400千瓦柴油发电机同步、异步知识汇总

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1、400千瓦柴油发电机同步、异步知识汇总400千瓦柴油发电机同步和异步都属于交流发电机，但两者之间存在一定的区别。 同步400千瓦柴油发电机的特点：由直流电源励磁，既能提供有功功率，又能提供无功功率，能满足多种负载的需要，是现代发电站中常用的发电机。按照所使用的原动机的不同，同步发电机可分为汽轮发电机、水轮发电机和燃油发电机三种。异步400千瓦柴油发电机特点：异步400千瓦柴油发电机由于没有独立的励磁绕组，其构造简朴，操作以便，但不能向负载提供无功功率，并且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运营时其她同步发电机并联，或者并联相称数量的电容器。这就限制了异步发电机的应用范畴，目前

2、只在某些小型自动化水电站应用此类发电机。它们构造上的共同点是:除了小型发电机采用磁铁产生磁场以外，一般的磁场都由通入直流电的励磁绕组产生，并且励磁绕组的电压较低，功率较小，只有两个出线头，容易通过集电环引出；而电枢绕组电压较高，功率较大，多采用三相绕组，有3个或4个引出头，放在定子上比较以便，小中型发电机的电枢（定子）铁心用硅钢片叠成，以减少铁耗。转子铁心由于通过的磁通不变，一般用整体的钢块制成。在大型发电机中，由于转子承受着强大的离心力，其转子一般选用钢材制造。 400千瓦柴油发电机异步和同步的区别：区别是做发电机用的时候同步发电机组的转子转速是和旋转磁场同步运转，异步发电机组的转速低于旋转

3、磁场的转速并且随着负载的加重而减少。构造上重要是转子的区别：异步发电机转子绕组为鼠笼绕组和绕线式，定子绕组接通电源产生旋转磁场被静止的转子绕组切割并在转子绕组中产生感应电流，在此电流的作用下转子铁芯被磁化。同步发电机转子嵌有励磁绕组，工作时接入直流电源产生磁场，于定子绕组产生的旋转磁场互相作用而旋转，因此同步电机的转速=旋转磁场的转速，一般的同步电机都是异步启动同步运转，如果要异步发电,那能量就亏损大了。同步400千瓦柴油发电机工作原理 同步发电机在其额定负载范畴内容许带多种用电负荷。这些负荷的输入特性会直接影响发电机的输出电压;当负载为纯电阻性时,由于同步发电机的定子端电压电枢端电压与负载电

4、流是同相的,因此使得转子磁场的前一半被定子磁场削弱,而后一半又被定子磁场加强,一周内合成磁场平均值不变,发电机输出电压不变。负载呈现为纯电感性时,则因负载电流滞后电枢端电压90而使得定子磁场削弱了转子磁场,合成磁场减少,导致发电机输出电压下降。若负载是纯电容性的,负载电流就会超前电枢端电压90,从而使定子磁场加强了转子磁场,合成磁场增大,发电机输出电压上升。可见;合成磁场是使发电机性能变化的一种重要因素。而合成磁场中起重要作用的是转子磁场即主磁场,因此,调控转子磁场就可以调节同步发电机的输出电压改善其带负载能力,从而达到在额定负荷范畴内稳住发电机输出电压的目的。(1)同步发电机转子的励磁 所谓

5、励磁即是向同步发电机转子提供直流电使其产生直流电磁场的过程。同步发电机转子凹槽内的线圈就是由称做励磁机的一种专门的设备为其供以直流电形成直流磁场的。初期的发电机是采用单独的励磁机给转子线圈提供直流电的,系统庞大而复杂。随着技术的进步,现代同步发电机都是将发电机与励磁机组装在一起构成一种完整的发电机。 励磁机其实就是个小发电机,它的工作原理与同步发电机同样。所不同的是它的定子线圈和转子线圈所起的作用与同步发电机主发电机正好相反;固定在主发电机定子旁的励磁机的定子线圈通以直流电形成直流磁场,而安装在主发电机转子轴上的励磁机的转子线圈成为输出电动势的电枢。励磁机的转子与定子内壁之间也是保持着小而均匀

