东风康明斯柴油发电机组
交流同步发电机及励磁调压新技术
现代交流同步发电机在电机结构及励磁方式上改进较大,且为了适应现代电气设备负载的变化仍在不断完善。
1) 采用单轴承交流同步发电机
采用单轴承结构,缩小了机组的总尺寸,使发电机与柴油发动机的连接更加可靠,降低了机组噪声和振动。
2) 采用无刷励磁方式
无刷励磁方式一般以通过交流励磁机进行励磁的无刷自励方式为标准方式;采用电流互感器和线性电抗器的功率矢量合激式励磁及复激自励方式。为了适应现代负载,随着高性能永磁铁的研制,无刷PMG(永磁发电机)励磁方式已被大量采用,该励磁方式下励磁状况不受负载的影响,且具有可供持续短路电流的优点,短路电流大,在三倍额定电流下可运行10s。如法国(Leroy Somer)利莱森玛发电机。几种励磁系统的性能特点及比较,见表1-4.
表1-4 不同励磁方式的性能对比
励磁方式
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稳态电压调整率△U%
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响应性(时间)(s)
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电压波形
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无线电干扰
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效率
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温度补偿能力
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体积和重量
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供电持续短路电流
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无刷并激自励(可控硅)
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61~63
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0.5
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一般
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较大
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90
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好
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小
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否
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无刷复激自励(相复励)
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61~62
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≤0.3
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一般
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小
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90
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较差
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打
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可
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无刷复激自励(谐波自励)
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61
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≤0.3
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较差
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小
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90
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较好
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较大
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可
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无刷PMG(永磁发电机)
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≤60.5
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0.5
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好
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小
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90以上
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好
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小
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可
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3) 采用高等绝缘材料
发电机采用高等绝缘材料(H级),以确保发电机在苛刻环境下长期可靠运行,同时具有自动除湿防潮功能。
4) 采用先进工艺
交流同步发电机普遍采用2/3节距绕组,限度降低了三次谐波和中线电流,适合于非线性负载用户,可用脉冲抑制器保护二极管免受电压峰值的影响。
现代交流同步发电机除上述新技术带来的优点外,还具有保护等级高等特点,高性能机组为IP23,一般机组为IP21。
三. 配电及控制系统
现代柴油发电机组的控制系统广泛使用光机电一体化新成果,使之从简单手控演变到由编程控制器或微处理器等一系列新技术实施控制。为提高可靠性,采用从单机向多机联动沈余备份,以确保供电系统的可靠。其中,提高发电机励磁控制技术,是改善发电机组性能最经济有效的途径。
1) 采用微处理器或可编程等专用控制器
利用计算机技术的专用控制器机组使用过程更加灵活,运行更加可靠,归纳起来主要有
(1) 单机自动控制功能。包括根据情况设置自启动机组,低油压、高水(油)温、超速报警及停机保护等。
(2) 单机自启动,与ATS配合实现自动切换功能。检测市电指标,当市电异常(超标)时,机组自动启动,与ATS配合向负载供电,且优先市电给供电。一旦市电恢复正常;对于多台机组,可根据负荷情况,自行启动机组并机运行或解列,合理分配负荷。
2) 具有远程控制接口,以便完成遥控、遥信、遥测、遥调即“四遥”功能
在机组的控制系统中具有RS232/485通信接口,运用目前常用的微型计算机即可用来对机组进行监控,并可对机组进行遥控启动,遥控正常停机,遥控紧急停机,遥控故障复位等;传输其电压、电流、频率、油压、水温、蓄电池电压及各种物理量信号等。
3) 采用数字化显示
将机组的电流、电压、频率、转速、油压、水温等由原机械式或电磁式仪表向数字式显示方向转变,以便加强机组辅助装置的可靠性和可视性。
先进的发电机励磁控制技术的采用,使现代柴油发电机组以广阔的用途和优异的性能,为各行业提供了良好的电力保障。