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新聞主題 |
凸極式發(fā)電機結構與并聯(lián)運行方式 |
發(fā)電機多數(shù)由柴油機驅(qū)動，電機磁極數(shù)由 4 極到 60 極，甚至更多。對應的轉速為 1500轉／分，一般都采用對材料和制造工藝要求較低的凸極式轉子。凸極式轉子的每個磁極常由 1～2 毫米厚的鋼板疊成，用鉚釘裝成整體，磁極上套有勵磁繞組。勵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)形成的一個短接回路。磁極固定在轉子磁軛上，磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉子可分為臥式和立式兩類。大多數(shù)同步電動機、同步調(diào)相機和柴油機拖動的發(fā)電機，都采用臥式結構；大容量柴油發(fā)電機則采用立式結構。
一、發(fā)電機的結構
臥式同步電機的轉子主要由主磁極、磁軛、勵磁繞組、集電環(huán)和轉軸等組成。其定子結構與異步電機相似。立式結構必須用推力軸承承擔機組轉動部分的重力和水向下的壓力。大容量柴油發(fā)電機中， 此力可高達四、五十兆牛（約相當于四、五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結構復雜，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)電機分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機架的上部或中部，在轉速較高、轉子直徑與鐵心長度的比值較小時，機械上運行較穩(wěn)定。傘式的推力軸承放在轉子下部的下機架上或柴油機頂蓋上。負重機架是尺寸較小的下機架， 可節(jié)約大量鋼材，并能降低從機座基礎算起的發(fā)電機和廠房高度。
采用雙凸極結構的發(fā)電機，定子和轉子上均設有凸極齒，但定轉子上凸極齒的個數(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構，線圈為雙層圈邊，即每個定子槽中放置屬于不同線圈的兩個圈邊，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。電機每相繞組的自感和互感都會隨轉子位置改變而發(fā)生周期性變化，即電機可以同時依靠自感和互感變化產(chǎn)生的磁阻轉矩工作。本發(fā)明同時介紹了此種互感耦合型開關磁阻電機的控制方法。該互感耦合型開關磁阻電機可以提高電機的材料利用率，有效抑制電機轉矩脈動，電機的控制方式也更加靈活多樣。
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凸極式無刷發(fā)電機電路圖 |
雙凸極發(fā)電機的結構圖 |
二、發(fā)電機的并聯(lián)方式
1、同步發(fā)電機的并聯(lián)運行
同步發(fā)電機絕大多數(shù)是并聯(lián)運行，并網(wǎng)發(fā)電的。各并聯(lián)運行的同步發(fā)電機必須頻率、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)電機之間會產(chǎn)生內(nèi)部環(huán)流，引起擾動，嚴重時甚至會使發(fā)電機遭受破壞。但是，兩臺發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以前，一般說來它們的頻率與電壓的大小和相位是不會完全相同的。為了使同步發(fā)電機能投入并聯(lián)運行，首先必須有一個同步并列的過程。同步并列的方法可分為準同步和自同步兩種。同步發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以后， 各機負載的分配決定于發(fā)電機的轉速特性。通過調(diào)節(jié)原動機的調(diào)速器，改變發(fā)電機組的轉速特性，即可改變各發(fā)電機的負載分配，控制各發(fā)電機的發(fā)電功率。而通過調(diào)節(jié)各發(fā)電機的勵磁電流，可以改變各發(fā)電機無功功率分配和調(diào)節(jié)電網(wǎng)的電壓。
2、準同步并列
將已加勵磁的待投運發(fā)電機通過調(diào)節(jié)其原動機的轉速和改變該發(fā)電機的勵磁，使其和運行中的發(fā)電機的頻率差不超過 0.1～0.5％。在兩機電壓相位差不超過 10°的瞬間進行合閘并聯(lián)，兩者即可自動牽入同步運行。準同步并列的操作可以手動，也可以借自動裝置完成。
3、自同步并列
把待投入并聯(lián)的發(fā)電機轉速調(diào)到接近電網(wǎng)的同步轉速，在未加勵磁的條件下就合閘并聯(lián)，然后再加入勵磁，依靠發(fā)電機和電網(wǎng)之間出現(xiàn)的環(huán)流及相應產(chǎn)生的電磁轉矩把發(fā)電機迅速牽入同步。采用自同步并列時，由于減少了調(diào)節(jié)發(fā)電機轉速、電壓和選擇合閘瞬間所需的時間，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，會使電網(wǎng)電壓短時下降，電機繞組端部承受較大的電磁力。
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