基礎(chǔ)知識培訓(xùn)發(fā)電機

1、無刷三相同步發(fā)電機培訓(xùn)教材1 / 14第一章 簡介我們所指的發(fā)電機是無刷三相同步發(fā)電機(以下簡稱發(fā)電機)。它們的用途是：與往復(fù)式內(nèi)燃機相配套組成發(fā)電機組，可作為國防、郵電通訊、機場、醫(yī)院、大廈以及石油勘探、工礦企業(yè)等部門的固定電源或備用電源。第二章 工作原理 自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)電壓輸出（發(fā)電）勵磁機定子(剩磁)主機定子旋轉(zhuǎn)整流器主機轉(zhuǎn)子 往復(fù)式內(nèi)燃機勵磁機轉(zhuǎn)子往復(fù)式內(nèi)燃機帶動主機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，勵磁機定子的剩磁（磁鋼）切割勵磁機轉(zhuǎn)子的線圈發(fā)電，通過旋轉(zhuǎn)整流器將交流轉(zhuǎn)化成直流給主機轉(zhuǎn)子勵磁，主機轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁場切割主機定子線圈發(fā)電。然后，AVR對主機定子的輸出電壓作出反饋（一般是兩相檢測，一個

2、作為信號電壓，一個作為電源電壓），通過控制勵磁機的磁場電流，來達(dá)到控制主機磁場電流的要求。第三章 TWG系列無刷三相同步發(fā)電機介紹表1-舊TWG系列無刷三相同步發(fā)電機H225250315型號TWG2TWG3TWG4CDEFGCDEFGCDEkW30405064757590100120150200250300表2-新TWG系列無刷三相同步發(fā)電機H225250型號TWG2.1TWG3.1CDEFGHCDEFGkW2024304050647590100120150H315400型號TWG4.1TWG5CDEFGCDEFGkW2002503003554004505006307208001、產(chǎn)品型號定義

3、（新系列）：TWG 3.1 E 1TWG表示系列特征號機座號-2: 200, 3: 250, 4: 315, 5: 400.1表示為新一代發(fā)電機（與舊系列的區(qū)別）鐵心長度結(jié)構(gòu)方式-1：單軸承 2：雙軸承2、無刷的定義：沒有電刷，與有刷發(fā)電機的區(qū)別。用勵磁機取代電刷的功能，勵磁機也是一個小發(fā)電機，所以有時也稱之為兩級發(fā)電機。3、三相的說明：我們的發(fā)電機可以接成單相的（8個端子，12引出線），但功率僅相當(dāng)于三相時的約60%。所以我們的發(fā)電機還可以接成不同的電壓，最典型的有兩種，一種是串聯(lián)星形，一種是并聯(lián)星形。注意: 發(fā)電機的電壓、頻率、相數(shù)-不同的電網(wǎng)要求、不同的負(fù)載4同步：發(fā)電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)

4、磁場的轉(zhuǎn)速是一樣的，與異步機不同。 n=60f/p-n: 轉(zhuǎn)速(r/min), f: 頻率(Hz), p: 極對數(shù) （4極，1500r/min, 50Hz, 380-400-415V） （4極，1800r/min, 60Hz, 440-460-480V）第四章 發(fā)電機的基本概念1發(fā)電機的功率是如何定義的？（我們這里指陸用）（kW=kVAx0.8）1) 持續(xù)功率S1/40：在額定負(fù)載下運行,繞組絕緣允許每12小時過載1小時,每年運行時間無限制;2） 備用功率40:在恒定負(fù)載下運行,每年最多運行500小時(連續(xù)運行時最多300小時),繞組溫升允許超過H級溫升.3） 備用功率27:在恒定負(fù)載下運行,

