發(fā)電機(jī)培訓(xùn)教材DOC

1、發(fā)電機(jī)培訓(xùn)教材目 錄第一章： （2）第二章： （2）第三章： （3）第四章： （4）第五章： （5）第六章： （6）第七章： （7）第八章： （9）發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電機(jī)稱為發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)又分為異步發(fā)電機(jī)與同步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是其轉(zhuǎn)速與輸出電壓的頻率滿足以下關(guān)系：60fn= （r/min）（1-1）式中： n 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速f 發(fā)電機(jī)輸出頻率發(fā)電機(jī)磁極對數(shù) 同步發(fā)電機(jī)又分為單相發(fā)電機(jī)、三相發(fā)電機(jī)。第一章：發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要是由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、集電環(huán)、碳刷等組成。一、 定子部份定子由定子鐵芯、定子繞組組成。定子鐵芯：定子鐵芯是用0.350.5毫米厚的硅鋼片迭成空園柱體

2、。每張硅鋼片的內(nèi)園周上沖有24個半開口槽，以放置定子繞組；每張硅鋼片都涂有絕緣漆，以減小渦流損耗。定子繞組：定子繞組內(nèi)有電樞繞組和勵磁電源繞組，每個繞組是由數(shù)個線圈按一定規(guī)律聯(lián)接而成，每個線圈都采用高強(qiáng)度漆包線繞制而成。二、 轉(zhuǎn)子部份轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、勵磁繞組、電機(jī)軸、集電環(huán)組成。轉(zhuǎn)子鐵芯采用中炭鋼制成，勵磁繞組采用高強(qiáng)度漆包線繞成同心式線圈。三、 端蓋部份端蓋分為前端蓋、后端蓋。后端蓋固定在汽油機(jī)上，定子又嵌進(jìn)后端蓋內(nèi)，故后端蓋是支撐定子的。轉(zhuǎn)子的軸通過聯(lián)軸器與汽油機(jī)的軸相接，轉(zhuǎn)子軸另一端安裝軸承后再安裝集電環(huán)，軸承支撐在前端蓋上。碳刷架固定在軸承蓋上，碳刷放在碳刷架內(nèi)，碳刷表面與集電環(huán)表面接

3、觸，使勵磁繞組與勵磁電源接通。第二章:發(fā)電機(jī)的基本工作原理同步發(fā)電機(jī)定子上有UX、VY、WZ三相繞組，它們在空間互差120°電角度，每相繞組匝數(shù)相等。轉(zhuǎn)子磁極上裝有勵磁繞組，在勵磁繞組中通以直流電流，其磁通從轉(zhuǎn)子N極出發(fā)，經(jīng)過氣隙、定子鐵芯、氣隙進(jìn)入轉(zhuǎn)子S極構(gòu)成回路，如圖（2-1）所示。 圖（2-1） 若汽油機(jī)帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以反時針方向旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子磁極的磁力線將切割定子的電樞繞組，由電磁感應(yīng)定律可知，在電樞繞組中，將感應(yīng)出交流電勢。設(shè)氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦規(guī)律變化，則交流電勢e為：e=V =mV sint=Emsint （2-1）由于三相繞組在空間互差120°電角度，在圖（

4、2-1）所示逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，磁力線先切割U相繞組，再切割V、W相繞組，因此定子三相繞組電勢大小相等，相位彼此相差120°。設(shè)相電勢的最大值為Em，U相 電勢的初相為零，則三相電勢的瞬時值為：eu=Emsintev=Emsin（t-120°） ew=Emsin（t-240°） （2-2）三相電勢的波形和向量圖如圖2-2所示。eeweveut0T3T3T3圖2-2 三相電勢波形圖和向量圖pn60pn60n60當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極為一對極時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周繞組中感應(yīng)電勢正好變化一次，當(dāng)電機(jī)為p對極時，則轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時，感應(yīng)電勢變化P次。設(shè)轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn)數(shù)為n，則轉(zhuǎn)子每秒鐘旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)

