斯坦福发电机的特征和励磁结构
发布时间：2023-09-19 点击：163
斯坦福发电机的特征和励磁结构
斯坦福发电机属于无刷发电机范畴，500kw以上配备永磁电机（pgm），无此配置的机型可要求发电机厂家出厂前加装。无刷交流发电机实际上是两台发电机构成的，一台作为励磁机，一台才是主发电机。主发电机的励磁绕组在转子，电枢绕组在定子（将发出的电输出）；励磁机的电枢绕组在转子，励磁绕组在定子。其原理是励磁机在定子上的为励磁绕组提供励磁，其转子电枢绕组将发出交流电，经过整流后在转子向主发电机在转子的励磁绕组供电，从而使主发电机在定子的电枢绕组感应出所需的交流电来。
一、斯坦福发电机的特征
1、四极无刷自励式、防滴漏结构（ip22）。h绝缘，为发电机在恶劣环境中运行提供保障。
2、定子是2/3节距绕制，能有效抑制输出电压的波形畸变，及减少磁发热。
3、转子装配前经过动平衡，完善的阻尼绕组帮助减少非恒负荷下的电压偏差的热量。
4、励磁机转子的输出功率通过三相全波桥式整流器输出给主动转子，该整流器由一浪涌抑制器保护，以免由诸如短路或并联时相位步而引起冲击造成损失。
5、可选的辅助绕组励磁系统能提供承受短路电流的能力。
6、先进的自动调压系统能够保证在恶劣条件下能进行可靠的运行作业。
7、很容易与电网或其他发电机并联。标准的2/3节距绕组抑制了过多的中线电流。
8、 经动平衡的转子，具有密封的滚珠轴承，具有单支点和双支点结构。
9、 安装简单，维护保养方便，具有极易操作的接线柱、旋转二极管和联轴器螺栓。
10、自动电压调节器（avr）具有保护发动机的自动减荷特性。允许一次性向发电机施加全载，稳态电压调整率可实现±0.5%或±1%。
11、根据用户使用需要，可配置永磁发电机（pmg），pmg通过avr向励磁机提供功率、输出一个与发电机输出功率无关的恒的励磁功率，从而大大提高发电机的强励能力。符合所有主导的陆用发电机标准。
二、励磁系统结构
斯坦福无刷三相交流同步发电机的励磁系统有以下几种结构形式。
1、自励系统(shunt)
励磁电源系取自发电机自身或发电机所在的电力系统。目前小功率机组大多数都是此方式，没有持续能力。
自励avr控制的发电机，主机定子通过as440(或sx421)avr为励磁机磁场提供励磁源，avr是调节励磁机磁场励磁电流的控制装置。avr根据来自主机定子绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制低功率的励磁机磁场调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流的要求。
as440avr通过感应两相平均电压，确保较高的电压调整率,除此之外，它还监测发动机的转速，如低于预选转速(hz)设定，则相应降低输出电压，以防止发动机低速时的国力,缓减加载时的冲击，以减轻发动机的负担。sx421除了as440的特点外，还具有三相均方根感应的特点，在与外部断路器(装在开关板上)一起使用时，它还提供过电压保护。
2、他励系统(arep)
采用独立的电压监测回路辅助线圈供应自动稳压器电源。
（1） 不可控整流器励磁系统
一般由交流励磁机，不可控整流装置，励磁调节器和交流副励磁机等组成。
（2）可控整流器励磁系统
一般由三相可控整流桥（晶闸管），励磁调节器，交流励磁机及其自励恒压装置组成。励磁调节器可调节可控整流器的导通角， 调节可控整流器的输出电压，从而调节发电机的励磁。
图1 斯坦福发电机变压器励磁系统
图2 斯坦福发电机辅助绕组励磁系统
3、永久磁发电机系统(pmg)
励磁系统的发电机比自励系统多一个发电机，它将自动稳压器的工作电源从主定子上分离出来。由永磁发电机独立供给电源，因此自动稳压器将不受负载的干扰。
