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斯坦福无刷发电机励磁介绍-PPT.ppt
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1、斯坦福无刷发电机励磁介绍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2 2无刷交流发电机的工作原理n对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁,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。3 3康明斯康明斯/斯坦福凸极同步发电机斯坦福凸极同步发电机4 4 STAMF
2、ORD发电机发电机型型 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5 5 STAMFORD发电机发电机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Type 极数极数轴承数轴承数产品型号的识别产品型号的识别6 6STAMFORD发电机发电机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,
3、心高度,4指指4极机,极机,G指铁芯长度,指铁芯长度,1指轴指轴承数为承数为1个,个,3指带永磁机指带永磁机/AVR。7 7大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流8 8STAMFORD发电机发电机主转子主转子 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9 9一、斯坦福发电机的结构一、斯坦福发电机的结构1.主定子主定子1010一、斯坦福发电机的结构一、斯坦
4、福发电机的结构2.转子转子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)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双轴承主转子总成双轴承主转子总成双轴承主转子总成双轴承主转子总成1111一、斯坦福发电机的结构一、斯坦福发电机的结构3.永磁发电机定子和永磁体转子永磁发电机定子和永磁体转子1212一、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
5、件:电压调整器1313ROTATING RECTIFIER ASSEMBLYField lead connectionsF1-+Positive leadF2 (-)Negative lead1414二、斯坦福发电机的励磁方式二、斯坦福发电机的励磁方式调压性能规范要求调压性能规范要求1515二、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系统(自励系统(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所在的电力系统。目前小功率机组大多数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。都是此方式,沒有持续能力。他励系统(他励系统(AREP):
6、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自动稳压器电源。助线圈供应自动稳压器电源。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个发电机,它将自动稳压器的工作电源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,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。因此自动稳压器将不受负载的干扰。1616二、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(
7、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1.自自 励励(系列(系列4)参考值设定参考值设定1717自励AVR控制的发电机自励自励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
8、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
9、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。1818二、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 定子定子 2.永磁机励磁(系列永磁机励磁(系列3)1919永磁发电机(永磁发电机(PMG)励磁发电机)励磁发电机永磁发电机(永磁发电机(PMG)励磁发电机通过
10、)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,通过控制低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。而达到控制主机磁场电流的要求。PMG系统提供一个与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定子负载无关的恒定的励磁
11、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)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。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定,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。它还提供延时的过加载时的冲击,以减轻发动机的负担。它还提供延时的
12、过励保护,在励磁机磁场电压过高的情况下对发电机灭磁。励保护,在励磁机磁场电压过高的情况下对发电机灭磁。2020AVR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、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1.自励自励AVR控制系统控制系统2121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.变压器励磁控制系统变压器励磁控制系统三、斯坦福发电机的励磁控制系统三、斯坦福
13、发电机的励磁控制系统2222AVR3.辅助绕组励磁的辅助绕组励磁的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2323A.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)安装时)P2-P3-P4AVR输输出直流出直流电给励电给励
14、磁定子磁定子三、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4.永磁机励磁的永磁机励磁的AVR控制系统控制系统2424AC Generator DiagramRotating Permanent Magnet2525AC Generator DiagramFlux2626AC Generator DiagramP.M.G.Stator2727AC Generator DiagramA.V.R.170-200 volts a.c.output to A.V.R.P2,P3,P42828AC Generator DiagramA.V.R.x+xx-D.C.Output toExcite
15、r Stator2929AC Generator DiagramA.V.R.A.C.Output fromExciter Rotor3030AC Generator DiagramA.V.R.A.C.rectified to D.C.in rotating rectifier3131AC Generator DiagramA.V.R.D.C.into Main Rotor3232AC Generator DiagramA.V.R.Flux into Main StatorA.C.Outputs3333AC Generator DiagramA.V.R.Sensing Supply volts3
16、434AC Generator DiagramP2P3P4XXX873535永磁机励磁无刷发电机工作原理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130-150VAC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线圈,)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
17、的上的6个二极管整流出直流。此直流电流到主转子线圈,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(如出交流电(如400VAC输出)。输出)。当负载在瞬间增加或减小时,发电机的输出电压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,会在瞬间相应降低或提高,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
18、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。3636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/AVRSA465SA465UC224STDUC274STDHC4OPTOPTSTDHC5HC6HC/MV7STDSX460SX440LOOSESX421OPTOPTOPTOPTMX341OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)MX321OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)STDSTD3737四、自动调压装置四、自动调压装置
19、AVR自动电压调节器(AVR)型号 341 P/NE000-23412/1P3838MX3213939MX321K1、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中任意一相和中线的中任意一相和中线的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
20、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。4040MX3214141MX321n通过检测发电机主绕组的通过检测发电机主绕组的 电压,以控制提供给电压,以控制提供给励磁机定子以及主励磁机定子以及主 转子的电流,来维持发电机转子的电流,来维持发电机输出电压介于指定的范围内,并补偿负载、转输出电压介于指定的范围内,并补偿负载、转速、速、温度及发电机的功率因数。而三相的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
21、电压调节,设有可检测可提供更准确的电压调节,设有可 调节的调节的缓慢起动电路可控制发电机输缓慢起动电路可控制发电机输 出电压的平滑建出电压的平滑建立。立。n频率测量电路持续监控着发电机的频率测量电路持续监控着发电机的 转速,并根转速,并根据低于预设拐点值的转速,据低于预设拐点值的转速,成比例的降低发电成比例的降低发电机输出电压,提供励机输出电压,提供励 磁系统过低转速保护。磁系统过低转速保护。4242MX321调节表4343MX321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)
22、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跳脱过电压跳脱电流上限调节电流上限调节频率选择频率选择4444MX321 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,不过谨慎的使,不过谨慎的使用用AVR上的上的 VOLTS控制钮也可以做调节,或者也控制钮也可以做调节,或者也 可以可以使用外接电位器调节。若不使用使用外接电位器调节。若不使用 外接电位器,则需将外接电位器,则需将AVR上的端子上的端子1
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