5、。因此感應(yīng)電勢每秒鐘變化 次，即電勢的頻率為：n60f= （赫）n60由此可見，感應(yīng)電勢的頻率f等于電機(jī)的極對數(shù)p與轉(zhuǎn)子每秒種的轉(zhuǎn)速 的乘積。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，工業(yè)交流電的頻率為50周/秒，因此，同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電頻率f之間，有嚴(yán)格不變的關(guān)系。即當(dāng)電網(wǎng)頻率一定時，同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n= 為一恒值，亦即要求帶動發(fā)電機(jī)的汽油機(jī)轉(zhuǎn)速不變。如果發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速很不穩(wěn)定，那么就不能獲得恒定頻率的交流電，所以在汽油機(jī)上都附有調(diào)速器來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的目的。在圖（2-1）中，把三相繞組的出線端接上三相負(fù)載，便有電能輸出，也就是發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵?。第三章：發(fā)電機(jī)電壓建立過程 我們生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)，它的勵磁電流都

6、是來自發(fā)電機(jī)本身，而不是由別的電源供給的，這種勵磁方式稱自勵式發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)之所以能做成自勵式，是基于鐵磁性材料（如鋼材）具有兩個特點(diǎn)：一是鐵磁性材料一旦被磁化，去掉勵磁電流后磁通不再變?yōu)榱?，而是還殘留一點(diǎn)剩磁；第二是鐵磁性材料在被磁化過程中，磁通和勵磁電流，在磁感應(yīng)強(qiáng)度不大的時候磁通與勵磁電流If成正比。但磁感應(yīng)強(qiáng)度大到一定程度后，磁通與勵磁電流If不再成正比，而是勵磁電流增加快，磁通增加得慢，甚至不再增加，這種現(xiàn)象叫磁飽和。如圖3-1所示，圖3-1稱為鐵芯的磁化曲線。發(fā)電機(jī)裝配完畢后需要試機(jī)，先用12V蓄電池給轉(zhuǎn)子充磁，即把電池“+”極接在正電刷上（靠外的一個電刷）；電池“-”極接在負(fù)電刷

7、上（靠里邊的一個電刷）使轉(zhuǎn)子繞組中通入直流電流，鐵芯中產(chǎn)生磁場，待幾秒種把電池去掉，這時，If剩磁轉(zhuǎn)子繞組雖然沒有勵磁電流，但鐵芯中有剩磁。 圖（3-1）鐵磁性材料的磁化曲線Rf2Rf1圖3-2為一最簡單的發(fā)電機(jī)示意圖。當(dāng)汽油機(jī)帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，定子電樞繞組AX的導(dǎo)體切割剩磁通，產(chǎn)生電動勢。該電勢經(jīng)二極管整流變?yōu)橹绷?，它為勵磁繞組提供勵磁電流If，該電流又產(chǎn)生磁通，該磁通與原來的剩磁通方向一致，因此氣隙中的總磁通增加。電樞繞組AX的電勢增大，轉(zhuǎn)子的勵磁電流隨之增大，磁通隨之增多，電勢E又升高，勵磁電流又增大，如此磁生電、電生磁相互促進(jìn)，一直達(dá)到某一值為止。如圖3-3所示，發(fā)電機(jī)輸出電壓上升至額定

8、值為止。 圖（3-2） 發(fā)電機(jī)示意圖A12BE=f(If)剩磁電壓 圖（3-3）自勵發(fā)電機(jī)電壓建立過程發(fā)電機(jī)輸出電壓為什么不會無限的上升呢？這是因?yàn)榇怕窌柡?，勵磁電流隨電動勢E按照線性規(guī)律變化，其變化情況如圖（3-3）中直線所示，圖中Rf2Rf1，所以Rf2直線比Rf1陡，該直線叫場阻線。而電勢E隨勵磁電流按一條和磁化曲線完全一樣的曲線變化，開始為直線，后來變彎曲，再增大If電勢上升很?。ǔ柡停Ｗ詣畎l(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定點(diǎn)為場阻線與E=f（If）曲線的交點(diǎn)。當(dāng)我們改變勵磁回路電阻時，（如增大電阻Rf）發(fā)電機(jī)的電壓也隨之改變?nèi)鐖D（3-3）中1、2兩點(diǎn)所示。 由上述可知，任何一種自勵發(fā)電機(jī)，要想建立