6、的间隙。这也称为旋转电枢式构造的无刷同步发电机。安装在主发电机定子旁的励磁机定子线圈的直流电,是由主发电机定子线圈即电枢的部分输出电压经整流后而得到的。与主发电机转子同轴安装的励磁机转子线圈在其定子线圈产生的磁场内旋转、切割磁力线所产生的感应电动势,经同轴安装在它旁边的整流器也就是旋转整流器变成直流电流,输到主发电机的转子线圈使其产生直流转子磁场。从而达到了对主发电机转子线圈励磁的规定。(2)同步发电机输出电压的调控 调控的目的就是实目前同步发电机额定负荷范畴内稳住输出电压。调控技术的理念是实时地从主发电机电枢获得电压和电流,经整流和负反馈调理后供应励磁机的定子线圈,使其产生变化规律与主发电机

7、输出电压变化规律相反的直流电磁场,这个磁场也必然使励磁机转子电枢的输出电压及旋转整流器供应主发电机转子线圈的直流电流按同样的规律而变化。从而起到实时调节主发电机转子磁场大小,使主发电机在额定负荷范畴内保持良好输出特性的作用。 对发电机输出电压的调节过程,可以用如下的流程表达; 由于负荷增长使主发电机电枢电压(降) 经负反馈调理后励磁机定子电流及磁场励磁机转子电枢输出电压旋转整流器输出电流主发电机转子磁场使主发电机电枢电压 若主发电机电压升高,则其反馈调控使以上各环节作用减少,导致电压回到额定值。 可见通过励磁机实时调控主发电机转子磁场的大小,就可以稳住输出电压。这其中起重要作用的是负反馈调节单

8、元,一般称其为恒压励磁装置和自动电压调节器。(3)自动电压调节器 现代交流同步发电机常用自动电压调节器AVR这种电子部件调节励磁机定子磁场的强弱。虽然AVR的种类诸多,但性能大同小异;都是实时采样主发电机的输出电压值与预先设定的值相比较,用比较的成果去调节脉冲宽度调制器PWM;输出电压值高则调制器输出脉冲宽度窄,反之则宽。然后再用这些脉冲去调控大功率开关器件即三极管或场效应管控制送入励磁机定子线圈的电流的时间。从而使它的磁场强弱随着主发电机输出电压的变化而相反变化;即输出电压升高则励磁机定子磁场减小,输出电压减少励磁机定子磁场增强。从而达到负反馈调控的目的。脉冲宽度调制器由稳压器输出的直流电压

9、UCC作为工作电源,以保证其性能稳定。它的输出电压UB控制调制管VT3。若由电压测量比较单元送来的UA大,表白主发电机输出电压升高,则大的UA就会使脉冲宽度调制器输出的脉冲UB的宽度变窄。窄的脉冲就会使VT3导通时间短,通过的电流少。反之,主发电机电压减少UA变小,脉冲宽度调制器输出的脉冲UB的宽度随之变宽,从而使VT3导通时间变长,通过的电流增多。 励磁机定子线圈一端接在端子X1上,另一端接在XX1端子上。由主发电机电枢送来的EA、EB、Ec三相电压,通过三个二极管VD10、VD11、VD12整流后,电流从X1端流入励磁机的定子线圈,由XX1流出,再通过调制管VT3和XN端子流回主发电机电枢

10、,形成励磁机定子线圈的励磁电流通路。VT3是这个通路上的开关,它导通时间长,则定子线圈流过电流时间长,定子磁场强度大；VT3导通时间短,定子线圈电流少,定子磁场强度小。 AVR就是这样调控主发电机的电压的;主发电机由于负荷因素输出电压升高,电压测量比较单元输出的UA随着升高,受UA控制的脉宽调制器输出脉冲UB宽度变窄,开关管VT3导通时间短,励磁机定子磁场削弱,转子电枢电压及旋转整流器输出电流随之减小,导致供应主发电机转子的励磁电流变小,则主发电机因其转子磁场的减小而使输出电压减少。反之,AVR的负反馈调控功能就会使主发电机的输出电压升高。 在主发电机因负荷超过额定值而输出极大电流时,柴油发动

11、机也需随之输出巨大的动力以致其转速低于额定值。低频保护单元的作用就是在这种状况下限制励磁机定子线圈里电流的超额增大。它以电阻和电容构成的充放电支路预先设定一种低频保护点,当主发电机负荷正常时,从电压测量单元来的UC不不小于低频保护点,则低频保护单元输出的电压Ud高,二极管VD8被截止,Ud到不了脉宽调制器,起不了作用。若主发电机超载则Ud变低,VD8导通,Ud和UA就可同步作用于脉宽调制器,使其输出的脉冲UB随Ud的下降而变窄,调制管VT3导通时间随之变短,励磁电流减小励磁机定子磁场变弱,从而导致主发电机转子磁场减小。发电机输出电压下降、电流减小。低频保护单元起到了保护励磁机和主发电机的作用。

