斯坦福无刷发电机励磁介绍

底脚
A.V.R. 装在 A.V.M上
出线盒
P.M.G P.M.G 转子 定子
一、斯坦福发电机的结构 1.主定子
一、斯坦福发电机的结构 2. 转子
过渡轮毂 过渡盘片
单轴承主转子总成
发电机的驱动端由发动机的飞轮支撑.
励磁转子
轴承 (密封)
主转子
风叶
轴承 （密封）
轴
PMG转子 (建议用于 UC 机整)流模块
二、斯坦福发电机的励磁方式
1.自 励 （系列4） 电力输出
电力
参考值设定
检测
A.V.R.
主机定子
输出
励磁机磁场 (定子)
主机磁场 ( 转子 )
机械旋转 动力输入
旋转二极管
励磁机 转子 (电枢)
自励AVR控制的发电机
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。
二、斯坦福发电机的励磁方式
调压性能规范要求
二、斯坦福发电机的励磁方式
◆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，沒有持续能力。 ◆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。 ◆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。
二、斯坦福发电机的励磁方式
2.永磁机励磁（系列3）
电力输出
参考值设定
检测
A.V.R.
输出
主机定子
主机磁场 (转子) 机械旋转 动力输入
励磁机磁场
(定子)
永磁机
定子
旋转二极管
励磁机 转子 (电枢) 永磁机磁场
(转子)
永磁发电机（PMG）励磁发电机
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。
AC Generator Diagram
Rotating Permanent Magnet
AC Generator Diagram
Flux
AC Generator Diagram
P.M.G. Stator
AC Generator Diagram
A.V.R.
P2, P3, P4
170-200 volts a.c. output to A.V.R.
机座/ AVR
SA465
SA465
BC16
BC182
BC184
AUX WDG OPT
UC224
UC274
HC4
HC5
HC6
HC/MV7
SX460
STD STD STD STD STD
SX440
OPT OPT STD STD
SX421
LOOSE OPT OPT OPT OPT
MX341 MX321
OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG) OPT(PMG)
AC Generator Diagram
P2 P3 P4
K2 K1 P2 P3
P4 XX X 6
VOLTS
7812
MX321 UFRO
DIP
I/LIMIT
3 21
RMS
OVER/V
DWELL
EXC TRIP
STABILITY DROOP S2 S2 S2 A2 TRIM
E0 E1 B0 B1
C B A S1 S1 S1 A1
MX321调节表
MX321
电压(VOLTS)调节
低频保护(UFRO)的调节
电流上限调节
电压/频率(DIP)比例调节
恢复延时
过电压跳脱
过励磁(EXC TRIP)调节
频率选择
均方根值调节（RMS
稳定度(STABILITY)调节
压降(DROOP)调
稳定度调 节跳线
电压修正(TRIM)调节
电压(VOLTSM)调X节321 调节
MX321 调节
MX321调整
电压(VOLTS)调节
✓ 需更换AVR的情形或需重新设定 VOLTS钮，请按照下列 步骤进行：
✓ (1) 在发动机启动前，将VOLTS以逆时 钟方向调节到底. ✓ (2) 如连接外接电位器，则将其调节到 中间位. ✓ (3) 将STABILITY钮调节到中间位. ✓ (4) 将适当的电压计(0~ 300VAC)跨接到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 以正常的频率50~53Hz或
无刷同步发电机
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。
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
对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 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。这就是一般交流发 电机的“无刷”工作原理。
AC Generator Diagram
A.V.R.
D.C. into Main Rotor
AC Generator Diagram
A.V.R.
A.C. Outputs
Flux into Main Stator
AC Generator Diagram
A.V.R.
Sensing Supply volts
三、斯坦福发电机的励磁控制系统
4.永磁机励磁的AVR控制系统
AVR输 出直流 电给励 磁定子
P2 -P3 -P4
励磁转子 和定子
A.V.R 主定子
6-7-8
从主定子来 的交流电源 和传感信号 （2相或3相 感应）
XX- (F2)
X+ (F1)
轴承
主转子
轴
PMG提供电 源给AVR （安装时）
整流模块
(BC 机装在非驱动侧)
双轴承主转子总成
一、斯坦福发电机的结构
3.永磁发电机定子和永磁体转子
一、斯坦福发电机的结构
3.附件：电压调整器 STF AVR
ROTATING RECTIFIER ASSEMBLY
Field lead connections
F1 - + Positive lead
F2 (-) Negative lΒιβλιοθήκη Baiduad
7 8
X XX
永磁机励磁无刷发电机工作原理
• 发电机工作时，永磁机定子输出P2、P3、P4，电压值约 为130-150VAC之间，此电压值输入到稳压板（AVR）的 P2、P3、P4 端子，经AVR内部的二极管予以整流后， 输出×、××（空载时约8-9VDC）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 子线圈上的6个二极管整流出直流。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 圈感应出交流电（如400VAC输出）。
60~63Hz 运转。 ✓ (6) 此时若红色的LED灯发亮，则参考 “UFRO” 调节。 ✓ (7) 谨慎的以顺时针调节VOLTS钮至 达到额定电压. ✓ (8) 若调节至额定电压时发现不稳定的 情况，则参考“稳定度调
节”来调节 稳定度，必要时重新调节电压。
✓ (9) 电压调节完成.
