斯坦福无刷发电机励磁介绍课件.pptx
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- 斯坦福 发电机 介绍 课件
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1、n 无刷交流发电机实际上是两台发电机构成的,一台作为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,励磁绕组在定子枢绕组在转子,励磁绕组在定子。同步发电机的基本结构同步发电机的基本结构主机定子励磁机定子转子无刷交流发电机的工作原理n对对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁,励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁,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
2、在转子的励磁绕组供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。这就是一般交流发应出所需的交流电来。这就是一般交流发电机的电机的“无刷无刷”工作原理。工作原理。型型 号号陆用陆用船用船用机座号机座号铁芯长度铁芯长度极数极数 轴承数轴承数控制系统控制系统MX341/MX321SX440/SX421I产品型号识别产品型号识别 型号型号轴的中心高轴的中心高 (厘米厘米)M-船用船用I-陆用陆用l控制系统控制系统3-PMG/AVR4-自励自励/AVR5-自励自励铁芯长度铁芯长度 极数极数轴承数轴承数产品型号产品型号的识别
3、的识别n产品型号识别产品型号识别n发电机为发电机为UCM274G13nUC为发电机型号,为发电机型号,M为船用,为船用,27是轴的中是轴的中心高度,心高度,4指指4极机,极机,G指铁芯长度,指铁芯长度,1指指轴承数为轴承数为1个,个,3指带永磁机指带永磁机/AVR。主转子主转子 主定子主定子主接线端主接线端驱动端盖驱动端盖非驱动端盖和非驱动端盖和励磁定子总成励磁定子总成底脚底脚P.M.G转子转子P.M.G定子定子A.V.R.装在装在 A.V.M上上出线盒出线盒过渡盘片过渡盘片过渡轮毂过渡轮毂R发电机的驱动端由发动机的飞轮支撑发电机的驱动端由发动机的飞轮支撑.主转子主转子风叶风叶轴承轴承(密封)
4、密封)轴轴整流模块整流模块(BC 机装在非驱动侧机装在非驱动侧)励磁转子励磁转子轴承轴承(密封密封)PMG转子转子(建议用于建议用于 UC 机机)单轴承主转子总成单轴承主转子总成3.永磁发电机永磁发电机定定子子和和永磁体转子永磁体转子一、斯坦福发电机的结构一、斯坦福发电机的结构STF AVR3.附件:电压调整器附件:电压调整器Field lead connectionsF1-+Positive leadF2 (-)Negative lead二、斯坦福发电机的励磁二、斯坦福发电机的励磁方式方式调压性能规范要求调压性能规范要求二、斯坦福发电机的励磁方式二、斯坦福发电机的励磁方式自励自励系统(系统(
5、SHUNT):励磁电源系取自发电机自励磁电源系取自发电机自身或发电机身或发电机所在的所在的电力系统。电力系统。目前小功率机组大多数目前小功率机组大多数都是此方式,沒有都是此方式,沒有持续能力持续能力。他励系统(他励系统(AREP):):采用独立的电压监测回路辅采用独立的电压监测回路辅助线圈供应助线圈供应自动稳压器自动稳压器电源电源。永久磁发电机系统(永久磁发电机系统(PMG):励磁系统的发电机比:励磁系统的发电机比自励系统多一自励系统多一个发电机个发电机,它将,它将自动稳压器的工作电源自动稳压器的工作电源从主定子上分离出来。由从主定子上分离出来。由永磁发电机永磁发电机独立供给电源,独立供给电源
6、,因此自动稳压器将不受负载的干扰。因此自动稳压器将不受负载的干扰。二、斯坦福发电机的励磁方式二、斯坦福发电机的励磁方式励磁机励磁机转子转子(电枢电枢)励磁机磁场励磁机磁场(定子定子)主主 机机 定定 子子主机磁场主机磁场(转子转子)机械旋转机械旋转动力输入动力输入旋转二极管旋转二极管A.V.R.输出输出检测检测电力电力电力输出电力输出参考值设定参考值设定自励自励AVR控制的发电机,主机定子通过控制的发电机,主机定子通过AS440(或(或SX421)AVR为励磁机磁场提供励磁源,为励磁机磁场提供励磁源,AVR是调节励是调节励磁机磁场励磁电流的控制装置。磁机磁场励磁电流的控制装置。AVR根据来自主
7、机定子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。主机磁场电流的要求。AS440AVR通过感应两相平均电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(机的转速,如低于预选转速(HZ)设定,则相应降低输)设定,则相应降低输出电压,以防止发动机低速时的国力,缓减加载时的冲出电压,以防止发动机低速时的国力,缓减加载时的冲击,以