永磁发电机（pmg）励磁发电机通过mx341(或321)avr为励磁机提供励磁源，avr是调节励磁机励磁电流的控制装置。如果是mx321avr，则通过一个隔离变压器向来自主机定子绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流的要求。pmg系统提供一个与定子负载无关的恒定的励磁电源，提供较高的电动机启动承受能力，并不受非线性负载（例如可控硅直流电动机）产生的主机定子输出电压的波形畸变的干扰。mx341avr通过检测二相平均电压来确保较高电压的调整率，另外它还检测发动机转速，如低于预选的转速设定，则相应降低输出电压，以防止发动机低速时的过励，缓减加载时的冲击，以减轻发动机的负担。它还提供延时的过励保护，在励磁机磁场电压过高的情况下对发电机灭磁。
图3 斯坦福发电机永磁pmg系统框图
图4 斯坦福发电机永磁系统结构剖析图
三、发电机维护
交流发电机不需进行定期保养，但内外部应定期清洁，并建议作定期检查。
1、定期清洁
发电机清洁的频率则要视机器所在的环境而定，清洁可按下列步骤进行。
（1）将所有电源断开，把外表的尘、油污、油积、水及任何液体擦干
（2）通风网也要清洁干净，因为这些东西进入线圈，会使线圈过热或破坏绝缘
（3）尘和污物最好用吸尘器吸掉，不要用吹气或高压喷水来清洁。
2、绝缘测试
（1）测定子时，断开所有控制线路及avr，用一个500v的摇表或相似的其它仪器测量线圈与大地的电阻。
方法：拆开在中点和地之间的导线，测量终端至地的阻抗。机器到地的绝缘阻抗应超过5mω，如小于imω ，就应该对线圈进行烘干。
（2）测转子时一定要拆开与二极管的连线。
3、线圈烘干
（1）用干燥热气烘干，可用热吹风枪把热气吹向电球线圈，也可用相似的其他方法，把干燥热气吹向电球线圈。或用卤素灯管烘干。
（2）用一个三相调压器，将三相调压器与发电机定子线圈相连，将电压调至24v，烘干2－3小时，按上述测试方法测量绝缘阻抗。
注：经烘于后绝缘阻抗应大于5mω。若低于5mω ，应重新烘于，若烘干后低于1mω ，说明绝缘已损坏，需要修理后才能使用。
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一、斯坦福发电机的特征
1、四极无刷自励式、防滴漏结构（ip22）。h绝缘，为发电机在恶劣环境中运行提供保障。
2、定子是2/3节距绕制，能有效抑制输出电压的波形畸变，及减少磁发热。
3、转子装配前经过动平衡，完善的阻尼绕组帮助减少非恒负荷下的电压偏差的热量。
4、励磁机转子的输出功率通过三相全波桥式整流器输出给主动转子，该整流器由一浪涌抑制器保护，以免由诸如短路或并联时相位步而引起冲击造成损失。
5、可选的辅助绕组励磁系统能提供承受短路电流的能力。
6、先进的自动调压系统能够保证在恶劣条件下能进行可靠的运行作业。
7、很容易与电网或其他发电机并联。标准的2/3节距绕组抑制了过多的中线电流。
8、 经动平衡的转子，具有密封的滚珠轴承，具有单支点和双支点结构。
9、 安装简单，维护保养方便，具有极易操作的接线柱、旋转二极管和联轴器螺栓。
10、自动电压调节器（avr）具有保护发动机的自动减荷特性。允许一次性向发电机施加全载，稳态电压调整率可实现±0.5%或±1%。
11、根据用户使用需要，可配置永磁发电机（pmg），pmg通过avr向励磁机提供功率、输出一个与发电机输出功率无关的恒的励磁功率，从而大大提高发电机的强励能力。符合所有主导的陆用发电机标准。
二、励磁系统结构
斯坦福无刷三相交流同步发电机的励磁系统有以下几种结构形式。
1、自励系统(shunt)
励磁电源系取自发电机自身或发电机所在的电力系统。目前小功率机组大多数都是此方式，没有持续能力。
