斯坦福无刷发电机励磁介绍

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。康明斯/斯坦福凸极同步发电机STAMFORD发电机型号陆用船用机座号铁芯长度极数轴承数控制系统MX341/MX321SX440/SX421I产品型号识别STAMFORD发电机型号轴的中心高(厘米)M-船用I-陆用l控制系统3-PMG/AVR4-自励/AVR5-自励铁芯长度Type极数轴承数产品型号的识别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发电机主转子主定子主接线端驱动端盖非驱动端盖和励磁定子总成底脚P.M.G转子P.M.G定子A.V.R.装在A.V.M上出线盒一、斯坦福发电机的结构1.主定子一、斯坦福发电机的结构2.转子过渡盘片过渡轮毂发电机的驱动端由发动机的飞轮支撑.主转子风叶轴承（密封）轴整流模块(BC机装在非驱动侧)励磁转子轴承(密封)PMG转子(建议用于UC机)单轴承主转子总成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STFAVR3.附件：电压调整器ROTATINGRECTIFIERASSEMBLYFieldleadconnectionsF1-+PositiveleadF2(-)Negativelead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励磁机转子(电枢)励磁机磁场(定子)主机定子主机磁场(转子)机械旋转动力输入旋转二极管A.V.R.输出检测电力电力输出1.自励（系列4）参考值设定自励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励磁机转子(电枢)励磁机磁场(定子)主机定子主机磁场(转子)机械旋转动力输入旋转二极管输出检测电力输出参考值设定A.V.R.永磁机磁场(转子)永磁机定子2.永磁机励磁（系列3）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。AVR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1.自励AVR控制系统轴伸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三、斯坦福发电机的励磁控制系统AVR3.辅助绕组励磁的AVR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A.V.RX+(F1)XX-(F2)从主定子来的交流电源和传感信号（2相或3相感应）6-7-8轴承轴整流模块励磁转子和定子主定子主转子PMG提供电源给AVR（安装时）P2-P3-P4AVR输出直流电给励磁定子三、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ACGeneratorDiagramRotatingPermanentMagnetACGeneratorDiagramFluxACGeneratorDiagramP.M.G.StatorACGeneratorDiagramA.V.R.170-200voltsa.c.outputtoA.V.R.P2,P3,P4ACGeneratorDiagramA.V.R.x+xx-D.C.OutputtoExciterStatorACGeneratorDiagramA.V.R.A.C.OutputfromExciterRotorACGeneratorDiagramA.V.R.A.C.rectifiedtoD.C.inrotatingrectifierACGeneratorDiagramA.V.R.D.C.intoMainRotorACGeneratorDiagramA.V.R.FluxintoMainStatorA.C.OutputsACGeneratorDiagramA.V.R.SensingSupplyvoltsACGeneratorDiagramMX321OVER/VEXCTRIPDWELLSTABILITYRMSDIPI/LIMITDROOPVOLTSUFROTRIMK2K1P2P3P4XXX67812321CBAS1S1S1A1E0E1B0B1S2S2S2A2P2P3P4XXX87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）。•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BC16STDBC182STDBC184AUXWDGOPTSTD机座/AVRSA465SA465UC224STDUC274STDHC4OPTOPTSTDHC5HC6HC/MV7STDSX460SX440LOOSESX421OPTOPTOPTOPTMX341OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)MX321OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)OPT(PMG)STDSTD四、自动调压装置AVR自动电压调节器(AVR)型号341P/NE000-23412/1PMX321MX321K1、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220V3、2：为检测电源输入端子。可以和P2P3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：DROOPCT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~550KWB、C跨接，550KW以上A、B跨接。MX321MX321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。MX321调节表MX321稳定度调节跳线低频保护(UFRO)的调节电压(VOLTS)调节稳定度(STABILITY)调节压降(DROOP)调节电压修正(TRIM)调节过励磁(EXCTRIP)调节电压/频率(DIP)比例调节均方根值调节（RMS)恢复延时过电压跳脱电流上限调节频率选择MX321调节电压(VOLTS)调节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。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调整稳定度(STABILITY)调节AVR本身含有一个稳定线路或阻尼线路可以为发电机提供良好的稳定状态以及瞬时特性，用跨接片连结来优化稳定线路对不同大小发电机。MX321调整稳定度(STABILITY)调节正确的稳定度调节可以通过发电机在无载运转的情况下，将STABILTY钮以逆时钟方向缓慢调节至电压不稳定时，再顺时钟调节一些的位置(约1/5圈).最佳位置或是最边界的位置就是从这一点往顺时钟调节一些的位置(即发电机电压稳定但很靠近不稳定的区域).MX321调整低频保护(UFRO)的调节（正常情况下不建议调节）AVR包含了过低转速保护线路来确保电压/频率特性，当发电机的转速低于预设的临界值（折点）时，红色LED灯会亮起来以表示UFRO线路开始运作。UFRO调节是一个出厂默认的功能，如图所示，以跨接线连结来选择50Hz或60Hz，是4板或是6极即可完成设定。在最佳的设定下，LED