8、减轻发动机的负担。击,以减轻发动机的负担。SX421除了除了AS440的特点外,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。开关板上)一起使用时,它还提供过电压保护。二、斯坦福发电机的励磁二、斯坦福发电机的励磁方式方式励磁机励磁机转子转子 (电枢电枢)励磁机磁场励磁机磁场(定子定子)主机定子主机定子主机磁场主机磁场(转子转子)机械旋转机械旋转动力输入动力输入旋转二极管旋转二极管输出输出检测检测电力输出电力输出参考值设定参考值设定A.V.R.永磁机磁场永磁机磁场 (转子转子)永磁机永磁机 定子
9、定子 2.永磁机励磁(系列永磁机励磁(系列3)永磁发电机(永磁发电机(PMG)励磁发电机通过)励磁发电机通过MX341(或或321)AVR为励磁机提供励磁源,为励磁机提供励磁源,AVR是调节励磁机励磁电流的控是调节励磁机励磁电流的控制装置。如果是制装置。如果是MX321AVR,则通过一个隔离变压器向,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,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。从而达到控制主机磁场电流的要求。PMG系统提供一
10、个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。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,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
11、击,以减轻发动机的负担。它还提供延缓减加载时的冲击,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。机灭磁。AVR轴伸主机转子(磁场)主机定子主机定子线圈线圈风扇旋转整流装旋转整流装置置励磁机转子励磁机磁场励磁机磁场轴承NSSN机座功率输入电压感应稳态电压调整率+/-1%电源引出三、三、斯坦福发电机的斯坦福发电机的励磁控制系统励磁控制系统1.自励自励AVR控制系统控制系统轴伸NS主机转子(磁场)主机定子线圈风扇旋转整流装置 励磁机转子SN励磁机磁场轴承机座电源引出变压器控制系统稳态电压调整调整率+/-5%2.
12、变压器变压器励磁控制系统励磁控制系统三、斯坦福发电机的励磁控制系统三、斯坦福发电机的励磁控制系统AVR3.辅助绕组辅助绕组励磁的励磁的AVR控制系统控制系统轴伸主机转子(磁场)主机定子线圈风扇旋转整流装置励磁机转子励磁机磁场轴承NSSN机座功率输入电压感应稳态电压调整率+/-1%电源引出三、斯坦福发电机的励磁控制系统三、斯坦福发电机的励磁控制系统A.V.RX+(F1)XX-(F2)从主定子来从主定子来的交流电源的交流电源和传感信号和传感信号(2相或相或3相相感应)感应)6-7-8轴承轴承轴轴整流模块整流模块励磁转子励磁转子和定子和定子 主定子主定子主转子PMG提供电提供电源给源给AVR(安装时
13、)安装时)P2-P3-P4AVR输输出直流出直流电给励电给励磁定子磁定子4.永磁永磁机励磁的机励磁的AVR控制系统控制系统AC Generator DiagramRotating Permanent MagnetAC Generator DiagramFluxP.M.G.StatorA.V.R.170-200 volts a.c.output to A.V.R.P2,P3,P4A.V.R.x+xx-D.C.Output toExciter StatorA.V.R.A.C.Output fromExciter RotorA.V.R.A.C.rectified to D.C.in rotating
14、 rectifierA.V.R.D.C.into Main RotorA.V.R.Flux into Main StatorA.C.OutputsA.V.R.Sensing Supply voltsMX321OVER/VEXCTRIPDWELLSTABILITYRMSDIPI/LIMITDROOPVOLTSUFROTRIMK2 K1 P2 P3P4 XX X 6 7 8 1 23 2 1C B AS1 S1 S1 A1E0 E1 B0 B1S2 S2 S2 A2P2P3P4XXX87 发电机工作时,永磁机定子输出发电机工作时,永磁机定子输出P2、P3、P4,电压值约,电压值约为为130-150
15、VAC之间,此电压值输入到稳压板(之间,此电压值输入到稳压板(AVR)的)的P2、P3、P4端子,经端子,经AVR内部的二极管予以整流后,内部的二极管予以整流后,输出输出、(空载时约(空载时约8-9VDC)到电球的励磁机定子)到电球的励磁机定子线圈,励磁机转子线圈感应出交流电,经安装在励磁机转线圈,励磁机转子线圈感应出交流电,经安装在励磁机转子线圈上的子线圈上的6个二极管个二极管整流出直流。此直流电流到主转子整流出直流。此直流电流到主转子线圈,主转子线圈在旋转状态下产生一个磁场,主定子线线圈,主转子线圈在旋转状态下产生一个磁场,主定子线圈感应出交流电(如圈感应出交流电(如400VAC输出)。输
