860 稀土永磁同步发电机的设计特点

稀土永磁高效节能电机

稀土永磁高效节能电机 ●节约能源、降低长期运行成本，非常适合纺织、风机、水泵、压缩机使用，靠节电一年可收回电机购置成本 ●直接启动、或用变频器调速，可全面更换异步电机 ●稀土永磁高效节能电机本身可比普通电机节约电能15%以上 ●电机功率因数接近1，提高电网品质因数，无需加功率因数补偿器 ●电机电流小，节约输配电容量、延长系统整体运行寿命 ●节电预算：以55kw电机为例，高效电机比一般电机节电15%，电费每度按 0.5元计算，使用节能电机一年内靠节电可收回更换电机的费用。 ●电机各阶段成本占总成本的比例

功率电源电压转速电流功率因数效率额定转矩峰值转矩机座号总长重量0.15kw 220V 1500转/分0.44A 0.98 91.0% 0.95Nm 2.0Nm Y80－4M 295 4kg 0.2kw 220V 1500转/分0.59A 0.98 91.0% 1.27Nm 2.5Nm Y80－4M 295 5kg 0.5kw 220V 1500转/分 1.49A 0.98 91.0% 3.18Nm 6Nm Y80－4M 295 6kg 0.8kw 220V 1500转/分 2.38A 0.98 91.1% 5.09Nm 10Nm Y80－4M 295 7kg 1 kw 220V 1500转/分 2.98A 0.98 91.2% 6.37Nm 13Nm Y80－4L 295 7.5kg 1.5 220V 2000转/分 4.47A 0.98 913% 7.12Nm 15Nm Y80－4L 295 9kg 2kw 220V 3000转/分 5.96A 0.98 91.4% 6.37Nm 13Nm Y80－4L 295 5kg 2.5kw 220V 3500转/分7.45A 0.98 91.5% 8.28Nm 16Nm Y80－4L 295 6kg 3 kw 220V 4500转/分8.95A 0.98 91.6% 6.37Nm 13Nm Y80－4L 295 7kg 4 kw 220V 6000转/分 11.93A 0.98 91.6% 6.37Nm 13Nm Y80－4L 29 5 9kg 连续工作，直接启动，1500rpm，380V，50Hz，3相，F级绝缘，安装形式B3或B35，防护等级IP54，启动转矩数2倍， 启动电流倍数5倍。 ● 节约能源、降低长期运行成本，非常适合纺织、风机、水泵、压缩机使用，靠节电一年可收回电机购置成本。 ●直接启动、无需控制柜，可全面更换异步电机。●稀土永磁高效节能电机本身可比普通电机节约电能15%以上。 ●电机功率因数接近1，提高电网品质因数，无需加功率因数补偿器。●电机电流小，节约输配电容量、延长系 统整体运行寿命。●加驱动器可实现软起、软停、无级调速，节电效果进一步提高。

永磁同步电机基础知识

(一) PMSM 的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上，永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中，定子与转子始终处于相对运动状态，永磁体与绕组，绕组与绕组之间相互影响，电磁关系十分复杂，再加上磁路饱和等非线性因素，要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型，我们通常做如下假设： 1) 忽略电机的磁路饱和，认为磁路是线性的； 2) 不考虑涡流和磁滞损耗； 3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时，气隙中只产生正弦分布的 磁势，忽略气隙中的高次谐波； 4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件； 5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成，在两相旋转坐标系下的数学模型如下： (l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: d d s d d c q q q s q q c d di u R i L dt di u R i L dt ωψωψ?=+-????=++?? 其中，Rs 为定子电阻；ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压；id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流；Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感；ωc 为电角速度；ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。 若要获得三相静止坐标系下的电压方程，则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，如下式所示。 cos sin 22cos()sin()3322cos()sin()33a d b q c u u u u u θθθπθπθπθπ?? ?-????? ??=--- ? ???? ???? ?+-+? ? (2)d/q 轴磁链方程： d d d f q q q L i L i ψψψ=+???=?? 其中，ψf 为永磁体产生的磁链，为常数，0f r e ωψ=，而c r p ωω=是机械角速度，p 为同步电机的极对数，ωc 为电角速度，e0为空载反电动势，其值为 倍。

