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新聞主題 |
凸極式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與并聯(lián)運(yùn)行方式 |
發(fā)電機(jī)多數(shù)由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)磁極數(shù)由 4 極到 60 極，甚至更多。對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為 1500轉(zhuǎn)／分，一般都采用對材料和制造工藝要求較低的凸極式轉(zhuǎn)子。凸極式轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極常由 1～2 毫米厚的鋼板疊成，用鉚釘裝成整體，磁極上套有勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組通常用扁銅線繞制而成。磁極的極靴上還常裝有阻尼繞組。它是一個(gè)由極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環(huán)形成的一個(gè)短接回路。磁極固定在轉(zhuǎn)子磁軛上，磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉(zhuǎn)子可分為臥式和立式兩類。大多數(shù)同步電動(dòng)機(jī)、同步調(diào)相機(jī)和柴油機(jī)拖動(dòng)的發(fā)電機(jī)，都采用臥式結(jié)構(gòu)；大容量柴油發(fā)電機(jī)則采用立式結(jié)構(gòu)。
一、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
臥式同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要由主磁極、磁軛、勵(lì)磁繞組、集電環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。其定子結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)相似。立式結(jié)構(gòu)必須用推力軸承承擔(dān)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力和水向下的壓力。大容量柴油發(fā)電機(jī)中， 此力可高達(dá)四、五十兆牛（約相當(dāng)于四、五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝和安裝要求都很高。按照推力軸承的安放位置，立式柴油發(fā)電機(jī)分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機(jī)架的上部或中部，在轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)子直徑與鐵心長度的比值較小時(shí)，機(jī)械上運(yùn)行較穩(wěn)定。傘式的推力軸承放在轉(zhuǎn)子下部的下機(jī)架上或柴油機(jī)頂蓋上。負(fù)重機(jī)架是尺寸較小的下機(jī)架， 可節(jié)約大量鋼材，并能降低從機(jī)座基礎(chǔ)算起的發(fā)電機(jī)和廠房高度。
采用雙凸極結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)，定子和轉(zhuǎn)子上均設(shè)有凸極齒，但定轉(zhuǎn)子上凸極齒的個(gè)數(shù)不相等。定子齒上繞有集中式繞組線圈，形成多相對稱繞組結(jié)構(gòu)，線圈為雙層圈邊，即每個(gè)定子槽中放置屬于不同線圈的兩個(gè)圈邊，繞組所有線圈保持相同的繞向，即通入同向電流后，所有定子極的磁鏈極性相同。電機(jī)每相繞組的自感和互感都會(huì)隨轉(zhuǎn)子位置改變而發(fā)生周期性變化，即電機(jī)可以同時(shí)依靠自感和互感變化產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩工作。本發(fā)明同時(shí)介紹了此種互感耦合型開關(guān)磁阻電機(jī)的控制方法。該互感耦合型開關(guān)磁阻電機(jī)可以提高電機(jī)的材料利用率，有效抑制電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，電機(jī)的控制方式也更加靈活多樣。
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凸極式無刷發(fā)電機(jī)電路圖 |
雙凸極發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖 |
二、發(fā)電機(jī)的并聯(lián)方式
1、同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行
同步發(fā)電機(jī)絕大多數(shù)是并聯(lián)運(yùn)行，并網(wǎng)發(fā)電的。各并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)必須頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則，并聯(lián)合閘的瞬間，各發(fā)電機(jī)之間會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)流，引起擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)拱l(fā)電機(jī)遭受破壞。但是，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)在投入并聯(lián)運(yùn)行以前，一般說來它們的頻率與電壓的大小和相位是不會(huì)完全相同的。為了使同步發(fā)電機(jī)能投入并聯(lián)運(yùn)行，首先必須有一個(gè)同步并列的過程。同步并列的方法可分為準(zhǔn)同步和自同步兩種。同步發(fā)電機(jī)在投入并聯(lián)運(yùn)行以后， 各機(jī)負(fù)載的分配決定于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性。通過調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器，改變發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速特性，即可改變各發(fā)電機(jī)的負(fù)載分配，控制各發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。而通過調(diào)節(jié)各發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，可以改變各發(fā)電機(jī)無功功率分配和調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓。
2、準(zhǔn)同步并列
將已加勵(lì)磁的待投運(yùn)發(fā)電機(jī)通過調(diào)節(jié)其原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和改變該發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，使其和運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)的頻率差不超過 0.1～0.5％。在兩機(jī)電壓相位差不超過 10°的瞬間進(jìn)行合閘并聯(lián)，兩者即可自動(dòng)牽入同步運(yùn)行。準(zhǔn)同步并列的操作可以手動(dòng)，也可以借自動(dòng)裝置完成。
3、自同步并列
把待投入并聯(lián)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)到接近電網(wǎng)的同步轉(zhuǎn)速，在未加勵(lì)磁的條件下就合閘并聯(lián)，然后再加入勵(lì)磁，依靠發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間出現(xiàn)的環(huán)流及相應(yīng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩把發(fā)電機(jī)迅速牽入同步。采用自同步并列時(shí)，由于減少了調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓和選擇合閘瞬間所需的時(shí)間，所以并列的過程較快，特別適宜于電力系統(tǒng)事故情況下機(jī)組的緊急投入。但是此法在并列合閘瞬間的電流沖擊比較大，會(huì)使電網(wǎng)電壓短時(shí)下降，電機(jī)繞組端部承受較大的電磁力。
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