9、起電壓，必須同時具備三個條件：（1）必須有剩磁；（2）勵磁電源的正負(fù)極與電刷聯(lián)接必須正確，以保證勵磁電流產(chǎn)生的磁通方向與剩磁通方向一致；（3）勵磁回路的電阻不能過大。我們生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)，它的定子鐵芯上繞了幾個繞組，在勵磁電壓建立過程中，定子所有繞組的電壓一同升高，各個繞組由于匝數(shù)不同，所以它們的電壓也不相同，匝數(shù)多的電壓高。第四章：發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)內(nèi)只有轉(zhuǎn)子產(chǎn)生主磁場。發(fā)電機(jī)接上負(fù)載時，電樞繞組內(nèi)便有電流通過，通過電樞繞組的電流產(chǎn)生磁場。電樞繞組的磁場一定要影響主磁場，使主磁場增強(qiáng)或減弱，這種現(xiàn)象稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)不僅與負(fù)載電流數(shù)值有關(guān)，還與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，下面分三種情

10、況討論。一、 純電阻負(fù)載當(dāng)負(fù)載為純電阻時，電樞繞組輸出電壓與電樞繞組內(nèi)電流Ia同相位。當(dāng)轉(zhuǎn)子的磁極轉(zhuǎn)到圖（4-1）位置時，U相繞組的輸出電壓及輸出電流達(dá)到最大值，電樞磁場分布與方向如圖中所示。電樞磁場與轉(zhuǎn)子主磁場互相垂直相交，這種電樞反應(yīng)稱為交軸電樞反應(yīng)。 N極的左邊：主磁場與電樞磁場方向相反，合成磁場削弱。 圖（4-1）純電阻負(fù)載N極的右邊：主磁場與電樞磁場方向相同，合成磁場增強(qiáng)。 時的電樞反應(yīng)由于前極尖去磁，后極尖增磁，即電樞反應(yīng)使氣隙磁場發(fā)生歪扭畸變，起交磁作用，使總磁場稍稍減弱。二、 純電感負(fù)載當(dāng)負(fù)載為純電感時，電樞繞組輸出電壓與電樞繞組內(nèi)電流Ia相差90°，電流滯后電壓90

11、°，當(dāng)轉(zhuǎn)子的磁極仍在圖（4-1）位置時，電壓最大，但是電流為零；只有當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)90°，即轉(zhuǎn)子的磁極轉(zhuǎn)到圖（4-2）時，電樞繞組內(nèi)電流才最大。此時電樞磁場與轉(zhuǎn)子主磁場平行而方向相反，這樣的電樞反應(yīng)稱 圖（4-2）純電感負(fù)載時的電樞反應(yīng)順軸去磁反應(yīng)。顯然，總磁場有較大的減弱，因此發(fā)電機(jī)接上感應(yīng)性負(fù)載后，輸出電壓明顯降低。三、純電容負(fù)載當(dāng)負(fù)載為純電容時，電樞繞組輸出電壓滯后電樞繞組內(nèi)電流90°。只有當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極還在圖（4-3）時，電樞繞組內(nèi)電流就最大，此時電樞磁場與轉(zhuǎn)子主磁場平行而方向相同。這樣的電樞反應(yīng)稱順軸增磁反應(yīng)。顯然，總磁場有明顯的增強(qiáng)。因此， 發(fā)電機(jī)接上容性負(fù)載

12、后，輸出電壓明顯上升。 圖( 4-3)純電容負(fù) 載時的電樞反應(yīng) 第五章：發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性 一、 外特性外特性是指發(fā)電機(jī)輸出電壓隨輸出電流變化特性。圖（5-1）表示不同性質(zhì)負(fù)載時，發(fā)電機(jī)的外特性。曲線1是感性負(fù)載時，發(fā)電機(jī)外特性；曲線2是阻性負(fù)載時，發(fā)電機(jī)外特性；曲線3是容性負(fù)載時，發(fā)電機(jī)外特性。由圖看出：在感性負(fù)載和阻性負(fù)載時，外特性是下降的，但是感性負(fù)載下降較多、阻性下降較少。而容性負(fù)載時，外特性是上升的。 圖(5-1) 發(fā)電機(jī)的端電壓隨負(fù)載電流的變化而變化，可以用發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)解釋。在感性負(fù)載時，電樞反應(yīng)是去磁的，隨負(fù)載電流的增大去磁作用增強(qiáng)，所以氣隙合成磁通減少，因而電壓U減小，此外定子