发电机碳刷更换维护注意事项

发电机碳刷更换维护注意事项 发电机碳刷更换维护工作应按规程规定时间进行，当运行中发现碳刷磨损到极限线时也应及时更换。为了保证碳刷更换维护工作的正确性，特做如下要求： 一当碳刷磨损到极限线时（短边为15mm时）应予更换。 二发电机碳刷更换维护前应准备以下工器具：绝缘手套、螺丝刀、专用扳手、酒精、砂纸、毛刷、白布、手电。 三更换时应由有经验的值班人员担任；装取发电机刷架及更换发电机碳刷时必须严格执行操作监护制度，操作人为副值班员以上岗位运行人员，监护人为值班员或值班员以上岗位运行人员。 四工作时站在绝缘垫上，工作人员应特别小心，扣紧袖口，发辫要放在帽内，防止衣服及擦拭材料被转动部分挂住。 五不得同时接触两极或一极与接地部分，也不能两人同时进行工作。 六更换碳刷时，要使其型号与旧碳刷相一致。 七更换碳刷应逐一进行，严禁两块及以上碳刷同时更换。 八在更换时，首先用专用扳手松动刷辫紧固螺丝，松动紧固螺丝时不宜松动过度，防止螺丝脱落；取下碳刷刷辫；再将碳刷和均压弹簧同时取下。装碳刷时，先将碳刷放入刷握；压好均压弹簧；再用专用扳手紧固刷辫紧固螺丝，紧固螺丝时不宜用力过大，防止将螺丝损坏；检查碳刷在刷握内活动自如，弹簧应压在碳刷中心位置，压力正常，检查发电机碳刷运行正常。 九装、取均压弹簧时，动作应缓慢，要用力捏住均压弹簧严防其滑落。 十发电机碳刷每极一次更换不得超过3块，励磁机碳刷每极一次更换不得超过1块，碳刷接触面积应大于70%。 十一更换下部碳刷时特别注意防止碳刷脱落。 十二发现发电机大轴碳刷短或发电机转子正负极对地电压偏差大时（10V），应及时对发电机大轴碳刷进行维护或更换，维护或更换后，应检查发电机大轴碳刷运行情况和发电机转子正负极对地电压情况。 如何更换和调整发电机碳刷？ _一、更换和调整发电机碳刷应注意的事项： （1）严禁两人同时工作；（2）工作时必须将衣服和袖口扣好，以免被转动部分绞伤；

永磁发电机原理

1 磁路结构和设计计算 永磁发电机与励磁发电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。永磁体在电机中既是磁源，又是磁路的组成部分。永磁体的磁性能不仅与生产厂的制造工艺有关，还与永磁体的形状和尺寸、充磁机的容量和充磁方法有关，具体性能数据的离散性很大。而且永磁体在电机中所能提供的磁通量和磁动势还随磁路其余部分的材料性能、尺寸和电机运行状态而变化。此外，永磁发电机的磁路结构多种多样，漏磁路十分复杂而且漏磁通占的比例较大，铁磁材料部分又比较容易饱和，磁导是非线性的。这些都增加了永磁发电机电磁计算的复杂性，使计算结果的准确度低于电励磁发电机。因此，必须建立新的设计概念，重新分析和改进磁路结构和控制系统；必须应用现代设计方法，研究新的分析计算方法，以提高设计计算的准确度；必须研究采用先进的测试方法和制造工艺。 1.2 控制问题 永磁发电机制成后不需外界能量即可维持其磁场，但也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。这些使永磁发电机的应用范围受到了限制。但是，随着MOSFET、IGBTT等电力电子器件的控制技术的迅猛发展，永磁发电机在应用中无需磁场控制而只进行电机输出控制。设计时需要钕铁硼材料，电力电子器件和微机控制三项新技术结合起来，使永磁发电机在崭新的工况下运行。 1.3 不可逆退磁问题 如果设计和使用不当，永磁发电机在温度过高（钕铁硼永磁）或过低（铁氧体永磁）时，在冲击电流产生的电枢反应作用下，或在剧烈的机械振动时有可能产生不可逆退磁，或叫失磁，使电机性能降低，甚至无法使用。因而，既要研究开发适合于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置，又要分析各种不同结构形式的抗去磁能力，以便在设计和制造时采用相应措施保证永磁式发电机不会失磁。 1.4成本问题 由于稀土永磁材料目前的价格还比较贵，稀土永磁发电机的成本一般比电励磁式发电机高，但这个成会在电机高性能和运行中得到较好的补偿。在今后的设计中会根据具体使用的场合和要求，进行性能、价格的比较，并进行结构的创新和设计的优化，以降低制造成本。无可否认，现正在开发的产品成本价格比目前通用的发电机略高，但是我们相信，随着产品更进一步的完美，成本问题会得到很好的解决。美国DELPHI（德尔福）公司的技术部负责人认为：“顾客注重的是每公里瓦特上的成本。”他的这一说法充分说明了交流永磁发电机的市场前景不会被成本问题困扰。 1.5永磁转子特点： 结构1： 并联磁场结构；转采用采用铸造压制而成，里面嵌放永磁体，能量大、重量轻、体积小、整体结构牢固可靠，最大工作转速大于15000转/分。 专利号；ZL96 2 47776.1 结构2： 串联磁场式结构；转子采用钢结构，表面按顺序嵌放永磁铁，转子表面磁通强、重量轻、体积小、整体结构牢固可靠，最大工作转速大于15000转/分。 专利号：ZL98 2 33864.3 整机稳压系统特点： 采用可控硅和二极管组成半控桥式整流电路。稳压系统是一种斩波调制型稳压装置，其稳压精度为正负0.1v，故该发电机具有能瞬间承受较大电流、运行可靠和耐用等特点，又因可直接利用发电机发出的交流电的反向电压使可控硅自行关断，故无需加关断电路，使电路结构简单、可靠。

