基础知识培训发电机

无刷三相同步发电机培训教材

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第一章简介

我们所指的发电机是无刷三相同步发电机(以下简称发电机)。

它们的用途是：与往复式内燃机相配套组成发电机组，可作为国防、邮电通讯、机场、医院、大厦以及石油勘探、工矿企业等部门的固定电源或备用电源。

第二章工作原理

电压输出（发电）

励磁机定子(剩磁) 主机定子

旋转整流器

主机转子往复式内燃机

往复式内燃机带动主机转子旋转，励磁机定子的剩磁（磁钢）切割励磁机转子的线圈发电，通过旋转整流器将交流转化成直流给主机转子励磁，主机转子线圈产生的磁场切割主机定子线圈发电。然后，A VR 对主机定子的输出电压作出反馈（一般是两相检测，一个作为信号电压，一个作为电源电压），通过控制励磁机的磁场电流，来达到控制主机磁场电流的要求。

第三章TWG系列无刷三相同步发电机介绍

H 225 250 315

型号

TWG2 TWG3 TWG4

C D E F G C D E F G C D E

kW 30 40 50 64 75 75 90 100 120 150 200 250 300

H 225 250

型号

C D E F G H C D E F G kW 20 24 30 40 50 64 75 90 100 120 150 H 315 400

型号

TWG5

C D E F G C D E F G

kW 200 250 300 355 400 450 500 630 720 800

1、产品型号定义（新系列）：

TWG E 1

TWG表示系列特征号

机座号---2: 200, 3: 250, 4: 315, 5: 400

.1表示为新一代发电机（与旧系列的区别）

铁心长度

结构方式---1：单轴承2：双轴承

2、无刷的定义：没有电刷，与有刷发电机的区别。用励磁机取代电刷的功能，励磁机也是一个小发电机，所以有时也称之为两级发电机。

3、三相的说明：我们的发电机可以接成单相的（8个端子，12引出线），但功率仅相当于三相时的约60%。所以我们的发电机还可以接成不同的电压，最典型的有两种，一种是串联星形，一种是并联星形。

注意: 发电机的电压、频率、相数---不同的电网要求、不同的负载

4．同步：发电机转子的转速与旋转磁场的转速是一样的，与异步机不同。

n=60f/p---n: 转速(r/min), f: 频率(Hz), p: 极对数

（4极，1500r/min, 50Hz, 380-400-415V）

（4极，1800r/min, 60Hz, 440-460-480V）

第四章发电机的基本概念

1．发电机的功率是如何定义的？（我们这里指陆用）（kW=）

1)持续功率S1/40℃：在额定负载下运行,绕组绝缘允许每12小时过载1小时,每年运行时间无限制;

2）备用功率40℃:在恒定负载下运行,每年最多运行500小时(连续运行时最多300小时),绕组温升允许超过H级温升.

3）备用功率27℃:在恒定负载下运行,每年最多运行500小时(连续运行时最多300小时),绕组温升允许超

过H级温升.备用功率27℃>备用功率40℃>持续功率S1/40℃

2. 发电机的选型

1）根据负载的大小

2）考虑发电机的效率(确定油机): 发动机的功率x发电机的效率=发电机的功率

注意: 发电机的效率在不同的电压和负载下它的值是不同的.

3）根据负载的性质

1.线性负载: 简单的负载大小相加

2.瞬态负载(如电动机): 考虑瞬态特性

3.非线性负载(如UPS,SCR): 考虑电抗和温升(非线性负载产生的5次和7次对其他负载产生干扰)

注: 2/3绕组节距---消除能产生零线环流和波形畸变的三次谐波, 有利于并联运行.

3. 温升定义和绝缘等级

电机的绕组电阻产生铜耗, 铁心中的铁耗和其它机械磨损等原因,电机在工作时会产生热量,引起电机绕组的温度升高,从而引起发电机绕组的绝缘老化或损坏.

我们定义电机绕组温度的升高值(相对值)为发电机的温升.

基于环境温度40℃, 各种绝缘等级的允许温升如下:

A(60K)-E(75K)-B(80K)-F(105K)-H(125K)

4. 环境温度和海拔高度对发电机功率的影响

环境温度25℃40℃45℃50℃55℃60℃

系数 1

注意：与柴油机一起工作，柴油机发热会使整个空间内温度超过40℃，所以机房的排气通风必须满足使发电机的进风温度不超过40℃的要求。

海拔高度0~1000m 1500m 2000m 2500m 3000m 3500m 系数 1

海拔高度25℃40℃45℃50℃55℃60℃0~1000m 1

1000~1500m

1500~2000m

2000~2500m

2500~3000m

3000~3500m

4）绕组寿命：按IEC216标准定义---一定的温度储备能够保证机器长寿命

对于H级绝缘：

1．按H级温升考核（125）=绕组寿命20000H（）

2．按F级温升考核（105）=绕组寿命x2

3．按B级温升考核（80）=绕组寿命x6

4．按H级温升+15℃考核（140）=绕组寿命/3

5. 环境相对湿度与发电机的关系

1）发电机要求的相对湿度不超过90%。

2）超过90%，绝缘电阻迅速下降；

3）达到100%时，绝缘电阻等于零（也等于对地击穿）。

给我们提出的问题：发电机的存放

4）存放：应放在密封包装好的清洁场所，内附干燥袋，以免潮湿和出现凝聚物。

注意: 潮湿对轴承的影响(润滑脂发生乳化而对轴承产生腐蚀, 以及生锈---故要求每两周空转15分钟1次). 6．恶劣环境对发电机运行的影响和措施

除环境温度，海拔高度和相对湿度会对发电机的运行产生影响外，还有很多因素会影响发电机的正常工作。主要注意以下几个方面：

1）空气中含有腐蚀气体：要求特殊的绝缘处理（提高成本）

2）在海边：要求特殊的绝缘处理+提高防护等级+空间加热器（提高成本+降功率）

3）灰尘或风沙：增加空气过滤器（提高成本+降功率）

4）雨水：提高防护等级+空间加热器（提高成本+降功率）

5）振动大的场所: 应避免振动大的场所, 否则应把发电机放在减震支架上(也是运输、机组装配的要求) 注意：空间加热器的使用---当发电机不运行时接通空间加热器，使发电机机身温度高出环境温度5K，发电机运行时切断空间加热器。

第五章发电机的结构

1. 单轴承和双轴承(也叫单支点和双支点)的概念

1）单轴承:

(1).发电机本身只有一个轴承(支点).

(2).与发动机的对接方式:

SAE# 止口外径(mm/inch) 止口深度

(mm)

安装孔

(mm)

安装孔距(mm/inch) 角度

#00 (31) 6 16-Φ14 °#0 6 16-Φ14 °#1/2 (23) 6 12-Φ14 15°#1 6 12-Φ12 15°#2 5 12-Φ12 15°#3 5 12-Φ12 15°#4 5 12-Φ12 381(15) 15°