13、電阻壓降和漏抗壓降也將引起一定的端電壓降落，因此端電壓下降較多。在電阻性負(fù)載時，電樞反應(yīng)是交軸電樞反應(yīng)，此時氣隙磁通也有所減少，因而使發(fā)電機(jī)的端電壓有所降低，外特性也略有下降。但是在容性負(fù)載時，電樞反應(yīng)是助磁的，氣隙中的磁通反而增加，這就使U增大，定子漏抗壓降jIx雖使端電壓U降低，但是總的來講，發(fā)電機(jī)端電壓要升高。從外特性可以求出發(fā)電機(jī)的電壓變化率，如圖（5-2）所示。在額定負(fù)載下，發(fā)電機(jī)的端電壓為UN，卸去負(fù)載，端電壓便升高到UO。此時，端電壓的變化對額定電壓比值的百分?jǐn)?shù)，稱為電壓變化率，即：U0-UNUN= ×100% （5-1）圖（5-2）二、 調(diào)整特性當(dāng)發(fā)電機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化

14、時，為了保持 其端電壓不變，必須同時調(diào)節(jié)勵磁電流。當(dāng)端 電壓和功率因數(shù)不變時，勵磁電流隨負(fù)載電流的變化規(guī)律叫發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性。 在感性和阻性負(fù)載時，為了補(bǔ)償負(fù)載電流產(chǎn)生去磁的電樞反應(yīng)和阻抗壓降，勵磁電流必須隨負(fù)載電流增大而相應(yīng)增大。因此在這兩種情況下，調(diào)整特性曲線都是上升的，如圖（5-3）曲線 圖（5-3）（1）、（2）所示。在容性負(fù)載時，勵磁電流必須隨負(fù)載電流增大而相應(yīng)減小。因此在這種情況下，調(diào)整曲線是下降的。如圖（5-3）曲線（3）所示。 第六章：發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的一個重要組成部份。對勵磁系統(tǒng)的要求是：1發(fā)電機(jī)在空載和滿載時能提供所需要的勵磁電流。2負(fù)載變化時，能提供必需的

15、勵磁電流，以維持發(fā)電機(jī)的端電壓基本不變。3簡單可靠，調(diào)節(jié)方便，維修容易。tB1BB3勵磁方式很多，我們公司發(fā)電機(jī)采用三次諧波勵磁方式，這種勵磁方式的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、重量輕，可靠性高，維護(hù)方便。一、 三次諧波電勢產(chǎn)生發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組中通入勵磁電流之后，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矩形，如圖（6-1）中所示。矩形波可以分解為基波B1、三次諧波B3、五次諧波B5。其中基波、三次諧波能量最大。故圖（6-1）中 圖（6-1）只畫出B1、B3波形。要使諧波繞組獲得三次諧波電動勢e3，必須使諧波繞組的分布與三次諧波磁場對應(yīng)。例如：我們發(fā)電機(jī)的定子有24個槽，電樞繞組中最大的線圈垮112槽、1324槽，而三次諧波

16、繞組則占有14槽；58槽；912槽；1316槽；1720槽；2124槽。在12槽內(nèi)放置三個諧波線圈，三個線圈感應(yīng)的三次諧波電勢分別人31、32、33，它們彼此間的相位差180°諧波繞組采用反向聯(lián)接，則諧波繞組中的三次諧波電勢為： 3= 31+ 32+ 33=3E31二、 三次諧波調(diào)壓原理負(fù)載電流通過電樞繞組時，會產(chǎn)生電樞反應(yīng)。在第四節(jié)提到，不同性質(zhì)的負(fù)載對發(fā)電機(jī)輸出電壓影響不同。例如：發(fā)電機(jī)接上感性或阻性負(fù)載時，電樞反應(yīng)的基波磁場與轉(zhuǎn)子基波磁場方向相反，磁場減弱使發(fā)電機(jī)輸出下降。但這些是電樞反應(yīng)對基波磁場的影響，如果考慮到電樞反應(yīng)磁場中的三次諧波成分，情況就不一樣，電樞反應(yīng)磁場中的三

17、次諧波磁場與轉(zhuǎn)子磁極的三次諧波磁場方向相同，從而使轉(zhuǎn)子磁極磁場的三次諧波增強(qiáng)，而且負(fù)載電流愈大，三次諧波磁場增加得愈多，該電勢經(jīng)過整流后變成直流電壓，它產(chǎn)生的電流也隨之增強(qiáng)，該電流經(jīng)過轉(zhuǎn)子后，使轉(zhuǎn)子磁場增強(qiáng)，輸出電壓升高，起到了自動調(diào)壓作用。第七章：發(fā)電機(jī)的使用與維護(hù)一、 起動前檢查1將接地線接線柱用導(dǎo)線接好后可靠地接地。2用三相負(fù)載時，三根相線接在三相相線接線柱（三個小紅色接線柱）上，中線接在三相輸出的零線接線柱（小黑色接線柱）上。（本公司發(fā)電機(jī)三相輸出按星形連接，額定線電壓為400V）。此時，應(yīng)將單相/三相電壓指示開關(guān)扳向“三相”側(cè)。3用單相負(fù)載時，可將單相負(fù)載的電源線接在這兩個接線柱上（