永磁同步电机理论

Measurement of Eddy-Current Loss Coefficient P EC -R ,Derating of Single-Phase Transformers,and Comparison with K-Factor Approach Ewald F.Fuchs ,Fellow,IEEE ,Deniz Yildirim ,Member,IEEE ,and W.Mack Grady ,Senior Member,IEEE Abstract—A power amplifier is used to supply sinusoidal cur-rents of different frequencies for measuring eddy-current losses of a 25kV A single-phase transformer under short-circuit condi-tion.Measured data show that eddy-current loss is a linear func-tion of frequency with power of 2and the eddy-current loss co- efficient linear is computed.New measurement techniques are applied to determine the derating of single-phase transformers with full-wave diode and thyristor rectifier loads.The derating of transformers has been defined such that for the (apparent,real)power transfer of a transformer the total losses are identical to the rated losses at rated temperature.A relation between apparent power,derating and K-factor is given taking into account iron-core and stray-power losses.Measured derating values are compared with computed results based on the eddy-current losses,iron-core losses,stray-power losses,and K-factors.The eddy-current loss co- efficient nonlinear is computed from harmonics caused by diode/thyristor bridge loads. Index Terms—Eddy-current loss,K-factor,nonlinear load,transformer derating. I.I NTRODUCTION R ECENT publications [1],[2]detail the separate measure-ment of the iron-core losses and copper losses of single-phase transformers under (non)sinusoidal load conditions.In order to make a contribution to the recommended practice for es-tablishing transformer capability when supplying nonsinusoidal load currents,the K-factor approach [3]–[5]is modified to im-prove the prediction of the derating [6]of single-phase trans-formers.In [7]the harmonic loss factor is employed not the K-factor as defined in [3].The objective of this paper is to es-tablish a relationship between derating,K-factor and iron-core losses and to measure - (total harmonic distortion of current)values,where the indi-vidual current harmonics can be adjusted within certain limits.Prior work includes the measurement of the temperature due to current harmonics [11]for the same type of pole transformer as tested in this paper:the temperatures were monitored in [11] Manuscript received February 27,1998;revised August 21,1998.This work was supported by the Electric Power Research Institute,Palo Alto,CA,under Contract RP 2951-07. E.F.Fuchs and D.Yildirim are with the University of Colorado,Boulder,CO 80309. W.M.Grady is with the University of Texas,Austin,TX 78712.Publisher Item Identifier S 0885-8977(00)00664-6. for THD

发电机碳刷维护标准定稿版

发电机碳刷维护标准精 编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

发电机碳刷维护标准 一、巡视检查标准 1、检查碳刷是否接触良好无卡塞，在刷握内能自由活动，电刷在刷框内应有0.1~0.2mm 的间隙。 2、用直流钳形电流表和远红外测温仪，定期测量和掌握集电环表面无过热现象，滑环温度应不高于100℃，每个碳刷电流控制在20～100A，刷体温度控制在不大于80℃，连接线发热温度不超过75℃，重点检查无电流和室温，及时消除碳刷电流不平衡、卡阻等因素，保证碳刷在良好平衡状态工作。 3、经常检查刷辫是否完好，是否有脱辫现象，导线是否氧化及是否有烧断股线现象等，有无过热现象，如出现发黑或烧伤应更换。 4、检查碳刷边缘无破碎不能过短，剩1/3高度低于20mm应更换碳刷。 5、检查碳刷与铜辫的接触及励磁回路中各部螺丝是否松动，电刷软线连接完整接触牢固无接地现象。 6、检查刷握和刷架上有无积垢，每月一次定期用鼓风机吹扫，特别是绝缘件上的碳尘及灰尘,以避免降低励磁回路的绝缘电阻。 7、查出有破碎、研磨不良、压力不均匀、打火等现象应予以消除。 8、检查有无碳刷颤振的情形。碳刷松弛，机组振动等原因都将会引起碳刷颤振，此时必须将刷握拔出检查是否有损坏情形，查明颤振原因并消除。刷握最低点距离滑环3～4毫米，可以减小振动现象。

10、更换碳刷后，要加强对其监视缩短巡视时间，运行一天后按正常巡检时间执行。 二、碳刷调整、更换操作规则及注意事项 1、进行碳刷调整、清扫、刷握检查、碳刷更换等工作时，必须申请将“发电机一点接地”保护退出，并有总工程师同意签字。 2、进行碳刷更换调整时，应尽量降低发电机无功，减少励磁电流，必要时可转移部分负荷，以减少碳刷冒火。 3、进行碳刷调整时，应有专人监护，工作人员应穿绝缘鞋，工作服袖口应扣好，注意防止转动机械及异物飞出伤人，同时应特别注意防止励磁回路发生短路和接地工器具不能相互传递。 4、调整、清扫碳刷及滑环时，要有两人进行，须有实践经验的人员进行，工作人员应站在绝缘垫上，逐个对碳刷进行调整，不得接触两极或一手接触碳刷一手接地，也不能两个人同时进行工作。 5、发现碳刷严重发热或火花较大时，严禁直接提起该碳刷，必须先从未冒火及发热不很严重的碳刷开始调整，待火花减小，碳刷烧红开始转暗后方可调整该碳刷。 6、每台发电机一次更换碳刷不应大于碳刷总数的20%（6块），同一组碳刷一次只允许更换一块，同一极碳刷一次不允许超过三块，每次间隔时间为1-2周，待磨合再逐步更换其余电刷，保证机组的正常运行。 7、若检查转子碳刷刷框、刷架及转子滑环表面炭末、灰尘较多时，应及时汇报部门，用干净的压缩空气进行吹扫。