12、同步400千瓦柴油发电机维护 1.一般维护 (1)为保证发电机正常工作.在它附近不应有水、油及污物堆积，不能有腐蚀件气体，以免扭伤发电机绕组绝缘，冲洗机舱时不能将水溅入发电机中。 (2)要往意发电机的正常通风冷却。要常常清洁通风孔道内的灰尘污物，保持杨通无阻。冷却温度不得过低，以免绕组及其他导电器件上凝结水洙。 (3)对因故短期停止运营的发电机，集电环可不必包扎保护，但要在电刷与集电环之间垫以绝缘纸板，石蜡纸或沥青纸，以免电刷在集电环表面上形成斑点。 (4)康明斯柴油发电机组的加工面，如果由于油漆脱落而锈蚀时.应及时除锈，并涂以防锈漆。 2.运营中的维护 (1)要监视发电机的温升。发电机运营时

13、.其温度会升高，可用手摸，粗略地估计发电机温升与否正常。 (2)要监视机组参数与否正常，生要是电压、功率和功率因数。电压容许的变化范畴不应超过2.5%频率的变化范畴不应超过0.5%，功率因数大多数为0.8.假若两机并联运营时，要注意两机的功率要大体相似，否则将导致功率的下降. (3)柴油发电机组拆装发电机的拆装与异步电动机大体相似，但由于发电机重量大，拆装时应注意不要碰伤拆卸机组时，注惫不要碰伤凸出在机座外面的定子线圈。取出转了时，要在发电机定子、转子间以纸板，以防损伤铁心和绕组。用钢索绑扎转子时，钢索不得遇到转子轴颈、电扇、集电环及转子引线。转子放置时，应放在硬木衬垫上，衬垫放在轴颈或转子的

14、铁心下面，不得垫在集电环下面，以防集电环受压变形。转子取出后，集电环要用原纸包扎起来，以防碰坏。如果绕组绝缘不符合规定.迸行烘干.其烘干措施类似于电动机.不管何种措施，在干燥后.当线圈冷却到60C时，定子绕组和转子绕组的绝缘电阻用500V兆欧表测表，应不低于0.5M欧。异步400千瓦柴油发电机工作原理三相异步发电机要旋转起来的先决条件是具有一种旋转磁场，三相异步发电机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们懂得，但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步发电机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一种旋转磁场，其产生的过程

15、。电流每变化一种周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为：n=60f/P 式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单位是：每分钟转数。根据此式我们懂得，发电机的转速与磁极数和使用电源的频率有关。为此，控制交流发电机的转速有两种措施：1、变化磁极法；2、变频法。以往多用一种措施，目前则运用变频技术实现对交流发电机的无级变速控制。旋转磁场的旋转方向与绕组中电流的相序有关。相序A、B、C顺时针排列，磁场顺时针方向旋转，若把三根电源线中的任意两根对调，例如将B相电流通入C相绕组中，C相电流通入B相绕组中，则相序变为：C、B、A，则磁场必然逆时针方向旋转

16、。运用这一特性我们可很以便地变化三相发电机的旋转方向。 定子绕组产生旋转磁场后，转子导条（鼠笼条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场互相作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的转速旋转起来。一般状况下，发电机的实际转速n1低于旋转磁场的转速n。由于假设n=n1，则转子导条与旋转磁场就没有相对运动，就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转矩，因此转子的转速n1必然不不小于n。为此我们称三相发电机为异步发电机。 400千瓦柴油发电机运营中的注意事项 异步发电机承载感性负荷的能力较差，其承载的感性负荷总量应以发电机额定容量的35左右为佳，最多不得超过发电机额定容量的40，并且单台电动机的容量不得不小于发电机额定容量的20。若感性负荷总容量或单台电动机容量过大，在其投运时也许会导致发电机端电压消失的故障。 此外，为了提高异步发电机启动电动机负荷的能力，可采用加装适量启动电容器来实现。 1异步发电机运营电压应尽量控制在额定电压值以内，电压偏移值不得不小于5。三相负荷应尽量做到对称平衡，不平衡度严格控制在规程容许范畴之内。 2.发电机的各相负荷电流不对称时，其各相电流之差不不小于额定电流值的20，并且任何一相的电流值均不得超过额定值。 3.当发生发电机甩负荷故障时，立即将所有励磁电容器所有切除，然后再以最快的速度将导水叶关闭至零。