新聞主題	斯坦福發電機的特點與符合標準

 

摘要：發電機是將機械能轉換為電能的裝置。發電機的工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。其構造一般原則是用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。康明斯柴油發電機組所用發電機為國際知名品牌斯坦福（STAMFORD）無刷交流同步發電機，發電機采用自勵磁勵磁式（可選永磁勵磁模塊）發電機與柴油發動機耦合，安裝在共同底座上。

 

一、發電機結構

 

      發電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。斯坦福發電機為旋轉磁極，無刷型、單軸承發電機。發電機電樞固定，而磁極旋轉，無滑環及電刷結構使得發電機可輸出較大的電流和電壓，同時也不需對電刷和滑環進行維護；單軸承發電機可保證極高的同軸度，并且斯坦福發電機在高速運轉過程中，具有自動對心功能，降低自身的振動及噪聲；發電機轉子經過嚴格的平衡試驗，也能保證發電機高速平穩運轉。

1、定子

      定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。

2、轉子

      轉子由轉子鐵芯（或磁極、磁扼）繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。

3、端蓋及軸承

      由軸承及端蓋將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。

4、永磁勵磁系統

① 由于勵磁系統提供一個與定子輸出電壓波形畸變及大小無關的恒定的勵磁電源，因而能提供較高的電動機起動承受能力，并對非線性負載產生的主機定子輸出電壓的波形畸變具有抗干擾性，可提高發電機帶非線性負載能力。

②  AVR檢測三相輸出電壓（三相方均根檢測），具有精度極高的穩態電壓調整率（通常可達±0.5%）。

③ 更強的抗無線電干擾能力。

 

圖1     斯坦福發電機結構圖
序號	零件	序號	零件	序號	零件
1	非驅動端端蓋	8	免維護軸承	16	驅動端百葉
2	非驅動端風罩	9	勵磁機定子	17	SAE耦合盤
3	驅動端法蘭	10	勵磁機轉子	18	耦合盤墊圈
4	機座	11	旋轉整流盤	19	耦合盤固定螺釘M24X70
5	機座	12	接線箱側板	20	接線箱非驅動側蓋板
5	定子	13	接線箱蓋板	21	接線箱驅動側蓋板
6	轉子	14	AVR自動電壓調節器	22	襯套
7	風扇	15	主電纜接線柱	23	連接盤

 

二、斯坦福發電機特點

 

1、特征

● 電纜接線方便，可以從兩側或頂部接入出線盒（如圖2所示）。

● 圓形過渡接套易于和發動機聯接并提高聯接剛性。

● 易于安裝不同的電流互感器。

● AVR和功率因素控制器安裝在側面易于操作。

● 單或雙軸承結構，采用全密封軸承或可加油脂潤滑軸承。

● 2/3繞組節矩抑制了過多的中線電流。

● 標準IP23防護等級。

● 二極管安裝維護簡單。

● 多規格的過渡接套和單支點盤片聯軸器。

● 標準4級發電機。

2、機械可選項及附件

● IP44防護等級；

● 空氣過濾器；

● 防冷凝加熱器；

● 繞組熱敏電阻；

● 繞組和軸承溫度檢測；

● 可加油脂潤滑軸承。

3、電氣可選項及附件

● 下垂電流互感器；

● 功率因素控制器；

● 抗干擾抑制器；

● 失勵檢測模塊；

● 二極管損壞檢測器；

● 手動電壓調節器；

● MX321 AVR（如圖3所示）。

 

圖2     斯坦福發電機出線盒和AVR位置圖

圖4    斯坦福發電機MX321調壓板

 

三、發電機的功率定義與規格

 

      不同的發電機型號（機座號）對應著不同的功率，應按照其負載的總功率來選擇發電機的功率，并應全面了解其負載的性質，大小。對特殊的負載應獨立考慮（這在后面會討論）。一般我們會以視在功率的形式給出kVA，我們發電機出廠一般都按額定功率因素為0.8計算則：kW=0.8×kVA。