稀土永磁电机在航空上的应用

稀土永磁电机在航空上的应用 一、稀土永磁电机在航空上的应用特点 随着稀土永磁材料、电力电子、微电子、微机、新型控制理论及电机理论的进步，稀土永磁电机的技术发展十分迅速，在航空领域显示出广泛的应用前景和强大的生命力。 稀土永磁电机在航空上的应用具有以下特点： 1、由于稀土永磁材料的高磁能积，使得电机可明显降低重量、减小体积。航空用电机对其体积、重量有极为严格的要求。现代航空飞行器中，每1 kg 设备重量大约需要15～30 kg 的附加重量来支持。 2、稀土永磁材料的矫顽力Hc 高，剩磁Br 大，因而可产生很大的气隙磁通，大大缩小永磁转子的外径，从而减小转子的转动惯量，降低时间常数，改善电机的动态特性。 3、气隙宽度可以选取较大值，这样可以减小由于齿槽效应引起的力矩波动，也可抑制电枢反应对力矩波动的影响。电枢反应对稀土永磁体的去磁作用较小，更适合突然反转、堵转驱动等特殊性能要求。 4、使用无刷直流电动机还具有以下显著特点： 使用寿命长。目前飞机上大量使用有刷直流电动机，寿命只几百小时。随着航空技术的不断发展，各航空电机生产厂都面临延长产品寿命的技术压力。当寿命要求提高到1000 至2000 小时时，有刷直流电动机的自身特点已无法满足要求。无刷直流电动机无电刷和换向器，可以大幅度提高寿命指标。 适宜于高速运行。转速越高，电机体积重量可以做得越小。但有刷直流电机由于机械换向的限制，转速很难在现有基础上进一步提高。无刷直流电机在轴承允许的条件下，转速可成倍增加。 可靠性高。高空换向火化加大，影响可靠性，不利于电磁兼容；高空电刷磨损加剧，碳粉影响绝缘性能，减少电机寿命。无刷直流电机则不存在这些问题。 散热容易。无刷直流电机的主要发热源在定子上，自然散热条件好。同时可以方便地在定子壳体中进行油冷或水冷，特别是循油或喷油冷却可以极大地提高电机的功率密度。这对于有刷直流电动机是十分危险的。 余度控制方便。无刷直流电机的可靠性薄弱环节在控制器和电机绕组上，多余度控制方法灵活。有刷直流电动机的薄弱环节在换向，较难实现单轴输出的余度控制。 稀土永磁材料的内禀矫顽力高，磁场定向性好，因而容易实现在气隙中建立近似于矩形波的磁场，实现方波驱动，提高电机的出力。 由于稀土永磁电机具有上述一系列优点，因而非常适合于对性能、体积、重量要求特殊的航空领域；特别是稀土永磁无刷直流电机，被认为是航空领域最有发展前景的电机。 二、稀土永磁电机在航空上的应用现状 在发达国家，稀土永磁电机在航空上的应用已较为广泛，国内相对滞后，到目前为止只有少量新型号飞机得到应用。 稀土永磁电机在飞机上的主要应用对象为各种各样的电力作动系统。电力作动系统是以电动机为执行元件的驱动系统，广泛应用于飞机的飞控系统、环境控制系统、刹车系统、燃油和起动系统等。 飞机上采用的作动系统有液压、电力、气压和机械4种。其中液压作动系统使用最为广泛；但目前正在大力发展和最有前途的作动系统是电力作动系统。随着稀土永磁材料、大功率半导器件和微处理器的发展，电力作动系统已发展到与液压作动系统相竞争的地步。 (1)飞控系统 飞控系统用的电力作动系统又叫功率电传作动器，主要用于翼面和方向舵的操作。主要分为电动液压作动器和机电作动器。 70 年代中期，美国直升机的液压系统在重要的国际事件中频频出现故障，促使他们对稀土永磁电动舵机进行研究开发。美国通用电气公司、维克斯公司和HR得克斯特朗公司为下一代飞行控制舵面研制的电动液压作动器采用了钕铁硼永磁无刷直流电机技术。研制的机电作动器采用了高压直流稀土永磁无刷直流电机技术和脉宽调制式功率变换器技术。 电机控制器接收飞机上飞控计算机发出的控制指令，经过三通道舵回路系统伺服放大器的信号处理、综合与放大，进而驱动系统相应舵机的输出转角来操纵飞机的舵及副翼的舵面偏转，从而改变飞机的姿态和航向，实现飞控系统对飞机飞行的自动控制。 (2)电动环境控制系统 电动环境控制系统采用机电作动技术，其特点是采用大功率、高转速的变速驱动电动机。美国从1982 年开始发展电动蒸汽循环式环境控制系统，并在 P-3 反潜飞机上进行试验。该系统采用30000~70000 r／min 的变速高压直流稀土永磁无刷直流电机来驱动压气机。该钐钴永磁电动机在45000 r／min 时输出34.3 kW 的功率。 国内也已研制出电动环境控制系统电动活门稀土永磁无刷直流电动机，直接采用电机所具有的霍尔转子位置传感器输出信号间接测量电机转速，实现电机在大范围变负载状态下的高精度稳速，而不需要单纯的速度传感器，解决了原直流有刷电励磁串激电机驱动电动活门时的时间控制精度问题。 (3)空中制氧系统

