現(xiàn)代社會(huì)中，柴油發(fā)電機(jī)組越來越多的應(yīng)用在各行各業(yè)的日常生產(chǎn)與經(jīng)營中，以滿足用戶在突然停電時(shí)的應(yīng)急供電。由于大部分客戶了解柴油機(jī)知識(shí)更多一些，其實(shí)相對(duì)于交流發(fā)電機(jī)缺乏足夠常識(shí)儲(chǔ)備。康明斯公司在本文為你重點(diǎn)介紹一下關(guān)于交流發(fā)電機(jī)的基本情況。

 

當(dāng)向交流發(fā)電機(jī)施加負(fù)載時(shí)，它會(huì)以端子電壓下降來響應(yīng)。相反，移除一些負(fù)載將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)端子處的電壓增加。下降幅度取決于關(guān)鍵因素，例如交流發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)、其組件、其勵(lì)磁系統(tǒng)（例如，分流器、輔助繞線器和PMG）及其AVR。如果交流發(fā)電機(jī)連接到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)對(duì)負(fù)載的施加做出反應(yīng)，并對(duì)整個(gè)柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

 

當(dāng)負(fù)載施加到交流發(fā)電機(jī)上時(shí)，電流的增加會(huì)導(dǎo)致主定子和發(fā)電機(jī)端子的電壓降低。這種電壓下降稱為“瞬態(tài)電壓下降”。然后勵(lì)磁系統(tǒng)會(huì)做出反應(yīng)，嘗試將電壓恢復(fù)到預(yù)設(shè)的穩(wěn)態(tài)。AVR通過與交流發(fā)電機(jī)端子的連接感應(yīng)到電壓的降低，通過增加其到勵(lì)磁機(jī)定子的勵(lì)磁電流來響應(yīng)，這反過來又增加了發(fā)電機(jī)端子處的電壓。與向定速發(fā)動(dòng)機(jī)施加負(fù)載時(shí)通常會(huì)聽到發(fā)動(dòng)機(jī)反應(yīng)的情況不同，交流發(fā)電機(jī)電壓驟降通常只能使用萬用表等測(cè)量設(shè)備或從發(fā)電機(jī)控制面板讀取數(shù)據(jù)才能看到。

 

在施加的負(fù)載較大的情況下，電壓可能會(huì)顯著下降，并且可以看到效果。連接到負(fù)載的照明可能會(huì)閃爍敏感的電子設(shè)備可能會(huì)關(guān)閉或出現(xiàn)故障。

 

一、電壓驟降

 

以50Hz運(yùn)行的1000kVA斯坦福交流發(fā)電機(jī)為例，參照其瞬態(tài)電壓驟降圖。這是HCI634J的堵轉(zhuǎn)啟動(dòng)曲線，它有一個(gè)PMG勵(lì)磁系統(tǒng)。

瞬態(tài)電壓驟降圖

 

嘗試沿水平X軸施加到交流發(fā)電機(jī)的kVA，產(chǎn)生的電壓降沿垂直Y軸。5條曲線代表交流發(fā)電機(jī)可以運(yùn)行的不同電壓。所以對(duì)于這個(gè)運(yùn)行在400V的交流發(fā)電機(jī)，如果我們一步施加1000kVA的負(fù)載，我們會(huì)得到16%的電壓降。可以通過在水平軸上找到1000kVA來檢查這一點(diǎn)，沿著它直到第三條曲線（即400V線），然后將其讀取到垂直軸，應(yīng)該得到16%。

在這種情況下，在400V下運(yùn)行，因此我們將從400V中取出16%，這將留下336V。這假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降不超過4%，那么應(yīng)該允許額外的電壓下降。

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，供電頻率也會(huì)下降，因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)耦合在一起（單軸承或雙軸承），它們必須以相同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，對(duì)于上面的50Hz示例，如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速從1500RPM下降4%到1440RPM，頻率也會(huì)從50Hz下降到48Hz。

 

二、三相短路

 

以斯坦福交流發(fā)電機(jī)型號(hào)HCI634J為例，基于星形連接的額定速度空載激勵(lì)。

 

三相短路衰減曲線圖

注釋

1、應(yīng)使用以下乘法系數(shù)來調(diào)整時(shí)間0.001秒和關(guān)于標(biāo)稱工作電壓的最小電流點(diǎn)之間的曲線值：

 

50HZ
電壓（V）	系數(shù)
380V	X 1.00
400V	X 1.07
415V	X 1.12
440V	X 1.18

*持續(xù)電流值始終恒定

2、應(yīng)使用以下倍增系數(shù)將根據(jù)注釋1計(jì)算的值轉(zhuǎn)換為適用于各種類型短路的值：

 

相位	三相	兩相L-L	單相L-N
瞬態(tài)	X 1.00	X 0.87	X 1.30
額定	X 1.00	X 1.80	X 3.20
持續(xù)	X 1.00	X 1.50	X 2.50
最高持續(xù)時(shí)間	10秒	5秒	2秒

3、為Star(Wye)連接的機(jī)器繪制曲線。對(duì)于星三角的連接，將曲線電流值乘以1.732。

 

 三、發(fā)電機(jī)效率

 

以斯坦福交流發(fā)電機(jī)型號(hào)HCI634J為例。

發(fā)電機(jī)效率曲線圖

 

1、定子損耗

（1）銅耗：低壓大電流損耗大，交流電有集膚效應(yīng)，高頻更嚴(yán)重，這樣導(dǎo)致有效導(dǎo)電面積減小，電阻增加。

（2）鐵損：包括基本磁滯損耗、渦流損耗及附加損耗，這些都隨轉(zhuǎn)速（頻率）升高而增加。附加損耗：因定轉(zhuǎn)子的齒槽效應(yīng)引起的脈振損耗、表面損耗。

 

2、轉(zhuǎn)子損耗

（1）銅耗：爪極的磁路長，所需的激磁磁勢(shì)大，漏磁大，轉(zhuǎn)子銅耗大；

（2）激磁電流脈動(dòng)，轉(zhuǎn)子鐵芯渦流損耗大。

 

3、機(jī)械損耗、通風(fēng)損耗

軸承一般是滾動(dòng)軸承，損耗不大，但電刷滑環(huán)是滑動(dòng)摩擦，損耗較大，特別是高速情況。通風(fēng)損耗高速情況更是如此。

 

4、整流損耗

整流器的二極管正向?qū)〞r(shí)的電阻并非為零，所以會(huì)產(chǎn)生損耗，并且隨溫度升高而增加。

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