16、出)。当负载在瞬间增加或减小时,当负载在瞬间增加或减小时,发电机的发电机的输出电压输出电压u、v、w会在瞬间相应降低或会在瞬间相应降低或提高,提高,P6、P7、P8为为400VAC输出输出的一半(抽头电压),的一半(抽头电压),P6、P7、P8反馈到反馈到AVR板,若负板,若负载增加,则载增加,则P6、P7、P8在负载增加的瞬间会降低,在负载增加的瞬间会降低,AVR板会自动提高的板会自动提高的、输出值,使输出值,使u、v、w提高到提高到400VAC。斯坦福发电机斯坦福发电机AVR 的选用的选用BC16STDBC182STDBC184AUX WDGOPTSTD机座机座/AVRSA465SA465
17、UC224STDUC274STDHC4OPTOPTSTDHC5HC6HC/MV7STDSX460SX440LOOSESX421OPTOPTOPTOPTMX341OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)MX321OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)STDSTD四、自动调压装置四、自动调压装置AVR自动电压调节器(AVR)型号 341 P/NE000-23412/1PK1、K2:为磁场开关,不使用时须短路跨接。:为磁场开关,不使用时须短路跨接。P2、P3:为磁场电源输入端子。取于发电机出线:为磁场电源输入端子。取于发电机出线380V中任意中任意一
18、相和一相和中线的中线的220V 3、2:为检测电源输入端子。可以和:为检测电源输入端子。可以和P2 P3相连相连 1、2:为外接:为外接VR机外调节电位器,不使用时须短路跨接。机外调节电位器,不使用时须短路跨接。X、XX:X磁场磁场+端、端、XX磁场磁场 端。端。S1、S2:DROOP CT 电流互感器输入端。电流互感器输入端。A1、A2:VAR/PF 控制输入控制输入(V/TRIM)。A、B、C:90KW 以下以下 A、C 跨接,跨接,90KW 550KW B、C 跨接,跨接,550KW 以上以上 A、B 跨接。跨接。n通过通过检测检测发电机主绕组的发电机主绕组的 电压,以控制提供给电压,以
19、控制提供给励磁机定子以及主励磁机定子以及主 转子的转子的电流,电流,来维持发电机输来维持发电机输出电压出电压介于介于指定的范围内,并指定的范围内,并补偿负载补偿负载、转速、转速、温度及发电机的温度及发电机的功率因数。功率因数。而而三相的三相的RMS 检测可检测可提供更准确的电压调节提供更准确的电压调节,设有可,设有可 调节的缓慢起动调节的缓慢起动电路可控制发电机输电路可控制发电机输 出电压的平滑出电压的平滑建立。建立。n频率频率测量电路持续监控着发电机测量电路持续监控着发电机的的 转速,并根转速,并根据据低于预设拐点值的转速,低于预设拐点值的转速,成比例的降低发电机成比例的降低发电机输出电压,
20、提供励输出电压,提供励 磁系统过低转速磁系统过低转速保护保护。稳定度调稳定度调节跳线节跳线低频保护低频保护(UFRO)的调节的调节电压电压(VOLTS)调节调节稳定度稳定度(STABILITY)调节调节压降压降(DROOP)调节调节电压修正电压修正(TRIM)调节调节过励磁过励磁(EXC TRIP)调节调节电压电压/频率频率(DIP)比例调节比例调节均方根值调节(均方根值调节(RMS)恢复延时恢复延时过电压过电压跳脱跳脱电流上限调节电流上限调节频率选择频率选择MX321 调节n电压电压(VOLTS)调节调节发电机的输出电压值出厂默认发电机的输出电压值出厂默认 230VAC,不过谨慎的,不过谨慎
21、的使使用用AVR上的上的 VOLTS控制钮也控制钮也可以做调节可以做调节,或者也,或者也 可以可以使使用外用外接电位器调节。接电位器调节。若不使用若不使用 外接电位器外接电位器,则需将,则需将AVR上上的端子的端子1、2做短路连接。做短路连接。不可将电压增加到大于发电机额定电压以不可将电压增加到大于发电机额定电压以 上上。不要让外接电位器的端子接触到大地不要让外接电位器的端子接触到大地,因为,因为 这些端子的这些端子的电压可能高于大地电压可能高于大地。n电压电压(VOLTS)调节调节 需更换需更换AVR的情形或的情形或需重新设定需重新设定 VOLTS钮钮,请按照下请按照下列步骤进行:列步骤进行
22、:(1)在发动机启动前,将在发动机启动前,将VOLTS以逆时以逆时 钟方向调节到底钟方向调节到底.(2)如连接外接电位器,则将其调节到如连接外接电位器,则将其调节到 中间位中间位.(3)将将STABILITY钮调节到钮调节到中间位中间位.(4)将适当的电压计将适当的电压计(0 300VAC)跨接到跨接到发电机的火线跟中性线发电机的火线跟中性线.(5)起动发电机,使其在无载的情况下起动发电机,使其在无载的情况下 以正常的以正常的频率频率5053Hz或或 6063Hz 运转。运转。(6)此时若此时若红色的红色的LED灯发亮,则参考灯发亮,则参考“UFRO”调节调节。(7)谨慎的以顺时针调节谨慎的以
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