2.1同步发电机数学模型及运行特性

2.1同步发电机数学模型及运行特性 本节主要阐述同步发电机稳态数学模型及运行特性：包括向量图、等值电路与功率方程以及功角特性。 2.1.1 同步发电机稳态数学模型 理想电机假设： 1）电机铁心部分的导磁系数为常数； 2）电机定子三相绕组完全对称，在空间上互差120度，转子在结构上对本身的直轴和交轴完全对称； 3）定子电流在空气隙中产生正弦分布的磁势，转子绕组和定子绕组间的互感磁通也在空气隙中按正弦规率分布； 4）定子及转子的槽和通风沟不影响定子及转子的电感，即认为电机的定子及转子具有光滑的表面。 同步电动机是一种交流电机，主要做发电机用，也可做电动机用，一般用于功率较大，转速不要求调节的生产机械，例如大型水泵，空压机和矿井通风机等。近年由于永磁材料和电子技术的发展，微型同步电机得到越来越广泛的应用。同步电动机的特点之一是稳定运行时的转速n与定子电流的频率f1之间有严格不变的关系，即同步电动机的转速n与旋转磁场的转速n0相同。“同步”之名由此而来。 同步发电机是电力系统中的电源，它的稳态特性与暂态行为在电力系统中具有支配地位。虽然在电机学中已经学过同步电机，但那时侧重于基本电磁关系，而现在则从系统运行的角度审视发电机组。 1.同步发电机的相量图 设发电机以滞后功率因数运行，三相同步发电机正常运行时，定子某一相空载电势Eq，输出电压或端电压U和输出电流I间的相位关系如图2-1所示。δ是Eq领先U的角度，称为功角，是功率因数角，即U与I的相位差， Eq与q轴（横轴或交轴）重合，d为纵轴或直轴。U和I的d、q分量为： 图 2-1电势电压相量图 电机学课程中已经讨论过，端电压和电流的分量与Eq间的关系为： （2-3）

发电机碳刷更换维护

更换发电机碳刷注意事项 发电机碳刷更换维护工作应按规程规定时间进行，当运行中发现碳刷磨损到极限线时也应及时更换。为了保证碳刷更换维护工作的正确性，特做如下要求： 一、当碳刷磨损到极限线时（短边为15mm时）应予更换。 二、发电机碳刷更换维护前应准备以下工器具：螺丝刀、专用扳手、酒精、砂纸、毛刷、白布、手电。 三、更换时应由有经验的值班人员担任；装取发电机刷架及更换发电机碳刷时必须严格执行操作监护制度，操作人为副值班员以上岗位运行人员，监护人为值班员或值班员以上岗位运行人员。 四、工作时站在绝缘垫上，工作人员应特别小心，扣紧袖口，发辫要放在帽内，防止衣服及擦拭材料被转动部分挂住。 五、不得同时接触两极或一极与接地部分，也不能两人同时进行工作。 六、更换碳刷时，要使其型号与旧碳刷相一致。 七、更换碳刷应逐一进行，严禁两块及以上碳刷同时更换。 八、在更换时，首先用专用扳手松动刷辫紧固螺丝，松动紧固螺丝时不宜松动过度，防止螺丝脱落；取下碳刷刷辫；再将碳刷和均压弹簧同时取下。装碳刷时，先将碳刷放入刷握；压好均压弹簧；再用专用扳手紧固刷辫紧固螺丝，紧固螺丝时不宜用力过大，防止将螺丝损坏；检查碳刷在刷握内活动自如，弹簧应压在

碳刷中心位置，压力正常，检查发电机碳刷运行正常。 九、装、取均压弹簧时，动作应缓慢，要用力捏住均压弹簧严防其滑落。 十、发电机碳刷每极一次更换不得超过3块，励磁机碳刷每极一次更换不得超过1块，碳刷接触面积应大于70%。 十一、更换下部碳刷时特别注意防止碳刷脱落。 十二、发现发电机大轴碳刷短或发电机转子正负极对地电压偏差大时（8V），应及时对发电机大轴碳刷进行维护或更换，维护或更换后，应检查发电机大轴碳刷运行情况和发电机转子正负极对地电压情况。 如何更换和调整发电机碳刷 一、更换和调整发电机碳刷应注意的事项： （1）严禁两人同时工作； （2）工作时必须将衣服和袖口扣好，以免被转动部分绞伤；（3）工作时站在绝缘垫上； （4）严禁同时触摸两极或一极对地； （5）同一机组应使用同一型号碳刷；来源困难，可使用不同型号的碳刷（同一级仍然保证同一型号），但是必须事先征的领导同意； （6）在碳刷上部低于刷握或与刷握一样平时应立即更换。二、如何打磨发电机碳刷： （1）从目前所进D172型碳刷来看均偏厚，所以使用前均需进

发电机碳刷维护标准1.

