科勒快速反应发电机.doc

操作，故障排除及维修理论： 快速响应20至300KW 快速响应发电机 科勒FRⅠ快速响应发电机于1976年推出，以一种全新的励磁控制为其特色。尽管这些年来，元件的结构，配置与外观均有所变化，但在现在的FRⅡ快速响应发电机组上，基本概念仍然保持不变。 从它首先被应用于FRⅠ发电机开始，科勒的“Decision Maker”控制器也经历了许多结构上的变化。最初的固态“子母”板已经发展成了基于微处理器的控制器。科勒将继续提供运用了必威体育精装版技术的发电机与控制装置。 快速响应 快速响应这个词指发电机对负载变动的响应能力。一般地，这种发电机从电压瞬变恢复的时间为0.05秒，而常规无刷型发电机为0.5秒甚至整整两秒钟。 由于两个迟滞，常规无刷发电机响应时间不可避免要慢——首先，励磁机在磁场激励时的响应滞后，其次，通常的主发电机响应时间滞后。 通过用永磁体来替代绕制的励磁磁场，快速响应发电机消除了励磁延时。因此，在触发SCR（可控硅）模块时，励磁机能够直接给主发电机磁场满励。 常规发电机的励磁功率是依赖于主发电机输出的。如果接在发电机上的电路短路时，励磁电压将和线路电压一样下降。由于电压的减少，不能提供足够的电流以切断故障回路中的断路器，因此将影响系统中的其他所有回路。由于快速响应励磁机采用了永久磁场，而不依赖于主发电机输出，从而在短路时可支持发电机的磁场。能支撑至少300%额定电流的能力，可使故障回路断路器跳闸，从而在不破坏其他回路的前提下将故障回路从系统中切除。 对负载变动的响应。左边的示波器记录显示一台50KW常规无刷发电机从空载单步加载至满载，功率因数为0.8时的长时间电压降。右边记录显示一台50KW快速响应Ⅱ发电机运行在同样情况下时的恢复时间。快速的恢复（2周内）有助于电机起动能力并极大地减少因负载变动而产生的光线暗淡。 耐受短路电流能力。一台工作在满负荷下的发电机组A3相对称短路——最严重的情况——显示在两示波器屏幕上。左边的轨迹跟踪一工作在额定电流下的常规无刷发电机在短路时，由冲击电流逐渐减少至低于额定电流。右边屏幕上的轨迹显示的是额定值一样的快速响应Ⅱ发电机，工作在同样情况下，其电流升高至超出其额定水平，从而能够跳开支路断路器。 发电机结构 产生交流输出的机械交流发电机或者是旋转电枢或者是旋转磁场结构，需要3种基本的东西： 1．-导体 2．-磁场 3．-二者间的相对运动 导体是绕制在钢叠片槽中的铜导线即电枢，并提供发电输出电压。 磁场是由电磁铁产生的不可见的磁力线。 磁场与导体间的相对运动对在电枢中产生电流是必需的，通常由气燃机或内燃机提供。 旋转电枢发电机 这种类型的发电机产生的交流输出是在旋转元件中产生的，需要滑环和电刷来将电流送至用户固定负载。磁场绕组是绕制在位于固定铁壳内的钢叠片块上。由于电刷的存在，这种发电机的规格限制在20KW以下。这种发电机不能在单相和三相电压间重新连接。 旋转磁场发电机 今天大多数备用发电机组中采用的发电机都是旋转磁场结构。磁极饶着电枢饶组旋转。由于电枢是固定的，因此不需要电刷来将交流电送至用户负载。固定电枢使绕组容易重新连接，从而许可不同的三相和单相电压。 这种发电机通常采用一小型的旋转电枢发电机来给主发电机磁场绕组提供励磁功率。该励磁功率是由一个二极管桥来将交流变换成直流。这个电枢与主磁场同轴旋转，因此不需要滑环和电刷。由于这种励磁发电机的磁场绕组是固定的，因此其调节控制电路可以直接连接，这又消除了对电刷与滑环的需要。一个SCR（可控硅）励磁/稳压器被用来给磁场提供整流的直流电。SCR电路的输入功率来自主电枢（定子）的输出。 发电机结构 磁场激励 供应备用/主用电源市场的发电机都是显磁极，旋转磁场型的。 主要的交流功率发生部件，即定子和转子这些年来基本没有变动。 然而励磁回路，即供给主磁场所需的直流电的部件有许多结构上的变动，主要地在固态元件如SCR（可控硅）出现后。 下面对今天使用的最常见类型的励磁机作一简单描述。 恒励磁（励磁调节器） 该系统将从发电机输出的交流电整流并通过电刷/集电环送一受控的直流电至旋转磁场。这种励磁机可以是磁放大器型；不过，一般是由一固态调压电路控制的SCR桥。此系统运行可靠，可设计成具有出色的负载响应与电压调整能力。 恒励磁结构的缺点在于转子集电环与电刷。这些元件是日常维护的主要对象。 （电源辅助） 在20KW以下的发电