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单、三相汽油澳门新萄京官方网站机组的设计


目前,我装备中仪器设备用电单、三相混用的情况较为普遍,普通的单相或三相交流澳门新萄京官方网站机组都不能很好地满足需要,单相机组无法给三相设备提供电源,三相机组单相负载能力较差,而且在三相负载不平衡量较大的情况下,三相电压也极不平衡,严重威胁着用电设备及发电机组的安全使用。为了满足这一特殊需要,大家设计了单、三相汽油发电机装配汽油发电机组,满足了单、三相混用的要求,并最大限度地抑制了三相电压的不平衡量,使各用电器均能安全可靠使用。下面就已通过技术鉴定的8kW单、三相澳门新萄京官方网站机组各项性能指标的设计作一先容。
单、三相汽油澳门新萄京官方网站机组的设计
工作原理根据单、三相交流同步发电机的特殊需要,大家采用性能好、结构简单的电抗分流励磁方式,其电气原理图如。
单、三相交流同步发电机电气原理图发电机定子中嵌有一套主绕组,一套副绕组,主绕组输出三相交流电能和单相交流电能,每相绕组的尾端分别与三相分流电抗器的中间抽头M相联接,首端为输出端,副绕组首端分别与电抗器每相一个端头d,相联接,尾端与三相整流桥相联,电抗器各相绕组另一个端头d2联在一起成为中点并向外同步发电机在空载时,当转速达到额定值时,由于转子中有剩磁,故在副绕组中感应出电压,并向转子励磁绕组提供励磁电流4(电压分量),使磁通增强,如此继续下去,就能使电机自励,很快建立空载电压。负载时,依靠电抗器的负载电流分流,其中一部分电流成为转向励磁绕组的励磁电流//i(电流分量),补偿发电机负载时的去磁及压降作用,使转子励磁电流随负载的变化而自动调节,达到恒定端电压的作用。
单、三相交流同步澳门新萄京官方网站设计计算和变通交流同步发电机相同,但应该注意的是单、三相参数的协调及性能指标平衡,因此,需要注意如下几点。
由于本电机主要与方舱配套使用,对其体积、重量等指标有较严格的要求,因此电机定子绕组设计必须合理排布,在有限的空间内,使电机出力最大,同时相与相之间的互感系数较小,以减少运行时三相电压不平衡量。最简单直接的方法是将单相、三相绕组均设计成为独立的两套绕组,但这样势必增加电机的体积和重量,运行时操作也比较麻烦,而且无法实现单、三相混用。
理想的办法是在三相发电机基础上,将其中一相设计输出相同功率的单相绕组,让该相承受单相负载,这样既节省了材料,又与实际使用情况相符。
在设计过程中大家采用了两种方案。
方案1:澳门新萄京官方网站绕组系统见。定子线圈设有两套本相绕组,一套接作三相作为三相绕组,另一套接成单相和三相绕组中匝数较少的一相串联起来。
这是一种常规的绕组排列,经试制及相关试验,发现有两点不足,一是由于单相绕组有部分线圈和另外两相空间上同相位,电机运行时,相间互感系数大;二是嵌线工艺复杂,有部分槽嵌有4种绕组,绝表1标记U相V相W相原边匝数584858负边匝数196153196表2实测标准优等品电/工稳态稠整度三杯」2.方案2:发电机绕组系统见。定子线圈只设1套三相绕组,其中一相绕组并绕根数为另外两相的2倍,作为单相绕组。这样绕组排列比较整齐、有规律,由于单相绕组和另外两相在空间上同相位,故相间互感系数小,发电机不平衡运行时,三相电压不平衡量少。该绕组除一相缠绕根数较多以外,其余完全和三相交流同步发电机相同,嵌接线工艺都很简单,绝缘也容易处理,较方案1可节省铜材15%左右,部分槽的槽满率可减少10%左右,经试验验证该方案较为理想。
本澳门新萄京官方网站采用的是电抗分流励磁方式,该系统结构简单,性能优良,但电机单相、三相运行时桥组整流系数和电枢反应均不一样,如完全按。
三相设计,则单相运行时,励磁功率不够;如完全按单相设计则三相等待运行时,电阻负载电压过高,必须采取协调平衡措施。大家采取的方法是将电抗器设计成不平衡的电抗器,电抗器两边绕组参数按三相电机设计,中间一相绕组按单相设计,这样既满足了单、三相发电机要求,又使电机不平衡运行时电压不平衡量较少。具体数据见表1.为了增强电机工艺适应能力,提高电机调压精度,减少电压冷热态偏差,大家在励磁系统中增设一个自动电压调节器,由于本电机需单、三相运行,因此测量信号只能取单相相电压,而单相电压谐波含量较多(含了次谐波),特别是单相运行时更为严重,致使调节器调压精度不高,一般只能达到7%~10%,不能满足战技要求,必须增加补偿装置。但由于单、三相运行时电流变化较大,用负载电流作为反馈信号不适合,只能用电机励磁电压作为反馈信号,大家在单相电压调节器测量回路中,增设了一个反映励磁电压大小的反馈信号,利用光耦隔离,达到了要求,其具体线路见。
样机经寒区、热区、可靠性及使用试验,并经国家内燃机电站质检中心检测表明,各项性能指标均达到了设计要求,具体指标及质量分等见表2.单、三相汽油澳门新萄京官方网站机组既可单独输出单、三相交流电,又可同时输出单、三相交流电。用电设备单、三相混用情况不仅在部队中存在,而且在施工现场等民用场所也普通存在,它的开发成功,填补了国内空白,具有广泛的推广价值,目前已为工程车等产品配套500余台,其独特的功能,极大地满足了部队使用需要,深受使用的欢迎。
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