发电机碳刷维护标准 一、检查维护方法： 1、检查碳刷是否接触良好，无卡塞，在刷握内能自由活动，电刷在刷框内应 有0.1~0.2mm的间隙，更换摇摆和滞涩的电刷。 2、电刷软线连接完整，接触牢固，无接地现象。 3、检查碳刷与铜辫的接触及励磁回路中各部螺丝是否松动。 4、用弹簧称检查电刷压力,，正常碳刷压力应该为1.5—2.0公斤，各碳刷压 力差别不应超过10%，1—3#发电机不符合要求时对恒压簧进行更换，4#发电机调整压力使其均匀。 5、边缘无破碎，不能过短，剩1/3高度（低于20mm）应更换碳刷。 6、使用红外线测温仪检查各碳刷及刷辫连接线等处温度，各处温度没有显著 差别，不超过100℃,连接线不发热，温度不超过75℃。 7、刷握、刷架清洁无垢，必要时用毛刷清扫。每天4点班对1—4#发电机用 干净白布侵少许酒精擦试滑环。 8、查出有破碎、研磨不良、压力不均匀、牌号不对等现象，应予以消除 9、检查碳刷的振动、跳动不应过大 10、检查汽轮机油有无外泄，甩到集电环上及碳刷上。 二、注意事项： 1、进行碳刷调整前，应尽量降低发电机无功，减少励磁电流，必要时可转移 部分负荷，以减少碳刷冒火。 2、进行碳刷调整时，应有专人监护，工作人员应穿绝缘鞋，工作服袖口应扣 好，注意防止转动机械及异物飞出伤人，同时应特别注意防止励磁回路发生短路和接地，工器具不能相互传递，女工应将长发或辫子卷在帽子内。 3、工作时不得同时接触两极或一极与接地部份，也不能两个人同时进行工

作。调整、清扫碳刷及滑环时，须有实践经验的人员进行。 4、碳刷必须逐个进行调整，禁止用两手同时碰触励磁回路和接地部分，或两 个不同极的带电部分。发现碳刷严重发热或火花较大时，严禁直接提起该碳刷，必须先从未冒火及发热不很严重的碳刷开始调整，待火花减小，碳刷烧红开始转暗后方可调整该碳刷。 5、若检查转子碳刷刷框、刷架及转子滑环表面炭末、灰尘较多，引起碳刷冒 火时，应及时报告车间，用干净的压缩空气进行吹扫。 6、同一台机组使用的碳刷必须一致，不可掺插使用，每次更换碳刷时必须使 用同一厂家，同一型号的碳刷。 7、在更换碳刷前，细心研磨碳刷使其面面光滑，电刷在刷框内应有0.1~0.2mm 的间隙，刷握的下边缘和换向器工作表面之间的距离为2-3毫米。 8、在发电机运行过程中若火花很大出现环火，滑环碳刷有碎块落下，则应请 示停机。 9、刷架和刷握在检修时要慎重调整，回放和安装刷架时，角度和几何位置要 保证在原状态，碳刷的滑入边和滑出边必须要与换向器平行。 10、更换碳刷后要及时填写碳刷更换记录。更换下来的压簧及时丢弃，旧碳刷 要标识后专门放置，以利于车间进行分析、判断，不可与新备件混放。 11、在进行白布侵酒精擦试滑环时要注意不能用带毛边的布接触滑环，要先把 白布四个毛边折向里面，然后在将白布对折2次后方可蘸酒精擦试滑环。 三、维护周期： 1、每班两次对1—4#发电机碳刷进行巡检和测温。巡检和测温在接班后2小 时和交班前2小时进行，误差时间为±15分钟。 2、每天4点班对1—4#发电机碳刷进行一次清扫和维护，碳刷的清扫和维护 时间在每天的20：00—21：00之间进行。

三相同步发电机的运行特性完整版

三相同步发电机的运行特性 、实验目的 1、用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。 2、由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。 二、预习要点 1、同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？ 2、这些基本特性各在什么情况下测得？ 3、怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？ 三、实验项目 1、测定电枢绕组实际冷态直流电阻。 2、空载实验：在n=n N、I=0 的条件下，测取空载特性曲线U0=f(I f) 。 3、三相短路实验：在n=n N、U=0 的条件下，测取三相短路特性曲线I K =f(I f)。 4、纯电感负载特性：在n=n N、I=I N、cosφ≈的0条件下，测取纯电感负载特性曲线。 5、外特性：在n=n N、I f=常数、cos φ =1和cos φ =0.8滞(后)的条件下，测取外特性曲线U=f(I) 。 6、调节特性：在n=n N、U=U N、cosφ=1的条件下，测取调节特性曲线I f=f(I) 。 四、实验方法 1 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D52、D51 3、测定电枢绕组实际冷态直流电阻被试电机为三相凸极式同步电机，选用DJ18。 测量与计算方法参见实验4-1。记录室温。测量数据记录于表5-1 中。

源 电 磁 励 2 5 ＋D ＋D 图 5-1 三相同步发电机实验接线 图 4、空载实验 (1) 按图 5-1 接线， 校正直流测功机ＭＧ按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发 电机Ｇ Ｓ旋转， ＧＳ的定子绕组为 Y 形接法 (U N =220V) 。R f2用 R4 组件上的 90Ω与 90Ω 串联加 R6 上 90Ω 与 90Ω并联共 225Ω 阻值， R st 用 R2 上的 180Ω 电阻值， R f1用 R1 上的 1800Ω电阻值。开关 S 1， S 2 选用 D51 挂箱。 (2) 调节 D52 上的 24V 励磁电源串接的 R f2 至最大位置。调节 MG 的电枢串联电阻 R st 至最大值， MG 的励磁调节电阻 R f1 至最小值。开关 S 1、S 2 均断开。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋 转退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在 “关 ”断的位置，作 好实验开机准备。 (3) 接通控制屏上的电源总开关， 按下 “启动 ”按钮,接通励磁电源开关， 看到电流表 A 2有励磁电 流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关 ,起动 MG 。MG 起动运行正常后 , 把 R st 调至最小，调节 R f1使 MG 转速达到同步发电机的额定转速 1500 r/min 并保持恒定。 (4) 接通 GS 励磁电源，调节 GS 励磁电流 (必须单方向调节 )，使 I f 单方向递增至 GS 输出电压 U 0≈ 1.3U N 为止。 (5) 单方向减小 GS 励磁电流，使 I f 单方向减至零值为止，读取励磁电流 I f 和相应的空载电压 U 0。 (6) 共取数据 7～9 组并记录于表 5-2 中。 表 5-2 n=n N =1500r/min I=0 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 I(mA) 48.1 26.7 33.8 33.8 26.7 40.8 26.7 33.5 47.1 U(V) 0.76 0.42 0.53 0.53 0.42 0.64 0.42 0.53 0.74 R(Ω) 63.3 63.6 63.8 63.8 63.6 63.8 63.6 63.2 63.6 COSФ R L S 1 R L A R L I C R f2 ＋ x A MG X ＋ y B V 1 C 同步电机 励磁绕组 同步电机 电枢绕组 TG R t s 源 电 磁 励 GS 3~ 励磁绕组