自励avr控制的发电机，主机定子通过as440(或sx421)avr为励磁机磁场提供励磁源，avr是调节励磁机磁场励磁电流的控制装置。avr根据来自主机定子绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制低功率的励磁机磁场调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流的要求。
as440avr通过感应两相平均电压，确保较高的电压调整率,除此之外，它还监测发动机的转速，如低于预选转速(hz)设定，则相应降低输出电压，以防止发动机低速时的国力,缓减加载时的冲击，以减轻发动机的负担。sx421除了as440的特点外，还具有三相均方根感应的特点，在与外部断路器(装在开关板上)一起使用时，它还提供过电压保护。
2、他励系统(arep)
采用独立的电压监测回路辅助线圈供应自动稳压器电源。
（1） 不可控整流器励磁系统
一般由交流励磁机，不可控整流装置，励磁调节器和交流副励磁机等组成。
（2）可控整流器励磁系统
一般由三相可控整流桥（晶闸管），励磁调节器，交流励磁机及其自励恒压装置组成。励磁调节器可调节可控整流器的导通角， 调节可控整流器的输出电压，从而调节发电机的励磁。
图1 斯坦福发电机变压器励磁系统
图2 斯坦福发电机辅助绕组励磁系统
3、永久磁发电机系统(pmg)
励磁系统的发电机比自励系统多一个发电机，它将自动稳压器的工作电源从主定子上分离出来。由永磁发电机独立供给电源，因此自动稳压器将不受负载的干扰。
永磁发电机（pmg）励磁发电机通过mx341(或321)avr为励磁机提供励磁源，avr是调节励磁机励磁电流的控制装置。如果是mx321avr，则通过一个隔离变压器向来自主机定子绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流的要求。pmg系统提供一个与定子负载无关的恒定的励磁电源，提供较高的电动机启动承受能力，并不受非线性负载（例如可控硅直流电动机）产生的主机定子输出电压的波形畸变的干扰。mx341avr通过检测二相平均电压来确保较高电压的调整率，另外它还检测发动机转速，如低于预选的转速设定，则相应降低输出电压，以防止发动机低速时的过励，缓减加载时的冲击，以减轻发动机的负担。它还提供延时的过励保护，在励磁机磁场电压过高的情况下对发电机灭磁。
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三、发电机维护
交流发电机不需进行定期保养，但内外部应定期清洁，并建议作定期检查。
1、定期清洁
发电机清洁的频率则要视机器所在的环境而定，清洁可按下列步骤进行。
（1）将所有电源断开，把外表的尘、油污、油积、水及任何液体擦干
（2）通风网也要清洁干净，因为这些东西进入线圈，会使线圈过热或破坏绝缘
（3）尘和污物最好用吸尘器吸掉，不要用吹气或高压喷水来清洁。
2、绝缘测试
（1）测定子时，断开所有控制线路及avr，用一个500v的摇表或相似的其它仪器测量线圈与大地的电阻。
方法：拆开在中点和地之间的导线，测量终端至地的阻抗。机器到地的绝缘阻抗应超过5mω，如小于imω ，就应该对线圈进行烘干。
（2）测转子时一定要拆开与二极管的连线。
3、线圈烘干
（1）用干燥热气烘干，可用热吹风枪把热气吹向电球线圈，也可用相似的其他方法，把干燥热气吹向电球线圈。或用卤素灯管烘干。
（2）用一个三相调压器，将三相调压器与发电机定子线圈相连，将电压调至24v，烘干2－3小时，按上述测试方法测量绝缘阻抗。
注：经烘于后绝缘阻抗应大于5mω。若低于5mω ，应重新烘于，若烘干后低于1mω ，说明绝缘已损坏，需要修理后才能使用。
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