5、每年最多運行500小時(連續(xù)運行時最多300小時),繞組溫升允許超過H級溫升. 備用功率27備用功率40持續(xù)功率S1/402. 發(fā)電機的選型1） 根據(jù)負(fù)載的大小2） 考慮發(fā)電機的效率(確定油機): 發(fā)動機的功率x發(fā)電機的效率=發(fā)電機的功率注意: 發(fā)電機的效率在不同的電壓和負(fù)載下它的值是不同的.3） 根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)1. 線性負(fù)載: 簡單的負(fù)載大小相加2. 瞬態(tài)負(fù)載(如電動機): 考慮瞬態(tài)特性3. 非線性負(fù)載(如UPS,SCR): 考慮電抗和溫升(非線性負(fù)載產(chǎn)生的5次和7次對其他負(fù)載產(chǎn)生干擾) 注: 2/3繞組節(jié)距-消除能產(chǎn)生零線環(huán)流和波形畸變的三次諧波, 有利于并聯(lián)運行.3. 溫升定義和絕緣等級

6、電機的繞組電阻產(chǎn)生銅耗, 鐵心中的鐵耗和其它機械磨損等原因,電機在工作時會產(chǎn)生熱量,引起電機繞組的溫度升高,從而引起發(fā)電機繞組的絕緣老化或損壞.我們定義電機繞組溫度的升高值(相對值)為發(fā)電機的溫升.基于環(huán)境溫度40, 各種絕緣等級的允許溫升如下:A(60K)-E(75K)-B(80K)-F(105K)-H(125K)4. 環(huán)境溫度和海拔高度對發(fā)電機功率的影響1） 環(huán)境溫度環(huán)境溫度254045505560系數(shù)1.04510.970.940.910.88注意：與柴油機一起工作，柴油機發(fā)熱會使整個空間內(nèi)溫度超過40，所以機房的排氣通風(fēng)必須滿足使發(fā)電機的進(jìn)風(fēng)溫度不超過40的要求。2） 海拔高度海拔高度

7、01000m1500m2000m2500m3000m3500m系數(shù)10.970.940.910.850.823） 環(huán)境溫度和海拔高度海拔高度25404550556001000m1.04510.970.940.910.8810001500m1.010.970.940.910.880.8515002000m0.980.940.910.880.850.8220002500m0.950.910.880.850.820.7925003000m0.890.850.820.790.760.7330003500m0.860.820.790.760.730.74） 繞組壽命：按IEC216標(biāo)準(zhǔn)定義-一定的溫度儲

8、備能夠保證機器長壽命對于H級絕緣：1 按H級溫升考核（125）=繞組壽命20000H（83.3Days）2 按F級溫升考核（105）=繞組壽命x23 按B級溫升考核（80）=繞組壽命x64 按H級溫升+15考核（140）=繞組壽命/35. 環(huán)境相對濕度與發(fā)電機的關(guān)系1） 發(fā)電機要求的相對濕度不超過90%。2）超過90%，絕緣電阻迅速下降；3）達(dá)到100%時，絕緣電阻等于零（也等于對地?fù)舸?。給我們提出的問題：發(fā)電機的存放4） 存放：應(yīng)放在密封包裝好的清潔場所，內(nèi)附干燥袋，以免潮濕和出現(xiàn)凝聚物。注意: 潮濕對軸承的影響(潤滑脂發(fā)生乳化而對軸承產(chǎn)生腐蝕, 以及生銹-故要求每兩周空轉(zhuǎn)15分鐘1次).

9、6惡劣環(huán)境對發(fā)電機運行的影響和措施除環(huán)境溫度，海拔高度和相對濕度會對發(fā)電機的運行產(chǎn)生影響外，還有很多因素會影響發(fā)電機的正常工作。主要注意以下幾個方面：1） 空氣中含有腐蝕氣體：要求特殊的絕緣處理（提高成本）2） 在海邊：要求特殊的絕緣處理+提高防護(hù)等級+空間加熱器（提高成本+降功率）3） 灰塵或風(fēng)沙：增加空氣過濾器（提高成本+降功率）4） 雨水：提高防護(hù)等級+空間加熱器（提高成本+降功率）5） 振動大的場所: 應(yīng)避免振動大的場所, 否則應(yīng)把發(fā)電機放在減震支架上(也是運輸、機組裝配的要求)注意：空間加熱器的使用-當(dāng)發(fā)電機不運行時接通空間加熱器，使發(fā)電機機身溫度高出環(huán)境溫度5K，發(fā)電機運行時切斷空