电力系统自动化基础知识总结.doc

绪论 1、了解电力系统自动化的重要性。 ①被控对象复杂而庞大。②被控参数很多。③干扰严重。 2、掌握电力系统自动化的基本内容。 在跨地区的电力系统形成后，必须建立一个机构对电力系统的运行进行统一管理和指挥，合理调度电力系统中各发电厂的出力并及时综合处理影响整个电力系统正常运行的事故和异常情况，这个机构称为电力系统调度中心。 ①按运行管理的区域划分：?电网调度自动化?发电厂自动化（火电厂自动化、水电厂自动化）?变电站自动化?配电网自动化。②从电力系统自动控制的角度划分：?电力系统频率和有功功率控制?电力系统电压和无功功率控制?发电机同步并列的原理。 第1章发电机的自动并列 1、掌握并列操作的概念及对并列操作的要求。 ?并列的概念：将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作。发电机的并列操作又称为“并车”、“并网”、“同期”。 ?对并列操作的基本要求：①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过1~2倍的额定电流。②发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。 2、掌握并列操作的两种方式及各自的特点。 ?并列操作的两种方式：准同期并列（一般采用）、自同期并列（很少采用）。 ?准同期并列的概念：发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期。 ?自同期并列概念：将一台未加励磁的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值，机组的加速度小于某一给定值的条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入同步运行。优点：操作简单，并列迅速，易于实现自动化。缺点:冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。适用：只有在电力系统事故、频率降低时使用。自同期并列不能用于两个系统之间的并列，也不用于汽轮发电机组。 3、掌握准同期并列的三个理想条件，了解并列误差对并列的影响。 ?(1) fG=fX：待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零；(2) UG=UX：待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零；(3)δe=0：断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。 ？?①电压幅值差对并列的影响：产生的冲击电流，在只存在电压差的情况下，并列机组产生的冲击电流主要为无功冲击电流。冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响，由于定子绕组端部的机械强度最弱，所以须特别注意对它所造成的危害，必须限制冲击电流。②合闸相角差对并列的影响：当相角差较小时，冲击电流主要为有功电流分量。说明合闸后发电机立刻向电网输出有功功率，使机组联轴受到突然冲击，这对机组和电网运行都是不利的。③合闸频率差对并列的影响：在有滑差的情况下，将机组投入电网，需经过一段加速或减速的过程，才能使机组与系统在频率上“同步”。加速或减速力矩会对机组造成冲击。（滑差越大，并列时的冲击就越大，因而应该

发电机碳刷的常见问题和日常维护

发电机碳刷的常见问题和日常维护 良好的运行维护方式可延长发电机碳刷的使用寿命，降低碳刷引起的机组故障，本文就发电机碳刷常见问题及日常维护进行分析。 标签：碳刷问题维护 引言 碳刷用于电机的换向器或滑环上，作为导出或导入电流的滑动接触体，是电机动静接触和交换能量的设备，碳刷的良好维护，对机组的安全运行起着至关重要的作用。 碳刷在发电机滑环上运行时，在其接触面上形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜，这是运行良好的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在，改变了碳刷与滑环的接触特性、减少了摩擦、降低磨损、延长使用寿命。氧化膜是一种复合薄膜，其组成成分与碳刷型号及滑环的材料成分有关。碳刷与滑环接触面积的大小，由发电机的转速、滑环材质的硬度、加工精度、偏摆度、碳刷的材质、碳刷上的压力大小等因素来决定。 一、碳刷选型的基本原则 1.滑环振摆问题 由于存在振摆，且振摆随转速的增加而加大，影响碳刷与滑环的良好接触。在大振摆的前提下，对碳刷提出一个严峻的考验，为此，在振摆大的场合下，适当增加弹簧压力，或在碳刷压板之间选择良好的减震衬垫，对于改善换向有一定效果。 2.机械上的原因 由于滑环偏心，转轴轴向串动，刷盒不正或碳刷与刷盒配合间隙不当，造成碳刷在刷盒内浮动受阻或卡住，弹簧压力不均，造成碳刷与滑环接触不稳定等。 3.电气上的原因 由于滑动接触面间的导电微粒分布不均匀，氧化膜厚度不均匀等造成接触电阻大小不同。有研究发现，外加电压小时，氧化膜绝缘，当电压升高到一定值时，氧化膜被击穿。当击穿后，不管电流如何增加，由于导电点的增加、导电面积的扩大，则接触电压保持恒定。 4.滑动接触面间气体压力的影响

