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柴油發電機組隱極式逆序勵磁無刷單相交流發電機

發布日期:2018-09-04   瀏覽次數: 855

       柴油發電機組隱極式逆序勵磁無刷單相交流發電機

1. 基本結構

1) 定子。包括定子機座、鐵心、繞組,定子機座和鐵心與三相交流發電機相似,這里僅對定子繞組加以介紹。定子繞組是該發電機感應發電、輸出單相交流電電能的部分。定子鐵心槽中嵌有兩套繞組,一套為定子主繞組,也叫負載繞組(wa,占定子鐵心每極槽數的 2/3;另一套為定子副繞組,也叫電容繞組(Wc),占定子鐵心每極槽數的1/3。兩套繞組軸線沿圓周分布相差90°電角度,都為單層同心式。定子主繞組常分成完全相同的兩部分, 這兩部分繞組串聯時輸出電壓為230V,并聯時輸出電壓為115V

2) 轉子。包括風扇、轉子鐵心、轉子繞組、單相旋轉整流橋組、軸承。轉子外形如圖 3-28所示。其風扇、軸承與有刷單相交流發電機基本一樣,這里不作介紹。

① 轉子鐵心。它是發電機轉子主磁場的磁路 部分。鐵心由沿外圓周處均勻分布線槽的整張轉 子沖片疊裝而成,轉子沖片材料與三相交流發電 機一樣,也是厚1mm鋼板(Q235-A)。鐵心直 接壓裝在轉軸上,為了削弱發電機電壓波形中的齒諧波分量,轉子鐵心一般裝成斜槽。

② 轉子繞組。當轉子繞組通過直流電流(勵 磁電流時,轉子鐵心的磁通建立起發電機主磁 場。轉子鐵心槽中也嵌有兩套繞組,一套為直軸 繞組,也叫d軸繞組(Wd,約占轉子總槽數的3/4;另一套為交軸繞組,也叫q軸繞組Wq,約占轉子總槽數的1/4兩套繞組沿轉子鐵心圓周分布相差90°電角度。轉子繞組為單層同心式,體現于每個線圈組的繞組節距為1—N2/p2— (N2/p—1)3— (N2/p—2)……N2為轉子鐵心總槽數,p為該發電機極數)。整臺發電機的轉子線圈組數等于該電機極數。 繞組用高強度漆包圓銅線繞制成形后,嵌人放好絕緣的轉子鐵心槽中,用玻璃纖維絲管把 繞組端部扎牢,經浸漆烘干處理便固化定形。

③ 單相旋轉整流橋組。發電機轉子旋轉時,轉子繞組在定子逆序磁場作用下感應出的2 倍發電機額定頻率100Hz)的交流電流,經單相旋轉整流橋組整流成直流電后送入轉子繞 建立轉子主磁場。該整流橋組一定要用旋轉式,橋組中每個整流元件的電流等級要大于轉子勵磁電流的4/3倍,電壓等級應大于800V

2. 工作原理

隱極式逆序勵磁無刷單相交流發電機整機原理電路如圖3-29所示。圖中定子主繞組Wa 經負荷開關接負載,定子副繞組Wc外接交流電容器。轉子交軸繞組Wq接單相旋轉整流橋組XZ的交流側,轉子直軸繞組Wd接直流側。

發電機由內燃機驅動至空載轉速,依靠轉子鐵心的剩磁磁場,定子副繞組感應出電壓, 由此產生的單相脈動磁場可分解為順序和逆序兩個旋轉磁場,逆序磁場的旋轉速度與轉子轉速相等,但方向相反,于是在轉子兩套繞組上均感應出2倍發電機額定頻率的交流電流,轉子交軸繞組電流經全波整流,轉子直軸繞組電流經半波整流后共同向轉子直軸繞組提供直流電流(勵磁電流),建立轉子主磁場;而順序磁場旋轉速度號轉子轉速相等,且方向相同, 對轉子主磁場起助磁作用。由于副繞紺流過的是容性電流,容性電流的磁場對轉子主磁場也
起助磁作用。在逆、順序磁場共同作用下,在定子主繞組上感應出空載電壓,實現發電機自勵建壓。只要定、轉子各繞定子組參數設計合理,在空載轉速下定子主繞組感應的電壓便可達額定值。

發電機負載時,定子主繞組流過單相負載電流,產生單相脈動磁場,并分解為順序和逆序兩個旋轉磁場,當單相發電機規定的負載功率因數為0.9 (滯后) 的感性負載時,在定子主繞組中流過的是感性電流,此時順序磁場對轉子主磁場起去磁作用。逆序磁場同樣在轉子兩套繞組上均感應出2倍發電機額定頻率的交流電流,經單相旋轉整流橋組整流后向轉子直軸繞組提供直流電流(勵磁電流),加強轉子主磁場,以補償負載電流的順序磁場去磁效應及主繞組本身的阻抗壓降,實現發電機負載時穩壓,同時有利于改善發電機輸出電壓波形及提高效率。

圖3-30為國產TFWD系列隱極式逆序勵磁無刷單相交流發電機整機原理電路圖, 3-31為其接線端子。該系列定子主繞組由兩個完全相同的繞組連接而成,每個繞組頭尾線端標志分別為1U1、1U2和2U1、2U2。兩個繞組不同接法時輸出電壓可為230V 115V:用接線片連接端子1U2、2U1時,表示主繞組1尾端和主繞組2的頭端連接,此時兩個繞組串聯,輸出電壓為230V;用接線片分別連接1U1、2U1, 1U2、2U2,兩個繞組頭頭連接、尾尾連接,此時兩個繞組并聯,輸出電壓為115V

 
 
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