機正常試運行。

（2）冷態運行法    

        如果一臺正常的發電機在灰塵、潮濕的環境中長期未運行。可以簡單地將發電機在AVR連接線K1、K2斷開狀態下空轉運行。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，氣流應能在發電機內自由流通并帶走濕氣。請使用2個1～3KW的電吹風機，從發電機進風口處將熱空氣導入。注意發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，可視發電機容量大小選擇使用。   

（4）直流電源加熱法 

        升流方法與轉子類似，轉子干燥時多采用此方法。向轉子線圈通直流電加熱，通入的電流一般控制在轉子額定電流的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至零，然后啟動發電機。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，在短接狀態的定子電流也將增大。必須監測定子的電流使之不超過額定電流的80%。  繞組烘干后應重新測試絕緣電阻，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，將發電機整體（最好把定子和轉子拆開）放到烘箱（烤爐）中逐漸升溫烘烤。烘箱（烤爐）應能通風，以便帶走潮氣，并且最好是夾層的，里層放發電機，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。一般要求連續烘烤8～12h，中間可測量幾次絕緣電阻值，以達到規定值并且穩定為止。

（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電機潮濕和進水的7種干燥方法，還可以在機房內設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，總有一種是適應你的。

 

圖5  發電機受潮循環熱風烘干法	圖6  發電機受潮繞組短路干燥法
圖7  發電機受潮紅外線燈泡烘干法	圖8  發電機房防水防潮設計

 

總結：

       斯坦福發電機是康明斯電力技術（中國）有限公司生產的一種交流同步發電機。該發電機以其結構緊湊，重量輕，輸出功率穩定等特點。總之，斯坦福發電機是一種高質量、高效能、具有優良性能的交流同步發電機，其型號、尺寸、參數、規格和種類都非常多樣化，滿足不同行業對電力供應的各種需求。此外，由于我國南方的天氣比較潮濕（尤其在夏季），應用于我國南方的發電機有時會出現受潮的情況，受潮以后，必須及時進行干燥處理。斯坦福同步發電機的干燥要根據發電機受潮的實際情況采用不同的方法。

----------------
以上信息來源于互聯網行業新聞，特此聲明！
若有違反相關法律或者侵犯版權，請通知我們！
溫馨提示：未經我方許可，請勿隨意轉載信息！
如果希望了解更多有關柴油發電機組技術數據與產品資料，請電話聯系銷售宣傳部門或訪問我們官網：http://www.dhgif.com