10、間加熱器。第五章 發(fā)電機的結(jié)構(gòu)1. 單軸承和雙軸承(也叫單支點和雙支點)的概念1） 單軸承: (1).發(fā)電機本身只有一個軸承(支點). (2).與發(fā)動機的對接方式: a. 發(fā)電機的端蓋與發(fā)動機的飛輪殼對接： 符合國際標(biāo)準(zhǔn)SAE#，我們目前常用的端蓋SAE#見下表：SAE#止口外徑(mm/inch)止口深度(mm)安裝孔(mm)安裝孔距(mm/inch)角度#00787.4(31)616-14850.9(33.5)11.25#0647.7(25.5)616-14679.45(26.75)11.25#1/2584.2(23)612-14619.125(24.375)15#1511.175(20.1

11、25)612-12530.225(20.875)15#2447.675(17.625)512-12466.725(18.375)15#3409.575(16.125)512-12428.625(16.875)15#4361.95(14.25)512-12381(15)15b. 發(fā)電機的聯(lián)軸片（盤片）與發(fā)動機的飛輪對接： 符合國際標(biāo)準(zhǔn)SAE#，我們目前常用的聯(lián)軸片SAE#見下表：SAE#盤片外徑(mm/inch)安裝孔(mm)安裝孔距(mm/inch)盤片端面至端蓋止口面距離(mm)#24733.3(28.87)12-21692(27.245)0#21673.1(26.5)12-17641.35

12、(25.25)0#18571.5(22.5)6-17542.925(21.375)15.87#14466.725(18.375)8-14438.15(17.25)25.4#11.5352.425(13.875)8-11333.38(13.125)39.6#10314.2(12.37)8-11295.3(11.625)53.8#8263.4(10.37)6-11244.475(9.625)62c. 盤片和端蓋的通常組合SAE#8#10#11.5#14#18#21#24#4ll#3ll#2ll#1ll#1/2ll#0ll#00ll2） 雙軸承(1).發(fā)電機本身有兩個軸承(支點). (2).與發(fā)動機

13、的對接方式: a. 發(fā)電機的端蓋通過過渡節(jié)與發(fā)動機的飛輪殼對接； b. 發(fā)電機的軸伸通過彈性聯(lián)軸器與發(fā)動機的飛輪對接。 c. 過渡節(jié)和彈性聯(lián)軸器的設(shè)計（或選擇）：根據(jù)發(fā)動機的尺寸以及發(fā)電機的端蓋凸緣尺寸和軸伸尺寸進(jìn)行設(shè)計和選擇。（注：發(fā)電機的有關(guān)尺寸參考產(chǎn)品樣本）。2. 防護(hù)等級標(biāo)準(zhǔn)型: IP21可選: IP23注意: IP21 IP23, 發(fā)電機要降功率使用.3. 主要零部件1） 定子2） 轉(zhuǎn)子3） 勵磁定子4） 勵磁轉(zhuǎn)子（電樞）5） 前后端蓋6） AVR7） 旋轉(zhuǎn)整流器8） 控制箱這里對勵磁定子和勵磁轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)整流器和AVR做個介紹：1) 勵磁定子和勵磁轉(zhuǎn)子 前面提到，取代電刷和集電環(huán)的作

