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    電機定子現以蘭州電機有限責任公司生產的W

    發布日期:2020-06-27 17:38 | 點擊數:

      柴油發電機組目前已被廣泛地應用于國防建設、科研、勘探、采礦、船泊、化工等工農業生產的各個領域,特別在電力缺乏的環境下,更有其不可替代的作用。柴油發電機組一般由柴油發動機與同發電機安裝在同一底盤上,由柴油發動機拖動同步發電機發電。

      柴油發電機轉速受轉速調節器控制(機械調速器或電子調速器),使發動機轉速在負載變化時,運行于額定轉速。發電機依靠剩磁電壓自勵建壓,當發電機電壓達到一定大小時,自動電壓調節器投入運行。此時同步發電機電壓受自動電壓調節器控制,使柴油發電機組輸出電壓在負載變化時,基本保持恒定。

      柴油發電機組一般由柴油發動機與同步發電機配套組成。在柴油發電機組中發電機必須配備有勵磁系統,機組才能正常運行發電。發電機的勵磁系統一般分為不可控工作方式與可控工作方式。在不可控工作方式下,發電機端電壓受負載影響較大,不宜用于較高要求的工作場合,一般只作為臨時應急使用。目前絕大多數生產場合,都要求柴油發電機組提供高質量的電力,因此柴油發電機組一般均配備有可控勵磁系統。在這種系統中發電機端電壓受負載變化影響較小,能滿足工農業生產的需求。

      柴油發電機組正常運行時柴油機轉速一般均為額定轉速(例:1500r/min),但當柴油發動機的轉速較低(例:1000r/min),我們稱之為低速運行,此時同步發電機也工作于低速狀態。在沒有采取低速勵磁保護的情況下,從用戶及服務反饋的信息得知,低速運行經常會產生燒毀自動電壓調節器或發電機的嚴重后果。造成這種狀況的原因一般有以下兩點:一是由于用戶對柴油發電機組不了解,總以為機組低速運行對柴油機有好處,可延長使用壽命;二是有些簡易柴油發電機組根本就沒有頻率或轉速顯示儀表,柴油發電機組運行時聲音很大,不易察覺機組已低速運行。由于低速運行時機組勵磁電流很大,以至燒毀自動電壓調節器或發電機。

      同步發電機定子鐵心上刻有齒和槽,槽內設置三相繞組,轉子上裝有磁極和勵磁繞組。當勵磁繞組通以直流電流后,電機內就產生轉子磁場。如用柴油發動機(原動機)拖動轉子旋轉,則磁場與定子繞組間有相對運動。就會在定子繞組中感應出交流電勢。由電機學理論可知

      由式(1)可以看出:在W、KW等不變的情況下,柴油發電機組在自動電壓調節器的作用下,為保證機端電壓不變,則勵磁磁通5m與發電機頻率f(即柴油發動機轉速)成反比。在轉速愈低的情況下,5m愈大;當5m增大到一定程度時,將引起勵磁磁路飽和,勵磁電流將大大增加。在檢修柴油發電機組或柴油發電機組處于怠速運行狀態時,同步發電機在自動電壓調節器的作用下,只有增大勵磁才能保證發電機端電壓不變,因此必將在發電機勵磁回路中產生很大的低速勵磁電流,低速勵磁電流如果不加控制則會使機組工作不正常,嚴重時會燒毀自動電壓調節器甚至發電機,造成很大的損失。因此在低速運行的情況下,應切斷勵磁回路或控制勵磁電流的大小,以保護自動電壓調節器或發電機。

      從以上分析可以看出,要使柴油發電機組在低速運行時可靠地工作,簡便易行的辦法是切斷勵磁系統,使勵磁系統無輸出,但會發生下列情況:一種是從正常運行停機后,下次起機怠速運行時忘記了切斷勵磁系統,造成損失;另一種是雖然低速運行時切斷了勵磁系統,而在正常運行時接通勵磁系統的瞬間,在發電機勵磁系統及輸出系統中將會產生瞬間過壓,對電氣元件及電機繞組線圈產生不良影響。經過多年研究、實踐,在自動電壓調節器電路中采取了低速勵磁限制的措施解決了低速運行時存在的問題?,F以蘭州電機有限責任生產的WT-2型自動電壓調節器中低速保護電路為例,自動電壓調節器方框圖如圖2所示。

      電壓調節器主要由電壓反饋環節、比較環節、低速保護環節、PID調節環節、信號放大環節及電壓控制環節等組成。調節器用晶閘管作為電壓控制的執行元件,具體電路及工作原理不再贅述。低速勵磁電流保護方框圖如圖3所示。

      在圖4中:RP4、R14和V4為低速勵磁電流限制環節,調節RP4,可改變低速電流大小。RP4在出廠已調好,用戶不能隨意調節。RP5為低速頻率轉換調節,調節RP5可改變低速轉換頻率的大小,頻率下限點一般設置在-15%額定頻率處(例:對于額定轉速為1500r/min的發電機,其輸出電壓頻率為50Hz,則頻率下限點設置在42.5Hz處),出廠時已調好。R23、R24、C11、C12及V7、V8、V29為頻率檢測環節,R17、R18、R19及C8、V5為斜波產生環節。當柴油發電機組在42.5Hz以下低速運行時,C12電容上的電壓低于N3反相輸入端的電壓,運算放大器N3輸出一個-6V的電壓,它小于N2的反相輸入端的正常電壓,V4截止,使低速限制環節起作用。當柴油發電機組在42.5Hz以上正常運行時,C12電容上的電壓高于N3反相輸入端的電壓,運算放大器N3輸出一個+6V的電壓,它大于N2的反相輸入端的正常電壓,V4導通,使低速限制環節失去控制作用,柴油發動機組正常運行。用戶在一般情況下,不應調整RP5電位器。通過大量的實驗可以看出:上述柴油發電機組低速保護電路工作原理簡單、性能可靠,解決了機組低速運行時勵磁電流大,損壞自動電壓調節器或發電機的問題。

      現在蘭州電機有限責任生產的自動勵磁電壓調節器基本上都加裝了類似的低速勵磁保護電路。解決了以往自動電壓調節器存在的低速勵磁電流大,損壞自動電壓調節器及發電機的問題,取得了良好的經濟效益。將來我們設想采用數字處理方式來檢測和控制低速勵磁的問題,以期達到更好的控制效果。

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