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柴油發電機電壓的允許變動范圍 電壓是柴油發電機穩定運行的影響因素之一,電壓波動過大可能影響柴油發電機發電機的使用壽命,甚至直接損壞機器。電力系統符合的變動是正常的,因此,為了發電機穩定運行,應當保證電壓的變動處于允許的范圍內。 柴油發電機正常運行時,電壓的變動范圍是在額定電壓±5%以內,此時發電機的額定容量可保持不變。即當電壓降低5%時,定子電流可升高5%;而當電壓升高5%時,定子電流應降低5%。 柴油發電機連續運行的 允許電壓應遵循額定值的規定,但 電壓不得大于額定值的110%,因為當電壓過高運行時可能產生以下危險: (1)轉子勵磁電流增加,可能使轉子繞組溫度超過允許值。若維持轉子電流不變升高電壓,則需降低出力。 (2)定子鐵芯磁通密度增大,鐵損增加,可能使定子鐵芯和定子繞組溫度超過允許值。 (3)由于定子鐵芯磁通密度增大,鐵芯飽和后發電機端部漏磁也會增加,會引起發電機的實體部分(如漏磁逸出軛部,繞穿機座某些結構部件如支持筋、機座,齒壓板等)和支持端部的金屬零件發生過熱,造成事故。 (4)過電壓運行對定子繞組絕緣(如存在絕緣薄弱點)有擊穿危險。 柴油發電機的 運行電壓應根據穩定的要求來確定,一般不應低于額定值的90%。電壓過低造成的危害是: (1)引起系統并列運行穩定性問題和發電機本身勵磁調節穩定性問題。當發電機電壓低于95%以下運行時(一般到90%),會使系統并列運行穩定度大大降低,因為此時由于勵磁電流的減少使定子磁場和轉子磁場拉力減少,很容易產生失步和振蕩。 (2)定子繞組溫度可能升高。在電壓降低時若要保持出力不變,必需增加定子電流。當電壓降低到額定值的95%時,定子電流長期允許值不得超過額定值的105%。 (3)引起廠用電動機和用戶電動機運行情況惡化。因為電動機力矩與電壓平方成正比,電壓下降使電動機力矩大為下降,引起電動機電流增大而發熱。 對于不同場所中使用的柴油發電機,使用單位要根據發電機的運行狀況,制定柴油發電機具體的電壓控制規程,做好發電機電壓變動的控制工作,為柴油發電機的可靠運行提供一份安心的保障。
同步發電機的工作原理 在設計同步發電機時,若適當選擇磁極的形狀,使得勵磁繞組通直流電后,定子、轉子之間的磁感應強度近似于按正弦規律分布。同步發電機所謂“同步”,就是說發電機的轉子由發動機拖動旋轉后,在定子和轉子之間的氣隙里便產生一個旋轉磁場,這個旋轉磁場是發電機的主磁場又稱為轉子磁場。當主磁場切割定子三相電樞繞組的線圈時,就會產生三相感應電勢,接通負載后,在電樞繞組中流過感應電流,這個交變電流也在發電機的氣隙中產生一個旋轉磁場。這個旋轉稱為電樞磁場,又稱為定子磁場。根據右手螺旋定則,電樞磁場的等效磁極NS。當主磁場由發動機拖動旋轉到一個新的位置時,電樞磁場的等效磁極NS也隨之旋轉到另一位置。 由圖可知,主磁場被發動機拖動旋轉時,它拉著電樞旋轉,就象兩塊磁鐵之間有相互吸引力一樣。就是說發電機的轉子帶動電樞磁場以同一轉速旋轉,二者之間保持同步,故稱為同步發電機。電樞磁場的轉速稱為同步轉速。 由于定子三相繞組在空間的位置是對稱的,彼此相差120°電角,因此,定子繞組切割磁力線時,將產生對稱三相感應電勢,定子每相繞組感應電勢的有效值。 如果將電樞繞組接成星形,并且接上三相對稱負載后,在感應電勢的作用下,電路中產生對稱的 三相電流,向負載輸出交流電能。
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