18、紅色為火線；黑色為零線），將單相/三相電壓指示開關(guān)扳向“單相”側(cè)。如果單相負(fù)載所需功率不大，也可由三相輸出接線柱的任一紅色接線柱與黑色接線柱間取得230V單相電壓，但此時的每相供電電流不應(yīng)超過每相的額定值。當(dāng)三相負(fù)載與單相負(fù)載同時使用時，其總功率不應(yīng)超過各機(jī)型的額定功率。4如果自制外接電源接線板，應(yīng)注意選用與負(fù)載功率相適應(yīng)的接線板及外接連線的線徑，切勿過載使用！并應(yīng)注意勿使外接接線板或連線（頭）造成短路。二、起動1將負(fù)載連線接于相適應(yīng)的電源輸出接線柱上。2應(yīng)使空氣斷路器處于“OFF”位置（向下）啟動發(fā)動機(jī)。3啟動發(fā)動機(jī)后觀察電壓表指示是否正常（三相電壓為400V左右，單相電壓為230V左右）。

19、如正常，則將相應(yīng)的空氣斷路器（三相或單相）扳向“ON”（上），即可對負(fù)載供電。三、使用注意事項(xiàng)1當(dāng)發(fā)電機(jī)帶兩個以上負(fù)載（特別是感性負(fù)載）時，不要同時起動負(fù)載，而應(yīng)逐個起動，并應(yīng)先接通起動電流大的，再依次往下接通。2當(dāng)發(fā)電機(jī)要連接在家用電器上時，必須由熟知電氣的人員進(jìn)行連接，切不可將發(fā)電機(jī)輸出與戶外供電網(wǎng)并聯(lián)，否則將會造成事故！3在使用過程中，若出現(xiàn)空氣斷路器自動跳閘，說明負(fù)載超載或有短路或漏電電流過大。此時應(yīng)先關(guān)斷用電器開關(guān)，然后檢查、排除故障后再合上空氣斷路器。4卸載時，首先應(yīng)關(guān)斷用電器上的電源開關(guān)，再將發(fā)電機(jī)上的空氣斷路器關(guān)斷，即扳向“OFF”（下）。四、發(fā)電機(jī)維護(hù) 為了保證發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行

20、，必須定期進(jìn)行檢查，通常每三個月小檢查一次，每年大檢查一次。1小檢項(xiàng)目（1）去除窗蓋罩，如發(fā)電機(jī)內(nèi)有塵土，應(yīng)加以清理，最好用壓縮空氣吹凈，壓力不大于2個大氣壓。注意：不得用硬物清除繞組上的泥塵，避免傷害繞組。（2）清潔集電環(huán)表面。清潔時可先用粗布（避免用紗頭或多纖維的棉織品）醮幾滴煤油將表面擦凈利，然后再用干凈棉布將表面擦干。（3）拆下軸承室蓋，檢查軸承潤滑脂是否清潔，如發(fā)現(xiàn)色澤不均則需更換潤滑脂。如發(fā)現(xiàn)潤滑脂不足，則應(yīng)加潤滑脂，但不得超過軸承空間的2/3。（4）檢查炭刷磨損情況及炭刷彈簧的壓力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)炭刷磨損過大時應(yīng)及時更換。（5）檢查各處接線、螺帽、螺栓等是否松動。2大修項(xiàng)目（1）同1中之