1、發電機功率定義

通常情況下，發電機制造商對每一種型號的發電機給出以下三種功率：

（1）持續最大陸用功率

      指陸用發電機連續運行的最大功率，所有電機的技術數據都以此為標準。

（2）備用功率

      此功率比持續運行最大功率大，故溫升會升高，性能變壞。他允許常時間輸出，但這將會降低電機的使用壽命。

（3）持續船用功率

      船用功率比陸用的低，性能滿足各種標準要求且比陸用更好。

2、發電機主要技術規格

● 額定電壓；

● 額定電流；

● 額定頻率；

● 額定功率因數；

● 相數；

● 防護等級；

● 轉子支撐結構：單點支撐、雙點支撐。

● 絕緣等級；

● 勵磁系統：自激、PMG。

      一般為50Hz、230/400V（可選60Hz/690V），三相無刷交流同步發電機為斯坦福系列提供的標準發電機，發電機引出線盒為薄鋼板制成，內部裝有調壓板、接線板、主機定子至接線板的6根或12根引出線等。出線盒為拆卸式，易于操作。6根或12根引出線根據接線方式重新接線，可獲得不同地區需要的電壓。

 

圖5    斯坦福發電機接線端位置圖

圖6    斯坦福發電機接線柱

 

四、斯坦福發電機特性及性能

 

1、漸變電壓調節

      在無負載與全負載之間漸變時，電壓調整率為額定電壓的±1.0%。或者功率因數在0.7到1.0之間時，發動機的速度調節器的速成度下降隨負載而線性變化的變化率為5%。

2、響應

      發電機在額定頻率無負載運行中，瞬時投入相當于額外負擔定電流的100%（100%阻抗）負載（功率因數0.4以下）時，瞬時電壓變動率在25%以內，1秒以內恢復到設定電壓的97%以內。

3、電壓波形失真率

      在發電機端子測定時，相間電壓的波形失真率在無負載額外電壓時低于1%。

4、非均衡負載

      連續操作時可以承受約15%的非均衡負載。非均衡負載會影響電路穩定性，因為電路中一側的電流會大于另一側，造成電流穿梭和電壓降低，同時可能導致電路過載。常見的不平衡電設備包括：電動機、變壓器、配電設備、中央空調、注塑機、水泵、電梯、烤箱等。

5、溫升限度

      符合IEC H級標準。國家標準規定，發電機的運行溫度上限不應超過絕緣材料的溫度等級，一般來說，不超過155℃。因此，發電機的溫升一般應控制在不超過80℃左右，過高的溫升會影響發電機的性能和壽命。

6、絕緣強度

      將通過電壓耐受試驗來檢查線圈絕緣強度。指定試驗電壓（商業電線頻率）將實施1分鐘。400V發電機：定子線圈2200V，勵磁線圈1500V；11KV發電機：定子線圈22000V，勵磁線圈15000V。

7、過電流耐受能力

      在額定電壓、額定轉速狀態時，發電機能承受額定電流的150%約120秒鐘。在額定電壓、額定轉速狀態時，發電機能承受額定電流的300%約10秒鐘。

8、過速度耐力

      在無負載時，可以耐受相當于額定轉速120%的速度2分鐘。

 

總結：

      斯坦福發電機的高效性也是其優勢之一。它采用了先進的發電技術，能夠將燃料的能量轉化為電能的效率最大化。這不僅節約了能源，也保護了環境。斯坦福發電機還具有快速啟動和停止的功能，可以根據需要隨時調整電力輸出。斯坦福發電機的安全性也值得稱道。它配備了多重保護系統，能夠及時檢測和排除潛在故障。斯坦福發電機還具備過載保護和短路保護等功能，確保供電穩定和設備安全。斯坦福發電機是一種高品質、高效率、高安全性的發電裝置。它的銘牌上的名字代表了質量和可靠性。不論是家庭使用還是工業應用，斯坦福發電機都能夠滿足各種需求，并為我們提供可靠的電力。我們相信斯坦福發電機將繼續在發電領域發揮重要作用，為人們的生活和工作帶來便利和舒適。

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