详解稀土永磁电机以及稀土永磁电机应用

详解稀土永磁电机以及稀土永磁电机应用 稀土永磁电机是70年代初期出现的一种新型永磁电机，由于稀土永磁体的高磁能积和高矫顽力（特别是高内禀矫顽力），使得稀土永磁电机具有体积小、重量轻、效率高、特性好等一系列优点，广泛应用在航空、航天、航海及工业与民用方向。 稀土永磁电机的发展历史 电机是一种机械能、电能相互转换的机械。这个转换过程离不开电机的励磁结构。电机的励磁结构有两种：一种是电流励磁，即依靠铜线圈绕组通过电流来励磁，类似电磁铁产生磁场，磁场的大小取决于绕组的匝数和励磁电流的大小。再一种就是永磁励磁，即通过永磁体提供磁场，磁场的大小取决于永磁体本身磁性能的高低和所用磁体的体积。 采用永磁励磁的电机就是永磁电机。电流励磁的很大局限性就是线圈发热量大，电机温升高，需要较大的绕组空间，同时还存在较大的铜损等，使得电机的效率和比功率低。而永磁励磁，只要永磁体的磁性能高就不存在以上局限，而且结构简单、维护方便，特别对一些有特殊要求(超高转速、超高灵敏度)和特殊环境(防爆等)使用的电机，永磁励磁比电流励磁有突出的优点f2 。因此，在励磁结构方面，随着永磁材料性能的不断提高，新型永磁材料的不断出现，永磁励磁结构将逐步取代传统的电流线圈励磁结构。永磁电机的发展和永磁材料的发展息息相关，新型永磁材料的出现必将大力促进永磁电机的快速发展。 世界上第一台电机就是永磁电机，所以利用永磁体来制造电机已有很悠久的历史。由于当时永磁材料的磁性能低，制成的电机非常笨重，即被电励磁电机所取代。1940年代以后，具有较高剩磁的铝镍钴和具有较高矫顽力的铁氧体永磁材料相继出现，永磁电机又获得生机，在微特电机领城里占有重要位置。但铝镍钴永磁矫顽力较低、易退磁，铁氧体永磁的剩磁较低，使用范围受到一定限制。 至六十年代后期第一代稀土永磁合金(SmCo5)和七十年代第二代稀土永磁合金(Sm2Co17) 的出现，虽然原料钐与钴价格昂贵，但磁体磁性能好，使永磁电机有了较大的发展。八十年代钕铁硼稀土永磁问世，1983年被列为世界十大重要科技成果，举世瞩目。由于钕资源丰富，以廉价的铁取代昂贵的钴，价格相对低廉，钕铁硼稀土永磁磁性能好，极大地推动了永磁电机的开发。稀土永磁磁性能优异，兼有铝镍钴和铁氧体永磁的优点，具有很高的剩磁和矫顽力，以及很大的磁能积。稀土永磁的最大磁能积比铝镍钴的大5～8倍；比铁氧体的大1O～15倍；在同样的有效体积条件下，比电励磁的大5～8倍，仅次于超导励磁。且退磁曲线几乎是一条直线，回复曲线与退磁曲线基本重合，抗退磁能力强，热稳定性好(钐钴永磁)，用于电机，可使电机体积缩小，重量减轻，输出功率大，效率显着提高，

永磁同步电机基础知识

(一) P M S M 的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上，永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中，定子与转子始终处于相对运动状态，永磁体与绕组，绕组与绕组之间相互影响，电磁关系十分复杂，再加上磁路饱和等非线性因素，要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型，我们通常做如下假设： 1) 忽略电机的磁路饱和，认为磁路是线性的； 2) 不考虑涡流和磁滞损耗； 3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时，气隙中只产生正弦分布的磁势，忽略气隙中的高次谐波； 4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件； 5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成，在两相旋转坐标系下的数学模型如下： (l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: 其中，Rs 为定子电阻；ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压；id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流；Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感；ωc 为电角速度；ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。 若要获得三相静止坐标系下的电压方程，则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，如下式所示。 (2)d/q 轴磁链方程： 其中，ψf 为永磁体产生的磁链，为常数，0f r e ωψ=，而c r p ωω=是机械角速度，p 为同步电机的极对数，ωc 为电角速度，e0为空载反电动势，其值为每项 倍。 (3)转矩方程： 把它带入上式可得: 对于上式，前一项是定子电流和永磁体产生的转矩，称为永磁转矩；后一项是转 子突极效应引起的转矩，称为磁阻转矩，若Ld=Lq ，则不存在磁阻转矩，此时，转矩方程为： 这里，t k 为转矩常数，32 t f k p ψ=。 (4)机械运动方程： 其中，m ω是电机转速，L T 是负载转矩，J 是总转动惯量(包括电机惯量和负载惯量)，B 是摩擦系数。 (二) 直线电机原理 永磁直线同步电机是旋转电机在结构上的一种演变，相当于把旋转电机的定子和动子沿轴向剖开，然后将电机展开成直线，由定子演变而来的一侧称为初级，转子演变而来的一侧称为次级。由此得到了直线电机的定子和动子，图1为其转变过程。