14、用，主轉(zhuǎn)子勵磁電源。2) 旋轉(zhuǎn)整流器 主轉(zhuǎn)子的勵磁電流必須是直流的，而勵磁機發(fā)的電是交流的，這樣交流必須轉(zhuǎn)化成直流，旋轉(zhuǎn)整流器就是起到這種作用。3) AVR: 電壓調(diào)節(jié)、增益調(diào)節(jié)、無功功率調(diào)節(jié)等 我們知道發(fā)電機要受到控制，如電壓穩(wěn)定在400V，則主轉(zhuǎn)子的勵磁電流是一定的，勵磁機的勵磁電流也是一定的，而勵磁機的勵磁電流就是AVR的輸出，AVR能夠通過從定子輸出反饋來的信號而控制它的輸出。第六章 與發(fā)動機的安裝1起吊：發(fā)電機上的吊環(huán)僅用于起吊發(fā)電機本身，務(wù)必不能用來起吊整個機組。2雙軸承發(fā)電機的安裝：1). 應(yīng)裝上彈性聯(lián)軸器;2). 如果沒有過渡節(jié), 則機組配套廠家應(yīng)提供合適的防護(hù)罩.3). 保證

15、對中, 發(fā)動機和發(fā)電機的同軸度和平行度應(yīng)不超過0.1mm.3. 單軸承發(fā)電機的安裝：1). 檢查飛輪殼配合面至飛輪配合面的距離, 其公差范圍應(yīng)控制在0.5mm內(nèi), 以保證發(fā)動機或發(fā)電機的軸承不被卡死.2). 檢查發(fā)動機的飛輪殼和飛輪尺寸是否與發(fā)電機的端蓋和聯(lián)軸片尺寸一致.3). 對準(zhǔn)聯(lián)軸片和飛輪上的孔時,應(yīng)通過轉(zhuǎn)動發(fā)動機上的初級滑輪, 而不能通過發(fā)電機上的風(fēng)扇來轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子.4. 機組的安裝及其位置1). 確保發(fā)電機的環(huán)境溫度不超過402). 遠(yuǎn)離潮濕和灰塵.第七章 維護(hù)和保養(yǎng)發(fā)電機在首次使用前包括停機一段時間后重新使用, 必須進(jìn)行必要的機械檢查和電氣檢查.1. 機械檢查1） 所有的緊固應(yīng)擰緊;2

16、） 所有的電氣接頭(包括AVR)應(yīng)牢固無松動.3） 對軸承的過熱和振動進(jìn)行檢查.2. 電氣檢查1） 檢查接線是否正確;2） 繞組絕緣狀況進(jìn)行檢查, 方法如下:. 首先切斷AVR;. 用500V兆歐表測量對地絕緣電阻;. 如果絕緣電阻值小于1M, 發(fā)電機絕對不能運行;. 繞組必須烘干, 烘干方法有三個: A). 將發(fā)電機放在100/110的烘箱中烘干24小時;(不帶AVR) B). 將熱空氣吹進(jìn)發(fā)電機并運轉(zhuǎn)發(fā)電機;(斷開勵磁機) C). 定子短路法: 將三相輸出短接, 在勵磁機定子引線接上一個串有約10(50W)變阻器電池(注意極性), 使發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下運行, 用變阻器調(diào)節(jié)勵磁機定子的磁場電流, 是短路電流控制在額定電流(用鉗形電流表來監(jiān)視). D). 烘干過程, 通過檢查絕緣電阻來監(jiān)視烘干效果, 直到絕緣電阻穩(wěn)定.第八章 運行做好機械檢查和電氣檢查發(fā)現(xiàn)沒問題后, 就可投入運行. 出廠時包括AVR等工廠都已設(shè)置好, 如果用戶需要重新設(shè)置, 應(yīng)詳細(xì)閱讀說明書.1） 電壓大小通過電壓水平調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié);2） 電壓振蕩通過電壓增益調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié);3） 并車運行調(diào)節(jié): AVR應(yīng)具有正交調(diào)差功能. 并車條件: 頻率相同、電壓相同、電壓相位角相同;. 步驟:A. 確保發(fā)動機的調(diào)速率是一致的; B. 將AVR上的