21、第（1）項(xiàng)。（2）用500V搖表測定子、轉(zhuǎn)子各繞組間以及對機(jī)殼的絕緣電阻，如絕緣電阻小于1M，則應(yīng)進(jìn)行干燥處理。注意：測試前應(yīng)將整流元件從電路中斷開。（3）檢查集電環(huán)表面磨損情況，如發(fā)現(xiàn)集電環(huán)表面發(fā)毛或磨有深痕，則應(yīng)加工車光。（4）同1中的第（4）項(xiàng)。（5）拆下軸承室蓋，將軸承拆下用煤油洗凈、擦干，使其能運(yùn)轉(zhuǎn)自如而無雜音，加潤滑脂。（6）重新裝好拆下的各部份，并檢查各處接線、螺栓、螺帽有無松動。五、常見故障處理故障現(xiàn)象檢查和排除不發(fā)電1檢查連接錯誤按接線圖檢查；2剩磁電壓過低重新勵磁；3碳刷與集電環(huán)接觸不良或壓力不足清潔集電環(huán)、更換碳刷或彈簧；4刷握生銹使碳刷被卡住不能上下滑動砂光刷握內(nèi)部表面

22、或更換刷握；5整流模塊故障或勵磁電路中有故障檢查勵磁電路排除斷路點(diǎn)或更換整流模塊。發(fā)電機(jī)過熱1過載用電流表檢查勿使超過額定值；2定子繞組短路換定子；3定子與轉(zhuǎn)子磨擦檢查聯(lián)軸器、軸承有無松動；檢查定子、轉(zhuǎn)子是否被燒壞，重新組裝。軸承過熱1軸承磨損過度更換軸承；2潤滑脂中有雜質(zhì)或裝得過多清洗軸承、更換潤滑脂。建壓困難，加載不能建壓整流模塊壞換整流模塊MDQ20（或KBPC35）第八章：永磁發(fā)電機(jī)一、永磁發(fā)電機(jī)簡介永磁發(fā)電機(jī)，作為發(fā)電機(jī)的一個分支，其發(fā)電原理和電勵發(fā)電機(jī)沒什么大的區(qū)別。但是，由于它的勵磁主磁場是采用強(qiáng)磁材料獲得，從結(jié)構(gòu)和輸出性能上，相比傳統(tǒng)電勵發(fā)電機(jī)其具有獨(dú)特的一些特點(diǎn)。由于磁性材料

23、的發(fā)展，特別是釹鐵硼這種高磁能積（BH）材料的出現(xiàn)，加快了永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)展。近幾年永磁發(fā)電機(jī)生產(chǎn)和使用逐漸增多，功率也不斷的增大，下面對其和傳統(tǒng)電勵發(fā)電機(jī)的一些特點(diǎn)簡要介紹。1、電壓恢復(fù)時間短、瞬態(tài)調(diào)壓性能更好 由于永磁交流同步發(fā)電機(jī)采用永磁磁體的磁場作為勵磁主磁場，獨(dú)特的磁飽和穩(wěn)壓原理，使得在發(fā)電機(jī)負(fù)載和轉(zhuǎn)速突然變化時，該永磁磁體的磁場不受發(fā)電機(jī)機(jī)械過渡過程的影響，即任何因負(fù)載改變或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變所產(chǎn)生的電壓變化對永磁發(fā)電機(jī)來說都能迅速得到補(bǔ)償，從而保持輸出電壓的迅速穩(wěn)定。而常規(guī)電勵磁發(fā)電機(jī)則要受到電機(jī)機(jī)械過渡過程的影響，其勵磁主磁場均會有一個由轉(zhuǎn)速變化引起勵磁電流變化最后導(dǎo)致勵磁主磁場變化的一個過程。所以一般來說，永磁發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定時間明顯比電勵發(fā)電機(jī)短，瞬態(tài)調(diào)壓性能也比電勵發(fā)電機(jī)優(yōu)異。2、拖動非線性負(fù)載能力更強(qiáng) 永磁發(fā)電機(jī)拖動UPS電源和電動機(jī)等非線性負(fù)載能力更強(qiáng)。發(fā)電機(jī)啟動電動機(jī)能力目前的發(fā)電機(jī)國標(biāo)規(guī)定為（Pe為發(fā)電機(jī)額定功率），軍標(biāo)規(guī)定為0.7 Pe，而永磁發(fā)電機(jī)可以達(dá)到接近于1Pe的功率。3、電壓穩(wěn)定，波形畸變率低，供電質(zhì)量好。 由于采用機(jī)電一體化技術(shù)，任何因負(fù)載改變或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變所產(chǎn)生的電壓變化都能迅速得到補(bǔ)償，從而保持輸出電壓的穩(wěn)定。而采用有限元技術(shù)分析發(fā)電機(jī)的氣隙磁場分布，并對電機(jī)結(jié)構(gòu)和繞組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得輸出電壓中的各高次諧波分量減小