MX321 调节
MX321
MX321
通过检测发电机主绕组的 电压，以控制提供给 励磁机定子以及主 转子的电流，来维持发电机输 出电压介于指定的范围内，并补偿负载、转速、 温度及发电机的功率因数。而三相的RMS 检测可 提供更准确的电压调节，设有可 调节的缓慢起动 电路可控制发电机输 出电压的平滑建立。
频率测量电路持续监控着发电机的 转速，并根 据低于预设拐点值的转速， 成比例的降低发电机 输出电压，提供励 磁系统过低转速保护。
三、斯坦福发电机的励磁控制系统
1.自励AVR控制系统
励磁机磁场
旋转整流装 置
机座
N
N
主机定子
线圈
风扇
轴承
S
励磁机转子
S
轴伸 主机转子(磁场)
电压感应 功率输入 AVR
电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
三、斯坦福发电机的励磁控制系统
2.变压器励磁控制系统
旋转整流装置
励磁机磁场
主机定子
机座
N
N
线圈 风扇
• 当负载在瞬间增加或减小时，发电机的输出电压u、v、w 会在瞬间相应降低或提高，P6、P7、P8为400VAC输出 的一半（抽头电压），P6、P7、P8反馈到AVR板，若负 载增加，则P6、P7、P8在负载增加的瞬间会降低，AVR 板会自动提高的×、××输出值，使u、v、w提高到 400VAC。
斯坦福发电机AVR 的选用
康明斯/斯坦福凸极同步发电机
STAMFORD发电机
产品型号识别
I
型号
控制系统
MX341/ MX321 SX440/ SX421
陆用 船用
机座号
极数
轴承数
铁芯长度
STAMFORD发电机
产品型号的识别
型号
轴的中心高 (厘米)
M - 船用 I - 陆用l
轴承数 极数
铁芯长度
控制系统
3 - PMG / AVR
4 - 自励/ AVR 5 - 自励
STAMFORD发电机
产品型号识别 发电机为UCM274G13 UC为发电机型号，M为船用，27是轴的中
心高度，4指4极机，G指铁芯长度，1指 轴承数为1个，3指带永磁机/AVR。
STAMFORD发电机
主接线端 主转子 主定子
驱动端盖
非驱动端盖和 励磁定子总成
AC Generator Diagram
A.V.R. xx- x+
D.C. Output to Exciter Stator
AC Generator Diagram
A.V.R.
A.C. Output from Exciter Rotor
AC Generator Diagram
A.V.R.
A.C. rectified to D.C. in rotating rectifier
轴承
励磁机转子
S S
轴伸 主机转子(磁场)
变压器控制系统
电源引出
稳态电压调整调整率+/- 5%
三、斯坦福发电机的励磁控制系统
3.辅助绕组励磁的AVR控制系统
励磁机磁场
机座
N
旋转整流装置 主机定子
线圈 风扇
轴承 N
S
励磁机转子
S
电压感应 功率输入 AVR
电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
轴伸 主机转子(磁场)
✓发电机的输出电压值出厂默认 230VAC，不过谨慎的使 用AVR上的 VOLTS控制钮也可以做调节，或者也 可以使 用外接电位器调节。若不使用 外接电位器，则需将AVR上 的端子1、 2做短路连接。
✓ 不可将电压增加到大于发电机额定电压以 上。
✓ 不要让外接电位器的端子接触到大地，因为 这些端子的 电压可能高于大地。
STD STD
四、自动调压装置AVR
自动电压调节器 (AVR) 型号 341 P/NE000-23412/1P
MX321
MX321
K1、K2：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380V中任意一相和中线的220V 3、2：为检测电源输入端子。可以和P2 P3相连 1、2：为外接VR机外调节电位器，不使用时须短路跨接。 X、XX： X磁场 + 端、XX磁场 – 端。 S1、S2：DROOP CT 电流互感器输入端。 A1、A2：VAR / PF 控制输入(V / TRIM)。 A、B、C：90KW 以下 A、C 跨接，90KW ~ 550KW B、C 跨接，550KW 以上 A、B 跨接。